Виды экзоцитоза. Спонтанный и регулируемый.

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 36Следующая ⇒

Экзоцитоз – секреция, процесс, когда внутриклеточные секреторные пузырьки сливаются с плазмолеммой, а их содержимое освобождается из клетки. Регулируемый – запускается с помощью определённого сигнала, чаще всего вследствие увеличение концентрации ионов кальция в цитозоле. Эти пузырьки скапливаются под клеточной мембраной. В этом процессе участвуют секреторные гранулы, а также специализированные эндосомы (например, синаптические пузырьки). Спонтанный – происходит по мере образования секреторных пузырьков, которые постоянно сливаются с клеточной мембраной. Он обеспечивает встраивание в плазмолемму вновь синтезированных белков и рецепторов, интернализованных при опосредованном рецепторами эндоцитозе.

28. Чем облеченная диффузия через клеточную мембрану отличается от физической диффузии? Приведите примеры.

Краткий обзор:

Если вещество движется через мембрану из области с высокой концентрации в сторону с низкой концентрацией (то есть по градиенту концентрации этого вещества) без затраты клеткой энергии, то такой транспорт называется ДИФФУЗИЕЙ.

Облегченная диффузия - это быстрое движение молекул через мембрану с помощью специфических мембранных белков, называемых пермеазами.

Простая диффузия - транспорт веществ непосредственно через липидный бислой.

Унипорт – однонаправленный перенос ионов по концентрационному градиенту.

Симпорт – совместный транспорт двух и более веществ в одном направлении при помощи одного переносчика за счет разности концентрации.

Антипорт – согласованный перенос двух и более веществ через мембрану в противоположных направлениях.

При облегченной диффузии молекулы через мембрану движутся с помощью специфических белков, в то время как при простой диффузии транспорт веществ осуществляется непосредственно через липидный бислой.

Пример:

Простая диффузия - проникновение через мембрану О2, СО2, этанола. А с помощью облегченной диффузии в клетку транспортируются сахара, аминокислоты, нуклеотиды.

Основная часть:

Существует три механизма трансмембранного переноса молекул: пассивный транспорт, облегченная диффузия, активный транспорт.

Простая диффузия - транспорт веществ непосредственно через липидный бислой. Через него легко проходят газы, неполярные или малые незаряженные полярные молекулы. Чем меньше молекула и чем более она жирорастворима, тем быстрее она проникает через мембрану.

Облегченная диффузия — транспорт веществ с помощью специальных транспортных белков, каждый из которых отвечает за транспорт определенных молекул или групп родственных молекул. Они взаимодействуют с молекулой переносимого вещества и каким-либо способом перемещают ее сквозь мембрану.

Активный транспорт Необходимость активного транспорта возникает тогда, когда требуется обеспечить перенос через мембрану молекул против электрохимического градиента. Этот транспорт осуществляется белками-переносчиками, деятельность которых требует затрат энергии. Источником энергии служат молекулы АТФ.

В зависимости от направления перемещения веществ и количества переносимых веществ данным транспортером различают три типа транспорта: унипорт, симпорт и антипорт.

Унипорт – однонаправленный перенос ионов по концентрационному градиенту.

Антипорт – согласованный перенос двух и более веществ через мембрану в противоположных направлениях.

Избирательная проницаемость мембраны поддерживает внутриклеточный гомеостаз, оптимальное содержание в клетке ионов, воды, ферментов и субстратов, обеспечивающих жизнедеятельность клетки. Гидрофобный характер сердцевины бислоя определяет возможность непосредственного проникновению через мембрану различных с физико-химической точки зрения веществ. Неполярные вещества свободно проникают через биологические мембраны. Трансмембранный перенос полярных соединений осуществляют специальные транспортеры, встроенные в билипидный слой.

Пример:

№29. Внутриклеточные сигнальные молекулы (вторичные посредники).

Краткий обзор:

В общих чертах пути передачи сигнала в клетке с участием G-белков (это семейство белков, относящихся к ГТФазам и участвующих во внутриклеточных сигнальных каскадах) и протеинкиназ (ферментов) включает следующие этапы.

1. Лиганд (специальное соединение (чаще- молекула)) связывается с рецептором на мембране клетки.

2. Связанный с лигандом рецептор, взаимодействуя с G-белком, активирует его.

3. Активированный G-белок взаимодействует с одним или несколькими следующими соединениями: аденилатциклазой, фосфодиэстеразой, фосфолипазами С, А₂, D, активируя или ингибируя их.

