I Jądro komórkowe

• Po raz pierwszy zostało zaobserwowane (w skórce storczyków) w 1831 roku przez Roberta Browna.

• Jest ono zlokalizowane w komórce w różny sposób; zawsze w silnym kontakcie z reticulum endoplazmatycznym.

• Jądro nie jest strukturą zamkniętą; na jego powierzchni występują kompleksy porowe, umożliwiające kontakt z cytoplazmą.

• Wielkość jądra waha się w granicach 5-25 μm, przy czym jądra są najmniejsze tuż po podziale, a największe tuż przed podziałem komórkowym.

• Kształt jądra uzależniony jest od kształtu komórki, jej wieku, aktywności metabolicznej oraz lokalizacji komórki.

• Liczba jąder również jest zróżnicowana; przeważnie występuje jedno; w komórkach wątroby dwa, a w komórkach mięśni poprzecznie prążkowanych lub szpikowych występuje wiele jąder.

• Dojrzałe erytrocyty ssaków nie posiadają jądra komórkowego.

• Lokalizacja jądra nie jest stała, jest charakterystyczna dla różnych typów komórek; komórki zarodkowe cechują się lokalizacją centralną.

1. Struktury jądra komórkowego (domeny / kompartmenty)

• otoczka jądrowa oddzielająca wnętrze jądra od cytoplazmy; zbudowana z dwóch błon, występują w niej pory jądrowe.

• chromatyna

• jąderko

• macierz jądrowa

• lamina jądrowa (pod otoczką)

• rybonukleoproteiny pozająderkowe

a) Otoczka jądrowa

• Zapewnia selektywną wymianę jądrowo-cytoplazmatyczną.

• Powstanie otoczki pozwoliło na czasowe i przestrzenne rozdzielenie procesów biochemicznych (transkrypcja, translacja) od procesów zachodzących w cytoplazmie.

• Otoczka zbudowana jest z dwóch błon, które kontaktują się ze sobą poprzez komponenty porowe; pomiędzy błonami znajduje się przestrzeń okołojądrowa (perinuklearna) o grubości 10-50 nm; przestrzeń perinuklearna może być charakterystyczna dla danej tkanki.

• Z otoczką związana jest blaszka (lamina) jądrowa.

• Pod otoczką zgromadzona jest chromatyna.

• Błona zewnętrzna otoczki pozostaje w ścisłym połączeniu z reticulum endoplazmatycznym szorstkim i gładkim; często pokryta jest rybosomami; jest giętka i labilna.

• Błona wewnętrzna jest gładka, regularna i stabilna (dzięki laminie jądrowej).

• Otoczka jądrowa jest asymetryczna; występują różnice w składzie enzymatycznym pomiędzy błonami; w błonie zewnętrznej mogą występować rybosomy, w błonie wewnętrznej występują specyficzne białka integralne, wiążące błonę z laminą.

• Otoczka jądrowa składa się w 60-70% z białek i w 23-26% z lipidów (głównie fosfolipidów).

b) Jądrowe kompleksy porowe

• Są to wielocząsteczkowe struktury białkowe zespalające błonę wewnętrzną i zewnętrzną.

• Stanowią miejsca wymiany cząsteczek pomiędzy cytoplazmą a nukleoplazmą (transport selektywny).

• Kompleks porowy ma strukturę cylindryczną o oktagonalnym kształcie; zbudowany jest z trzech pierścieni:

• kompleks szprych (8 szprych otaczających kanał centralny)

• pierścień cytoplazmatyczny (w płaszczyźnie błony jądrowej zewnętrznej – od strony cytoplazmy)

• pierścień jądrowy (od strony nukleoplazmy)

• Kompleks porowy jest niesymetryczny; od strony jądra występuje klatka jądrowa, a od strony cytoplazmy – wolne filamenty:

• z pierścienia cytoplazmatycznego  8 filamentów

• z pierścienia jądrowego  8 filamentów łączących się pierścieniem terminalnym (koszyk)

• Filamenty są związane z transportem białek do jądra.

• Jądrowe kompleksy porowe zbudowane są z białek – nukleoporyn (grupy około 100 białek, dzielonych na dwie grupy):

• zawierające N-acetyloglikozaminę, np. P62 (istotne dla formowania się i funkcjonowania jądrowych kompleksów porowych), NUP153 (w koszyku), CAN/NUP214 (filamenty cytoplazmatyczne).

