Jądro komórkowe jest największym organellum zawieszonym w cytoplaźmie zawiera średnio około 10% DNA, około 10% białek histonowych i około 75%-80% białek niehistonowych i kilka procent RNA. Znajdują się tam również śladowe ilości węglowodanów i lipidów. W jądrze komórkowym zachodzą głównie przemiany dotyczące kwasów nukleinowych czyli DNA i RNA, a jednym z zasadniczych elementów jądra jest chromatyna, która stanowi interfazową postać chromosomów. Chromatyna zawiera DNA, w którym zapisana jest informacja(oczywiście informacja genetyczna), dotycząca struktury pierwszorzędowej białek, czyli inaczej mówiąc sekwencja nukleotydów w DNA determinuje, czyli wyznacza sekwencję aminokwasów w tworzonym łańcuchu polipeptydowym. Chromatyna w około 35%-40% składa się z białek histonowych, tyle samo 15% białek niehistonowych i zmienne ilości RNA do 10%, a DNA tyle samo. Histony to drobnocząsteczkowe białka zasadowe o masie cząsteczkowej od 13 do 30 kilodaltonów, które łączą sie z DNA. Histony zawierają około 20% aminokwasów zasadowych o zmiennym stosunku lizyny i argininy. Na podstawie stosunku tych dwóch aminokwasów, histony są zaliczane do 5-ciu klas. Z kolei białka niehistonowe sa bardziej zróżnicowane, dlatego posiadają wtórne właściwości fizykochemiczne i biologiczne. Białka niehistonowe są luźniej zwiazane z chrmoatyną, aniżeli białka histonowe. DNA występuje w jądrze komórkowym w formie bardzo skondensowanej. U człowieka długość wszystkich cząsteczek DNA wynosi około 2 metry. Te dwa metry DNA potrafi być skrócone, czyli skondensowane około 10 tysięcy razy. Bo w każdej komórce musi być. Komórek jest 200 ml. Upokawoanie wiąże się ze specyficznymi właściwościami

Wyróżniamy 3 rodzaje takiej organizacji chromatyny. Podstawową jednostką jest nkleosom, nukleosomy moga tworzy solenoidy, a selenoidy struktury wyższego rzędu.

Nukleosom jest o średnicy około 10 nm zbudowaną z globularnych białek histonowych, wokół których nawinięty jest DNA. Białkowy rdzeń nukleosomu zbudowany jest z różnych typów histonów, oprócz histonu H1, jest oktamerem. Tutaj wchopdza dwie cząsteczki histonów H2A, H2B, H3 i H4. Cząsteczki rdzeniowe łączą sie za pomocą łacznikowego DNA. Ten łącznikowy DNA jest od 30 do 50 par zasad i tworzy się wówczas tzw. Włókno nukleosomowe. Z kolei histon H1 wiąże się z łacznikowym DNA stabilizując jego strukturę. Nukleosomy połączone sa włóknem nukleosomowym(wlókno około 10 nm). I może ono ulegac skręceniu tworząc superspiralę i struktura nosi nazwę solenoidu. W komórkach eukariotycznych wykryto również skręcenia włókien chromatynowych wyższego rzędu i taka struktura ma wymiar od 100 do 200nm nawet. To dodatkowe skręcenie solenoidów pozwala na amxymalne upakowanie materiału genetycznego w jądrze komórkowym. I POPATRZYMY mamy rdzeń nukelosomu jest oktamerem itd. Pierdolenie.

Wewnętrzny szkielet jądroqwy stanowi matrix jądrowa zbudowana głównie z białek, której zadaniem jest utrzymanie prawidłowej wewnętrznej struktury. Matrix uczestniczy zarówno w replikacji DNA, czyli w namnażaniu, w transkrypcji, czyli przepisywaniu informacji z DNA na RNA, oraz w transporcie RNA jądrowego do cytoplazmy i co bardzo istotne – wiąże receptory dla hormonów steroidowych, które są bardzo ważnymi regulatorami procesu transkrypcji, a co za tym idzie są regulatorami procesu ekspresji genów, czyli uwidaczniania w postaci białek tego co jest zapisane w postaci DNA. Integralną częscią jądra jest jaderko. Stanowi ono nawet do 40% suchej masy jadra. Liczba jąderek w jądrze jest różna, zależy od płci, oraz fazy cuklu komórkowego.

