TEMA 1: Introducció a la Biologia Cel·lular PDF

TEMA 1: INTRODUCCIÓ A LA BIOLOGIA CEL·LULAR Com es va originar la vida? Elements simples passen a formar lipids, dna, rna, proteïnes i en condicions adequades s’ajunten i es forma la cèl·lula. Dos grans tipus de cèl·lula: procariota i eucariota CARACTERÍSTIQUES COMUNES: - Membrana plasmàtica→ c...

TEMA 1: INTRODUCCIÓ A LA BIOLOGIA CEL·LULAR Com es va originar la vida? Elements simples passen a formar lipids, dna, rna, proteïnes i en condicions adequades s’ajunten i es forma la cèl·lula. Dos grans tipus de cèl·lula: procariota i eucariota CARACTERÍSTIQUES COMUNES: - Membrana plasmàtica→ conjunt de lipids i proteines que delimiten la célula - DNA→ informació genètica i ribosomes - Creixen, converteixen l'energia, reaccionen amb el medi ambient i es reprodueixen PROCARIOTA EUCARIOTA Nucleoide (regio del DNA circular) Nucli amb membrana Petites Grans Poc complexes Molt complexes Unicel·lular Unicel·lular i Pluricel·lular PARTS DE LA CÈL·LULA EUCARIOTA: Animal - Membrana plasmàtica - Citosol - Vacuola→ - Centrosoma→ - Citoesquelet - Peroxisoma→ - Lisosoma - Mitocondri - Aparell de Golgi - Reticle Endoplasmàtic Rugós (RER) - Reticle Endoplasmàtic Llis (REL) - Ribosomes - Nucli: - Porus nuclears - Embolcall nuclear - Cromatina - Nuclèol Vegetal - Vacuola molt més gran - Paret cel·lular - Cloroplasts - No tenen lisosomes PROCARIOTES: Citosol→ part líquida del citoplasma Ribosomes Fímbries i flagel Cossos d’inclusió→ regions no membranoses que tenen acumulació d’elements que la célula podría necesitar (lipids, proteins, etc) Plasmids→ petits trossos circulars de DNA que aporten informació extra a la cèl·lula, se les pueden traspasar entre células (a través del pili) Membrana plasmática→ bicapa lipídica Poden tenir paret cel·lular (peptidoglicà) i càpsula (lípids amb sucre) Tinció de gram: - Gram positiu (blau)→ paret cel·lular gran amb peptidoglicà, tenyeix el cristall violeta - Gram negatiu (rosat)→ paret molt prima, amb una capa de polisacàrids, el cristall violeta no tenyeix sinó que ho fa la safranina TEMA 2: ESTRUCTURA I COMPOSICIÓ DE LA MEMBRANA Funcions: delimitar els espais Membrana plasmàtica - transport - recepció de senyals - interacció adhesió i moviment Membranes internes - transportar elements - poden participar en els processos del propi òrgan La membrana té una estructura de mosaic fluid: està en constant moviment Formada per - Lípids→ aporten estructura i característiques mecàniques (barrera, flexibilitat, deformació, integritat) - Proteïnes→ aporten funcionalitat (transport i senyalització) La proporció de massa lípid - proteïnes és 50 / 50, excepte algunes cèl·lules depenen de la seva funció (l’axó de les neurones motores que té més lípids) LÍPIDS Fosfolípids - Fosfoglicèrids - Esfingolípids Glucolípids - Neutres (Cerebròsids)→ 1 sol residu de sucre - Polars (Gangliòsids)² múltiples sucres ramificats i solen presentar un àcid siàlic (-) Esterols - Anells esteroides, una sola cua i un grup alcohol ( part polar) - Restringeix la mobilitat (colesterol) i impermeabilitat - Augmenta l'estabilitat. Són molècules amfipàtiques: Els lípids es poden empaquetar de diferents formes: - Micel·les: lípids amb una única cua carbonada - Bicapa lipídica: lípids amb dues cues carbonades Les cues carbòniques son hidrofobiques i per tant que estiguin amb contacte amb l’aigua es desfavorable, per això les bicapes es tanquen sobre si mateixes. PROTEÏNES Funcions: - Transport - Connectors (intra i extra cel·lular) - Receptors - Enzims Plegament: L'esquelet proteic es hidrofílic i les cadenes laterals son hidrofiliques o hidrofobiques. Quan es pleguen, les cadenes hidrofòbiques (apolars) es queden a l’interior i les hidrofílicas (polars) a l’exterior.  Helix α Làmina β Associació a la membrana plasmàtica: - Integrals de membrana: travessen un o més d’un cop una o les dues capes - monoatomiques: 1 - transmembrana: 2 - Perifèriques: associades la membrana amb unions febles (a les proteïnes o als fosfolípidos) - Ancorades a lípids: unió covalent amb un lípid de membrana GLUCOCÀLIX (CARBOHIDRATS) Conjunt de glúcids (sucres) que es troben associats a les proteïnes i lípids de la cara extracel·lular Ex: els grups sanguinis Funcions: - Protecció mecànica i química - Filtració de substàncies per mida - Crearà microambientes on es faran procesos - Ancoratge i plegament de proteïnes - Senyalització i reconeixement cel·lular CARACTERÍSTIQUES DE LA BICAPA És asimètrica Es dinamica i fluida Moviments dins la bicapa: - Difusió lateral→ desplaçament dins la monocapa  - Rotació→ Giren al voltant d’un eix vertical (sobre si mateixos) - Flexió→ giren en un eix vertical amb un petit angle - Flip flop² Canvi de monocapa (gasta energia) Una membrana per ser funcional ha de ser fluida. Per alterar la fluïdesa podem variar la temperatura. Cada membrana tindrà una temperatura de transició (temp, per sota la qual la membrana es torna gel i per sobre la qual es torna liquida) La composició dels lípids de la membrana condiciona l’estat físic en la que es troba. Afectarà la longitud i saturació dels àcids grassos (lípids) - com més llarg, més empaquetat→ estarà més gel - com més saturada, més ordenada² estarà més gel a 40 º el negre està fluid i el vermell gel, l'únic que s’ha canviat es la instauració Presencia d’esterols - Quan la temperatura és >TM (la bicapa es fluida) ² la fluïdesa ³ - Quan la temperatura és < TM (la bicapa es gel) ² fluïdesa ± ADAPTACIONS PER MANTENIR LA FLUÏDESA homeoterms: animals que regulen temperatura poilquiloterms: animals que no regulen la temperatura A baixes temperatures→ membrana poc fluida - perduda de sensibilitat als dits (moviment deficient de les proteïnes de transport) A elevades temperatures→ membrana massa fluida - immobilització dels animals de sang freda Adaptacions ràpides→ introdueixen canvis als lípids de membrana (tallen, insaturacions) Adaptacions lentes→ Síntesi i incorporació de nous lípids (curts, insaturats) quan s’acosta el fred TEMA 3: TRANSPORT A TRAVÉS DE MEMBRANA Tipus de transport: - Transport mediat per proteïnes→ funcionen a través d’una proteïna - Transport passiu: no gasta energia - Transport actiu: gasta energia - Difusió simple→ sempre a favor de gradient DIFUSIÓ SIMPLE - NO proteïnes de transport - NO despesa energia - A favor de gradient Molècules petites i hidrofòbiques → facilitat per atravesar la membrana (ex: O2 i CO2) Molècules polars sense càrrega→ travessen la membrana pero no és gaire eficient Ions→ mai atravesar la membrana sense ajuda de proteïnes de transport (tenen carrega i al estar hidratats son molècules grans) TRANSPORT MEDIAT PER PROTEÏNES Cada proteïna de transporte es específica per una molécula Hi ha dos tipus de gradient, el elèctric (depèn de la carrega) i el gradient químic (depèn del solut) Velocitat de transport: Difusión simple→ proporcional al gradiente: lineal Transport proteïna→ es satura: cinetica enzimatica KM = concentració substrat a ½ Vmax Permeases (Carriers) I Transportadors (Bombes) - Proteïnes transmembrana i multipàs - Transport específic - Unió Substrat-Proteïna - Transport passiu→ permeases (NO despesa