Organite nedelimitate de membrane

Organitele unei celule eucariote tipice

AspectStructurCompoziieFuncieMembrana celularBistrat lipidic, coninnd fosfolipide, steroizi i proteineIzolaie, protecie, sensibilitate, suport, controleaz intrarea-ieirea de materialeCitosolulComponenta fluid a citoplasmeiDistribuie materialele prin difuzieCitoscheletul Microtubuli MicrofilamenteProteine organizate in filamente fine sau tuburi subiriRezisten i susinere, micarea structurilor celulare i a materialelor, micarea celularMicroviliiPrelungiri ale membranei coninnd microfilamenteMrete aria suprafeei pentru a facilita absorbia materialelor extracelulareCiliiPrelungiri ale membranei coninnd dublete de microtubuli n ir de 9+2Deplasarea materialelor pe suprafaa celularCentrozomul CentriolCitoplasm coninnd doi centrioli aezai perpendicular, fiecare centriol fiind compus din 9 triplete de microtubuliEsenial pentru micarea cromozomilor n timpul diviziunii celulare, organizarea microtubulilor n citoscheletRibozomiiARN i proteine; ribozomi fixai, legai de RER, ribozomi liberi, rspndii n citoplasmSinteza proteinelorProteazomiiCilindru gol din enzime proteolitice cu proteine reglatoare la capeteDegradarea i reciclarea proteinelor intracelulare

Organitele unei celule eucariote tipice

AspectStructurCompoziieFuncieMitocondriileMembran dubl, cu plici ale membranei interne (criste) adpostind enzime metabolice importanteProduc 95% din ATP-ul necesar celuleiReticulul endoplasmicRER

RENReea de canale membranoase rspndite n citoplasm Are ribozomi ataai de membrane Nu are ribozomi ataaiSinteza de produi de secreie, stocare intracelular i transport Modificarea i mpachetarea proteinelor nou sintetizate Sinteza lipidelor i a carbohidrailorAparatul GolgiSeturi de membrane aplatizate (saculi) i camere (cisterne)Stocare, alterare i mpachetare a produilor de secreie i a enzimelor lizozomaleLizozomiiVezicule coninnd enzime puternice de digestiendeprtarea intracelular a organitelor defecte sau a patogenilorPeroxizomiiVezicule coninnd enzime degradatoareNeutralizarea compuilor toxiciNucleulMembrana nuclearPor nuclearNucleolNucleoplasm coninnd nucleotide, enzime, nucleoproteine, cromatin, nconjurate de membran dublRegiune dens a nucleoplasmei coninnd ADN i ARNControlul metabolismului, stocarea i procesarea informaiei genetice, controlul sintezei proteiceLocul sintezei ARNr i al asamblrii subunitilor ribozomale

RIBOZOMII granulele lui PaladeGeorge Emil PaladeLaureat al premiului Nobel - 1974

Localizarea ribozomilor

Liberi - Se gsesc cel mai frecvent grupai de-a lungul unei molecule de ARNm, formnd poliribozomi = polizomiAtaai reticulului endoplasmic tot sub form de polizomi

Ribozomii liberiGsii n citoplasm (citosol)Pot aparea singuri sau grupai sub form de polizomiMai numeroi n celulele implicate n sinteza proteinelor proprii solubile n citoplasm sau care formeaz structuri citoplasmatice importante

Ribozomii liberi

*Cum se formeaza poliribozomulCreste eficienta traducerii

Polizomi - MET

Reticulul endoplasmic rugosPolizomi ataai pe suprafaa RE Bine reprezentat n celulele care secret proteine de export (ex: celulele pancreatice)Sintetizeaz proteine care vor intra n constituia membranelor sau vor fi mpachetate n vezicule i stocate n citoplasm sau exportate n afara celulei

Ribozomi liberi i RER

Ribozomii liberi i ataai (RER)

*Definitie Complexe RNP mari ce reprezina sediul producerii de protDescrisi de GEPLocalizare toate cel, mai put hematia. In matricea citoplasm si in matricea organitelor care sint protME granule de 25-30 nm

Ergastoplasma M.O.

RibozomiiParticule ribonucleoproteice, 15-30 nm, prezeni att la procariote ct i la eucarioteGsii n citosol, mitocondrii i cloroplaste la toate celulele eucariote, cu excepia hematiei adulteSe mic de-a lungul ARNm i sintetizeaz proteineLeag i orienteaz ARNm i aminoacil-ARNtRealizeaz interaciuni ntre codoni i anticodoni n aminoacil ARNtCatalizeaz formarea legturilor peptidice ntre resturile aminoacidice adiacente - ribozime

*Definitie Complexe RNP mari ce reprezina sediul producerii de protDescrisi de GEPLocalizare toate cel, mai put hematia. In matricea citoplasm si in matricea organitelor care sint protME granule de 25-30 nm

Tipuri de ribozomiRibozomi 70 S la procariote

50 S + 30 SRibozomi 80 S la eucariote

60 S + 40 SS = Svedberg o msur a ratei de sedimentare a unui component centrifugat, care depinde att de greutatea molecular ct i de forma tridimensional a componentului

Ribozomii 80SAspect ME: granule electronodense de 15-30 nm

Structur: alctuii din dou subuniti:

subunitatea mare

- subunitatea mic

Subunitatea mare ribozomal 60S

Subunitatea mic ribozomal 40S

Subunitile ribozomale

*Struct ARN si prot2 subunitati produse in nucleu si exportateSubunit mare - ...Subunit mica - Prot ribozomale GM mica, In celule sunt libere sau asamblate, cel mai frecv

Proprietile ribozomilor eucariotici Ribozom Subunitatea Subunitatea mic mare Constanta de 80S 40S 60S

sedimentareMasa (kDa)4220 1400 2820

ARN 18S 28S

ARN 5.8S 5S

Procentul ARN60% 50% 65%

Proteine40% 50% 35%

FunciiTraducerea informaiei genetice (sinteza lanurilor polipeptidice):

Localizate n citosol polizomii liberi

Destinate exportului sau compartimentelor celulare delimitate de endomembrane polizomii ataai RER

Etapele traducerii informaiei genetice

Iniierea - legarea la subunitatea mic a ARNm i a Aminoacil ARNt, urmat de legarea subunitii mari Elongarea sinteza legturilor peptidice cu ARNt legat la situsurile aminoacil (A) i peptidil (P) Terminarea - codonul stop

Structura ARNt - universal4 reg. cu baze complementare tulpini4 reg. lipsite de baze complementare bucleAnticodonul recunoate codonul de pe ARNmCaptul 3 leag aminoacidul sub ac. aminoacil sintetazei

Situsurile de legare ARN ale ribozomuluiSitusul pentru ARNm Situsuri pentru ARNt

Situsul A: leag aminoacil-ARNtSitusul P: leag polipeptidul n curs de sintez cuplat cu ARNtSitusul E: leag o molecul de ARNt fr rest aminoacil/peptidil

Polizomi sinteza lanului polipeptidic

Sinteza aminoacil-ARNtSe realizeaz de ctre aminoacil-ARNt sintetaze 20 de enzime ce recunosc specific cei 20 aminoacizi i anticodonii asociai de la nivelul moleculeleor de ARNtAminoacil-ARNt realizeaz legtura dintre secvena codonilor din ARNm i structura primar a proteinelor

Iniierea sintezei lanului polipeptidiccomplex de preiniiere subunitatea mic ribozomal,primul aminoacil-ARNt, iniiator, (ntotdeauna metionin-ARNt) factorii eucariotici de iniiere eIF1 eIF4

Complexul se ataeaz pe ARNm i detecteaz codonul start - AUG

Iniierea sintezei lanului polipeptidic

*Initierea pozitii de legare in ribozomul matur 4descriere

Iniierea sintezei lanului polipeptidic (II)complexul de iniiere legarea subunitii ribozomale 60S pierderea factorilor de iniiere. Met-ARNt este situat n situsul P al ribozomuluin situsul A se ataeaz aminoacil-ARNt corespunztor urmtorului codon din ARNm

Iniierea sintezei lanului polipeptidic

*Initierea pozitii de legare in ribozomul matur 4descriere

Iniierea sintezei lanului polipeptidic (III)catalizarea sintezei legturii peptidice dintre metionin i al doilea aminoacid, cu transferul dipeptidului pe al doilea ARNt

Simultan, subunitatea mare ribozomal se deplaseaz cu 3 baze n direcia 3 a ARNm, astfel nct ARNt iniiator ajunge n situsul E

Iniierea sintezei lanului polipeptidic

*Initierea pozitii de legare in ribozomul matur 4descriere

Elongarea ncepe cnd ARNt-dipeptidil este transferat din situsul A n situsul P, proces care va continua pe toat lungimea ARNm

ntotdeauna n situsul A se va alinia un alt codon care va fi recunoscut de anticodonul corespunztor din ARNt i care va lega un nou aminoacid la catena polipeptidic

Elongarea lanului polipeptidic

*descriere

Ribozomii = ribozime

*Legarea aa la arn t coresp

Terminarea sintezei lanului polipeptidicn dreptul situsului A ajunge codonul stop (UAA; UAG; UGA) pentru care nu exist ARNt cu anticodon complementarCodonii stop recunoscui de un factor de terminare, care se leag n situsul A i produce hidroliza legturii dintre catena polipeptidic i ARNt din situsul PLanul polipeptidic este modificat n continuare prin hidroliza i ndeprtarea radicalului metionil.

Terminarea sintezei lanuluipolipeptidic

*Fact de discociere saqu eliberae

Proteazomii Martin RechsteinerAlfred GoldbergDescoperii in anii 80

Proteazomii - definitie

Organite

Complexe enzimatice

Degradarea proteinelorEseniala pentru celul deoarece:asigura aminoacizi pentru o nou sintez proteicelimin enzimele aflate n excesndeprteaz factorii de transcripie (aciunea genelor) care nu mai sunt necesari

Degradarea intracelular a proteinelorLizozomiproteine extracelulare ajunse n celul prin endocitoz, endocitoz mediat de receptori i fagocitoz

Proteazomiproteine endogene, factori de transcriere, cicline ale ciclului celular, proteine codificate de virusuri, proteine incorect pliate datorita unor greeli de translaie i proteine degradate de molecule din citosol.

Structura proteazomului 26S2.400kDaparticula central (miez)2 particule reglatoare

Particula central

2 inele a

2 inele b

Particulele reglatoare 19SPoplipeptide cu specificitate pentru ubiquitin14 proteine diferite, 6 fiind ATP-aze La baz PA28

Ultrastructura proteazomilorSEM

Degradarea mediat de ubiquitin a proteinelorThe Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the Nobel Prize in Chemistry for 2004 "for the discovery of ubiquitin-mediated protein degradation" jointly toAaron CiechanoverTechnion Israel Institute of Technology, Haifa, Israel,Avram HershkoTechnion Israel Institute of Technology, Haifa, Israel andIrwin RoseUniversity of California, Irvine, USA

UbiquitinizareaPrecede procesul de degradare a proteinei eticheta molecular = srutul moriiUbiquitina - proteina globular de 76 de aa cu un capat C-terminal aflat n citosol.

Incluziuni celulareSpre deosebire de organite, incluziunile nu au funcii specificeExogeneEndogene

Incluziunile celulare exogeneFiziologice

Caroten (solubil n lipide)Prea muli morcoviPielea devine portocaliePatologiceMetale grelePlumb i argintAzbest, siliciu, carbon, praf

Incluziuni endogenePicturi lipidiceGsite n adipocite, hepatocite, celule secretoare de steroiziAspect clar pe preparatele MO standard , electronodense n METRezerve nutritive importante

Adipocitul albHE Sudan IV

Adipocitul brun

Celula secretoare de steroizi

Incluziuni patologice lipide n hepatocite

GlicogenPrincipala form de depozitare a carbohidrailorFicat,muchi,cortico- suprarenalTehnici speciale de evideniere MOIn MET rozete de material electronodensDepozite mari de glicogen - Boala Pompe: hepatomegalie, deficien lizozomal

Glicogen carmin amoniacal Best

Glicogen PAS (periodic acid Schiff)

Precursori enzimaticiZimogenLa polul apical al celulelorConin precursorii unor enzimePancreastripsinogenCelulele principale ale stomaculuipepsinogenGlande salivarePrecursorul amilazei

Incluziuni de zimogen - stomac

Precursori enzimaticiMucinogeniSecretai de celulele caliciformeGsite n epiteliul din tractul digestiv i respiratorMucinogenii sunt eliberai din celul prin exocitoz, se hidrateaz i formeaz mucusulRol de protecie a mucoaselor Iritaiile locale duc uneori la eliberarea ntregului coninut celular

PigmeniMelaninaConfer culoare pielii i pruluiNeuromelanina gsit n neuronii multipolari din substana neagrConine dopaminBoala Parkinson Caracterizat prin tremor, rigiditate muscular i funcii motorii ncetiniteRezultatul degenerrii acestor neuroniTratat cu L-dopa

Melanin n neuroni

PigmeniMelaninaConfer culoare pielii i prului

PigmeniLipofuscinFuncie necunoscut, crete cu vrsta, mai ales n neuroniGalben maroniu, strlucitorReprezint acumulri de materiale intracelulare insolubile rmase dup aciunea lizozomilor (corpi reziduali)Apare n SNC, muchi, suprarenale, cord i ficat

Incluziuni pigmentare patologice Bilirubin n hepatocite

Incluziuni pigmentare patologice Bilirubin n celulele Kupfer

Pigmeni Hemosiderina n mduva osoas hematogen

CristaloiziEozinofileLeucocite granulareGranulele specifice au un miez cristaloid lamelarOchi de pisicFunctioneaz ca lizozomiEozinofilele intervin n infecii parazitareCelule Leydig testiculareCristaloizi ce plutesc liber n citoplasmFuncie necunoscut

*Cum se formeaza poliribozomulCreste eficienta traducerii*Definitie Complexe RNP mari ce reprezina sediul producerii de protDescrisi de GEPLocalizare toate cel, mai put hematia. In matricea citoplasm si in matricea organitelor care sint protME granule de 25-30 nm*Definitie Complexe RNP mari ce reprezina sediul producerii de protDescrisi de GEPLocalizare toate cel, mai put hematia. In matricea citoplasm si in matricea organitelor care sint protME granule de 25-30 nm*Struct ARN si prot2 subunitati produse in nucleu si exportateSubunit mare - ...Subunit mica - Prot ribozomale GM mica, In celule sunt libere sau asamblate, cel mai frecv*Initierea pozitii de legare in ribozomul matur 4descriere*Initierea pozitii de legare in ribozomul matur 4descriere*Initierea pozitii de legare in ribozomul matur 4descriere*descriere*Legarea aa la arn t coresp*Fact de discociere saqu eliberae