Sejtbiológia I.

Előnézet

A jegyzetről

Sejtbiológia I. 1-3. előadás kidolgozva

Vásárlás (500 Ft)

Név

Sejtbiológia I.

Típus

Felsőoktatás

Tantárgy

Sejtbiológia

Év

2017

Szak

Biológia

Intézmény

Szegedi Tudományegyetem

0 letöltés

Szerző

b.hanna

Létrehozva

2022-01-04

Oldalak száma

Jelentem

Sejtbiológia I. BSc 1. előadás: itt az eukariótákat és prokariótákat összehasonlító táblázat a lényeg. Valamint a különböző sejtszervecskéket összefoglaló táblázat. A sejtszervecskékről tudni kell, hogy eukariótákban és prokariótákban van-e, illetve kábé, hogy mi a szerepe. Itt igazából különösebben nincs mit részletezni. 2. előadás: A kompartmentalizáció. A sejtmembrán szerkezete, a receptorok jelentősége. A kompartmentaliáció jelentősége. - a prokarióta és eukarióta sejtek közötti egyik legfontosabb különbség a KOMPARTMENTALIZÁCIÓ. o Ennek jelentése: a biokémiai folyamatok elkülönülése az eukarióta sejt belsejében, a membránok által határolt terekben. Ezek a terek a sejtszervecskék. Ilyen membránok által határolt belső sejtszervecskéket (sejtorganellumokat) a prokariótáknál nem találunk. A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu o a kompartmentalizációt tehát az eukarióta sejtek ún. endomembrán - a belső sejtmembrán – rendszerének kialakulása tette lehetővé. o A sejtek nem egyforma mértékben tartalmaznak bizonyos sejtszervecskéket. ▪ A sejtek (illetve a sejtek által alkotott szövetek) működésüktől függően tartalmaznak kisebbnagyobb arányban különböző organellumokat. ▪ a táblázatban (amit nem kell megtanulni, csak példák) látható, hogy a pancreas (hasnyálmirigy) külső elválasztású mirigyei sokkal több durva felszínű ER-t tartalmaznak, mivel a durva felszínű ER felszínén készülnek olyan fehérjék, amik külső elválasztára szán a szervezet/sejt. (Míg a máj hepatocyta sejtjeinek ilyen funkciót nem kell ellátnia.) A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu A sejtmembrán szerkezete. (plusz egy-két hozzá kapcsolódó fogalom) - A plazmamembránokat alkotó molekulák (előfordulások szerint csökkenő sorrendben) o lipidek (legtöbb) o fehérjék o szénhidrátok o A membrán vastagsága sejtenként változó. Általában 5-8 nm. - alapszerkezet. o lipid kettősréteg. o ez a lipid kettősrétek FOSZFOLIPID molekulákból áll. molekuláris szerkezete: glicerol alap. a glicerolnak van alapból 3 db OH csoportja. ebből kettő valamilyen ZSÍRSAVVAL ÉSZTERKÖTÉST alakít ki. Ez a része HIDROFÓB lesz. Taszítja a vizet, és fordítva. A megmaradt egy OH csoporthoz egy foszfátmolekula kapcsolódik (és ahhoz további molekulák) A molekulának ez a része a HIDROFIL lesz (nem taszítják a vízmolekulák stb.) Mivel az így kialakult foszfolipid molekulának van egy hidrofil „feje” és egy hidrofób „lába”, önszerveződésbe kezdhet. Azaz: Ha sok foszfolipid molekulát teszel vizes közegbe, az fog történni, hogy a vizet taszító lábak egymás felé néznek, mivel egymással tudnak kölcsönhatásba lépni, és a vizet „kedvelő” hidrofób részek így „kifelé” fognak állni. A kialakult kettősréteg belseje így teljesen HIDROFÓB. A lipidmolekulák záródhatnak gömbalakba is. - micellum: a micellum belső terében csak a hidrofób farki részek vannak. Nem kettősrétegű. - a liposzóm egy kettősréteg gömbbé záródva. a közepén egy hidrofil fejek által közrezárt vizes tér van. A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu - A lipidek nem csak foszfolipidek lehetnek. Nem csak foszfát kapcsolódhat a 3. OH csoporthoz. o cukor + lipid > glükolipidek o fehérje + lipid o foszfát + lipid > foszfolipid - A membránfluiditást befolyásoló tényezők: a sejtmembránnak van egy úgynevezett FÁZISÁTMENETI HŐMÉRSÉKLETE, VAGY TRANZÍCIÓS HŐMÉRSÉKLETE, ami felett és alatt megváltozhat a membrán fluiditása („folyékonysága”), ▪ 37 fokon folyékony (fluid) halmazállapotú. Ezt hívjuk