energètica) - Transport actiu→ transportadors (SÍ despesa energètica) - Soluts: Macromolècules i ions inorgànics Ex: Permeasa→ transport de glucosa Transportador→ bomba Na+-K+ Canals - Proteïnes transmembrana i multipàs - Transport específic - NO unió Substrat-Proteïna - Transport passiu (NO despesa) - Soluts: Ions inorgànics Ex: Canals iònics de Na+, K+, Cl-, Ca2+, HCO3-, PO43- TRANSPORT PASSIU (PERMEASES) Sempre funciona a favor de gradient, No gasta ATP Hi ha dos estats, situació A i situació B, per canviar, ho fa espontani i aleatòriament Ex: GLUT 1, transport de glucosa TRANSPORT ACTIU Dues formes d’activar el transport: - Primari→ s’hidrolitza un ATP - Secundari→ aprofita l’energia del transport d’una molècula per transportar una altre Tipus de transportadors que hidrolitzen ATP - Tipus P o ATPases - autofosforlització: treuen el fosfat de la hidrólisis de ATP - Tipus V o F - Bombejar protons (H+) - F sintetitzen ATP - V hidrolitzen ATP - Tipus ABC - Transporten soluts petits Transport actiu PRIMARI BOMBA Na+/K+ ATPasa de tipus P 1 ATP hidrolitzat → surten 3 Na+ i entren 2 K+ No te en compte el gradient 30% de l’ATP de la cèl·lula Quan s’uneix el sodi (Na+) la bomba hidrolitza un ATP i adquireix un fosfat (P). La fosforilització fa que canviï la conformació de la bomba i deixa de ser afi per al sodi i passa a ser-ho per al potassi (K+). La unió del potasi fa que la bomba es desfosforliitzi i canviï de conformació deixant entrar al sodi. ouabaína: fa que el potassi no interaccioni amb la bomba, i talla el cicle Funcions - Regular l’osmolaritat→ regula el moviment d’aigua d’entrada i sortida de la cèl·lula - Impulsar transport actiu secundari - Funció electrogènica→ l’acumulacio de postasi estabilitza el potencial de membrana en repos: entra potassi i el seu antianió, el potassi surt pero l’antianió es queda, com que és negatiu i el potassi positiu, l’exterior serà positiu i l’interior negatiu BOMBA DE Ca2+ Hidrolitza ATP → canvi de conformació Cèl·lules del múscul: guardara el calci al reticle amb una bomba,quan el vulgui fer servir, amb un canal de calci (a favor de gradient i de cop) el pugui treure, un cop fet servir el recull i el torna a guardar Transport actiu SECUNDARI Aprofita el transport d’una molècula a favor del seu gradient i amb l’energia produïda transporta una altre en contra del gradient: - mateixa direcció→ simport - direcció contraria→ antiport Quan una molècula de sodi interacciona amb la proteïna, aquesta s’activa i és quan acepta la molècula secundaria, un cop aquesta també s’ha acoblat, la proteina canvia de conformació i allibera les dues molècules CANALS Transport passiu: no gasten energia, pero gasten gradient electric 2 tipus: - Aleatoris→ la porta va fent i els electrons van entrant o no - Regulats→ per defecte estan tancats, quan hi ha l'estímul s’obren ALEATORIS: Potencial de la membrana en repòs→ diferència de potencial entre l’interior i l’exterior Equilibri ions sodi i potassi dins i fora de la cèl·lula Posem una bomba de sodi potassi, s’acumulen postasis dins la celula Potencial mbr = 0 Ha canals de fugida de potassi, quan el potassi surt, el contra ió que portava es queda dins, ja que el canal es específic i només deixa passar el potassi positiu, això estabilitza el potencial de membrana (negatiu) Potencial elèctric en repòs: -20mV / -200mV Potencial d'acció: l'interior és menys negatiu o positiu respecte a l’exterior (-20 i +50 mV) REGULATS - Voltatge→ alteracions del voltatge - Unio a un lligant→ s’uneix un transmisor químic - Estrès mecànic→ s’aplica una força que canvia la conformació Regulat per VOLTATGE EX: CANAL DE SODI Utilitzat en els impulsos nerviosos per a que només vagin unidireccionalment En repòs→ tancat (negatiu dins, positiu fora) Canvi de voltatge→ el canal s’obre, entrada massiva de sodi positivitzant l'interior Despolarització→ s’inactiva el canal, NO es tanca, ja que no será sensible al voltatge. Repolarització→ Es repolaritza la membrana, i llavors torna a tancar-se ⤷ Una bomba sodi potassi expulsarà el sodi fora i s’obriran un canal de postasi que mantindrà l’interior negatiu regulat per UNIÓ A TRANSM. Q S’utilitzen en les transmissions neurona - neurona i neurona - cèl·lula muscular EX: CANALS NA+ REGULATS PER ACETILCOLINA “clivella sináptica” → extrem de la neurona Arriba l’impuls nervios, en comptes de canals de sodi hi ha canals de calci regulats per voltatge. L'entrada del calci fa que les vesícules alliberin la setilconina. Els canals de sodi regulats per lligant, deixen entra sodi, la membrana es despolaritza i s'obre el canal de sodi regulats per voltatge (3). Quan el 4 s’activa per canvi de voltatge entra calci (el 5 es el rer que teniatant calci) com que 4 i 5 estan tant a prop, el 5 s’activa i allibera el calci generant l’impuls motor. Recaptació de neurotransmisors: la propia cèl·lula els torna a incorporar dins les vesícules Alguns verins s'uneixen al receptor i impedeixen la unió del retransmissor, per tant no hi ha contracció muscular La cocaína el que fa es interferir en la unión neurona neurona interfereix en la eliminació de la dopamina (el neurotransmisor), per tant la segona neurona no para de estar despolaritzada. Regulats per ESTRÈS MECÀNIC EX:CANALS ALS ESTEREOCILIS DE L’OÏDA Tenen canals catiònics i de manera normal estan tancats, però quan s’inclinen (quan ens arriba un so, el filament d'unió que els lliga al següent estereocilis fa que s’obri el canar TEMA 4: NUCLI Característiques 10% volum celular Generalment un nucli per cèl·lula - hi ha algunes excepcions Forma esfèrica amb diàmetre de 5 micròmetres Funció Magatzem informació genètica Replicació i transcripció del DNA Estructura Embolcall nuclear (doble bicapa lipídica) Cromatina (dna + proteïnes) Nucleoplasma EMBOLCALL NUCLEAR Membrana nuclear interna i membrana nuclear externa (unides amb el reticle) Làmina nuclear, xarxa de filaments que recobreixen el nucli per dins El transport és a través de porus recoberts per proteïnes Funcions: - Delimitar el nucli i separar els processos nuclears, - Barrera selectiva d’entrada i sortida de proteïnes i RNA - Ancora de la cromatina PORUS NUCLEARS complexes de poros nuclears (NPC) → punts on les parets s’ajunten nucleoporines→ patró octogonal - Hi ha dos anells un a cada paret (1 i 5) - Paret del porus, proteïnes a l’interior del forat (3) i unes altres a dins de la bicapa (4) - Fibriles, 8 a cada cara, son diferents, les del citosol estan lliures i les de dins estan en anell cicstella TRANSPORT BIDIRECIONAL Difusió simple→ diàmetre del NPC és de 100nm, el porus funcional té 9 nm Transport regulat→ Despesa energètica (GTP) Ran-GDP→ es troba al citosol i transporta les molécules Ran-GEF→ sempre associat a la cromatina i per tant està al nucli (Canvi GDP per GTP) Ran-GTP→ predomina al nucli. No activa per si mateixa, necesita un activador Ran-GAP→ fosforitzar la GTP a GDP Hi ha despesa energètica, per tant és un procés important Citosol – Nucli (importar) La proteïna te un senyal d’importacio, la importina el reocniex. La importina reacciona amb les fibres citosoliques i traspasa a l’altre costat Ran GTP s’uneix a la importina i canvia de