• glikoproteiny nie zawierające N-acetyloglutozaminy, np. NUP180, NUP107

• Jądrowe kompleksy porowe transportują:

• jony, nukleotydy, białka o niewielkiej masie (8 kanałów; dyfuzja bierna)

• RNP, polimerazy DNA i RNA, laminy (kanał centralny, transport aktywny)

• Liczba i zagęszczenie kompleksów porowych jest różna, ale nie jest stała dla komórki; mogą one się tworzyć i rozpadać. W komórkach dzielących się mitotycznie, pod koniec profazy dochodzi do zaniku otoczki jądrowej.

• w hepatocytach myszy ilość JKP wynosi 3000-7000

• w oocytach Xenopus (żaba szponiasta) ilość JKP może osiągnąć 40 milionów

c) Lamina jądrowa

• Jest to siateczka włókien białkowych o grubości 30-100 nm.

• Budują ją polipeptydy o masie cząsteczkowej 60-75 tyś.

• Jest miejscem przyczepu domen chromatynowych.

• U ptaków i ssaków wyróżniono trzy typy laminy (A, B, C).

• Lamina jądrowa jest związana z wewnętrzną błoną otoczki jądrowej (lamina B); występuje ścisły kontakt laminy B z białkami integralnymi błony wewnętrznej otoczki jądrowej.

• Lamina bierze udział w organizacji strukturalnej chromatyny (jest miejscem umocowania pętli chromatynowych).

• Bierze udział w reorganizacji otoczki jądrowej w cyklu komórkowym:

• fosforylacja lamin jądrowych  dochodzi do rozpadu otoczki jądrowej (czyli depolimeryzacja lamin powoduje rozmontowanie otoczki)

• defosforylacja lamin  polaryzacja lamin powoduje odbudowę otoczki jądrowej.

d) Chromatyna

• Bardzo dobrze się wybarwia, więc można ją z powodzeniem obserwować.

• Składa się z DNA, RNA, histonów i białek niehistonowych.

• Histony to białka zasadowe (ponad 20% aminokwasów zasadowych) o małej masie cząsteczkowej (11 000 – 22 000 Daltonów) i powszechnym występowaniu.

  1. H1, H2A, H2B, H3, H4 to histony dobrze poznane.

  2. H3 i H4 należą do histonów konserwatywnych ewolucyjnie (skład aminokwasowy podobny u różnych zwierząt; czyli nie zmieniają się wraz z ewolucją organizmów).

  3. H5 znajduje się np. w jądrzastych erytrocytach; zawiera dużo lizyny; w erytrocytach kury i gęsi znana jest sekwencja 189 aminokwasów tego histonu.

  4. H4 jest najmniejszym z histonów, budują go zaledwie 102 aminokwasy; nie jest specyficzny gatunkowo (skład aminokwasowy niezależny od gatunku organizmu).

  5. H1 jest dużym histonem, jest słabo związany z chromatyną; posiada unikalny skład aminokwasowy.

• Histony łatwo ulegają odwracalnym, potranslacyjnym modyfikacjom: metylacji, fosforylacji, acetylacji; jest to cecha przydatna podczas aktywacji chromatyny.

• Białka niehistonowe to duża grupa białek niejednorodnych, niezasadowych. Nie stwierdzono korelacji pomiędzy ilością tych białek, a ilością chromatyny.

• Białka niehistonowe odgrywają dużą rolę przy tworzeniu pętli chromatynowych i chromosomów.

• Białka strukturalne HMG (High Mobility Group); HMG1 i HMG2 są charakterystyczne dla ssaków; mają zdolność interakcji z histonami i DNA.

Organizacja strukturalna chromatyny:

• Diploidalny genom człowieka zawiera około 2,3 metra DNA, które upakowane jest w jądrze komórkowym; możliwe jest to dzięki skręceniu i pofałdowaniu nici:

wolna nić DNA  włókno nukleosomalne (sznur koralików)  solenoid (włókno chromatynowe o średnicy 30 nm)  pętle (domeny) chromatynowe  chromosom metafazowy (najbardziej skondensowana chromatyna).