4. Внутриклеточный уровень одного или нескольких вторичных посредников, таких, как цАМФ, цГМФ, Са²⁺, IP₃ или DAG, возрастает или снижается.

5. Увеличение или уменьшение концентрации вторичного мессенджера влияет на активность одной или нескольких зависимых от него протеинкиназ, таких, как цАМФ-зависимая протеинкиназа (протеинкиназа А), цГМФ-зависимая протеинкиназа (ПКG), кальмодулинзависимая протеинкиназа(КМПК), протеинкиназа С. Изменение концентрации вторичного посредника может активировать тот или иной ионный канал.

6. Уровень фосфорилирования фермента или ионного канала изменяется, что влияет на активность ионного канала, обуславливая конечный ответ клетки.

Основная часть

Для большинства регуляторных молекул между их связыванием с мембранным рецептором и окончательной реакцией клетки, т.е. изменением ее работы, вклиниваются сложные серии событий - определенные пути передачи сигнала, иначе называемые путями сигнальной трансдукции. В ряде случаев последний этап сигнальной трансдукции состоит в фосфорилировании определенных эффекторных белков, что ведет к усилению или угнетению их активности, а это, в свою очередь, определяет необходимую организму клеточную реакцию. Фосфорилирование белков осуществляют протеинкиназы, а дефосфорилирование - протеинфосфатазы.

Связывание лиганда с мембранным рецептором изменяет внутриклеточный уровень вторичного посредника, что отражается на активности протеинкиназы.

Далее материал из лекции Волкова Е.М.:

Система вторичных посредников – это система передачи сигнала с рецептора внутрь клетки. Системы передачи в клетку сигнала с метаботропных рецепторов (не связанные с ионными каналами, запускают биохимические процессы в клетке либо блокируют их) на эффекты сигнальных молекул (химические соединения, которые в результате взаимодействия с рецепторами, обеспечивают внешнее управление биохимическими процессами в клетках-мишенях) универсальны.

1. Аденилатциклазная система:

Метаботропный рецептор связан с белком внутри мембраны – аденилатциклазой. Если активировать рецептор, этот белок превращает АТФ в цАМФ (циклический аденозилмонофосфат). Когда концентрация цАМФ (вторичного посредника) достигает нужного уровня, активируется протеинкиназа А. Она способна присоединять к другому белку остаток фосфорной кислоты. После этого запускается цепь химических процессов.

Рецептор -> аденилатциклаза -> цАМФ -> протеинкиназа А -> активация белка/фермента -> химическая реакция – это универсальный путь.

2. Фосфолипазно-кальциевая система. Рецептор связан с G-белком -> он активирует фосфолипазу С -> она расщепляет фосфоинозитол (PI P2) (липид мембраны, вторичный посредник)-> образуются две молекулы: нозитолтрифосфат и диацилглицерид -> они связываются со своими специфическими белками -> открываются кальциевые каналы -> в клетку проходят ионы Са -> апоптоз/сокращение филаментов/выброс везикул и т.д.

3. Гуанилатциклазная система:

Метаботропный рецептор связан с гуанилатциклазой – при активации рецептора происходит превращение ГТФ в цГМФ, что влияет на ферменты и кальциевые каналы. Некоторые формы гуанилатциклазы активируются NO (синтезируется в клетке). NO стимулирует работу гладких мышц, сердца.

ЦАМФ и цГМФ не проникают в клетку через мембрану, они синтезируются внутри.

Вопрос №30

30. Ядерная пора. Строение. Функции.

Краткий обзор:
Ядерные поры, или ядерные поровые комплексы — крупные белковые комплексы, пронизывающие ядерную мембрану и осуществляющие транспорт макромолекул между цитоплазмой и ядром клетки. Переход молекул из ядра в цитоплазму и в обратном направлении называется ядерно-цитоплазматическим транспортом.
Функции ядерной поры:
1. Транспорт синтезируемых белков из цитоплазмы в ядро.
2. Транспорт молекул РНК и субъединиц рибосом из ядра в цитоплазму.