conformació alliberant la proteïna. El complex viatjarà a favor de gradient cap al citosol, on es fosforitzar (Ran-GAP) i canviara a Ran-GDP, alliberant-se de la proteina. Ran-GDP pot tornar sola al nucli perquè és molt petita. Al nucli Ran-GEF canviara el GDP per GTP Nucli - Citosol (exportació) Proteïna amb senyal d’exportació nuclear sera reconeguda per una exportina peor la unió no és gaire estable, per tant requereix del Ran-GTP per estabilitzar-la (complex de tres) Tot viatja a favor de gradient cap a fora (sense despesa d’energia) El Ran-GAP hidrolitza i fa que el complex es disocia No sa sap gaire com torna: Ran GDP s’uniria a la exportina i tornarà cap al nucli. També es diu que la exportina viatja sola cap a dins del nucli NUCLÈOL Composat per DNA, rRNA i proteïnes Encarregat de la síntesi i processament del rRNA (3’→5’) i l’ensamblatge de les subunitats ribosomiques NOR: segments de DNA que convergeixen en un punt que es el nuclèol El tronc de l’arbre és el DNA que s'està transcrivint (fet per la RNA polimerasa 1) Un cop sintetitzada s’ha de fer una modificació química: eliminació ETS i ITS Pre rRNA (45s): quedaran tres parts (18s, 5.8s i 28s) pero li falta una subunitat (5s: es sintetitza a fora del nuclèol) Assemblatge RNP (18s→40s, 5.8s+28s+5s→ 60s) La subunitat 40s i 60s sortiran del nucli i començaran a sintetitzar proteïnes CROMATINA DNA: 2 cadenes antiparal·leles Doble hèlix Dextrògira Monòmer = Nucleòtid Proteïnes: - Histones→ Forta unió a DNA independentment de la seqüència - histones nucleosomiques: empaquetament DNA - histones H1: empaquetament nucleosomes - NO-Histones→ Només s'uneixen al DNA quan és necessari Cada cromosoma ocupa una regio específica del nucli Eucromatina - seqüències de DNA no repetitivas (informació codificant) Heterocromatina→ per sota del embolcall nuclear, altament condensada, 10% del genoma, la secuencia dona lloc a cadenes d'estructura - constitutiva→ sempre inactiva, mai es transcriu no conté informació genètica. Te una funció estructural Ex: Telòmers→ son el final dels cromosomes. Es fa el loop que és el telòmer, evita que els cromosomas s'uneixin - facultativa→ inactiva segons el tipus de cèl·lula o el moment del desenvolupament Ex: desactivación del cromosoma x → quan hi ha un milló de cèl·lules es pot prescindir d’un cromosoma X i això fa que pugui barrejar dos tipus d’X TEMA 5: CITOSOL 54% de la celula Composició: aigua i proteïnes Funcions: - Magatzem de substàncies - Centre metabolisme intermediari - Síntesi, plegament, modificació i degradació de proteïnes - Participació en processos de transmissió de senyals PLEGAMENT DE PROTEÏNES Les proteïnes es pleguen adoptan una conformación de mínima energía (tot el que sigui hidrofobic es voldra amagar de l’aigua) El més fàcil seria que es plegues sola, pero no es el més habitual, necessita que algú l’ajudi: les xaperones conformació nativa→ el plegament es completament funcional Si no s’ha plegat be, actua la xaperona, qualsevol proteïna que interaccioni, estabilitzi o ajudi una proteina a plegar-se, la xaperona no està a l’estructura final de la proteina Si els hi augmentem la temperatura a la proteïna es desnaturalitza i la xaperona les ajuda a plegarse un altre cop XAPERONES MOLECULARS - Hsp70: si augmentem la temperatura en surten moltes - Homòlogues Amb despesa energetica s’uneixen i es desenganxen de zones hidrofobiques Reconeixen una secuencia de 7 aminoacids hidrofóbics Utilitzant l’energía de la hidrólisis del ATP ajudaran a la plegar la proteïna XAPERONINES - Hsp60 - Homòlogues Son com barils que es taparan i aillaran la proteina del citosol, donant-li la oportunitat de desplegarse i tornar-se a plegar. la proteïna amb regió hidrofòbica (més aviat proteïnes ja sintetitzades), interaccionen amb el sector de dalt i amb despesa energetica es fa un canvi de conformació i es posa el tap de la proteïna. La proteina es desplega i es torna a plegar. Amb un altre despesa energètica (no està del tot clar) i es destapara. La proteïna pot ser que s'hagi plegat be o no, sempre pot tornar a entrar MODIFICACIONS POST TRADUCCIONALS - unio a lipids (lipidació) - modificacions químiques (poden ser transitòries) - fosforilació - metilació - acetilació - ubiquitinació - hidroxilació - glicosilació DEGRADACIÓ DE PROTEÏNES eliminar proteïnes mal plegades i proteïnes que ja han fet la seva funció (control vida mitja) proteïnes lesionades (oxidació per exemple) sistemes de proteòlisi - lisosomes - proteasomes (citosol: no es un orgànul)→ proteïnes de vida curta majoritàriament Les proteïnes tenen seqüències senyals per saber si s’ha acabat la seva vida o no. Quan neixen tenen la secuencia senyal tapada i un cop hagi fet la seva funció exposa la regió senyal Senyals proteolitics - Secuencia pest - Regla de la n-terminal - desestabilitzadors→ vida curta - estabilitzadors→ vida llarga MARCACIÓ DE PROTEÏNES AMB UBIQUITINES complex d’ubiuitiniació (Despesa energetica) - E1→ reconeix una ubiquitina i la activa i li transfereix a E2 - E2→ només carga la ubiquitina, i s’apropa a E3 enganxat a la proteina i E2 li transfereix la ubiquitina - E3→ reconeix la seqüència senyal de la proteïna i s’hi uneix La ubicació canvia la funció de la proteïna DEGRADACIÓ VIA PROTEASOMES Proteasoma te una subunitat proteolítica central que es la que talla/hidrolitza la proteïna, i te dos subunitats reguladores una a cada costat Hi ha un receptor de ubiquitines i la proteina entra i talla la cua d’ubiquitines (despesa elèctrica). La proteïna es va desenrotllant, al mig es van tallan la proteina en péptido que podran ser un altre cop utilitzats. SEQÜÈNCIES SENYALS Segons la seqüència variarà la funció i la zona a la que va dirigida la proteïna. Les proteïnes inicien la seva síntesi a citosol pero no siempre l’acaven allà. Poden acoblar-se al ribosoma i completa la seva síntesi a reticle. TEMA 6: RETICLE ENDO. I TRANSPORT VESICULAR La membrana del reticle és continua amb la membrana exterior del nucli El RE s’estén pel citoplasma per sobre dels microtúbuls Funcions: Rugós (RER) - Ribosomes a la membrana - Present a totes les cèl·lules eucariotes (gran en cèl·lules de secreció) Sintetitza proteïnes (modificació i control de qualitat) Llis (REL) - NO ribosomes a la membrana - Menys abundant que el rugos, excepte (hepatòcits (lipoproteïnes), Cèl. Leydig (hormones lipídiques), Cèl. múscul esquelètic (R. Sarcoplasmàtic)) Sintetitza lípids Detoxificació cel·lular (hepatòcits) Reserva de Ca2+ RETICLE ENDOPLASMÀTIC LLIS (REL) Síntesi de lípids: - Fosfolípids (triglicèrids, fosfoglicèrids) - Derivats del colesterol (hormones) - Ceramides (a l’aparell de golgi acabaran donant lloc a altres molècules) L'àcid palmític és transportat cap a la membrana citosólica del reticle (al ser hidrofobic necesita una proteïna per moure's pel citosol) Cada dos àcids grasso + CoA se li afegira in Glicerol 3-fosfat donant lloc a un àcid fosfatidic, es desfosforilitzara la molécula i se li afegirà un fosfat-choline obtenint el fosfatidilcolina Al reticle llis també es poden insaturar i allargar les cadenes de carbonis. Els fosfolípids es generen únicament a la monocapa citosólica, això fa que