• Podstawową jednostką strukturalną chromatyny jest nukleosom, który zawiera:

• dwuniciowy fragment DNA o długości około 200 pnt (par nukleotydów); długość nukleosomalnego DNA może być różna; 200 to średnia wartość;

• oktamer histonów rdzeniowych (8 cząsteczek histonów; po dwa histony H2A, H2B, H3 i H4);

• histon H1.

• Histony rdzeniowe (H2A, H2B, H3 i H4) oddziaływują ze sobą C-końcami (globularne fragmenty o konserwatywnej sekwencji aminokwasowej); w wyniku specyficznych oddziaływań pomiędzy parami histonów H2A i H2B oraz H3 i H4 powstaje oktamer.

• Z około 200 par zasad nukleosomalnego DNA tylko 146 oddziałuje z histonami rdzeniowymi (tylko 146 łączy się z oktamerem).

• Na jeden nukleosom przypada około 1,7 zwoju DNA.

• Histon H1 łączy się z łącznikowym DNA i stabilizuje skręty DNA wokół oktameru histonów.

• Cząsteczki rdzeniowe łączą się za pomocą łącznikowego DNA (linker); długość łącznikowego DNA waha się (10 – 95 par zasad).

• Nukleosomy tworzą włókno nukleosomalne (sznur koralików), które pozwala na pozorne skrócenie DNA 6 – 7 X. Włókno nukleosomalne ma średnicę około 10 nm.

• Włókno chromatynowe (solenoid) to skręcone włókno nukleosomalne o średnicy 30 nm. W tworzeniu struktury solenoidu bierze udział histon H1.

• Na jeden skręt solenoidu przypada 6 nikleosomów, co pozwala na pozorne skrócenie DNA około 40 X.

• Włókno chromatynowe pofałdowane jest w pętle (domeny) o średnicy około 300 nm. Pętle te są podstawą budowy chromosomu.

• Obecnie przyjętym modelem budowy chromosomu jest „model promienistych pętli”; chromosom zbudowany jest z pojedynczej, liniowej cząsteczki DNA, połączoną w kompleks z histonami (włókno nuleosomalne a później chromatynowe); włókno ulega pofałdowaniu (dzięki interakcjom podstaw pętli chromatynowych z białkami niehistonowymi, tworzącymi szkielet chromosomu).

• Chromosom pozwala skrócić DNA 10 000 X.

• Według Waldeyer’a (1888 r.) chromosom zbudowany jest z konstruktywnej heterochromatyny (skondensowanej), przewężenia pierwotnego (centromer), przewężenia wtórnego (NOR) i tleomerów.

• Jeśli przewężenie wtórne usytuowane jest terminalnie, chromosom posiada trabant (satelitę).

• Położenie przewężenia pierwotnego (centromeru) w chromosomie metafazowym może być:

• akrocentryczne (gdy centromer jest blisko skraju)

• metacentryczne (gdy ramiona chromosomu są mniej-więcej równe)

• submetacentryczne (model pośredni)

• Przewężenie pierwotne zawiera kinetochor niezbędny do rozejścia się połówek chromosomu.

• Euchromatyna to chromatyna ulegająca całkowitej dekondensacji w telofazie; zawiera DNA ulegające transkrypcji.

• Heterochromatyna – nie ulega dekondensacji w telofazie, nie jest aktywna transkrypcyjnie.

e) Jąderko (nucleus)

• Jest to struktura w jądrze komórkowycm; nie jest oddzielona od reszty karioplazmy.

• Stanowi morfologiczny obraz aktywności transkrypcyjnej oraz przemian posttranskypcyjnych pewnej części genomu (rDNA).

• Występuje we wszystkich komórkach eukariotycznych (w interfazie), w czasie podziału niewidoczne. W jądrach o bardzo skondensowanej chromatynie (np. plemniki) brak jąderek.

• Jest najlepiej widoczną strukturą w jądrze komórkowym (duża gęstość, mało wody); opisano je już w XVIII wieku.

• Składa się z RNA, białek i nieznacznej ilości DNA.

• Białka w jąderku możemy podzielić na strukturalne, enzymatyczne i regulatorowe.

• Liczba jąderek zdeterminowana jest przez liczbę chromosomów jąderkotwórczych. Liczba chromosomów jąderkotwórczych jest stała dla gatunku.

