8 Előadás 2012-2023 Sejtorganellák PDF

SEJTORGANELLUMOK  A SEJTMAG A sejtmag a sejt információtároló és a sejtműködést irányító rendszere. (majdnem) minden eukarióta sejtben megtalálható. a sejt „agya“  A sejtmag kialakulása archaea hipot...

SEJTORGANELLUMOK  A SEJTMAG A sejtmag a sejt információtároló és a sejtműködést irányító rendszere. (majdnem) minden eukarióta sejtben megtalálható. a sejt „agya“  A sejtmag kialakulása archaea hipotézis: az eukarióta sejt őse egy DNS genommal rendelkező archebaktérium lehetett Sejtmemrán az ős- prokarióta – DNS 3 milliárd évvel ezelőtt Citoplazma  A sejtmag kialakulása  a sejtmaghártyát az ős-prokarióta Magmembrán Sejtmembrán plazmamembránjának befűződése eredményezte  a lefűződött membrán magába foglalta a DNS-t, mely így elkülönült Sejtmag DNS a sejt többi részétől Citoplazma Történelmi áttekintés Antonie van Leeuwenhoek 1682-ben a sejtmag első ábrázolása (lazac vvs- ben) Robert Brown 1833-ban– a sejtmag Robert Brown elsõ részletes leírása (1773-1858) 1838-39-ben Schleiden és Schwann minden növényi és állati sejtben megtalálható csak az eukariota élõlényekre jellemző Theodor Schwann Matthias Schleiden (1773-1858) (1804-1881) A sejtmag fénymikroszkóppal is látható Morfológiai jellegzetességek Nem szabad összetéveszteni a Langerhans-sejtekkel: dendritikus sejtek pl. epidermiszben szerep: antigén prezentáció A sejtmagok száma: 1 v. több szinciciumok: több sejt fúziója: pl. izomsejtek, trophoblaszt, osteoklasztok, Langhans-féle óriássejtek (granulomatózus gyulladásokban: pl. tuberkulózis, szarkoidózis) idegentest típusú óriássejtek A sejtmag alakja: változatos és funkciófüggő: kerek, gömb (limfocita), óvális (fibroblaszt, szincicium), szegmentált (polimorfonukleáris neutrofilek/ PMN), karéjozott: megakariocita, megnyúlt, lapított (fibrocita, kehelysejtek), pálcika: spermatocita Mag nélküli sejtek: keratinocita, érett vvt Langhans típusú óriássejt: Idegentest típusú óriássejt: több száz maggal a sejtmagok rendezetten helyezkednek el a sejtmagok rendezetlenül helyezkednek el TBC, lepra, szarkoidózis, Morbus Crohn, Reum. arthritis (makrofágok fúziója) PMN (poli-morfonukléáris-leukociták) Megakariocita  Rákos sejtek magja változatos alak, nagyság - polimorf tüdő- adenokarcinóma tüdő- kissejtes karcinóma változatos alakú sejtmagok, nagy sejtmagok, kevés citoplazma feltűnő sejtmagvacskák alak: kerek-ovális mitózisok mitózisok Morfológiai jellegzetességek A sejtmag mérete: 5-10 µm  Függ:  a sejt méretétől  a fejlődési stádiumtól és a sejt mindenkori fiziológiai állapotától Blasztok – fiatal v. érett aktív sejtek: változó mérettel, de nagy maggal Citák - érett inaktív sejtek: kis sejtmag A sejtmag helyzete: - általában sejt centrumában - a sejt funkciójának függvényében: - perifériás (zsírsejtek, plazmocita, harántcsíkolt izomrost) - bazális (mirigyek, nyálkahártyák hámsejtjei)  Morfológiai jellegzetességek zsírsejtek perifériás sejtmag Nyálmirigy- nyákos acinusok szerózus acinussejt szerózus váladékot tartalmazó szemcsék bazális lapos bazális kerek sejtmag sejtmag  A sejtmag felépítése Magpórusok Sejtmagburok Sejtmagburok Kromatin Sejtmagvacska Magpórusok = Sejtmagvacska Magplazma = Nukleoplazma Kromatin- DER DNS fonalak ciszternái A sejtmag felépítése (TEM) Magburok Magpórus Kromatin állomány (DNS+fehérje)  heterokromatin  eukromatin Interkromtain állomány  magváz -fibrilláris elemek  magnedv (nukleoplazma, kariolymphya) Magvacska  Magburok (magmembrán) (nuclear envelope)  kettős membrán (két kettős lipidréteg)  eltérő összetétel A külső maghártya nagyon hasonlít az ER membránjához, amellyel közvetlen kapcsolatban van, felszínén riboszómák figyelhetők meg. A két membrán között 20-40 nm széles perinukleáris tér (perinuklearis ciszterna) foglal helyet -összenyílik a ER membránrendszerének üregeivel A belső maghártya olyan fehérjéket tartalmaz, amelyek kötőhelyként szolgának a kromoszómák és horgonyként a maglamina számára lamin receptorok: pl. emerin: lamin A-t és B-t is köt  a két réteg néhol összeér, pórusokat hozva létre; ezeken át zajlik a mag- citoplazma transzport Összetétele: különbözik a plazmamembrántól lecitintartalma nagyobb szfingomielin tartalma kisebb  Maglamina, Nukleáris lamina  a belső membrán magnedv felőli oldalán  a magpórusok területén a lamina megszakad Lamin Associated Proteins  30-100 nm-es rácsozat: lamina fibrosa- nak is nevezik  laminokból (nukléáris laminok, intermedier filamentumok) és lamin asszociált fehérjékből (LAP-ok) áll  Maglamina, Nukleáris lamina Nukleáris laminok: lamin A, lamin C (izoformák, mindkettőt a LMNA gén kódolja), lamin B Lamin asszociált fehérjék (biztosítják a kötődést a magburok belső membránjához): emerin (lamin A-t és B-t is köt), lamin B receptor (LBR) Lamin A B C Periferiás heterokromatin Szerepe: immunofluoreszcencia  nukleoszkeletális:  a maghártya mechanikai támasztéka (mitózis során: szétszerelődik !)  a magpórusok szerkezetének, stabilitásának erősítése  a kromatin állomány magon belüli szerveződése  apoptózisban (a laminok a kaszpázok célfehérjéi közé tartóznak) kaszpázok: apoptótikus enzimek  sejtciklus szabályozása, génexpresszió szabályozása  Maglamina, Nukleáris lamina A laminok és lamin-asszociált fehérjéket kódoló gének mutációi különböző betegségeket okoznak: Laminopáthiák: Emery–Dreifuss izomdisztrófia: - X-kromoszómához kötött forma: emerin gén mutációja - autoszomális domináns forma: lamin A gén kb. mutációi  izomgyengeség, izomsorvadás, cardiomiopáthia, korai inkontrakturák (Achilles in megrövidülése) Progeria, Hutchinson Gilford szindróma Felgyorsult öregedés lamin A gén mutációja sejtmag kóros morfológiája heterokromatin dezorganizáció  Magpórusok minden eukarióta sejt magburkát magpórusok törik át.  alakjuk sejtfüggő,  számuk a sejt aktivitásának függvénye (egy emlős sejtjében 3000-4000 pórus/magmembrán) Szerepe:  a sejtmag és a citoplazma közötti anyagforgalom (magi transzport) maghártya pórus sejtmagvacska  a közlekedés a pórusokon át mindkét irányban folyik (molekulák jutnak a magba és onnan ki)  pl. újonnan képzett magnak szánt fehérjék (enzimek, transzkripciós faktorok, riboszómális fehérjék) a citoplazmából a magba szállítódnak  RNS-molekulák, amelyek a magban keletkeztek és riboszóma-alegységek, amelyek a magban álltak össze elhagyják a magot (magból a citoplazmába) külső belső membrán membrán  Magpórusok Sejtmaghártya pórusokkal EM, 30 000x-es nagyítás (fagyasztásos törés technika) Magpórusok  nem egyszerű lyukak a kettős membránon, hanem bonyolult szerkezetű pórus fehérje komplexumok (nuclear pore complex, átmérő 120 nm)  több mint 50 féle, nukleoporinoknak nevezett fehérjéből épülnek fel  a pórust gyűrű alakban elhelyezkedő fehérjék övezik,  a citoplazma felőli membránrészen: 8 filamentum nyúlik ki a citoplazma felé  középen  a mag felöli membránrészen:a nukleáris gyűrű: itt 8 merev rúd nyúlik ki, amelyek az őket összekapcsoló fehérjékkel együtt a nukleáris kosarat alakítják ki  a pórus belsejében egy henger alakú fehérje váz a központi csatornát fogja közre Magpórusok A magburok egy részlete (TEM)  Két magpóruskomplex oldalnézetből (zárójelek)  Magpóruskomplexek felülnézetben (TEM) látható, hogy a magpórus-komplexeket 8 fehérje alegység alkotja, amelyek egy tág központi csatorna köré szerveződnek. Transzport a sejtmag és a citoplazma között Szükségessége:  a mag működéséhez szükséges fehérjéknek a citoplazmából - ahol szintetizálódnak- a magba kell kerülni  a magban szintetizálódott (átíródott) RNS-eknek a citoplazmába kell jutni, fehérjeszintézis céljából  Fehérjék a citoplazmából a magba (pl.DNS- replikációban, transzkripcióban szerepet játszó fehérjék): magimport  RNS (mRNS, rRNS, tRNS) és riboszóma alegységek a magból a citoplazmába : magexport  A transzport sebessége: 500 molekula/sec, mindkét irányba!  Transzport a sejtmag és a citoplazma között  a maghártyán (foszfolipid bilayer) csak kevés apoláros anyag (pl. szteroidok) képes átoldódni,  az anyagok döntő többségének a magmembrán pórusain keresztül kell közlekedni:  passzív transzport: csak az egészen kis fehérjék (