Vnitrobuněčné oddíly
Download
1 / 74

- PowerPoint PPT Presentation


  • 91 Views
  • Uploaded on

Vnitrobuněčné oddíly Třídění a transport proteinů. Kompartmenty živočišné buňky. Kompartmenty živočišné buňky - TEM. Pro k aryotic ká buňka. Eu k aryotic ká buňka. Ty pická rostlinná buňka. Golgi ho aparát. centrální vakuola. vesikul. drsné ER. ribosom y ( na ER).

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about '' - phong


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Vnitrobuněčné oddíly

Třídění a transport proteinů




Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Prokaryotickábuňka

Eukaryotickábuňka


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Typická rostlinná buňka

Golgihoaparát

centrální vakuola

vesikul

drsné ER

ribosomy (na ER)

mikrofilamenta

ribosomy (volné)

hladké ER

mitochondrie

DNA+nucleoplasma

chloroplast

jadérko

jádro

jaderná membrána

plasmatická membrána

mikrotubuly

buněčná stěna


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Rostlinná buňka

Živočišná buňka


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

  • Funkce hlavních vnitrobuněčných oddílů

  • Jádro – obsahuje buněčný genom, syntéza DNA and RNA

  • Cytosol – syntéza proteinů, glykolýza, metabolické dráhy pro

  • syntézu aminokyselin, nukleotidů, etc

  • Endoplasmatické retikulum – syntéza membránových a sekrečních proteinů, syntéza většiny lipidů

  • Golgiho aparát – kovalentní modifikace proteinů z ER, třídění

  • proteinů a lipidů pro sekreci a transport do jiných částí buňky

  • Mitochondrie – syntéza ATP oxidační fosforylací

  • Chloroplasty – syntéza ATPa fixace uhlíku fotosyntézou

  • Lyzosomy – odbourávání látek uvnitř buňky

  • Endosomy – třídění materiálu z endocytózy a GA

  • Peroxisomy – oxidace toxických molekul, beta oxidace mastných

  • kyselin


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Mapa transportu proteinů

Vznik a správná funkce vnitřních kompartmentůzcela závisí na přesném cílení proteinů.



Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Jednoduchý experiment dokazuje, že většina třídících signálů se skládá z krátkého úseku aminokyselinové sekvence nazývané “signální sekvence”.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

GFP signálů se skládá z krátkého úseku aminokyselin


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Cyto signálů se skládá z krátkého úseku aminokyselinplasmatický Jaderný


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Actin- signálů se skládá z krátkého úseku aminokyselinGFP

PAX-GFP


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Signální sekvence signálů se skládá z krátkého úseku aminokyselin


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Jaderný import a export signálů se skládá z krátkého úseku aminokyselin

  • Jaderný obal se skládá ze dvou koncentrických lipidovýchdvouvrstev.

  • Perinukleární prostorje kontinuální s lumenem ER.

  • Přes komplex jaderného póru probíhá obousměrný transport.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Jaderný pór signálů se skládá z krátkého úseku aminokyselin

Komplex jaderného póru je vodní kanál, který umožňuje difuzi malých molekul a proteinů do 60kD. Transport těchto malých molekul je pasivní.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Molekuly větší než signálů se skládá z krátkého úseku aminokyselin9 nm nebo 60 kDa musí mítjaderný lokalizační signál (NLS) a jsou aktivně transportovány do jádra.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

  • Transport signálů se skládá z krátkého úseku aminokyselinvelkých proteinů do jádra vyžaduje signální sekvenci nazývanoujaderný lokalizační signál(NLS).

  • NLS může být umístěn kdekoliv v primární sekvenci proteinu.

  • Obvykle je bohatý na arginin a lysina je poměrně krátký.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Mechanismus jaderného transportu signálů se skládá z krátkého úseku aminokyselin


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

NLS signálů se skládá z krátkého úseku aminokyselinsměruje proteiny k transportupřes komplex jaderného póru.Proteiny si během transportu přes jaderný pór zachovávají svou terciální a kvarterní strukturu.

Jsou-li částice koloidního zlata potaženy NLS, můžeme vidět částice procházet jadernými póry. Maximální velikost částice zlata, která může být transportována je 26 nm. Jelikož zlaté částice nemohou být stlačeny,otvor jaderného póru musí být schopen se rozšířit.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

P signálů se skládá z krátkého úseku aminokyselinrotein Ran (monomerická GTPáza) je hnací silou transportu přes komplex jaderného póru

Ran-GAPse nachází výhradně v cytoplasmě =Ran-GDPse hromadí vně jádra.

Ran-GEFse nachází uvnitř jádra =Ran-GTPse hromadí uvnitř jádra.

Ran: Monomerická GTPáza

Ran-GAP: GTPázu-aktivující protein

Ran-GEF: Guaninovývýměnný faktor


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Receptory jaderného importu (N signálů se skládá z krátkého úseku aminokyselinuclear Import Receptors) rozpoznávají NLS.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Transport proteinů do mitochondrií a chloroplastů signálů se skládá z krátkého úseku aminokyselin

  • Organely specializované na syntézu ATP.