fiziológiás folyadékkristályos állapotnak. membránfluiditás függ: o hőmérséklettől. átlagos összetételnél 37 fok alatt a membrán rigidebb lesz. kevésbé folyékony. GÉL-KRISTÁLY állapotú lesz. o összetételtől: ▪ telített vagy telítetlen zsírsavaktól: ha a lipidmolekulák első két OH csoportjához telítetlen zsírsavláncok kötődnek, akkor a membrán fluidabb lesz. Ez azért van, mert a telítetlen zsírsavláncokban van egy törés, ami miatt nehezebben létesítenek kapcsolatokat az egymás mellett lévő zsírsavláncok. ▪ koleszterinszinttől: a koleszterintől. a koleszterin rideggé, kevésbé rugalmassá teszi a membránt. - - a membrán fehérje alkotói: o a kettős membránrétegben fehérjék is találhatók. mennyiségük sejt- és szövettípusra jellemző érték. o fajtái: ▪ perifériás membránfehérjék: Ezek a membránfehérjék a sejtmembránhoz kapcsolódnak, de nem merülnek bele a sejtmembránba. A perifériás membránfehérjék felszíni poláris oldalláncaik a lipid kettősréteg fejcsoportjaival vagy más fehérjék külső poláros (hidrofil) felszínével alakítanak ki hidrogénhidakkal és más elektrosztatikus kötésekkel A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu ▪ - kölcsönhatást (példaként említjük a mitokondriális elektrontranszportlánc komponensét, a citokróm-c fehérjét). (A kölcsönhatás természetéből adódóan – mivel nagyon gyenge - ezeket a fehérjéket a membránokról nagy koncentrációjú sóoldattal (pl. 1 M NaCl) vagy a pH változtatásával oldatba lehet vinni. integráns membránfehérjék: ezek a membránfehérjék belelógnak a sejtmembrán középső, hidrofób részébe. Ezt úgy tehetik meg, hogy a bemerülő részeiken apoláros (hidrofób) aminosavak vannak főleg. Így a hidrofób zsírsavak közé gond nélkül benyomulhatnak. • transzmembránfehérjék: a transzmembránfehérjék az integránsmembránfehérjék egy csoportja. Átívelik a kettős membránréteget. Az integráns fehérjék közül a transzmembrán fehérjék szerepük szerint lehetnek o receptorok, o csatornafehérjék, o pumpák (aktív transzport), o enzimek és o energiatranszdukcióra képes motorfehérjék (ATP-szintáz, bakteriális ostor motorfehérje komplexe). Az integráns fehérjék a membrán merevségét fokozzák. plazmamembrán aszimmetria o a membrán két oldalán – a citoplazmatikus az extracelluláris téren – más a membránhoz kötődő molekulák mennyisége. Pl: az extracelluláris téren, tehát a membrán külső oldalára kapcsolódnak csak cukormolekulák a lipidekhez (glükolipidek), összefüggő GLYCOCALYX réteget hozva ezzel létre. Szintén a külső oldalon találunk inkább foszfatidil-kolint. A belső oldalon foszfatidil-szerint (ezek abban különböznek egymásban, hogy a glicerin 3. OH részéhez kapcsolódó foszfát csoporthoz egyik esetben szerint, a másik esetben kolin kapcsolódik.) o a sejt életfolyamataiban ez az aszimmetria rendkívül fontos. Mivel pl ha a foszfatidilszerin a sejt külső részére kerül, az jel arra, hogy a sejtet a szervezet elpusztíthatja. o ezen kívül van töltéskülönbség. több – töltés a citoplazmatikus oldalon. több telítetlen zsírsav van a citoplazmatikus oldalon. A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu A receptorok jelentősége, a szignáltranszdukció. A szignalizáció a sejtek közötti kapcsolatot jelenti. A szignáltranszdukció a jel feldolgozását és válaszát. A szignalizáció főbb lépései. - - - - A jel generálása, szignál szintézis: o a szignálmolekulát a jelenlévő előanyagokból (prekurzorok) előállítja a sejt a megfelelő enzimekkel. felszabadulás: o a jel felszabadulása vezikulákkal történik. A jelmolekulák nem szabadon a citoplazmában vannak, hanem kis vezikulumokba csomagolva. A szignáljel úgy ürül, hogy az azt tartalmazó vezikulum összeolvad a membránnal, és így a szignálmolekula az extracelluláris térbe kerül. szignál transzportja a sejthez: o autokrin mód: a kibocsájtó sejt és a célsejt ugyanaz. o