Vận chuyển nội bào PDF

10-Oct-24 VẬN CHUYỂN NỘI BÀO 1 Các bào quan có màng 2 1  10-Oct-24 Các tế bào nhân chuẩn chứa một bộ các bào quan có màng Bảng...

10-Oct-24 VẬN CHUYỂN NỘI BÀO 1 Các bào quan có màng 2 1  10-Oct-24 Các tế bào nhân chuẩn chứa một bộ các bào quan có màng Bảng 15-1. Chức năng chính của các bào quan có màng trong tế bào nhân chuẩn 3 Bảng 15-2. Thể tích tương đối của các bào quan có màng trong tế bào gan (hepatocyte) -2 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 4 2  10-Oct-24 Ba con đường vận chuyển protein cơ bản 5 Các trình tự tín hiệu định hướng cho các protein được vận chuyển đến đúng các bào quan 6 3  10-Oct-24 Các trình tự tín hiệu định hướng cho các protein được vận chuyển đến đúng các bào quan 7 Các cơ chế vận chuyển protein 8 4  10-Oct-24 Vận chuyển qua cổng (gated transport) Các protein được vào nhân qua các lỗ màng nhân - Nhân được bao bọc bởi lớp màng kép - Màng nhân tiếp nối với mạng lưới nội chất – cả hai bao quan đều chia sẻ hoảng gian màng như nhau - Các phân tử vào/ra qua lỗ màng nhân - Các lỗ màng nhân là các cửa ngõ tạo từ các phức protein lớn nằm xuyên qua vỏ nhân, và cho phép sự vận chuyển chọn lọc các protein vào nhân. 9 Vận chuyển qua cổng (gated transport) Các phức hệ nhân (NPC – nuclear pore complex) đóng vai trò là nơi chọn lọc phân tử vận chuyển trên nhân 10 5  10-Oct-24 Vận chuyển qua cổng (gated transport) Các Ran GTPases - Ran GTPase hoạt động như là một công tắc phân tử để điều hướng vận chuyển theo chiều thích hợp trên nhân tế bào - Sự chuyển đổi giữa hai trạng thái liên kết với GTP hay GDP của Ran được điều khiển bởi các phân tử protein điều hòa đặc hiệu, bao gồm: Ran-GAP (nằm trong tế bào chất): chuyển đổi Ran-GTP thành Ran- GDP thông qua sự thủy phân GTP Ran-GEF (trong nhân) thúc đẩy sự thay thể GDP bằng GTP và chuyển Ran-GDP thành Ran-GTP 11 Ran GTPase quyết định hướng vận chuyển qua phức hệ NPC trên nhân Vị trí của các protein liên kết với Ran (Ran-GAP và Ran-GEF) đảm bảo rằng nồng độ của Ran-GTP trong nhân luôn cao hơn, do đó điều khiển chu trình nhập nhân theo đúng chiều mong muốn 12 6  10-Oct-24 Định hướng vận chuyển nhân 13 Sự điều khiển nhập nhân trong quá trình hoạt hóa tế bào T 14 7  10-Oct-24 Vận chuyển qua màng (Transmembrane transport) 15 Vận chuyển qua màng Các protein vận chuyển đến ty thể và lục lạp Sự vận chuyển đến chất nền ty thể được điều khiển bởi: - Trình tự tín hiệu: Chuổi xoắn alpha lưỡng tính Bị cắt bỏ sau khi vận chuyển đến đích - Các protein dịch chuyển 16 8  10-Oct-24 Vận chuyển qua màng ty thể Các protein dịch chuyển Các protein dịch chuyển chứa các thành phần là các thụ thể và các kênh dịch chuyển - TOM: hoạt động tại màng ngoài ty thể - TIM: hoạt động tại màng trong ty thể - OXA: chịu trách nhiệm gắn các protein trên màng trong ty thể mà các protein này được tổng hợp từ trong ty thể hoặc một số protein được mã hóa từ nhân tế bào 17 Vận chuyển qua màng ty thể Protein dãn xoắn khi đi vào ty thể và lục lạp TOM TIM 18 9  10-Oct-24 19 Vận chuyển qua màng ER Protein được vận chuyển vào ER trong khi đang được tổng hợp  ER đóng vai trò như điểm vào vào cho các protein phân bố tại các bào quan khác như thể Golgi, endosome, (tiêu thể) lysosome, bề mặt tế bào, cũng như chính tại ER.  