Główne składniki to RNA i białka. W jąderku występuje ponad 200 różnych rodzajów białek o funkcjach strukturálních, enzymatycznych i regulatorowych. Te białka eznymatyczne i regulatorowe związane są z syntezą rRNA, czyli rybosomalnego RNA. Jądro podobnie jak inne struktury komórkowe oddzielone jest od cytoplazmy podwójną błona, tzw. Otoczką jądrową. Co jest ważne błona zewnętrzny i wewnętrzny stykają się w miejscach, gdzie tworza liczne pory odgrywające role transportowe i to zarówno z jądra do cytoplazmy i w drugą stronę. Oczywiście w otocznce jadrowej i błonie komórki istnieją jeszcze inne rodzaje transportu.

Syntéza wszystkich kwasów nukelinowych odbywa się w jadrze a funkcjonują w cytoplaźmie, a są to struktury dosyć dużych rozmiarów, a musza być jakoś transportowane.

WAŻNA struktura.

Mitochondrium jest siłownią komórki. W tej strukturze zachodzi w ponad 90% syntéza energii. U ssaków mitochondrium występują we wszytkich komórkach, oprócz erytrocytów. W strukturze tej zachodzi większość przemian biochemicznych, prowadzących w końcowym etapie prowadzące do syntezy energii, są to reakcje kataboliczne, rozpadu, a energia ta gromadzona jest i przechowywana w postaci wiązań makroergicznych – wysoko energetycznych – ATP.

Podstawową funkcją mitochondriów jest produkcja dwóch for energii swobodnej, tzw. Siły protonomotorycznej i ATP, które pochodzą z przetworzonego potencjału oksydoredukcyjnego. W mitochondriích zachodza procesy związane z pobieraniem tlenu,(mozecie sobie podkreślić, że są procesími wybitnie tlenowymi) i wydzielaniem energii, a dzieje się to dzięki utlenianiu węglowodanów, lipidów i białek i nie bez przypadku w takiej kolejności, organizm eukariotyczny ssaków w takiej kolejności zużywa do tworzenia energii. I te węglowodanów lipi utleniają sie do CO2 i wody. Cykl krebsa – cykl kwasów trikarboksylowych. Beta oksydacja kwadów tłuczowych, częsciowo Alfa i omega oksydacja, dekarboksylacja dwaoksokwasów, częściowo biosynteza mocznika(syntéza anaboliczna, nie tylko katoboliczne, częsciowo biosynteza hemu(biosynteza ukladów porfirynowych), częsciowo biosynteza kwasóq porfirynowych.

Mitochondria zawierają pozajądrowy DNA zdolny do ekspresji, czyli zdolny do przekazywania informacji dla syntezy białek. Tego DNA jest do 1% całego DNA znajdujacego się w organiźmie ptaka. Synteza białek w mitochndriach – dziedziczenie pozajądrowe inaczej dziedziczenia pozachromosomalne, takim sposobem syntetyzowana jest niliczna część białek, ale niektóre z nich mają bardzo wazną funkcje. Syntetyzowane sa niektóre jednosotki enzymów oksydoredukcyjnych – syntaza ATP – enzym syntetyzujacy ATP w mitochondriích, jego dwie podjednostki F0 i F1 są tam syntetyzowane. Oczywiscie mitochondria potrzebują do swej pracy wiele innych białek. I musza być one dostarczone do tej struktury z cytoplazmy, bo tam zachodzi proces biosyntezy białk a-translacji. Ilośc mitochondriów w komórce zależy od jej zapotrzebowania energetycznego, tam jest syntetyzowane ATP w zależności od tego ile potrzeba ATP tyle jest mitochpndriów. Oddzielone mitochondria sa od cytoplazmy podwójną błoną lipidowo-białkową. W odniesieniu do suchej masy zawierają około 70% białek – głównie enzymów, ze względu na umiejscowienie w tej strukturze wielu przemian biochemicznych. Pozostałe składniki to około 20-25% lipidów, oraz niewielkie ilości DNA i RNA. Obie błony, czyli zewnętrzny i wewnętrzny, zawieraja w swym składzie różne ilości białek i lipidów. I ta sytuacja determinuje różna przepuszczalność tych błon, dla różnego rodzaju substancji chemicznych OCZYWIŚCIE.

W błonie zewnętrznej mozemy znaleźc np. Enzymy odpowiedzialne za wydłużanie łańcucha kwasów tłuszczowych, ale przede wszystkim receptory importu białek.