endokrin mód: a véráram útján kerül a forrás sejttől a célsejthez. o parakrin mód: egymás mellett lévő sejtek hatnak egymásra. o juxtakrin módon: sejt-sejt kapcsolat útján hatnak egymásra a sejtek. szignál felfogása: o receptorokkal történik. A receptorok a jelmolekulák észlelésére alkalmas fehérjemolekulák a sejtmembrán felszínén, vagy a sejt belsejében. (a táblázatból kérdeztek, ezt tudni kellett.) A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu o egy kis magyarázat a táblázhathoz: ▪ ligandkötő hely: a receptornak az a része, ahová bejöt a ligand (tehát a jelmolekula) ▪ a mannóz egy hat szénatomos cukormolekula. ▪ cys-gazdag szekvencia: a repcetor extracelluláris, sejten kívüli oldalán a receptor gyakran tartalmaz cisztein-aminosavakat. ▪ alfa-hélix transzmembrán: a transzmembrán fehérjék alfa-hélix illetve bétahordó alakot vehetnek fel a membránba ágyazódva. A receptorok nagy része alfa-hélix szerkezetű. ▪ a citoplazmatikus rész: ez a rész áll kapcsolatban sok olyan intracelluláris molekulával, amelyek a kívülről érkező jelet a sejt belseje felé továbbítják különböző módokon. Ezt pl sokszor úgy érik el, hogy különböző fehérjéket foszforilálnak (foszfát csoportot kapcsolnak rá), ezt hívják PROTEIN KINÁZ AKTIVITÁSNAK. (A kináz molekulák olyan molekulák, amelyek foszforilálnak.) A sejtfelszíni receptoroknak nem csak egy transzmembrán része lehet. Pl Béta-adrenerg receptor esetében hét transzmembrán domén hurkolódik át a oda-vissza a membránon. A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu o o a jelmolekulák lehetnek: ▪ gázok: gond nélkül átdiffundálnak a membránon, közvetlen képesek enzimaktivitást szabályozni a célsejtben ▪ kis, hidrofób/apoláris/lipofil molekulák: ezek is átjutnak könnyen a membránon. így az intracellulárs, belső receptorokhoz képesek kötődni. ▪ biogén aminok, aminosav származékok: sejtfelszíni receptorokhoz kötődnek ▪ peptid/fehérke molekulák: sejtfelszíni receptorokhoz kötődnek. ▪ eikozanoidok. lopofilek, DE SEJTFELSZÍNHEZ KÖTŐDNEK. pl : PROSZTAGLANDIN hatás gyorsasága: ▪ a citoplatmatikus receptorok hatása lassabb▪ az intracelluláris receptorok közvetlen a génátírodásra hatnak, ezért hatásukat lassabban, de tartósabban fejtik ki. Pl: szteroid. A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu Szignáltranszdukció részletesebben: Összefoglalva az eddigieket: jel érkezik a célsejthez, és a célsejt receptorokon keresztül felfogja a szignálmolekulát. A receptor citoplazmatikus doménje olyan molekulákkal kapcsolódik a sejt belsejében, ami felerősíti a jelet és szétterjeszti az egész sejtben. - Kapcsoló molekulák: molekuláris kapcsolók, amik összekapcsolják a receptort a citoplazmatikus molekulákkal és segítik a jelfeldolgozást. Ezek a G-proteinek: Ezek GTP-áz aktivitást mutatnak. Azaz GTP-ből GDP-t készítenek egy foszfátcsoport lehasításával. A G-fehérje egyik alegysége így GDP-t fog kötni. A GDP-kötött alegység fogja az „erősítő” molekula és a receptor molekula között létrehozni a kapcsolatot. A G-fehérje egy „kapcsoló”, ami átkapcsolja, bekapcsolja az „erősítő” molekulákat. Erősítő molekulák: adenilil-cikláz. guanilil-cikláz. Az adenilil és guanilil cikláz ATP-ből és GTP-ből (foszforilált előanyag) ciklikus AMP-t és ciklikus GMP-t csinál. (2 db foszfátot lehasít.) > MÁSODLAGOS HÍRVIVŐKET készít. - o a PDE (foszfodiészterát)is erősítő: A membránban található egy foszfatidil-inozitol-4,5-biszfoszfát (PIP2) nevű molekula, amiből a PDE inozitol-trifoszfátot (IP3) és diacil-glicerolt (DG) hasít. Az IP3 kalcium ionokat szabadít fel az endoplazmatikus retikulum kalcium-raktáraiból. o A kalcium, a cAMP és a CMP másodlagos hírvivő molekulák. a sejt belsejében találhatjuk a KATALITIKUS ELEMEKET, amelyek ténylegesen befolyásolni fogják bizonyos enzimek működését a sejtben, ami megváltoztatja