Hai loại protein được vận chuyển từ tế bào chất vào ty thể: (1) các protein hòa tan; (2) các protein xuyên màng 20 10  10-Oct-24 Vận chuyển qua màng ER Các protein hòa tan được giải phóng vào lòng ER  Tất cả các protein này đều được định hướng đến ER thông qua trinh tự tín hiệu ER là một đoạn gồm hơn 8 axit amin kỵ nước có liên quan đến quý trình dịch chuyển trên màng  Hầu hết các protein bắt đầu được luồn qua màng ER trước khi chuỗi polypeptit được tổng hợp hoàn toàn.  Các ribosome cần được gắn lên ER → ER thô 21 Vận chuyển qua màng ER Các protein hòa tan được giải phóng vào lòng ER  SRP: signal-recognition particle 22 11  10-Oct-24 Vận chuyển qua màng ER Các trình tự khởi động (start) và dừng (stop) vận chuyển xác định sự xắp xếp của protein xuyên màng trên lớp kép lipid 23 Vận chuyển qua màng ER Các trình tự khởi động (start) và dừng (stop) vận chuyển xác định sự xắp xếp của protein xuyên màng trên lớp kép lipid 24 12  10-Oct-24 Vận chuyển qua màng ER Hầu hết protein được chỉnh sửa trong ER  Các liên kết Disulfide được hình thành  Sự glycosyl hóa: ologosaccharide ban đầu được gắn vào một phân tử lipid đặc hiệu gọi là dolichol, trên màng ER; sau đó sẽ được chuyểnsang nhóm bên của axit amin asparagine của phân tử protein 25 Nếu một protein không đạt được cấu trúc không gian phù hợp, kể cả sau khi được hỗ trợ bởi chaperone, nó sẽ bị chuyển từ ER ra tế bào chất và bị phân hủy bởi proteasome 26 13  10-Oct-24 Vận chuyển bằng bóng tải (Vesicular transport) Retrieval pathway Biosynthetic – secretory pathway Endocytic pathway 27 Vận chuyển bằng bóng tải Các giai đoạn của vận chuyển bằng bóng tải 28 14  10-Oct-24 Vận chuyển bằng bóng tải Sự hình thành bóng tải được điều khiển bởi sự hình thành lớp vỏ protein Hòa nhập Dynamin sử Cởi bỏ lớp với màng Các phân tử Clathrin tạo thành dụng năng vỏ đích các lồng hình rổ giúp tạo hình lượng từ màng tế bào thành bóng tải. GTP, để Các phân tử Dynamin sắp xếp tách rời quanh vùng cổ để tách rời bóng tải Thụ thể của bóng tải khỏi màng các protein hàng hóa được bắt giữ bởi adaptin Figure 15-20 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 29 Vận chuyển bằng bóng tải Sự hình thành bóng tải – các protein vỏ đặc hiệu 30 15  10-Oct-24 Vận chuyển bằng bóng tải Table 15-4 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 31 Vận chuyển bằng bóng tải Các phức hệ của clathrin tạo thành một cấu trúc hình rổ bao xung quanh bóng tải và giúp bóng tải tách ra từ màng 32 16  10-Oct-24 Vận chuyển bằng bóng tải Các phân tử Clathrin tạo thành các lồng hình rổ giúp tạo hình màng tế bào thành bóng tải Figure 15-19a Figure 15-19a Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 33 Vận chuyển bằng bóng tải Sự neo giữ bóng tải – Các protein neo - Thúc đẩy sự định vị đặc hiệu của các bóng tải trên màng đích - Thực hiện trước khi hình thành phức