es desestabilitzi la membrana. La Escramblasa estabiliza la membrana: consumeix ATP per a produir el flip flop dels lípids i canviar-los de monocapa Els lípids generats al reticle aniran a parar a la membrana plasmática desordenant-la La Flipasa reordena la membrana: fa el flip flop de fosfolípids específics per a que quedin simètriques. desordenació d’una monocapa desordenació de les dues monocapes (reticle) (membrana plasmàtica) Transferencia del REL a altres orgànuls: - Vesícules→ AG, Endo/lisosomes, Membrana plasmàtica - Difusió→ la membrana del reticle és continua amb la nuclear, els líquids es difonen i arriben a la membrana nuclear - Proteïnes intercambiadores→ orgànuls citoplasma (Mitocondris Peroxisomes, cloroplast unicament els esterols) RETICLE ENDOPLASMÀTIC RUGÓS (RER) Els mRNA que van al reticle tenen una seqüència senyal que ho indica (extrem N-terminal de la proteïna molts aminoacids hidrofobics). De seguida que es comença a sintetitzar apareix la secuencia i s’aturara la traducció, es portarà al reticle i alla s’acabarà. Es transporta tot el complex mRNA, ribosoma i seqüència senyal La seqüència és reconeguda per la proteïna SRP i s’hi uneix. Al unirse atura la traducció, i condueix el complex cap a la membrana del reticle. Interacionarà amb el receptor SRP i obrirà el canal de translocació (Sec61). La cadena s’enganxarà amb el translocó i es continuara traduint cap a l'interior del reticle. La proteïna SRP es desfosforilitza i se separa. A la membrana hi ha una peptidasa que talla al seqüència senyal perquè ja no és necesita. La traducció continuarà i un cop acabada s’haurà de plegar (hi ha xaperones) i es desenganxa del translocó alliberant la proteïna. Si quan la proteïna s’està traduint apareix una nova seqüència d'aminoàcids hidrofòbics, s'atura la traducció i el canal s’obre lateralment expulsant la cadena. La resta de la proteïna sera traduida pero es quedarà al citosol. Aquesta proteïna serà transmembranal. Només es tallaran les seqüències senyals terminals, es posible que la seqüència senyal estigui al mig del mRNA i per tant es quedi doble transmembrana A mida que es tradueix la proteïna se li van afegint sucres (oligosacarids N-lligats), s’afegeixen 2 N-Ac-Glucosamines, 9 Manoses i 3 Glucoses de cop. El dolichol te arbres de sucre que donen a la llum del reticle, quan apareix una asparagina a la cadena se li enganxa l’arbre de sucres. Tot això mentre es va traduint la cadena.  Mentre continua la tradició els sucres es modifiquen: - glucosidasa I elimina 1 glucosa - glucosidasa II elimina 1 altre glucosa Quan l’oligossacàrid només té 1 Glu, les xaperones el reconeixen i l’ajuden a plegar-se. Les xaperones del RER s’anomenen calnexina i calreticulina. Quan s’uneixen a les xaperones, perden la glucosa. - Si es plega correctement: perdrà una manoses i aquesta serà el senyal per portar-la al golgi. - Si NO es plega correctament: addició d’una glucosa per a que pugui tornar a interaccionar amb les xaperones. - Si segueix sense plegar-se correctament: eliminació de 2 Manoses i la proteïna es degrada als proteasomes Xaperones BiP→ reconeixen seqüències hidrofobiques El procés es du a terme a la vegada que les altres xeperones Mentre tot això passa, es van creant els ponts disulfur. Funcions de les xaperones RER: - Facilitar la translocació de la proteïna al RER - Afavorir la unió d’altres xaperones a la proteïna - Afavorir el plegament correcte de la proteïna - Evitar l’acumulació irreversible de proteïnes mal plegades al RER - Retenir al RER proteïnes mal plegades a la espera de que es pleguin correctement La cadena de sucres d’una proteïna mal plegada interaccionarà amb l’enzim de degradació que la portarà fora del reticle, allà hi ha un enzim que es la glucanasa que elimina els sucres de la proteïna i llavors nira al proteasomes. RUTES DE TRANSPORT VESICULAR La membrana es deforma fins a generar una vesícula amb proteïnes ja plegades a l’interior, viatjarà pel citoplasma i un cop arribi al golgi, les membranes es fusionaran. La deformació la fan les proteïnes de revestiment: es van acoplan a la membrana i com que tenen forma niran deformant la membrana. Proteïnes que formen vesícules: - COPI: ruta de recuperació - COPII: ruta b-s - Clatrina (trisquelion): més abundant A la membrana del reticle, hi han receptors transmembrana (un domini a la llum i l’altre al citosol). Quan una molècula interacciona amb el seu receptor, a la part citosòlica del receptor se li acopla una proteïna adaptadora (adaptines). Els caps globulars de la Clatrina intereccionen amb les adaptines. El receptor té una secuencia que es reconegut per l’adaptador, cada receptor es únic per a un tipus de molècula. Per separar la vesícula de la membrana, s’haurà d’apropar dos parets hidrofíliques (es repelen), per tant necessitem energia per fer-ho. Dinamina: utilitza ATP per estrangular coll i formar la vesícula. Un cop la vesícula independitzada es despolimeritzen els adaptadors i la clartina deixant nomes els receptors i les GTP-bp. La vesícula conte Rab-GTP i v-SNARE La membrana acceptora conté t-SNARE i una proteïna d’unió a Rab-GTP Quan s’uneix el Rab-GTP apropa la vesícula al t-SNARE que interacciona amb el v-SNARE (complementaris) i es fusionen le smembranes. Les SNARE son transmembranals i específiques per cada destinació de transport. Apropar les membranes gasta ATP La toxina botulínica (botox) bloqueja les proteïnes t-SNARE i v-SNARE. TEMA 7: APARELL DE GOLGI Acostuma a tenir entre 4 i 6 cisternes Localització: a prop del nucli i al centrosoma Acostuma a haver-hi un único golgi, pero hi ha algunes cèl·lules especialitzades que en poden tenir més. És un orgànul polaritzat - xarxa cisgolgicà→ propera al reticle - pack de cisternes→ cis, medial, trans - xarxa transgolgica→ lluny del reticle el PH es va acidificant de cis a trans Funcions - Síntesi d’esfingomielina i glucolípids→ al RE se sintetitzen els FL i la ceramida - Síntesi de carbohidrats→ sucres - CÈL. VEGETAL: Pectina i hemicel·lulosa (polisacàrids complexes) formen la paret celular - CÈL. ANIMAL: Glucosaminoglucans - Glucosilacions→ afegir sucres a proteines i lipids - Modificació oligosacàrids N-lligats - Generació senyal (M6P) - Generació i modificació d’oligosacàrids O-lligats - Sulfatació de proteïnes - Distribució del material que arriba del RE→ lípids, proteïnes i polisacàrids - Retorn a RE - Distribució a lisosomes - Exocitosi GLUCOSILACIONS MODIFICACIÓ OLIGOSACÀRIDS N-LLIGATS Al Golgi arriben oligosacarids N-lligat rics en manoses (la cadena de sucres) quan entren a la xarxa del golgi se li afegeixen sulfatacions 1. Hidrolases àcides: Generació senyal M6P Les hidrolases àcides contenen una cadena senyal, en entrar a la xarxa Cis, la N-AcGlu fosfotransferasa li afegeix un fosfat a les manoses. 