a sejtek életfolyamatait (A, C, G kinázok, TnC Ca2+/kalmodulin kináz.) ezek a katalitikus molekulák mindig alapból szabályzó elemek által vannak blokkolva. A legtöbb esetben a másodlagos hírvivő molekulák (Ca-ion, cAMP, cGMP) ezt a szabályzó elemet távolítja el és válik lehetővé a végrehajtómolekula (effektor) működése. A legtöbb esetben az effektorok kinázok. A kinázok olyan molekulák, amelyek más molekulákra foszfátcsoportot kapcsolnak, és aktiválják illetve inaktiválják ezzel. A különböző receptorokhoz különböző típusú g-proteinek kapcsolódhatnak. (A gproteinek a kapcsolómolekulák [előző oldalról]). A különböző g-protein típusok más-más sejtválaszt váltanak ki, mert más az effektormolekulájuk. EZT A TÁBLÁZATOT TŐLÜNK VISSZAKÉRTÉK ZH-BAN. 3. előadás: Membrándinamika. Membrán specializációk. Sejtkapcsoló struktúrák, sejt-sejt kapcsolatok. Membrándinamika - endocitózis: folyamat, mely során a sejt környezetében található makromolekulákat, oldott anyagokat, szilárd részecskéket bekebelezi. o szükséges: sejtváz (Prokariótáknál nincs. így endocitózis sincs) o a sejtmembrán betűrődik és lefűződik a sejt belsejében. Ezt hívják fagoszómának. o a fagoszóma ezután összeolvad egy korai endoszómával/primer lizoszómával (ez a kettő ugyanaz.) a primer lizoszómában/korai endoszómában a fagocitált anyag lebontásához szükséges enzimek találhatók. o primer lizoszóma/korai endoszóma + fagoszóma > másodlagos lizoszóma/késői endoszóma. A másodlagos lizoszómában/késői endoszómában már elindulnak azok az enzimatikus folyamatok, ami lebontja a bekebelezett részecskét. o fajtái: - Fagocitózis a folyamat neve, ha nagy méretű (>2μm) szilárd anyagok, makromolekulák felvétele történik. (Természetesen, mivel a sejtek folyékony közegben élnek és onnan vesznek fel anyagokat, folyadék ilyenkor is kerül az endoszómába.) Pinocitózisról (sejtivás) beszélünk akkor, ha a sejt a környező folyadékot (például testfolyadék) veszi fel az abban oldott részecskékkel. Pinocitózisra gyakorlatilag minden sejt képes. - o A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu - az endocitózis molekuláris folyamatai o a legtöbb endocitotikus útvonal úgynevezett „receptor-indukált endocitózis”, tehát a felvett anyagnak kapcsolódnia kell a megfelelő receptorhoz, hogy megtörténjen a bekebelezés. o a legtöbb esetben az endocitózis klatrin-molekulákhoz kötött Membránspecializációk, sejtkapcsoló struktúrák. Többsejtű szervezetekben a sejtek fizikai kapcsolatba kerülnek egymással és a sejt közötti állomány szilárd komponenseivel. Ezek a kapcsolatok mind a szöveti differenciáció és morfogenezis, mind pedig az egyes sejtek és szervezet működése szempontjából is nagy jelentőségűek. A sejtek közötti kapcsolatok egy része időleges. Fertőzött szövetekben például a fehérvérsejtek felszíni fehérjéi és a kapilláris falát alkotó endotél sejtek közötti átmeneti, specifikus kötődés jön létre, ami elősegíti a leukociták átjutását az érfalon (extravazáció) és a fertőzés leküzdését. A folyamatban résztvevő sejtfelszíni fehérjék (szelektinek) örökletes rendellenessége súlyos, visszatérő fertőzéseket eredményezhet. A stabil intracelluláris kapcsolatokat funkcionális szempontból osztályozhatjuk: lezáró, lehorgonyzó és kommunikáló sejt-sejt kapcsolatokat különítünk el egymástól. A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu • • • Lezáró kapcsolódások Bizonyos szövetekben szükség van arra, hogy a sejtek között áthatolhatatlan, erős kapcsolat jöjjön létre. Vékonybélsejtek között, közvetlenül a béllumen közelében, gyűrűszerű, trnaszmembrán fehérjék által létrehozott hálózat kapcsolaja össze az epiteliális sejteket, teljesen elzárva a lument az intracelluláris tértől. A zonula occludens – tight junction transzmembrán okkludin fehérjéinek másik szerepe, hogy megakadályozzák