• W komórkach ludzkich występuje maksymalnie 10 jąderek; mamy 5 chromosomów jądrekotwórczych (13, 14, 15, 21, 22), ilość tą mnożymy prze 2, bo mamy diploidalny zestaw chromosomów.

• Jąderka często ulegają fuzji (czyli liczba jąderek nie świadczy o liczbie chromosomów jąderkotwórczych).

• Jąderko jest strukturą dynamiczną (mało stabilną); morfologia i ultrastruktura zmienia się wraz z typem komórki, stopniem jej zróżnicowania i etapem cyklu komórkowego.

• Wielkość jąderek zależna jest od aktywności metabolicznej komórek (od zapotrzebowania na rybosomy na syntezę białka); średnica jąderka wynosi około 1-5μm.

• Jąderko jest zlokalizowane przeważnie w części centralnej lub tuż pod otoczką jądrową.

• Miejscem powstawania jąderka jest przewężenie wtórne chromosomu (NOR – Nucleolus Organizing Region), czyli organizator jąderkowy, w którym stopień kondensacji włókna chromatynowego jest niewielki. Tą część DNA nazywamy rDNA. NOR występuje w chromosomach jąderkotwórczych.

Ultrastrukturalna budowa jąderka:

• cenrum włókniste (fibrylarne) FC

• gęsty składnik włóknisty (fibrylarny) DFC  na powierzchni FC

• składnik ziarnicty (granularny) GC  otacza DFC; składnik dominujący

• wakuole jąderkowe NI  puste przestrzenie w GC

• chromatyna zasocjowana z jąderkiem NAC  obkleja GC

• macierz jąderkowa

FC – centum włókniste (fibrylarne)

• Zmienna lokalizacja, wielkość oraz ilość (może być wiele centrów włóknistych).

• Niska gęstość elektronowa (jasne obszary na elektronogramie TEM).

• Zbudowane z włókienek o średnicy 2-3 nm; zawiera polimerazę RNA klasy I, lecz jest ona niekaktywna (brak transkrypcji).

• Zawiera rDNA, białko C23 (należące do grupy białek AgNOR)

Polimeraza I RNA występuje zarówno w FC, jak i w DFC, ale aktywna jest tylko w DFC; odpowiada ona za transkrypcję rDNA i syntezę rRNA; w czasie mitozy znajduje się w NOR.

Białko C23 (nukleolina) to fosfoproteina o masie cząsteczkowej około 100 000 D; w jądrze interfazowym znajduje się w FC i DFC, w czasie mitozy – w NOR. Większość tego białka zasocjowana jest z pre-RNA. Do jego funkcji należy: aktywacja transkrypcji rDNA (tworzenia rRNA), dekondensacja chromatyny jąderkowej.

Białko B23 (numatryna) to fosfoproteina o masie cząsteczkowej około 38 000 D; w jądrze interfazowym znajduje się w DFC i GC (brak w FC!!!), podczas mitozy zasocjowane z chromosomami; zaangażowane w dojrzewanie RNP (rybonukleoprotein).

Białko B23 i C23 należą do grupy AgNOR, ponieważ występują w NOR i są srebrochłonne (ich grupy karboksylowe reagują z solami srebra  czarne zabarwienie).

DFC – gęsty składnik włóknisty (fibrylarny)

• Otacza centrum włókniste.

• Utworzony jest z gęsto upakowanych włókienek (ciemne miejsce na elektronogramie), które są nowymi cząsteczkami pre-rRNA, czyli prekursorami składnika ziarnistego.

• Zachodzi tu transkrypcja i synteza 45S pre-rRNA (pre-rybosomalnego RNA).

• Występuje tu fibrylaryna, białko B23, polimeraza I RNA (aktywna).

GC – składnik granularny

• Wrażliwy na trawienie proteolityczne i RNA-zę.

• Występują tu ziarnistości o średnicy 15-20 nm; są to kompleksy białek z RNA zwane rybonukleoproteinami (RNP), które stanowią cząstki prerybosomalne.

• Puste miejsca (o niższej gęstości elektronowej) w GC to wakuole jąderkowe tworzone w wyniku szybkiego transportu cząsteczek RNP do cytoplazmy

3. Mikrofilamenty (filamenty aktynowe)

• Osiągają grubość około 7 nm

• Zbudowane z aktyny, które morze występować w dwóch postaciach (monomer lub polimer); aktyna stanowi 15-20% całości białek każdej komórki.

• Aktyna G (monomer) jest białkiem globularnym występującym w cytoplazmie; jest to pojedynczy łańcuch polipeptydowy; białko idealnie sferyczne, poznano sekwencję 375 aminokwasów. Rozróżniamy cztery izomeryczne formy G-aktyny:

  1. α – występuje w mięśniach poprzecznie prążkowanych

  2. β i γ – występują w mięśniach gładkich i komórkach niemięśniowych

  3. δ – występuje tylko u Acanthoamoeba

• Aktyna F (polimer) jest białkiem włóknistym; włókno aktynowe widoczne w komórkach to dwa śrubowato skręcone łańcuchy F-aktyny. Rozróżniamy:

  1. F-aktynę labilną, która ulega depolimeryzacji w temperaturze 4°C, jest bogata w gelsolinę, odpowiada za kształt komórki, buduje lameliopodia i filopodia, buduje włókna naprężeniowe, pozwala na ruch bakterii w komórce gospodarza oraz odpowiada za podział cytoplazmy (tworzy pierścień kurczliwy w cytokinezie).

  2. F-aktynę stabilną, która buduje stałe struktury (np. mikrokosmki), jest odporna na depolimeryzację w temperaturze 4°C, uboga w gelsolinę, buduje aparat kurczliwy komórek mięśniowych.

Mikrokosmki

• Na powierzchni komórek nabłonka jelitowego występuje od 1300 do 1500 mikrokosmków, które ogromnie powiększają powierzchnię chłonną komórki.

• Mikrokosmki są palczastymi wypustkami cytoplazmatycznymi o średnicy 50 – 100 nm.

• Rdzeń mikrokosmka stanowi wiązka 20 – 30 filamentów aktynowych zachowująca stabilność dzięki wilinie i fimbrynie ulokowanej pomiędzy filamentami.

• Podstawę mikrokosmka mogą budować również inne białka

Ruch pełzakowaty

• Tego typu sposób poruszania się występuje min. u ameb oraz białych krwinek (granulocyty obojętnochłonne, które migrują z krwi do tkanek).

• Za ruch pełzakowaty odpowiadają wypustki powstające poprzez wypchnięcie powierzchni komórki w danym kierunku. Jest to możliwe dzięki polimeryzacji aktyny (mikrofilamenty są spolaryzowane; na biegunie + proces polimeryzacji biegnie szybciej, więc mikrofialment ulega wydłużeniu).

• Zasadniczo rozróżniamy dwa typy wypustek: cienkie i ostre filopodia oraz płytkowate lameliopodia.

ABP (Actin Binding Proteins) – białka towarzyszące aktynie

• Jest to grupa białek mających powinowactwo do mikrofilamentów.

• Dzięki tym białkom mikrofilamenty mogą być tworzyć różne układy przestrzenne:

  1. Gelsolina – powoduje depolimeryzację mikrofilamentów (cięcie na kawałki).

  2. Tropomiozyna – stabilizuje strukturę mikrofilamentów.

  3. Miozyna – nadaje własność tworzenia sieci.

  4. Filamina – powoduje formowanie sieci.

  5. Fimbryna – powoduje utrzymywanie mikrofilamentów w pęczkach.

  6. Winkulina – odpowiada za powiązanie mikrofilamentów z mikrotubulami i błoną komórkową.

  7. α-aktynina – powoduje powstawanie luźnych wiązek.

  8. Spektryna – formowanie sieci i wiązanie mikrofilamentów z błoną komórkową.

Trucizny dla mikrofilamentów:

1. Cytochalazyna – blokuje polimeryzację filamentów aktynowych.

2. Falloidyna – uniemożliwia depolimeryzację, a w połączeniu z rodaminą wykorzystywana jest do barwienia mikrofilamentów (na czerwono  mikroskop fluorescencyjny).

3. W cytoplazmie występują czynniki warunkujące występowanie obok siebie dwóch rodzajów aktyny (F i G); zapobiega to niepotrzebnej polimeryzacji i depolimeryzacji; tymi związkami są profilina i tymozyna.

III Cykl komórkowy

• Jest to czas od momentu zakończenia jednego podziału do momentu zakończenia podziału następnego.

• Na cykl komórkowy składają się zasadniczo dwie fazy:

• Interfaza (którą dzielimy na fazę G1, S i G2 oraz czasem G0)

• faza podziału.

• Często fazy G1 i G2 są zredukowane (np. podczas rozwoju zarodkowego).

• Faza spoczynkowa G0 może nastąpić po fazie G1 lub po fazie G2 (dochodzi do podwojenia ilości materiału genetycznego). Długość trwania fazy G0 jest zróżnicowana; może trwać wiele lat; często komórka po ostatecznym zróżnicowaniu przechodzi w fazę G0 i pozostaje w niej aż do śmierci (ponowne wejście w fazę S może być oznaką zmian nowotworowych). W czasie fazy spoczynkowej komórka nie wykazuje zdolności do syntezy DNA i podziału.

• Faza G1 to okres czasu od zakończenia podziału do rozpoczęcia syntezy DNA. Czas trwania jest zmienny (przeciętnie kilka – kilkanaście godzin). W fazie tej obserwowany jest wzrost aktywności metabolicznej, zwiększenie masy i objętości oraz wzrost ilości białek i RNA.

• Punkt restrykcyjny R to punkt, po osiągnięciu którego komórka na pewno wejdzie w fazę S (jeśli go nie osiągnie, przejdzie w fazę G0).

• Faza S charakteryzuje się zróżnicowanym czasem trwania (u człowieka 6 – 8 godzin potrzeba na replikację 1,8 metra nici DNA). Następuje tu podwojenie ilości informacji genetycznej zawartej w DNA.

• Faza G2 to faza bezpośrednio poprzedzająca podział komórki. Zachodzi tu wzmożona synteza białek wrzeciona podziałowego (głownie tubuliny), składników do odbudowy otoczki jądrowej oraz błony komórkowej. W fazie tej dochodzi również do semokonserwatywnego podziału centrioli.

Wrzeciono podziałowe

• Zbudowane jest z mikrotubul, białek towarzyszących mikrotubulom (dyneina, miozyna, aktyna) oraz zbiorników i pęcherzyków siateczki endoplazmatycznej gładkiej (SER).

• W ramach wrzeciona wyróżniamy:

• Mikrotubule astralne, które rozpościerają się we wszystkie strony, jednak nie kontaktują się z chromosomami ani z mikrotubulami przeciwnego bieguna.

• Mikrotubule kinetochorowe, które kontaktują się z chromosomem w miejscu zwanym kinetochorem; są zaangażowane w rozchodzenie się połówek chromosomów w anafazie.

• Mikrotubule biegunowe, które biegną od bieguna do bieguna, zachodzą na siebie; nie łączą się z chromosomami; odpowiedzialne są za oddalanie się połówek chromosomów w anafazie.

Kompleks synaptomenalny (synaptomalny) to morfologiczny wyznacznik profazy mejozy; odpowiedzialny jest za łączenie się chromosomów homologicznych w biwalenty w czasie zygotenu. Kompleks ten zanika w momencie rozczepienia się chromosomów w diplotenie.

Kontrola cyklu komórkowego

• Wszystkie wydarzenia cyklu komórkowego zawsze zachodzą w ustalonej kolejności; są ściśle kontrolowane przez systemy regulujące, zabezpieczające niektóre białka w komórce.

  • G1SG2M (standardowa komórka)

  • SMSM (komórki embrionalne; nie ma czasu na fazy G1 i G2 pomiędzy podziałami).

• Na straży określonego przebiegu faz stoją systemy regulujące.

• Metoda autoradiografii pozwala na określenie fazy, w której znajduje się komórka; w czasie fazy S można zastosować także inne metody np. mikroskop fluorescencyjny.

• Dobrym modelem obserwacji faz są komórki kosmków jelitowych; w różnych częściach kosmka komórki są w różnych fazach; w części bazalnej znajdują się komórki dojrzałe, dalej – szybko dzielące się, na końcu znów nie dzielące się.

• Komórki eukariotyczne używają tych samych cząsteczek i mechanizmów do zapewnienia kontroli cyklu komórkowego.