2. No hidrolases: Generació d’oligosacàrids N-lligats mixtes i complexes A cada cisterna hi ha diferent tipus d’enzims (hi ha un enzim pero posar i un per treure cada un dels sucres) que realitzen diferents transformacions. - Cisterna Cis→ elimina 3 manoses - CIsterna Medial→ se li afegeixen sucres: oligosacárido mixte - Cisterna Trans→ se li afegeixen diferents sucres: oligosacárido complex Al final del procés només quedaran 3 manoses Exemple oligosacàrid complex: grups sanguinis Si al Golgi hi ha cert enzim que afegeix una cadena específica de sucres, el grup sanguini canviara de A, si és un altre enzim afegirà una cadena diferent i el grup serà B Si no te cap de les dues proteïnes sera O ADDICIO OLIGOSACARIDS O-LLIGATS N-lligant (RER, Asp (-NH2), En bloc) /→ els sucres q s’afegien al reticle O-lligants (AG (CM + CT), (OH-) Ser/thr (-OH), de un en un) /→els sucres q s’afegeix al golgi s’afegeixen posc sucres, de 1 a 4 i com a a maxim 10 DISTRIBUCIÓ DEL MATERIAL D’una cisterna a una altre es transfereixen amb vesícules. Un cop arriben a la xarxa trans, s’han d’enviar als lisosomes, a la membranes o han de retornar al reticle LISOSOMES Les hidrolases àcides son les que van a parar als lisosomes. El senyal M6P (Manosa-6-fosfat) és la seqüència senyal. El PH de la xarxa trans és l’optim per a que el receptor s’acopli a la hidrolasa i així formar la vesícula. Aquesta vesicula es transporta fins al lisosoma, i com que el PH als lisosomes es molt mes àcid, el receptor canvia de conformació i allibera la hidrolasa Al lisosoma les hidrolases perden el fosfat (era només el bitllet d'autobús), se li faran alguns canvis de configuració i s’activarà. Per a mantenir el PH àcid (~5.0) hi ha unes bombes de protons. Quan un lisosoma no funciona correctament, el material que s’hauria de degradar, es queda per allà i acaba produint deficiencies, un exemple seria l’envelliment. Les malalties varien en funció de l'enzim que no tinguin: - Malalties Genètiques (I-cell disease): mutació de la NAcGlcfosfotransferasa (encaregada d’afegir el fosfat al M6P) Si aquest enzim falla, no se li afegiria el fosfat a les hidrolases i per tant quan arribin al final de golgi els receptors no el detectaran i les enviaran a l’exterior celular en comptes del lisosoma. Això comporta que als lisosomes no hi hagi hidrolases i per tant s’acumula el material no degradat: mort cel·lular. - Malalties Metabòliques / No Genètiques (Gota): S’acumula sals d’urat (àc. úric) a les cèl·lules, com que son un sòlid cristal·lí, quan el lisosoma intenta degradar-lo no pot i es trenca esparcint el material del lisosoma per tot el citosol: autòlisi cel·lular RETORN AL RETICLE Totes les proteïnes del reticle tenen una seqüència senyal (KDEL), si al golgi un receptor la detecta forma una vesícula i la porta al reticle Torna a actuar el PH: al golgi es òptim per formar la vesícula i quan està al reticle, el PH és més bàsic i el receptor deixa d'actuar. Cada cop que una vesícula retorna al golgi s’emporta receptors. SUPERFICIE DE LA CÉLULA (EXOCITOSI) A la pared celular se li van afegint constantment vesícules (exocitosi) pero com que la cèl·lula no canvia de tamany es van formant altres vesícules (endocitosi) que extreuen material de l’exterior i el porten als lisosomes per degradar-lo. Hi ha dos tipus de secreció: - Constitutiva→ present a totes les cèl·lules, secreció continuada (bomba Na+/K+) - Regulada→ present a les cèl·lules que necesiten expulsar material al exterior (neurones…), el material s’acomula sota la membrana (agregació) a la espera d’un estímul concret (insulina) TEMA 8: RUTES D’ENDOCITOSI És la forma que tenen les cèl·lules per obtenir materials. Les vesícules formades per clatrina, per caveolines o per proteïnes de revestiment desconegudes Endosomes: compartiment que es forma entre la vesícula i el lisosoma Tot el material primer passa per els endosomes primerencs (propers a la membrana), després passen als endosomes tardans (propers al nucli) Endosoma de reciclatge: s'encarrega de retornar els receptors a la membrana A mesura que s’avança el PH és més àcid fins a arribar als lisosomes que es de 5 Hi ha dos formes de formar les vésicules: pinocitosi (pino = veure)→ ho fan totes les cèl·lules ingestió de fluid extracel·lular i soluts (amb o sense receptor) via petites vesícules Macropinocitosi→ la membrana forma un braç (pseudopodi) i es tanca sobre ell mateix, format gràcies a la actina fabocitosi (fabo = menjar)→ NO totes les celules ho fan (sistema immunitari…) s’ingereixen partícules grans a partir de la formació de dos pseudopodis que envolten la molècula. PINOCITOSI Vesícules recobertes de clatrina o caveolina - Receptors (clatrina)→ molecules especifiques - NO receptors (caveolina)→ la celula agafa tot tipus de material, no discrimina Importació del colesterol El colesterol viatge amb nanoparticules LDL. Son boles de colesterol esterificado rodejades per una monocapa de fosfolípids, i tot això envoltat d’una proteïna (apoproteina B100) mll Aquestes boles circulen per l’organisme i quan un receptor les detecta interacciona amb la apoproteïna B100 i es forma la vesícula. Aquesta vesícula anirà a parar als endosomes i com que el PH és àcid s'alliberara el LDL i un cop arribi al lisosoma el colesterol es degeneradrà. Ex pinocitosi amb receptors: vitamines hidrosolubles (algunes de les B), el ferro…. El receptor te un domini extracelular més gran que l’intracelular. Un excés de colesterol obtura les vies sanguínies i fa que no arribi la sang als òrgans, algunes conseqüències d'això poden ser ictus o infarts. L’hipercolesterolèmia es una mutació dels aminoàcids de la cua citoplasmica: canvi de Tyr → Cys. Això fa que no es plegui correctement i per tant la adaptina no la reconeix. Per tant tot i que el receptor i LDL estiguin ben units, la vesicula no es formarà. Premi Nobel Medicina 1985 Molts virus també fan servir la Pinocitosi per entrar a la cèl·lula. Enganyen als receptors per a que s’activin i formin la vesícula. Quan l’entorn es comença a acidificar, el virus s’activa i trenca la membrana esparcint-se pel citoplasma. Faran servir els mecanismes de la cèl·lula per generar més virus, al final la célula mor i el virus va a una altre cèl·lula a infectar. MACROPINOCITOSI Formació de vesícules anomenades macropinosomes que capten grans quantitats de molècules independentment del que siguin (NO son especifiques) Agafa molt més material. FAGOCITOSI Captació especifica mitjançant vesícules anomenades fagosomes. Si no funciona donarà molts problemes ja que agafa molt material. Funcions: - unicel·lulars→ sistema alimentación - eucariotes→ protecció, renovació cel·lular i d’organuls. Proçes de fagositosi: 1- Reconeixement dels: - Oligosacarids de la superficie - Anticossos - Fosfolípids de la membrana - Adhesines (proteïnes transmembrana) 2- Procés de cremallera: els pseudopodis van interaccionant amb les molècules de reconeixement 3- Es forma el fagosoma: vesícula que conté el bacteri 4- Formació del Fagolisosoma: el bacteri és massa gran per entrar dins el lisosoma, per tant el es fusionara amb el lisosoma i endosomes tardans. Aquest aportaran bombes de protons que acidificaran el medi i formar el Fagolisosoma amb les condicions òptimes per a desintegrar el bacteri. AUTOFÀGIA Tipus de fagocitosi per la qual es degraden orgànuls intracel·lulars, la célula es menja parts d’ella mateixa a traves de vesículas anomenades autofagosomes. Una doble membrana envolta els orgànuls vells (no se sap d’on ve aquesta membrana) i es forma l’autofagosoma, que es fusiona amb els lisosomes i endosomes tardans per formar l’autolisosomes. Com que l’autofagosoma te una doble membrana i el lisosoma només en té una, s'uneixen amb la de fora i la de dins es degradarà. Al igual que a la fagocitosi, les bombes de protons acidificaran el medi per a que les hidrolases puguin degradar els orgànuls. Funcions: - En périodes de desdejuni: al no ingerir proteïnes ni lípids, el que farà el cos es degradar els propis orgànuls per a poder aconseguir aquests materials - Embrions: el teixit que desapareix en la formació es fa per autofagia, també la determinació del sexe - Metamorfosi: també fan servir la autofagia per a descartar el material - Càncer: en els tractaments del càncer, el que es fa es inhabilitar les cèl·lules, però hi ha algunes que aumenten l’autofagia i es tornen inmunes a la quimio. (Premi Nobel Fisiologia o Medicina 2016: Yoshinori Osumi) TEMA 9: MITOCONDRIS Parts del mitocondri: Membrana mitocondrial interna Membrana mitocondrial externa Espai entre membranes Matriu mitocondrial Crestes mitocondrials→ plecs de la membrana interna, aumenta la superficie Viatgen pels microtúbuls A la majoria de les cèl·lules es poden fusionar i fissionar excepte a músculs esquelètics, músculs cardíacs i espermatozoides. Els punts foscos es el DNA, està lliure dins de la matriu, es replica independentment del material del nucli de la célula SISTEMA GENÈTIC MITOCONDRIS El DNA mitocondiral prové de la mare Només hi ha 37 gens codificants, per tant el 95% de les proteines necessaries al mitocondri son importades del citosol. Les seqüències codificadores no tenen introns ni seqüències repetitives (un únic origen de replicació) Només 13 gens donaran lloc a mRNA que després es convertiran en proteïnes. Es tradueixen al citosol i la seqüència senyal (+) fa que siguin portadas al mitocondri. S’han de transportar desplegades i son importades directement a la matriu. Entraran per zones on les dues membranes estan a curta distància. IMPORTACIÓ A MM La seqüència senyal interacciona amb una proteïna receptora de la membrana externa (TOM: transporter inter mb). Aquesta consta d’un canal transportador i el receptor. Quan s’han unit es desplaça fins a interaccionar una proteïna de la membrana interna (TIM: transporter iner mb) Un cop els dos transportadors estan acoblats s’obren i la proteïna pot entrar a la matriu. Hi haurà xaperones que estiraran la proteina cap endins per a que entri a la matriu. Dins, la proteïna s'haurà de plegar amb l’ajuda de xaperones i xaperonines. IMPORTACIÓ A MMI i A l’EIM Quan la proteïna esta a la matriu, se li tallara la seqüència senyal, si no apareix cap altre senyal, la proteïna es quedarà a la matriu, pero a vegades apareix una altre seqüència. L’OXA (proteïna de la membrana interna) reconeix la nova seqüència i la posiciona com una proteína transmembranal. Depenent de les càrregues de la secuencia, aquesta es tallarà i es deixarà anar la proteïna a l’espai intermembrana Membrana mitocondrial externa (MME)→ Permeable: porines, transport específic de substancies a fabor de gradient que no son ions Espai intermembrana (EIM)→ Composició semblant citosol excepte que té molts protons Membrana mitocondrial interna (MMI)→ Impermeable: cardiolipina. Necesita un ambient específic per a que funcionin els: Complexes ATP sintasa, Transportadors electrons, Proteïnes de transport piruvat, ATP i ADP. Hi predominen les proteïnes. Matriu mitocondrial (MM)→ Oxidar sucres i greixos: enzims cicle Krebs i β-oxidació àcids grassos, DNA, mRNA, tRNA i ribosome La funcio del mitocondri es produir energia en forma d’atp (adenosina tri-fosfat) Genera energia a partir d’una reacció d’oxidació grup emo FUNCIONS DEL MITOCONDRI 1. Metagolisme energetic: genera energía a partir de glucosa, lípids i O2 per produir ATP 2. Síntesi d’aa i de grups hemo- (porta oxígen) 3. Metabolisme del Ca2+: juntament amb REL 4. Apoptosi o mort cel·lular programada METABOLISME ENERGÈTIC Els sucres sofreixen glucòlisi al citoplasma, es produeixen 2 mol ATP per a cada mol de glucosa, i de cada glucosa surten dos piruvats. Aquestes dues molècules al mitocondri generaran més ATP a partir d’un procés d’oxidació (fosforilació oxidativa). Al final tenim 30 ATP per cada glucosa EMMAGATZEMATGE Els monosacàrids (glucosa) els emagatzemem en forma de Glucògena (les plantes ho fan en fora de midó). El fetge és qui emmagatzema les grans quantitats de glucosa, pero cada cèl·lula tindrà una petita dosi emmagatzemada per si decas. Els lípids (greixos) son emmagatzemats en forma de Triacilglicèrids (3 acids gracos units a glicerols) al teixit adipós, com si fossin gotetes d’oli, tanmateix el citoplasma també en conté. Quantitativament tenim més greixos emmagatzemats que glucosa. - Els greixos donen més rendiment (produeixen més ATP) - La Glucògena pesa mes ja que acomula aigua i emagatzemar aixo es una despesa d’energia més gran. Quan una cèl·lula necesita energía segueix aquest ordre: - Glucògena propia de la cel·lula - Lipids propis del citoplasma - Glucògena del fetge - Lípids del teixit adipós GLUCÒLISI La glucosa interacciona amb la permeasa (GLUT 1), canvia de conformació i allibera la glucosa a l’interior per començar immediatament la glucòlisi. Per convertir la glucosa en 2 piruvats: gastarem 2 ATP i obtindrem 4 molècules d’ATP i 2 de NADH Guany net per glucosa = 2 ATP. CICLE DE KREBS (glucosa) Transformar el piruvat (2C) en acetil CoA (3C)→ s’oxida el piruvat obtenint 1 CO2 i 1 NADH L'Acetil CoA entra al cicle de Krebs: es forma un citrat de 6 carbonis i es va ocidant fins a tornar a tenir 2 carbonis ↪ obtenim 2 CO2, 3 NADH, 1 FADH2 i 1 GTP Per cada Piruvat = 3 CO2, 4 NADH, 1 FADH2 i 1 GTP β - OXIDACIÓ (àcids grassos) Pas previ per transformar els àcids grassos en Acetil CoA: s’agafen els 2 carbonis terminals S'afegeix un CoA a l'últim carboni i aquesta és la senyal per a que entri a la β-oxidació. Es forma l’Acetil CoA obtenint 1 NADH i 1 FADH2 Un cop tenim l’ Acetil CoA entrara al cicle de Krebs (2 CO2, 3 NADH, 1 FADH2 , 1 GTP) Per cada 2C d'àcid gras = 2 CO2, 4 NADH, 2 FADH2, 1 GTP * Quan queden 2 carbonis, ja no farà β-oxidació, és a dir, 16C, només faran el cicle 7 cops TRANSPORT D’ELECTRONS (cadena respiratòria) El NADH es un potent donador d’e- : NADH ←→ NAD+ +1H+ + 2e- Aquests electrons son capturats pel complex NADH desidrogenasa i per cada 2e- transfereix 4 protons (H+) a la matriu intermembrana. La ubiquinona transportara aquest dos electrons al pròxim complexe i donarà 2 H+ El complex citocrom b-c1 transferirà 4H+ i cedirà els electrons al citocrom c. Aquest només pot portar un electro cada cop, per tant fara dos viatges. El citocrom oxidasa rebrà els dos electrons d’aquell cicle i se'ls guardarà, però com que l’oxigen és ½, s’haurà d’esperar a tenir 4e-, llavors es quan explotarà 4 H+ i cedirà els 4e- per a que reaccionin amb 4+ i 2 O2 que formarán 2 molècules d’aigua. Cada complex captura els electrons amb més força que l’anterior. El procés es en contra de gradient per tant necessiten energia (la dels electrons) SÍNTESI D’ATP (FOSFORILACIÓ OXIDATIVA) Procés a favor de gradient: transforma energía mecánica en energía química ATP Sintasa son dues subunitats: F0 vermella, F1 verda (ATPasa). Quan s’uneixen el protons al f0 aquest gira, un cop ha fet una volta surt a la matriu. Aquesta rotació fa girar l’eix vermell que proporciona l’energia necessària per a que a l’F1 es sintetitzi l’ATP a partir d’un ADP + un Fosfat (P) (se sintetitza als β) És una bomba per tant si el gradient canvia enviara els protons a la intermembrana, només ho farà quan hi hagi molt ATP, perquè prefereix tenir la energia en forma de gradient ALTRES FUNCIONS DEL GRADIENT D’H+ Gradient químic: S’utilitzen els protons per entrar piruvats i fosfats (P) a la matriu el H+ entra a favor de gradient i els altres en contra Gradient electric: cotransportador ATP / ADP: surt ATP i entra ADP un cop a la intermembrana sortir al citosol es facil perquè hi ha moltes porines Quan la cèl·lula depen únicamente de la glicòlisi (les que son anaeròbiques: no tenen mitocondris) ha de tirar de la fermentació per a regenerar el NAD+ i mantenir la glicòlisi activa Fermentació làctica Fermentació alcohòlica (no es la de la cèl·lula) TEMA 10: CITOESQUELET Forma, resistència mecànica i capacitat de moviment - Microtúbuls (MT)→ moviment célula, moviment i distribució orgànuls - Filaments d'actina (FA)→ donen forma, canvien la forma, moviment - Filaments intermedis (FI)→ resistencia a la pressió mecanica (no totes la tenen) MICROTÚBULS Estan buits: 25 nm de diametre Format per 13 protofilaments formats per heterodímers de tubulina: α-tubulina i β-tubulina - despolimeritzar→ s'escurça - polimeritzar→ creix Quan es polimeritzen, l'únic GTP que s’hidrolitza es el de la β-tubulina (GTP→ GDP): amb retras Es formarà una cadena - αβαβαβ + Extrem + = β-tubulina: extrem canviant amb dinàmica Extrem - = α-tubulina: centrosoma Els microtúbuls surten del centrosoma (format per dos centríols). A dins el centrosoma no es polimeritza ni despolimeritza res. Els microtrúbuls es mantenen, una cèl·lula del nervi primer serà rodoneta pero després sortirà el flagel i no el perdrà mai. Inestabilitat Dinàmica: La polimerización dependrà de la β-tubulina, hi ha una concentración en la qual no es sintetitzen, pero en quan a riba a cetra concentració es comencen a polimeritzar, pero aixo fa que la concentració disminueix i que els microtúbuls s'escurcin i torna a pujar la concentració, and repeat and repeat. La polimerització es lenta La despolimerització és molt ràpida (catàstrofe) Ho fan per explorar el citosol, cada cop creix cap a una direcció diferent, quan interacciona amb una proteïna quedarà estabilitzat i per tant no farà catàstrofe PROTEÏNES ASSOCIADES ALS MICROTÚBULS (MAPS): +TIPs (Microtubule Plus-end Tracking Protein): S’uneixen a l’extrem (+) del MT - Unio a orgànuls o cromosomes - Impedeixen la despolimerització pero permeten la polimerització. Son molt importants per donar forma a la cèl·lula (generen els axons i eso), quan creix comença a deformar la membrana MAPs Estabilitzadores: S’uneixen a l’extrem (+) del MT Actuen independentment de la tubulina lliure - XMAP215 o TAU→ estabilitza: disminueix la catàstrofe - CATASTROFINA→ destrueix: afavoreix la catàstrofe (mitosi) Es regulen per fosforilació MAPAs Motores: un extrem interacciona amb el microtúbul i l'altre amb el que han de transportar (gasten atp) Transport intracel·lular d’orgànuls, vesícules (endocitosi i exocitosi) - Quinesines→ es desplacen cap a l’extrem més (+) - Dineïnes→ es desplacen cap a l’extrem més (-) Els caps globulars es desfosforilitza d’ATP→ ADP i l’energia que es genera queda guardada en la proteína i la utilitza per passar cap endavant. Al passar sobre l’altre cap globular la de sota es fosforilitza i passa a ser ATP, repeat and repeat CENTRES ORGANITZADORS DE MICROTÚBULS - Centrosoma→ cela interfase: 2 centríols en perpendicular - Pols de fus→ Fus mitòtic: El centrosoma es duplica, sempre perpendicularment, organitza els cromosomes al centre - Cossos basals→ Cilis i Flagels: axonema, el centril que ha crescut Funcions: - Nucleació→ polimeritzar microtubols - Protegeix l’extrem menys POLS DE FUS Quan la cèl·lula es divideix, el material genètic s’haurà de repartir equitativament en les dues noves cèl·lules,si axio no passa, es posible que la cèl·lula mori. Metafase: MT astrals: units al cortex MT solapats o polars: en contacte a través de quinines que els estavilitzen. MT cinetocòrics: s’uneixen als genomes a través dels cinetocor, intercanvi rotatori de subunitats Quan està tot unit es forma la placa metafàsica. Anafase: Separació de es cromàtides germanes - Anafase A: els microtúbuls cinetocòrics s'escurcen pels dos pols (el (+) més rapid) i se separen les cromàtides germanes - Anafase B: Els microtúbuls solapats creixen allargant el fus mitotic i els astrals s'acosten al cortex FILAMENTS D'ACTINA Poden formar estructures estables (microvellositats) o no estables (desapareixen) Format per actina globular (AG), polaritzada. En polimeritzar-se es produeix la hidròlisi ATP (retardada) Els filaments estan formats per 2 protofilaments helicoïdals (giren a la dreta). Són filaments flexibles i associats a moltes proteïnes. Tenen inestabilitat dinàmica ↪Depèn de la concentració d’actina-ATP lliure L’actina no té centres organitzador, polimeritzen lliures al citosol Nucleació: agrupació de monòmers d'actina, procés molt lent. Un cop format polaritza en tots dos pols (el (+) creix més ràpid) Dinàmica diferent per cada extrem. Hi ha un rang en el que l’extrem més està polimeritzant pero el menys despolimeritza: intercanvi rotatori Si no s’ha de fer servir, mai s’acabarà de polimeritzar del tot, inclus quan encara hi ha actona lliure. Degut a que la creació d’un filament es tan lenta que prefereix tenir-los a mig fer PROTEÏNES ASSOCIADES AL FILAMENTS D'ACTINA (ABPs) les proteïnes i els filaments formaran: - Feixos: contractils i rígids (músculs, filopodis, microvellositats) - Xarxes: contractils i rígids (còrtex, plaquetes) ABPs Afavoreixen la Polimerització: - Complexes ARP: l’extrem menys queda asociat al complex ARP i l’estabilitza. Només polimeritza l’extrem més. D'aquesta manera es salta el pas de la nucleació. S'afavoreix la polimerització si estan units a filaments d’actina: xarxa de filaments - Formina: s’uneixen a l’extrem més dels filaments. No el taponen, sino que eviten que es despolimeritzi. Si s’uneixen al cortex deformen la membrana ABPs Formen Feixos Filaments d’actina alineats units per proteïnes: - Fimbrina: no contractils, més compactats (microvellositats) - α-Actinina: permet que els filaments siguin contractils ja que es poden posar altres proteïnes al mig ABPs Motores - Miosina II: contracción muscular, dos caps globulars i dos helix S'associa a una altre miosina (dimer) s'associen antiparalelament entre ells (tetramer), es seguiran acumulant per formar fialemnts de miosina II - Sarcòmer (unitat muscular): feixos d'actina sustentats per proteïnes en vertical (disc Z) i intercalats amb la miosina. Els pools de l’actina estan oposats (+ amb +) El calci esta al reticle sarcoplasmàtic Els filaments d'actina estan recoberts de proteïnes que impedeixen la interacció amb la miosina quan hi ha calci es desactiven les proteïnes i permeten la interacció Els caps globulars es van desplaçant i es nira contraient la actina, quan deixen d’interaccionar l’actina torna al seu estat inicial ANELL CONTRÀCTIL Son feixos de filaments d’actina i miosina que es contrauen per a separar las cèl·lules S’intercalen perpendicularment l’actina amb tetramers de miosina II FILAMENTS INTERMEDIS Normalment es troben a la làmina nuclear, però també al citoplasma (cèl·lules epitelials ja que necessiten aguantar esforços mecànics) Monòmers de filaments intermedis - Làmina nuclear→ forma la lámina nuclear - Queratina→ formen queratina - Vimentina→ forma el teixit conjuntiu en cèl·lules musculars - Neurofilaments→ forma axons de les neutrones Cada un té una estructura diferent Els monomers s'associen i formen dimers formant una sobre enrollació. Cada 7 aminoàcids hi ha un hidrofobic, els monomers interaccionen amb els altres hidrofobics i això els estabilitza. 8 tetramers s’agrupen amb el pol oposat i formen un filament intermedi. No tenen polaritat i no hi ha estabilitat dinamica Per trencarlos s’ha de fosforilar els filaments. Profase (es trena l’envoltall nuclear)→ per trencarlo es forsoflilnen els filaments i es trenquen els tetramers. Quan s’ha separat el material genètic es desfosforilitzen i es tronarà a crear la lámina nuclear Filaments intermedis citosolics: Formen una xarxa per repartir la pressió i suportar els esforços mecànics. Els filaments d’una cèl·lula interaccionen amb les de l’altre repartint la pressió Desmosomes el que fa que les cèl·lules interaccionin. Son transmembrana Epidermòlisi Bullosa Simple, pell de papallona, pell de vidre→ mutació del gen de la queratina, per tant quan hi ha una presó les cèl·lules se separen i es trenquen ELA→ mutació dels filaments intermedis del sistema neuronal central (neurofilaments). L'axó s’atrofia, els neurofilaments estan fosforilats i perden resistència, per tant els neurotransmissors no arribaran al final. No afecta al múscul pero com que no hi ha impuls no es poden moure.  T cniques experimentals PuriÞcaci— de prote nes Conjunt de t cniques que separen les prote nes segons les seves propietats (solubilitat, polaritat, cˆrrega, mida molecular i uni— espec’Þca a lligands) per tal de quedar-nos amb la prote na dÕinter s. ÒSalting outÓ: a elevades concentracions de sals, la solubilitat de la prote na disminueix. Al grˆÞc es representa la solubilitat dÕalgunes prote nes en pres ncia de sulfat am˜nic. Com es pot veure, la solubilitat del Þbrinogen a la for a i˜nica 3 Žs molt baixa en comparaci— a les altres prote nes. Si tinguessim una barreja amb totes i possessim sulfat am˜nic Þns a una for a i˜nica de 3, el Þbrinogen precipitaria, per˜ no les altres (podria ser una etapa de puriÞcaci—). Diˆlisi: t cnica que permet seprarar prote nes per mida grˆcies a una membrana semipermeable. Es possa la barreja de prote nas i salts en un sac de diˆlisi que es submergeix en soluci— tamp—. Les mol cules mŽs petites que els porus de la membrana poden difondre cap a lÕexterior a favor de gradient. Les que s—n mŽs grans no poden difondre cap a fora atravessant els porus de la membrana. Exemple: la Þgura una etapa de puriÞcaci— per Òsalting outÓ. A la Þgura (a) se li afegeix una sal Þns a una [] que estigui per sota del punt de precipitaci— de la prote na dÕinter s. Aix’, precipitem prote nes que no interesse (b), que es poden separar per centrifugaci—. Seguidament, se li afegeix mŽs sal per tal que precipiti la prote na dÕinter s (c) i tornem a centrifugat per recuperar la prote na. !! La prote na que es vol precipitar mai tindrˆ un rendiment del 100%.  Considerant la cˆrrega, que dep n de les cadenes laterals dels aminoˆcids, que es protonen o es desprotonen segons el pH del medi, al punt isoel ctric (mŽs isoluble, cˆrrega neutra), serˆ mŽs fˆcil fer que precipiti i separar-la dÕaltres prote nes. Veiem representades les [] relatives de les diferents formes de la glicina segons el pH de la dissoluci—. A pHpI, hi ha una glicina sense cˆrrega i una altra amb cˆrrega (-) (blau), per tant, en aquests pH la cˆrrega seria (-). A pHs alts, cˆrrega negativa. A pH = pI cˆrrega neutra. A pH baixos, cˆrrega positiva. Separacions cromatogrˆÞques (cromatograÞa) T cnica que permet separar diferents pigments de colors mitjan ant adsorbents s˜lids. Es fa possant una barreja de substˆncies (dissoluci— aquosa: fase m˜bil) i es passa la barreja per una columna que tŽ una matriu s˜lida porosa (fase estacionˆria). La fase estacionˆria pot portar grups carregats que interaccionen mŽs formanet amb unes subtˆncies que amb unes altres, les que tenen mŽs interacci— seran retardades respecte a les que no la tenen, separant la barreja inicial amb els components individuals. > - proteinatariainteraccionamesas la De bescanvi i˜nic: Afegim un grup de cˆrregues negatives o positives. Les cˆrregues negatives interaccionaran amb prote nes positives, rebutjaran les negatives i viceversa. La cˆrrega negativa atraura cations i serˆ una re na de bescanvi i˜nic. La positiva atraurˆ anions i serˆ la re na de bescanvi ani˜nic.  En el cas de una re na de bescanvi cati˜nic, les prote nes carregades negativament no sÕuneixen a la re na. Per desenganxar aquestes prote nes, afegim un tamp— que canv la cˆrrega de la prote na, pujant el pH de la soluci— (sent major que el pKa de la prote na). Ho aconseguim amb un gradient. Amb dues solucions A i B fem que la prote na dÕinter s tingui diferent interaccions amb a re na depenent la soluci— que fem servir. Anem substitu nt el tamp— A per B progresivament, mentre es barreja i aconseguim passar de 100% de soluci— A a 100% de soluci— B. pH>pI cˆrrega global (-), pH Calibraci— - columna Ki = Ve-V Electroforesi en gel SÕempren gels que formen una xarxa a travŽs de la que van passant les prote nes que es volen separar (les mŽs grans endarrerides). El dodecil sulfat s˜dic (SDS) desnaturalitza les prote nes i sÕuneix a elles (1 SDS/2 AA). Aix’ totes les prote nes tene una relaci— cˆrrega massa semblant. El gel es fa amb un tamp— de pH suÞcientment alt perqu les prote nes tinguin una cˆrrega (-) i que en prec ncia de SDS es desnaturalitzin, fent-les migrar cap al pol (+). Com mŽs gran sigui la Mr, mŽs lentament migraran.  En pres cia de 2-mercapto i SDS les prote nes es dissocien en les seves subunitats components. Si es fa una electroforesi en aquestes circumstˆcies, es poden determinar les Mrs de les subunitats. La mobilitat de cada proteina es determina mesurant la distˆncia que ha migrat entre la distˆncia que migra el colorant que es possa al gel (mobilitat relativa) ƒs molt œtil per determinar la puresa dÕuna puriÞcaci— de preote nes i les Mrs de les subunitats. Inicialment tenim una barreja de prote nes i a mesura que lÕanem puriÞcant, va augmentanat la puresa de la prote na dÕinter s. La variant Žs lÕisoelectroenfoc, on sÕempren gels especial de poliacrilamida (sense SDS) que tenen un component que creen un gradient de pH al llarg del gel. Quan sÕaplica una barreja de prote nes i un corrent el ctric, cada prote namigra Þns arribar a una regi— del gel en el que el seu pH sigui igual al seu pI CromatograÞa dÕaÞnitat