a membránkomponensek laterális diffúzióját. Az epiteliális sejt ezáltal polárissá válik: apikális és bazolaetrális membrándoménje szerkezetileg és funkcionálisan is eltér egymástól. Lehorgonyzó kapcsolatok A sejtkapcsolatok másik típusába a sejtmembrán speciális régiói a citoszkeleton fonalainak letapadási helyéül szolgálnak. ➢ Aktinfilamentumokhoz kötődő sejtkapcsolódások A vékonybélsejtekben a tight junction alatt helyezkedik el egy másik sejtkapcsolat, a zonula adherens (övdezmoszóma). A két sejt kontaktusát transzmembrán kadherin fehérjék biztosítják, ezek citoplazmatikus doménjéhez ketanin proteinek közvetítésével mikrofilamentumok tapadnak. [ az aktin citoszkeleton az extracelluláris mátrixszal is kapcsolatot teremt, fokális adhéziók közvetítésével ] ➢ Intermedier filamentumokhoz kötőd sejtkapcsolatok A sejt-sejt kapcsolatok leggyakoribb fajtája a foltdezmoszóma (macula adherens). Transzmembrán kapcsolófehérjéi ugyancsak a kadherin-család tagjai, a citoplazmatikus oldalon hozázjuk kötődő katenin fehérjék pedig a membránhoz simuló korongot, plakkot alkotnak. A citoplazmatikus plakkon tapadnak a citoszkeleton intermedier filamentumai. Dezmoszómák olyan szövetekben fordulnak elő nagy számban, melyekben a sejt-sejt kapcsolaok erőteljes mechanikai hatásoknak vannak kitéve (pl. a szívizomban, a bőrhám stratum spinosumában). A hemidezmoszómák hasonló szerkezetű képződmények, melyek a sejtet a hámréteg alatt elhelyezkedő bazálmembránnal rögzítik. A bőr foltdezmoszómáinak működészavara okozza a pemphigusnevű betegségcsoportot. A bőrhám dezmoszómák kadherin fehérjéivel szemben autoantitestek képződnek és roncsolják a sejtek közötti adhéziós kapcsolatokat. Vízzel telt hólyagok jelennek meg testszerte, amelyek a fertőzés és a dehidráció veszélye miatt akár végzetes állapotot is létrehozhatnak. Kommunikáló kapcsolatok A ráskapcsolat (gap junction) két sejt membránja között vízzel telt csaornákon keresztül valósul meg. Nevét onnan kapta, hogy a két hártya nem tapad szorosan egymáshoz, hanem köztük keskeny rés marad. A csatorna falát 6-6 konnexin fehérjemolekula alkotja, mindkét membránon áthaladva összeköti a két sejt citoplazmáját. Ionok, kis molekulák átjuthatnak rajta, így A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu biztosítja a két sejt működésének összehangolását. A szívizom sejtjeit összekötő réskapcsolatok például szinkronizálják a kontrakciót. Sejtfelszíni módosulatok Mikrovillusok Stereociliumok Ciliumok(csillók) laterális és bazális sejtfelszíni gyűrődések Kapcsoló struktúrák Adherens junkciók(zondula adherens) Övdezmoszóma Folt dezmoszóma Hemidezmoszóma Impermeábilis junkciók Szoros kapcsolat(tight junction, zondula occludens) Septate junction Kommunikációs junkciók Réskapcsolat)gap junction, elektromos szinapszis) Kémiai szinapszis Sejt-sejt kapcsolatok: kémiai szinapszis és gap junction. A gap-junction részletezve volt. Kémiai szinapszis: - neuronok axonjai és dendritjei, valamint neuronok axonjai és az izomrostok véglemezei között található. - részei: o preszinaptikus neuron: innen ürülnek ki a szignálmolekulák/neurotranszmitterek a szinaptikus résbe, vezikulumok segítségével. A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu o posztszinaptikus neuron: a szignál molekua/neurotranszmitter felfogása. Gliasejtek és neuronok kapcsolatai Az idegszövetünket neuronok és gliasejtek alkotják. A gliasejtek feladatai (diasorból): A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu - - a gliasejtek alkotják az idegsejtek axonjainak myelinhüvelyét. A myelinhüvely az axonok ingerületvezetési sebességére van hatással. A myelinhüvely felgyorsítja a vezetést. Úgynevezett szaltatorikus (ugrásszerű) ingerületterjedést tesz lehetővé. (diasorból)oü A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu