03.10.2oo9r.
Dr inż. Chmurzyńska
egz. Pisemny, poprawka ustna
Friedman i wsp. ; Genetyka; Urban&Partner
Drewy i Ferenca; Podst. Genetyki dla studentów i lekarzy
BUDOWA KOM. ZWIERZĘCEJ, CYKL KOMÓRKOWY
TYPY KOMÓREK- Procaryota i Eucaryota
Porównanie struktury kom. prokariotycznych i eukariotycznych
Budowa kom. zwierzęcej
Błona kom.:
Wyróżnia się zwykle warstwą lipidową zew. - od str. środkowej oraz warstwą lipidową cytoplazmatyczną - od str. protoplazmy
Błony są asymetryczne pod względem swojej struktury i funk. - każda pow. błony zawiera inne skł. i wykazuje odmienną aktywność enzymatyczna
Większość cząst. fosfolipidów i glikolipidów jest uporządkowana w dwuwarstwę, … rozpuszczalnikiem dla integralnych białek błonowych oraz barierą rozpuszczalności
Model płynnej mozaiki - błony to dwuwymiarowe roztwory przestrzennie zorientowanych lipidów i sferycznych białek ; (białka cytoplazmatyczne, transportowe, budulcowe, antygeny, enzymatyczne)
Białka błonowe:
Integralne - można je wydzielić z błony jedyni poprzez zniszczenie jej struktury
Powierzchniowe - można je wydzielić z błony przy użyciu roztworów soli lub czynności chelatujących
RE
Siateczka wewnątrzplazmatyczne szorstka - powierzchnia z rybosomami, zachodzi tam synteza białek kom.
Siateczka wew. gładka - synteza kw. tł i fosfolipidów
Kompartyment (=część podzielonej symetrycznie powierzchni) komórkowy obejmujący sieć powiązanych ze sobą pęcherzyków otoczonych błoną
4. APARAT GOLGIEGO:
podst. element strukturalny- diktiosom (spłaszczone cysterny ułożone w formie stosu)
większość białek syntetyzowanych przez rybosomy wydzielana jest przez ER wewnątrz małych pęcherzyków-sekrecja białek
pęcherzyki te transportują białka do aparatu G., gdzie zachodzi ich chem. modyfikacja (np. dodanie łańcucha oligosacharydowego, przyłączenie kw. tłuszczowych) oraz sortowanie (segregacja białek pod względem ich miejsca docelowego np. białka błonowe i wydzielnicze)
5. JĄDRO KOMÓRKOWE:
największe organellum w kom., otoczone przez podwójną błonę zawierającą różne typy białek. W niektórych kom. zewn. bł. jądra połączona jest z siateczką endoplazmatyczną szorstką
w otoczce jądrowej występują pory (kompleksy porowe), które funkcjonują jako kanały regulujące przepływ cząstek pomiędzy jądrem a cytoplazmą; w tych kompleksach - białka transportowe
pory tworzą na swój sposób szkielet
Podst. składniki jądra kom. i DNA w postaci mniej lub bardziej skondensowanej chromatyny, kariolimfa, matriks, jąderko, otoczka jądrowa
Chromatyna to interfazowa postać chromosomów. Jest strukturą zawierającą DNA i specyficzne białka- histony
Kariolimfa- najbardziej uwodniona część jądra
Matriks (macierz)- białkowy szkielet wewnątrzjądrowy odpowiedzialny za utrzymanie struktury przestrzennej chromatyny
Jąderko - najbardziej skondensowana część jądra; gł. z RNA; miejsce okresowego gromadzenia RNA będącego produktem działania genów dla prerybosomalnego RNA
CYKL KOMÓRKOWY:
Szereg zmian biofizycznych i biochemicznych komórki zachodzących między końcem jednego i końcem następnego podziału
Na cyklu kom:
Interfaza- czyli okres pomiędzy kolejnymi podziałami komórki i samym podziałem kom (mitozą)
Faza M- okres podziału kom.