W błonie wewnętrznej znajdują sie prawie wszystkie enzymy łańcucha oddechowego, enzymy metabolizmu oddechowego – utleniania różnego rodzaju substancjo. Układu transportujace również oraz syntaza ATP, o której mówiłem. Pamietać należy, ze błona, jedna i druga praktycznie, są praktycznie nieprzepuszczalne dla większości substancji, natomiast błona wewnętrzny swobodnie przepuszcza substancje do 10 kilodaltonów. Substancje te przechodza przez tzw. Poryny, czyli białko tworzce tunel w miejscu kontaktu obu błon. Miejsca kontaktowe, czyli tam gdzie te błony sie stykają, pełnią istotną rolę w metaboliźmie, szczególnie przy imporcie białek do mitochondrium oraz ich modyfikacji potranslacyjnej. Ta poryna czy to białko, zawiera na „eN“ koncu krtóktą sekwencję kierującą, a w dalszej częsci długi fragment hydrofobowy, który stanowi sygnał STOP, do tego miejsca białko jest transportowane i to umożliwia gromadzenie danego białka w błonie, m.in. enzymy sa tak transportowane. Błona wewnętrzny jest o wiele bardziej selektywna od zewnętrznej i przepuszcza jedynie niektóre zwiazki drobnocząsteczkowe, takie jak tlen dwutlenek węgla i tlenek też, woda, kwas pirogronowy , aceto octan. W błonie tej zlokalizowanych jest wiele różnego rodzaju przenośników, które transportują substancje do matrix mitochondrium(do środka) takim przenosnikiem jest np. Karnityna(pochodna kwasu izomasłowego), która transportuje przez błonę wewnętrzny długołańuchowe kwasy tłuszczowe do matrix, gdzie ulegaja one utlenieniu do acetylo-koenzymuA. Mitochondria oprócz swej funkcji energetycznej pełnia równiez istotną rolę w inicjacji apoptozy(PYTANIE EGZAMINACYJNE) czyli programowej śmierci komórki.

Istotą życia jest powielanie, jeżeli komórka sie dzieli trzeba powiedzilać materiał genetyczny, białka, cały skład. Komórek w organiźmie cłowieka jets około 100 bilionów. A w ciagu godziny tracimy ich około 50 miliardów w związku z tym musza byc odbudowane w procesie odbudowy i apoptozy ważną rolę tworzy cykl komórrkowy. Cykl komórkowy eukariota ma kilka faz:
G1 – punkt progowy, intensywnie rosnie w tej fazie, gdy osiągnie odpowiendnie rozmiary budzi się i osiąga punkt progowy R, kiedy przejdzie ten punkt nie ma odwrotu niezależnie od warunku musi sie podzielić, przed podziałem w tej komórce jeszcze coś sie dzieje
faza S w tej fazie zachodzi replikacja czyli podwojenie podwójnej nici DNA
faza G2 – syntetyzowane sa białka

I dopiero w fazie
Faza M – dochodzi do mitozy dochodzi do wyrtowrznia 2 komórek potomnych. Takie jak rodzicielskie i to samo zawirera W
czas trwania poszczególnych faz podziałów komórkowych może być różny u różnych komórek. U ssaków cały cykl wynosi od 10 do 30h, w zależnosci od typu komórki. Nad sprawnością przebiegu cyklucuwają określone geny oraz ich produkty. Zaburzenia kontroli cyklu komórkowego z jednej strony mogą prowadzić do niekontrolowanych podziałów komórkowych i w kosekwencji do powstania komórek nowotworowych, albo prowadzić do śmierci komórki. Homeostaza organizmu zależy od równowagi pomiędzy komůrkami dzielącymi się i umierajacymi. Zachwianie tej równowagi może prowadzic do nadumieralnosci komórki, albo jak to ma miejsce w przypadku limfocytów T, u nosicieli wirusa HIV, albo do przerostu tkanki obserwowanego w chorobách nowotworowych. Śmierć komórek jest procesem fizjologicznym podobnie jak proliferacja(dzielenie) czy różnicowanie . Okazalo się że śmierć komórki jets abrdzo skomplikowana i zaczęto wyróżniać dwa rodzaje śmierć komórki – nekroza – martwica oraz apoptoza – zaproggramowana – apoptosis opadanie platków kwiatów/lisci z drzew.

Jakie sa podstawowe różnice w apoptkzie i nekrozie. W przypadku apoptozy(zaprogramowanej genetycznie śmierci komórki) degradacja DNA jest agrdzo precyzyjna, objętoąć maleje, ITD. ZDJĘCIE, ZDJĘCIE, ZDJĘCIE!!!

Uważa się, ze śmierć komórek przez apoptozę jest powszechnym i efektywnym sposobem pozbycia się przez orgaznim komórek, które na pewnym etapách rozwoju stały się niepotrzebne. Przykładem mogą być tutaj komórki przewodów millera, które u ssaków zachowywane są tylko u samic, u samców giną na poptozie apoptozy. I za pomoca apoptozy moga być usuwane niszczone komorki nowotworowe.