Основная часть:

Структура.
Ядерные поровые комплексы (англ. nuclear pore complex, NPC) устроены сходным образом у всех исследованных на сегодняшний день организмов. Они образованы множеством копий примерно 30 разных белков-нуклеопоринов[1]. Масса ядерных поровых комплексов колеблется в пределах от ~44 МДа в клетках дрожжей до ~125 МДа у позвоночных.По данным электронной микроскопии, ядерные поры в поперечном сечении имеют форму «восьмиспицевого тележного колеса», то есть имеют ось симметрии восьмого порядка. Эти данные подтверждает тот факт, что молекулы нуклеопоринов присутствуют в составе ядерной поры в количестве, кратном восьми. Проницаемый для молекул канал располагается в центре структуры. Ядерные поровые комплексы заякорены на ядерной оболочке с помощью трансмембранной части, от которой к просвету канала обращены структуры, получившие название спиц (англ., spokes), по аналогии со спицами тележного колеса. Эта коровая часть поры, построенная из восьми доменов, с цитоплазматической и ядерной сторон ограничена соответственно цитоплазматическим и ядерным кольцами (англ., rings; у низших эукариот они отсутствуют). К ядерному кольцу прикреплены белковые, направленные внутрь ядра, тяжи (ядерные филаменты, англ., filaments), к концам которых крепится терминальное кольцо (англ., terminal ring). Вся эта структура носит название ядерной корзины (англ., nuclear basket). К цитоплазматическому кольцу также прикреплены направленные в цитоплазму тяжи — цитоплазматические филаменты. В центре ядерной поры видна электрон-плотная частица, «втулка» или транспортёр(англ., plug).

№31. Ядрышко. Ядрышковый организатор. Функции.

Краткий обзор:

Ядрышко – структура, составленная из расположенных рядом участков нескольких различных хромосом. Эти участки представляют собой большие петли ДНК, содержащие гены рибосомальной РНК (рРНК). Такие петли называются ядрышковым организатором, получившем название в связи с тем, что восстановление ядрышка в фазу G₁ клеточного цикла начинается с этой структуры.
Ядрышко является центром образования рибосом, т.к. здесь осуществляется синтез рРНК и соединение этих молекул с белками, т.е. происходит формирование субъединиц рибосом, которые затем поступают в цитоплазму, где и завершается сборка рибосом.

Основная часть:

Я́ дрышко — немембранная внутриядерная органелла, присущая всем без исключения эукариотическим организмам, основной функцией которой является сборка рибосомных субъединиц. Ядрышко представляет собой комплекс белков и рибонуклеопротеидов, формирующийся вокруг участков ДНК, содержащих гены рРНК — ядрышковых организаторов, получивших название в связи с тем, что восстановление ядрышка в фазу G₁ клеточного цикла начинается с этой структуры. В начале митоза происходит разборка ядрышек, а по окончании митоза они собираются снова.

В ядрышке выделяют три основных структурных компонента, соответствующих разным этапам биогенеза рибосом:

фибриллярный центр – слабоокрашенный компонент (ДНК, кодирующая РНК),

фибриллярный компонент, где протекают ранние стадии образования предшественников рРНК; состоит из тонких (5 нм) рибонуклеопотеиновых фибрилл и транскрипционно активных участков ДНК;

гранулярный компонент – содержит зрелые предшественники рибосомных СЕ.

Основные функции ядрышка – синтез рРНК (транскрипция и процессинг рРНК) и образование СЕ рибосом.

Транскрипция рРНК происходит в хромосомах 13, 14, 15, 21 и 22. Петли ДНК этих хромосом, содержащие соответствующие гены, формируют ядрышковый организатор. В настоящее время имеются данные об участии ядрышек в процессах, не связанных с биогенезом рибосом, например, в стрессовом ответе, сборке частиц распознавания сигнала, кроме того, ядрышко взаимодействует со многими вирусами.

32. Ядрышко, как компонент клеточного ядра. Какие процессы происходят в этом образовании.

Краткий обзор:

Ядрышко — это высокоорганизованная структура внутри ядра

Транскрипция — синтез РНК на ДНК-матрице; осуществляется РНК-полимеразой.

Процессинг (посттранскрипционные модификации РНК) — совокупность процессов превращения первичного транскрипта РНК в зрелую РНК.

Полный ответ:

Ядрышко — это высокоорганизованная структура внутри ядра; место тандемно повторяющихся генов рибосомных РНК (рРНК). В составе ядрышка выявляются большие петли ДНК, содержащие гены
рРНК, которые с необычайно высокой скоростью транскрибируются.
Функцией ядрышка является формирование субъединиц рибосом.

В ядрышке происходят *транскрипция рибосомных генов, *процессинг предшественников рРНК и сборка прерибосомных частиц из рибосомных белков и рРНК.

**Транскрипция — синтез РНК на ДНК-матрице; осуществляется РНК-полимеразой.

**Процессинг (посттранскрипционные модификации РНК) — совокупность процессов превращения первичного транскрипта РНК в зрелую РНК.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