FAZY CYKLU KOMÓRKOWEGO
A. INTERFAZA:
FAZA G1- nowopowstałe komórki wchodzą w fazę wzrostu, w trakcie której zachodzą intensywne procesy anaboliczne, dochodzi do zwiększenia masy i objętości komórki
FAZA S- w trakcie fazy zachodzi replikacja DNA, która przygotowuje komórkę do podziału pod względem „zawartości DNA”
G2 - bezpośrednie przygotowanie do Mi poprzez syntezę odpowiednich białek (np. wrzeciona kariokinetycznego)
[G0 - nie zawsze występuje ta faza, jest to stan spoczynkowy komórki; brak zdolności do podziału , do syntezy DNA]
BUDOWA CHROMOSOMÓW. MITOTYCZNE PODZIAŁY KOM.
- w trakcie interfazy chromatyna jest rozluźniona, natomiast w czasie podziału dochodzi do kondensacji chromatyny i powstania chromosomów
- chromosomy powstają po to, by łatwiej (i równo) podzielić materiał do komórek potomnych
- DNA występuje w kom. w postaci chromatyny, której kondensacja zależy od fazy cyklu, w którym znajduje się komórka
TERYTROIA CHROMOSOMOWE- chromosomy zajmują określone miejsca (terytoria). W jądrze komórkowym każdy chromosom zajmuje ściśle określone miejsce, tzw. terytorium chromosomowe (CT - chromosome territory). To terytorium wraz z przestrzeniami międzychromosomowymi (IC - interchromosome compartment) oraz elementami macierzy jądrowej tworzy wewnątrzjądrową architekturę. Wzajemne umiejscowienie chromosomów
prawdopodobnie stanowi jeden z ważnych czynników epigenetycznych regulujących ekspresję genów i prawidłowe funkcjonowanie genomu
CHROMATYNA
interfazowa postać chromosomów składa się z DNA i RNA, białek histonowych i niehistonowych,
BIAŁKA CHROMATYNY:
HISTONY- zasadowe białka połączone z DNA. W komórkach somatycznych zwierząt znajduje się z 5 rodzajów białek histonowych (H1, H2A, H2B, H3, H4)
BIAŁKA NIEHISTONOWE- niejednorodna grupa białek
RODZAJE CHROMATYNY:
EUCHROMATYNA- rozluźniona część chromatyny, podlega cyklicznym procesom kondensacji i dekondensacji. Ta forma chromatyny umożliwia dostęp białek do DNA w trakcie ekspresji genów. W znacznym stopniu zawiera sekwencje genowe!
HETEROCHROMATYNA- skondensowana frakcja chromatyny; niektóre frakcje kondensują raz na zawsze
UPORZĄDKOWANIE STRUKTURALNE CHROMATYNY:
- przyjmuje różne poziomy nukleosom- solenoid- struktury wyższego rzędu
NUKLEOSOM:
Podstawowa jednostka strukturalna chromatyny zawiera frag. DNA oraz po 2 cząst. każdego z histonów H2A, H2B, H3, H4 oraz 1cząst. Histonu H1
DNA owija się w postaci lewoskrętnej spirali wokół deskowatego kształtu oktameru histonów
Nukelosomowa struktura chromatyny wsytępuje we wszystkich kom. Eukariotycznych, z wyjątkiem plemników
SOLENOID
Struktura wyższego rzędu, w tworzeniu której niezbędny jest histon1
BUDOWA CHROMOSOMÓW METAFAZALNYCH:
Chromosom w stadium metafazy jest zbudowany z 2 chromatyd połączonych w przewężeniu pierwotnym zwanym centromerem
Chromatydy zawierające ideat. Cząst. DNA
Centromer dzieli chromosom na ramię krótkie (p) i długie (q)
Części końcowa ramienia chromosomowego naz.jest telomerem.