PROCESY FIZJOLOGICZNE I PATOLOGICZNE ZWIĄZANE Z APOPTOZĄ
ZDJĘCIE, ZDJĘCIE, ZDJĘCIE!!!!!!!!!

W PROCESIE APOPTOZY MOZEMY WYRÓŻNIC TRZY GŁÓWNE ETAPY – MOLEKULARNE MECHANIZMY APOPTOZY
ZDJĘCIE, ZDJĘCIE, ZDJĘCIE!!!!!!

JAKIE CZYNNIKI WYWOŁUJĄ APOPTOZĘ – ZDJĘCIE, ZDJECIE, ZDJĘCIE!!!!!

Apoptoza wspomaga procesy fizjologiczne.

Programowana śmierć komórki, to proces aktywny, wymagającyk ekspresji wielu genów. Co za tym idzie wymaga syntezy mRNA i białek. Do dzisiaj odkryt
nas interesują BCLA – hamuje proces apoptozy i p53 - strażnik genów – zmutowany blokuje, a COŚ TAM(zdjęcie z tabelką – końcówka)

WŁAŚCIWOŚCI ZDJĘCIE ZDJĘCIE ZDJĘCI!!!!!!

WYBRANE ENZYMY UCZESTNICZĄCE W PROCESIE APOPTOZY

ZDJĘCIE ZDJĘCIE ZDJĘCIE ZDJĘCIE!!!!!!!!

ETAPY PROGRAMOWANEJ ŚMIERCI KOMÓRKI

ZDJĘCIE ZDJĘCIE ZDJĘCIE ZDJĘCIE!!!!!11!!!ONE ONE

UDZIAŁ MITOCHONDRIUM W INDUKCJI APOPTOZY – RYSUNECZEK

ZDJĘCIE ZDJĘCIE ZDJĘCIE ZDJĘCIE!!!!!!!11!!!!!ONEONE

A teraz opis do niego:

Tu oczywiście tu dookoła to jest mitochondrium, ten AIF to jest czynnik indukujący apoptozę(na poprzednim slajdzie)
„cz7yli już wiemy, ze pierwotny sygnał do rozpoczęcia apoptozy pochodzi z mitochondrium, a mitochondrium ze wznetrza“

Pod koniec ubiegłego wieku wykryto zjawisko gwałtownej zmiany przepuszczalnosci mitochondriów pod wpływem jonów wapniowych, wzrost przepuszczalnosci powodował tzw. Rozprzężenie energetyczne. W tym samym czasie wykazano istnienie w mitochondriích tzw. Megakanałów mitochondriálních, na styku zewnętrznyj i wewnętrznyj mitochondrialnej. Otwarcie tych kanałów indukowane jest przez różnorodne bodźce zewnętrzny(te sygnały do apoptozy na rysunku moga być różnorodne) i to zjawisko łaczy się ze spadkiem potencjału w poprzek wewnętrznej błony mitochondrialnej i uwalnianie biąłek do przetrzeni międzybłonowej, ten potencjał to jest delta E. Na podstawie tych danych stwierdzono, że załamanie się potencjału błonowego itochodnriów jest pierwszym objawem rozpoczynającej się w komórce apoptozy.

Wewnętrzna błona mitochodnrialna jest nieprzepuszczalna dla większości sybstancji, tylko dla nisko cząsteczkowych,
jeżli dojdziedo otwarcie tej błony dojdzie do wypłyniecia substajcni przez mega kanału .

Kaspazy to murzyny.

Podczas apoptozy spadek potencjału transpobłonowego mitochondrium. Wystepuje prawie równolegle we weszytkich mitochondriích danej komórki. Wystarczy, że zareaguje jedno mitochondrium i moze ono później oddziaływac na pozostałe.

PYTANIE EGZ – ROLA CYTOCHROMU C RYSUNEK WYŻEJ NARYSOWAĆ

Faza postmitochondrialna – wysdostajace się z przez megakanały z przestrzeni miedzybłonowej białka zapoczątkowują fazę wykonawczą apoptozy ???????

W cytoplaźmie prokaspazy 2 3 i 9(niekatywne kaspazy) włączają się w łańcuch reakcji, w których jedna PROkaspaza aktywuje nastepną. W efekcie dochodzi do trawienia ważnych dla zycia komórki białek. Zarówno białek strukturálních jak i enzymatycznych. Warunkiem aktywacji prokaspaz jest wydostanie się na zewnątrz cytochromu c(nie jest trwale związany z błonu) z czynnikiem a i f aktywują kaspazy.