• Kontrola sprawowana jest przez cyklicznie aktywowane kinazy białkowe (Cdk – cyklinozależne kinazy białkowe).

• Kinazy są aktywowane przez białka zwane cyklinami.

• Cdk odgrywają szczególną rolę w regulacji fazy G1/S, czyli przejście z fazy G1 do S (przekroczenie punktu restrykcyjnego).

• Cdk kontrolują także zakończenie fazy S.

• Kinaza fazy S, aktywna forma to kompleks białka p34 i cykliny, odpowiada ona za wejście komórki w fazę S.

• Cdk odpowiadają również za regulację nagromadzeniem i rozpadem cyklin.

• Cykliny (A, B, C, D, E); ich maksymalne stężenie występuje na przełomie metafazy i anafazy; stężenie zmienia się cyklicznie w cyklu komórkowym, więc kinazy są albo aktywne, albo nieaktywne.

• Kinazy mitotyczne to kinazy aktywowane cyklinami mitotycznymi; powodują wejście komórki w fazę M (podział).

• MPF (M-phase promoting factor) to białkowy kompleks cykliny z kinazą, który kontroluje wejście w fazę M. Odkryto go podczas badania podziałów oocytów żaby; jego aktywność rośnie gwałtownie tuż przed rozpoczęciem mitozy, maleje pod koniec podziału.

• Cykl komórkowy może być zatrzymany przez białkowe inhibitory Cdk; jeśli DNA zostało uszkodzone, w fazie G1 wzrasta stężenie białka p53, które powoduje transkrypcję i utworzenie białka p21 blokującego kompleks cyklina-Cdk fazy S.

• Cykl komórkowy może być wielokrotnie powtarzany, ale może też zatrzymać się w fazie spoczynkowej lub zakończyć się śmiercią komórki (planowaną lub nie).

Apoptoza

• Apoptoza jest zjawiskiem dotyczącym pojedynczej komórki; jest to planowana śmierć, zapisana w genomie komórki, korzystna dla całego organizmu.

• Stanowi podstawę kontroli liczby komórek (np. podczas rozwoju układu nerwowego tworzy się dwa razy więcej komórek nerwowych niż docelowych; nadmiar komórek jest usuwany).

• Apoptoza modeluje palce w czasie rozwoju embrionalnego.

• Podczas apoptozy występują bardzo charakterystyczne zmiany morfologiczne; komórka kurczy się i następuje jej fragmentacja poprzez tworzenie ciałek apoptotycznych (otoczone błoną fragmenty komórki zawierające resztki cytoplazmy, organella komórkowe oraz fragmenty chromatyny). Ciałka apoptotyczne są fagocytowane przez sąsiednie komórki lub makrofagi.

• W apoptozie istotną rolę odgrywają enzymy – kaspazy, które tną kluczowe dla komórki białka, co prowadzi do kontrolowanej śmierci. DNA cięte jest na równe kawałki.

Komórki ulegające apoptozie:

• Komórki uszkodzone, zainfekowane wirusem lub zmutowane genetycznie; niezdolność do apoptozy jest przyczyną nowotworów.

• Komórki ściany macicy (menstruacja).

• Limfocyty T – białe krwinki dojrzewające w grasicy; te które nie potrafią rozpoznawać antygenów lub atakują własne tkanki ulegają apoptozie zanim dostaną się do krwioobiegu.

• Keratynocyty – komórki skóry; różnicują się w głębokich warstwach skóry, a później przesuwają się w kierunku powierzchni. Martwe komórki tworzą naskórek (warstwę ochronną).

• Komórki kosmków jelitowych – powstają u nasady kosmka i migrują w kierunku czubka, gdzie obumierają i zostają złuszczone.

• Komórki nerwowe (w fazie embrionalnej).

• Komórki w morfogenezie stóp i dłoni (w fazie embrionalnej).

• Komórki ogona w czasie metamorfozy u żab.

Nekroza (martwica)

• Jest to śmierć niezaplanowana; proces bierny; wynik działania różnych czynników środowiskowych (niedotlenienie, duże dawki promieniowania, trucizny metaboliczne, wirusy, hipotermia itp.).

• Zjawisko dotyczy całych grup komórek w tkance; tworzy się odczyn zapalny.