Telomer skł.się z powtarzającej się sekwencji 6-nukleotydowej
Niektóre chromosomy mają przewężenia wtórne, tzw. Obszar jąderkotwórczy odpowiedzialny za formowanie jąderek w trakcie interfazy
1 nić DNA z 1 jądra- długośc nawet 2 m!
RODZAJE CHROMOSOMÓW:
Autosomy- w grupie akto. Występują pary chromosomów homologicznych
Chromosomy homologiczne mają identycznie uszeregowane loci tych samych genów
W każdej parze jeden chromosom pochodzi od matki a drugi od ojca
Heterochromosomy- chromosomy płci, u ssaków X i Y, XX- samica, XY- samiec
Chromosomy X i Y różnią się pod względem wielkości, morfologii oraz „składu” (zawierają różne sekwencje)
- liczba chromosomów występujących w jądrze prawidłowej komórki somatycznej to 2n, 46 chromosomów, 23 pary
-liczba chromosomów występująca w jądrze prawidłowej komórki generatywnej określona jest mianem haploidalnej (1n)
Kariotyp- kompletny zestaw chromosomów komórki somatycznej organizmu. Kariotyp jest cechą charakterystyczną dla osobników tego samego gatunku, tej samej płci oraz dotkniętych tymi samymi aberracjami chromosomowymi (albo całkowicie zdrowymi). W kariotypie wyróżnia się autosomy (chromosomy nie różniące się u osobników różnych płci, u człowieka 22 pary) oraz chromosomy płci.
Kariotyp przedstawiany jest graficznie na idiogramach, zwykle w czasie metafazy mitozy, jako wynik badania cytogenetycznego.
Co się dzieje w trakcie FAZY S:
- przed każdym podziałem mitotycznym kom. ilość DNA w jądrze podwaja się, aby każda z dwóch potomnych kom. otrzymała właściwą cześć DNA
- jeżeli ilość DNA wyrazimy za pomocą umownych wartości C to po replikacji zawartość DNA w jądrze kom. Wynosi 4C.
PODZIAŁ MITOTYCZNY:
- w komórkach somatycznych => komórkach ciała. Trwa przez całe nasze życie
- w jej trakcie 4 fazy- profaza, metafaza, anafaza, telofaza
PROFAZA:
Rozpoczyna się proces kondensacji chromatyny
Centriole- odpowiedzialne za powstanie wrzeciona podziałowego, rozchodzą się do przeciwległych biegunów kom.
W obrębie jądra komórkowego zanikają jąderka
błona kom. Ulega dezintegracji
METAFAZA:
W tej fazie chromosomy są rozprzestrzenione w całej hom.
Następuje formowanie wrzeciona podziałowego, którego włókienka łączą się z centromerami chromosomów- do każdego chromosomu dochodzą włókienka z dwóch przeciwległych biegunów
Rys. chromosomu
Po ustawieniu się chromosomów w płaszczyźnie równikowej kom. Rozpoczyna się podział centromeru wzdłuż osi podłużnej chromosomu
Podział chromosomu- z reguły wzdłuż osi, rzadko przez podział poprzeczny
Kondensacja chromosomów w trakcie metafazy jest b.duża
ANAFAZA:
Po podzieleniu chromosomu chromatydy siostrzane stają się chromosomami siostrzanymi, które pod wpływem kurczących się włókienek wrzeciona podziałowego przesuwają się do przeciwległych biegunów kom.
TELOFAZA:
Telofazie zachodzą procesy odwrotne do tych, które zachodzą w profazie
Chromosomy ulegają dekondensacji, odkodowuje się bł. jądrowa oraz jąderka
ZAKOŃCZENIE:
Kariokineza- dwa jądra potomne mające jak kom. macierzyste taką samą liczbę chromosomów, kom. diploidalna
Po zakończeniu następuje cytokineza, podział cytoplazmy i rozdział organelli
Kom. dzieli się na 2 komórki potomne przez przewężenie cz. środkowej
6
G1 10-12h
S 6-8h
G2 2-4h
M