SNARE - Bao gồm hai lớp phân tử xác định: Các phân tử protein dạng sợi xoắn Các phức hệ neo đa đơn vị - Các protein Rab GTPase đóng vai trò quan trọng trong việc thu hút các yếu tố neo 34 17  10-Oct-24 Vận chuyển bằng bóng tải Sự đặc hiệu của quá trình cập bến của bóng tải phụ thuộc vào SNAREs v-SNARE: vesicle SNARE t-SNARE: target SNARE Figure 15-21 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 35 Vận chuyển bằng bóng tải Quá trình cập bến – hòa nhập của bóng tải – các protein SNARE - Hầu hết SNARE biểu hiện chủ yếu tại các bào quan đặc hiệu - Điều khiển giai đoạn cập bến và hòa nhập của bóng tải - Là các protein nhỏ, có vùng đuôi neo giữ - Chứa SNARE motif là một miền bảo thủ gồm 60 – 7- axit amin và tạo thành cấu trúc xoắn kép - SNARE motif tại v-SNARE (SNARE trên bóng tải) và t-SNARE (SNARE trên màng đích) liên kết với nhau thành phức hệ trans-SNARE - Sự kết cặp đặc hiệu giữa v-SNARE và t-SNARE là bước chìa khóa để hòa nhập màng 36 18  10-Oct-24 Vận chuyển bằng bóng tải 37 Vận chuyển bằng bóng tải SNAREs đóng vai trò trung tâm trong sự hướng đích và hòa nhập màng Figure 15-22 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 38 19  10-Oct-24 Vận chuyển bằng bóng tải Sự phân tách phức hệ SNARE 39 Vận chuyển bằng bóng tải Các ptotein Rab giúp đảm bảo sự đặc hiệu đích của quá trình cập bến của bóng tải 40 20  10-Oct-24 Vận chuyển bằng bóng tải Vận chuyển giữa ER và thể Golgi 41 Vận chuyển bằng bóng tải Rời khỏi ER- sự hình thành các bóng tải phủ bởi COPII 42 21  10-Oct-24 43 Vận chuyển bằng bóng tải Sự thu hồi các protein của ER 44 22  10-Oct-24 Vận chuyển bằng bóng tải Thể Golgi và sự glycosyl hóa Các bước glycosyl hóa được phân vùng tại thể Golgi 45 Vận chuyển bằng bóng tải Vận chuyển từ mạng lưới trans-Golgi (trans-Golgi network TGN) đến lysosome 46 23  10-Oct-24 Vận chuyển bằng bóng tải Tại lysosome 47 Vận chuyển bằng bóng tải Vận chuyển từ mạng lưới trans-Golgi (trans-Golgi network TGN) đến lysosome 48 24  10-Oct-24 Vận chuyển bằng bóng tải Vận chuyển từ TGN tới bề mặt tế bào: sự xuất bào 49 Vận chuyển bằng bóng tải Sự xuất bào của các bóng tải chứa chất tiết 50 25  10-Oct-24 Vận chuyển bằng bóng tải Quá trình phân loại từ TGN 51 Vận chuyển bằng bóng tải Sự nhập bào từ màng sinh chất (plasma membrane –PM) 52 26  10-Oct-24 Vận chuyển bằng bóng tải Quá trình nhập bào sử sụng Clathrin 53 Vận chuyển bằng bóng tải Các số phận khác nhau của các protein thụ thể xuyên màng 54 27  10-Oct-24 Vận chuyển bằng bóng tải Sự tái sử dụng thụ thể màng sinh chất 55 Vận chuyển bằng bóng tải Sự chuyển đổi vị trí của thụ thể 56 28  10-Oct-24 Vận chuyển bằng bóng tải Sự phân hủy của các protein nhập bào tại lysosome 57 Các nguyên liệu bị phân hủy được gửi tới lysosome theo nhiều cách khác nhau E:\essential cell biology\essenial cell biology media\Art of ECB3\JPEGs\Chapter 15\figure_15_36.jpg 58 29  10-Oct-24 Figure 15-32a Figure 15-32a Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 59 Figure 15-32b Figure 15-32b Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 60 30