• Do najważniejszych zmian morfologicznych należy utrata integralności błony komórkowej, pęcznienie cytoplazmy i organelli komórkowych oraz ich dezintegracja, liza komórki (pod wpływem uwolnionych enzymów lizosomalnych).

• DNA jest cięte w miejscach przypadkowych.

• Zaburzenia funkcji transporterów, kanałów jonowych.

Forma zadań – zamknięte.

1.      Długość włókna nukleosomowego – 11 nm.

2.      W nabłonku znajdują się – włókna keratynowe.

3.      Z jakich histonów składa się cząstka rdzeniowa – H2A, H2B, H3, H4.

4.      Histon, który łączy się z DNA łącznikowym – H1.

5.      Przykładem gruczołu mieszanego jest – trzustka.

6.      Funkcja SER – produkcja tłuszczów (proste i złożone).

7.      Włókna sprężyste zbudowane są z – elastyny.

8.      Odmianami fibroblastów są – osteoblasty, chondroblasty, komórki ścięgniste

9.      Zatrzymuje podział komórki – kolchicyna.

10.  Sens pytania dotyczył tego, jakie włókno jest w centrosomie, przy czym nie chodziło o mikrotubule alfa i beta, tylko gamma.

11.  Komórki baldaszkowate są charakterystyczne dla – n. przejściowego.

12.  Nabłonki pochodzą – ze wszystkich listków (ekto-, endo- i mezo- dermy).

13.  Tkanka łączna pochodzi z – mezenchymy.

14.  Gruczoł mlekowy jest przykładem gruczołu – apokrynowego.

15.  Pytanie o komórki Langerhansa (nie pamiętam dokładnej treści, ale odpowiedzią były) – antygeny.

16.  Po nawinięciu DNA na solenoid, nić skraca się – 40x

17.  Mikrokosmki zbudowane są z – aktyny i towarzyszących jej białek.

18.  W DFC znajduje się – pre-mRNA.

19.  FC zawiera – rDNA, polimerazę RNA typu I, białko C23

20.  Jaka tkanka ulega ciągłej przebudowie – tkanka kostna blaszkowata zbita

21.  Cechą charakterystyczną nabłonka wielorzędowego jest to, iż – każda komórka ma kontakt z błoną podstawną, ale nie każda jest widoczna na powierzchni zewnętrznej (ta wypowiedź na teście była ubrana w ładniejsze słowa, ale sens został zachowany, więc wiesz, o co chodzi ;) )

22.  Jaki nabłonek uczestniczy w procesie filtracji – jednowarstwowy płaski.

23.  W jakim kierunku odradza/różnicuje się tkanka chrzęstna – odochrzęstny.

1. Tkanka chrzestna przyrasta na drodze:
d. apozycji i wzrostu śródmiąższowego +

2. Komórki baldaszkowate wstepują w nabłonku:
c. przejsciowym +


3. tkanka nabłonkowa rozwija się z:
c. wszystkich listków zarodkowych +

4. komórki tkanki łącznej mogące syntetyzować wszystkie rodzaje włókien substancji międzykomórkowej to:
a. fibroblasty +

5. cechą charakterystyczną nabłonka wielorzędowego jest to, że:
d. wszystkie komórki mają kontakt z blaszką podstawną, lecz nie wszystkie tworzą jego powierzchnię szczytową

6. W nabłonku wielowarstwowym płaskim komórki Langerhansa:

7. czasteczki kolagenu syntetyzowane są:
a. w szorstkiej siateczce śródplazmatycznej +

8. elastyna wchodzi w skład włókien:
c. sprężystych +

9. pozakomórkowa modyfikacja prekolagenu polega na :
c. odcinaniu niehelikalnych domen +

10. komórki zdolne do produkcji przeciwciał to:
d. plazmocyty +

11. Funkcję filtracyjną pełni nabłonek jednowarstwowy:
a. Płaski +

12. Komórki tkanki łącznej są pochodzenia:
d. mezenchymatycznego +

13. Odpowiednikami fibroblastów są:
a. Chondroblasty
b. Osteoblasty
c. Komórki ścięgniste
d. wszystkie odpowiedzi są prawidłowe +

14. Komórki tkanki nabłonkowej tworzą miąższ w :
b. Wątrobie +