  • Většina proteinů je kódovaná jaderným genomem a

  • syntetizovaná v cytoplasmě.

  • Proteiny musí býttransportovány do jednoho z kompartmentů

  • nebo membrán těchto organel.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Mitochondriální (chloroplastové) proteiny signálů se skládá z krátkého úseku aminokyselin


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Mitochondriální signální sekvence: signálů se skládá z krátkého úseku aminokyselin

amfipatický alpha-helix,

pozitivně nabitý

Proteinové transportéty mitochondriálních membrán


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

  • Import proteinů do mitochondriální matrix je signálů se skládá z krátkého úseku aminokyselinřízen N-terminální signální sekvencí.

  • Signální sekvence na N-koncinaváže protein na TOM komplex na vnější mitochondriální membráně. TOM komplex je současně receptor pro signální sekvenci a translokátor.

  • TOM komplex s navázaným proteinem se přemístí do tzv. membránového kontaktního místa.

  • Proteinprochází přes TOM transportér do transportéru komplexu TIM na vnitřní mitochondriální membráně.

  • Protein je transportován do mitochondriální matrix a signální sekvence (=signální peptid) je enzymaticky odštěpena tzv. signální peptidázou.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

  • Energetika mitochondriálního transportu: signálů se skládá z krátkého úseku aminokyselinhydrolýza ATP aelektrochemický protonový gradient.

  • Hydrolýza ATP – chaperonové proteiny v cytoplasmě

  • Elektrochemický protonový gradient na vnitřnímitochondriální membráně

  • Hydrolýza ATP – chaperonové proteiny v mitochondriální matrix


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Transport do chloroplastů je podobný transportu do mitochondrií.Vyjímka – tylakoidy (třetí membrána), potřeba druhé signální sekvence

U chloroplastů je protonový gradient na tylakoidní membráně a podílí se zde na transportu do tylakoidů. Transport přes chloroplastovou vnitřní membránu (nemá elektrochemický gradient) využívá energii z hydrolýzy GTP a ATP.



Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Peroxisom mitochondrií.yobsahují oxidativní enzymy, odbourávání toxických molekul, beta oxidace mastných kyselin, syntéza prekursoru myelinu, krátká signální sekvence



Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

drsné ER mitochondrií.

Drsné ER -ribosomy

Lumen ER tvoří kontinuální prostor s perinukleárním prostorem.

hladké ER


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

  • Fun mitochondrií.kceendoplasmatického retikula

  • Počátek nově syntetizovaných proteinů určených pro Golgi, Endosomy, Lyzosomy, Sekreční vesikuly a Plasmatickou membránu

  • Vytváří orientaciproteinů v membráně

  • Místo syntézy fosfolipidů a cholesterolu

  • Počáteční místo pro N-glykosylaci proteinů

  • Hromadění Ca++ - sarkoplasmatické retikulum ve svalech



Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

  • Signální sekvence mitochondrií. ~20 aminokyselin,bohatá na hydrofobní aminokyseliny, nejčastěji na N-konci

  • SRP-signál rozpoznávající protein (signal recognition particle)

  • SRP receptor

  • Proteinový translokátor

  • Translace a translokaceprobíhá současně - ko-translační transport

  • Energie pro transport je získána zvlastního procesu translace – jak polypeptid roste, je protlačován přes proteinový translokátor


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Signální sekvence (signální peptid) sekrečních proteinů je odštěpena signální peptidázou.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Translo proteinů je odštěpena signální peptidázou.kace proteinů přes membránu ER


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Trans proteinů je odštěpena signální peptidázou.membránový protein


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Ko-translační proteinů je odštěpena signální peptidázou. transport musí být schopen vytvářet řadu různých konfigurací.

For both single-pass and multipass transmembrane proteins, some types will have the N-terminus projecting into the cytosol and others will have the C-terminus projecting into the cytosol.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Membránové proteiny s více transmembránovými proteinů je odštěpena signální peptidázou.doménami


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Things can get pretty complicated! proteinů je odštěpena signální peptidázou.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Membránové proteiny ukotvené přes glykolipidy - ER proteinů je odštěpena signální peptidázou.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

N-gly proteinů je odštěpena signální peptidázou.kosylace proteinů (N-linked glycosylation)

Dolichol

N-linked glycosylation.

Glykosylace– signál pro rozlišení správně složených proteinů


Krevn skupiny abo jsou ur eny dv mi gly k osyltransfer zami
Krevní skupiny proteinů je odštěpena signální peptidázou.ABO jsou určeny dvěmi glykosyltransferázami


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Skládání proteinů v ER proteinů je odštěpena signální peptidázou.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Nesprávně složené proteiny jsou exportovány z ER proteinů je odštěpena signální peptidázou.do cytoplasmy a degradovány v proteasomu.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Fosfolipidy jsou syntetizovány na cytoplasmatické stran proteinů je odštěpena signální peptidázou.ě membrány ER


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Fosfolipidové translokátory proteinů je odštěpena signální peptidázou.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

  • Transfer lipidů do jiných organel proteinů je odštěpena signální peptidázou.

  • Jaderná membrána – laterální difuze

  • Organely sekreční dráhy – vesikulární transport

  • Mitochondrie, chloroplasty a peroxisomy –proteinový transport

  • (Phospholipid exchange proteins)


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Intracelulární vezikulární transport proteinů je odštěpena signální peptidázou.



Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Vesikulární transport přepravuje proteiny a membrány mezi jednotlivými buněčnými kompartmenty

Vesikulární transport zachovává membránovou orientaci


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Proteiny jsou předávány z ER do Golgiho aparátu mezi jednotlivými buněčnými kompartmenty.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

TEM mezi jednotlivými buněčnými kompartmenty Golgiho

komplexu


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Golgiho aparát – trojrozměrná rekonstrukce mezi jednotlivými buněčnými kompartmenty

Proteiny z ER vstupují do Golgiho aparátu na cis straně


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Golgi mezi jednotlivými buněčnými kompartmentyhoaparát má dvě hlavní funkce:

1. Modifikuje N-vázané oligosacharidy a přidává O-vázané oligosacharidy.

2. Třídí proteiny– po odchodu z trans Golgi komplexu jsou doručeny do správných buněčných kompartmentů v transportních vesikulech.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Modifi mezi jednotlivými buněčnými kompartmentykace N-vázaných oligosacharidůje prováděna řadou enzymů Golgiho aparátu.

1. Třídění proteinů

2. Ochrana proteinů před proteázami

3. Buněčná adheze (selectiny)

4. Imunitní systém


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Na tvorbě (pučení) vesikulů se podílejí tři typu plášťových proteinů (coat proteins)


K lathrin ov v ky
K plášťových proteinů (lathrinové váčky


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

K plášťových proteinů (lathrinse navazuje přes adaptinynareceptoryv donorové membráně. Receptoryvážou specifický náklad. Klathrin se sestavuje do kulovitého útvaru a vtahuje s sebou část donorové membrány. Dynaminodškrtí váček od membrány.

  • Požadovaná energie:

  • Dynamin – hydrolýza GTP

  • Chaperonové proteiny - hydrolýza ATP


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Cílení transportních vesikulů: komplementární sady SNARE proteinů (v-SNARE a t-SNARE).


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Správně složené proteiny jsou transportovány v SNARE proteinů (COPII vesikulechdo cis-Golgihokomplexu.

  • COPII plášť je odstraněn a vesikulyvzájemně fúzují – vesikulární tubulární cluster.

  • VTCje transportován podél mikrotubulů za účasti motorových proteinů.

  • VTC fúzuje s cis-Golgi komplexem.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Není zcela jasné, jak proteiny postupují přes Golgiho komplex.

1. Model:

Stacionární kompartmentya vesikulární transport mezi nimi.

2. Model

Velké pohybující se kompartmenty, které postupně dozrávají do TGN, zpětný návrat enzymů pomocí vesikulárního transportu.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

K komplexonečnou destinací pro některé proteiny z TGN je lyzosom. Mezi ně patří především kyselé hydrolázy.

  • Lyzosomy představují „žaludek“ buňky.

  • jedna membrána

  • kyselé hydrolázy

  • degradace makromolekul

  • H+ ATPázová pumpa

  • pH ~5


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Makromolekuly degradované v lyzos komplexomech: endocytoza, fagocytozanebo autofagie.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Endocytoza vs. Exocytoza komplex

  • Základní typy endocytozy:

    • Fagocytoza – velké částice a buňky

    • Pinocytoza– malá množsví extracelulární tekutiny

    • Receptorová endocytoza –seletivní transport membránových receptorů a jejich navázaných ligandů

Endocytoza odebírá značné množství plasmatické membrány. Odebrané složky plasmatické membrány jsou nahrazovány procesem nazývaným exocytoza.


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Fagocytoza – komplex bílé krvinky: Makrofágy, Neutrofily a Dendritickébuňky

Receptory v plasmatické membráně (fosfatidylserin)


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Pinocyto komplexza – klathrinové váčky


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

  • E komplexndocytická dráha- od plasmatické membrány po lyzosom

  • časný endosom

  • multivesikulární tělísko

  • pozdní endosom

  • lyzosom


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Transcytos komplexa –transport proteinů přes epitel

Transport protilátek z mateřského mléka přes střevní epitel.

Kyselé pH ve střevě – vazba protilátky na Fc receptor

Neutrální pH extracelulární tekutiny – disociace protilátky z receptoru


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

Exocytoza komplex


Vnitrobun n odd ly t d n a transport protein

The End komplex