01.04.2005 - Ćwiczenia 6
TEMAT: CYTOSZKIELET CD
MIKROTUBULE
to długie, sztywne, wydrążone rurki białkowe, które mogą szybko zostać zdemontowane i utworzone w innym miejscu
występują zarówno niespolimeryzowane w cytozolu oraz w formie spolimeryzowanej
wyrastają z centrosomów, rozprzestrzeniają się w kierunku krańców komórki tworząc system szlaków wzdłuż którego mogą się przemieszczać pęcherzyki, organelle itp.
są częścią szkieletu komórki odpowiedzialnego za ukierunkowany transport wewnątrzkomórkowy i za określenie pozycji organelli w obrębie komórki
mogą tworzyć trwałe struktury tj. wici i rzęski lub mogą być dynamiczne
tworzone przez podjednostki - cząsteczki tubuliny - z których każda jest dimerem złożonym z α-tubuliny i β-tubuliny - całość tworzy cylinder zbudowany z 13 równoległych protofilamentów, z których każdy wykazuje strukturalna biegunowość tzn. że α-tubulina jest eksponowana na jednym końcu (koniec -) a β-tubulina na drugim (koniec +)
powstają z inicjującego pierścienia poprzez stopniowe dodawanie dimerów tubuliny - szybciej do końca plus
w czasie nukleacji (narastania końca plus) mikrotubula może nieoczekiwanie skrócić się, zacząć rosnąć od nowa bądź całkowicie zniknąć - te zmiany to tzn. dynamiczna niestabilność
związana jest z wewnętrzną zdolnością dimerów tubuliny do hydrolizy GTP (każdy dimer jest połączony z jedną cząsteczką GTP), GTP jest hydrolizowane do GDP zaraz po dołączeniu jednostki do rosnącej mikrotubuli
jeżeli polimeryzacja następuje szybciej niż hydroliza GTP to mikrotubula jest złożona prawie całkowicie z podjednostek tubuliny połączonych z GTP ponieważ wiążą się one silnie jedna z drugą powodując powstanie tzw. GTP cap, która zapobiega depolimeryzacji (zachodzi tylko poprzez uwalnianie jednostek na wolnym końcu)
czasem, pod wpływam jakiegoś zjawiska ostatni kompleks zhydrolizuje GTP co przechyla równowagę na demontaż mikrotubul
konsekwencją jest to, że centrosom stale wypuszcza nowe mikrotubule w celach rozpoznawczych a następnie likwiduje je
mikrotubula rosnąca może być ustabilizowana przez przyłączenie innej cząsteczki lub struktury komórki
mikrotubula może być stabilizowana poprzez połączenie ze strukturą występującą w odległym regionie komórki co zapewnia połączenie centrosomu z tą komórką
polarność komórek jest odzwierciedleniem spolaryzowanego systemu mikrotubul w ich wnętrzu, który pomaga umieścić organelle w odpowiednim miejscu
wzdłuż tych wyznaczonych szlaków mikrotubul komórka może przesyłać odpowiedni ładunek
kolchicyna powoduje demontaż mikrotubul
MAP to białka towarzyszące mikrotubulom, wpływają na polimeryzację i depolimeryzację np. MAP2 i białko tau które stabilizują równoległe ułożenie mikrotubul - nadmierna fosforylacja białka tau prowadzi do bezładnego ułożenia mikrotubul w aksonach i w konsekwencji do AD
BIAŁKA MOTORYCZNE
zużywają energię z hydrolizy ATP na transport jakiegoś materiału wzdłuż mikrotubul i filamentów aktynowych
generują ruchy skokowe struktur, przemieszczają się wzdłuż mikrotubul lub/i filamentów aktynowych
są kompleksami złożonymi z dwóch identycznych łańcuchów ciężkich oraz wielu łańcuchów lżejszych, łańcuchy ciężkie tworzą głowy wiążące ATP (są te głowy ATP-azami i stąd energia) a łańcuchy lekkie - ogony
są dwie rodziny :kinezyny i dyneiny
kinezyny przemieszczają się w kierunku końca plus mikrotubul, przyłącza soę do mikrotubuli tylko gdy jest ona skierowana we właściwym kierunku, w transporcie ER
dyneiny w kierunku końca minus, biorą udział w transporcie ap.Golgiego
ważna rola w prawidłowym umiejscowieniu organelli w komórce
CENTROSOM
obecny po jednej stronie jądra komórkowego
organizuje mikrotubule w układ promieniujący od jądra poprzez cytoplazmę
zawierają pierścienne struktury utworzone przez γ-tubulinę, a każdy taki pierścień to punkt starterowy - tzw. miejsce nukleacji do wzrostu jednej mikrotubuli
dimery αβ-tubuliny dołączają się do tego pierścienia tak, że koniec minus jest osadzony w centrosomie, a wzrost zachodzi tylko w kierunku plus
centrosom według niektórych źródeł to cytocentrum
CENTRIOLE
każda tworzone jest przez cylindryczny układ mikrotubul osadzonych w centrosomach
nie mają znaczenia w nukleacji mikrotubul
są podobne do ciałek podstawnych rzęsek i wici
centriole razem z otaczającym je obszarem cytoplazmy tworzą cytocentrum
RZĘSKA i WIĆ
włosopodobne struktury, zawierające rdzeń z mikrotubul zebranych w pęczek i wyrastających z ciałka podstawnego umiejscowionego w cytoplazmie,
cała jest otoczone przez błonę komórkową,
pierwotna funkcja to nadawanie ruchu komórki w płynie bądź przemieszczanie płynu wkoło kmórki
u człowieka - nabłonek oddechowy i jajowód
wić to napęd plemników i pierwotniaków
mikrotubule są zorganizowane w 9 par plus dwie mikrotubule w centrum
ruch ich jest związany ze zginaniem się rdzenia struktury spowodowanego ślizganiem się mikrotubul jedna na drugiej
towarzyszy tym mikrotubulom dyneina rzęskowa, która generuje ruchy zginające rdzeń
1