Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

HÜCRE İSKELETİ

No description
by

Vldn Aydgn

on 30 May 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of HÜCRE İSKELETİ

AKTİN- BAĞLAYAN PROTEİNLER
Polimerizasyonu;
Aktin, G-aktin olarak adlandırılan globüler bir monomerdir.

G-aktin alt ünitelerinin
doğrusal bir zinciri olan filaman yapısında bir polimer
F-aktin
oluşturur.

Her bir
G-aktin monomerinin
büyümekte olan bir
F-aktin molekülüne eklenebilmesi
için
ATP
biçimindeki enerjiye ihtiyacı vardır.
Hücre İskeleti Çeşitleri
Hücre iskeleti üç temel protein filaman tipinden oluşmuştur:
Aktin filaman= Mikrofilamanlar
Ara filamanlar
Mikrotübüllerdir.

Bunlar bir arada bulunurlar.
Hücre içi organeller
ve
plazma zarı
ile bağlantılıdırlar.
Görevleri
Hücre iskeleti hücre için yapısal bir çerçeve sağlar, hücre şeklini ve sitoplazmanın organizasyonunu belirleyen bir yapı iskelesi görevi yapar.

Hücre hareketi
(
kan hücr. damarlar boyunca sürtünme hareketi, yara iyileşmesi sırasında fibroblastların göçü, embriyonik gelişim sürecindeki hücre hareketleri)

Hücrede sağlamlık ve dayanıklılık

Fagositoz, Sitokinez, Mitoz faaliyetleri vb.

Hücre şeklinin değişimi

Hücre-hücre ve hücre-hücre dışı matrix yapışması

HÜCRE = Sitosol + organeller +
hücre iskeleti

Bir hücrenin
şekli ve işlevsel polaritesi

hücre iskeleti
adı verilen
üç boyutlu filamentöz protein ağı
ile sağlanır.
Hücre iskeleti hücre boyunca uzanır ve plazma zarına ve iç organellere tutunur, böylece
hücresel organizasyon için çatı sağlar
.
Hücre iskeleti sürekli yenilenen ve düzenlenen
dinamik bir yapıdır.
Ara filamanlar çapları (10nm) mikrotübüller ile (25nm) mikrofilamanlar (7nm) arasında olan heterojen bir grubu oluşturur.

Ara filamentler en sağlam iskelet yapılarıdır.

Ara filamentlerin bir çoğu,
sitozolde, çekirdek zarfı
ile
plazma membranı
arasında lokalize olmuştur.
Hücre ıskeletı
ara filamentler
HÜCRE ıSKELETı
Mikrotübüller
A.Yapı
B. Bir araya toplanma
C. Fonksiyonları
D. Klinik Önemi: Mikrotübüller , Kanser tedavisi ve sterilite
Ara Filamanlar
A. Yapı
B. Ara Filaman Türleri
C. Klinik Önemi: Ara filamanlar ve büllöz (blisterli) hastalıklar
Aktin = Mikrofilamanlar
A.Yapısı
B.Polimerizasyonu
C. Aktin- bağlayan proteinler

Hücre İskeleti
1.Genel Bakış
2.Görevleri
3.Hücre iskeleti Çeşitleri
HÜCRE ISKELETI
Her bir Hücre iskeleti filament türü, protein monomerlerinin özel dizilişleri sonucu oluşur.
Aktin fil.
ve
mikrotübüller

globüler protein,

ara filamentler
fibröz protein
birimlerinde oluşur.
AKTIN FIL.= MIKROFILAMANLAR
İnce bağırsağın mikrovillusları
ve
böbrek epitel hücreleri(fırçamsı kenar)
Aktin filamanlarin Görevleri
Aktin filamanlar plazma zarının hemen altında ağ oluştururlar ;
Mekanik desteklik sağlarlar,
Hücre şeklini belirlerler,
Hücrelerin göç etmesine ,
Partikül alınması ve
Hücre bölünmesi.
Hücre iskeleti elemanlarının neden olduğu bazı kalıtsal hastalıklar da mevcuttur.

ÖRN: kalbin kasılmasını etkileyen kusurun olması kardiyomiyopatilerle sonuçlanır.

Kırmızı kan hücrelerinin neden olduğu pek çok hastalıkta hücrelerin plazma zarını destekleyen hücre iskelet elemanları etkilenir.

Metastatik kanser hücreleri köken aldıkları dokulardan ayrılırlar ve
kontrolsüz büyüyen yeni koloniler oluşturmak için yeni bölgelere göç ederken hücre iskelet yapılarını
kullanırlar.
Mikrofilamanlar işlevsel demetler halinde düzenlenmiş
aktin proteini
ve
aktine-bağlanan proteinler
ağının polimerleridir.

Aktin filamanlar özellikle mikrovillus gibi yüzey yapılarını da içeren plazma zarının organizasyonu için önemlidir.
Mikrofilamentler ve Aktin Yapilari
Mikrofilamanlar, mikrovillus denilen parmak benzeri çıkıntılar halinde veya
plazma zarının altına
yayılmış
destek ve organizasyonu
sağlayan
hücre kortexi
olarak
bilinen daha az düzenlenmiş bir yapıdır.
Mikrofilamanların en temel yapısal elemanı ve geri dönüşümlü olarak yapılanabilen bir protein olan
AKTİN
dir.
Daha sonra aktin, aktin-bağlayan proteinler tarafından yapı oluşturacak şekilde katlanırlar.

Aktin
ökaryot hücrelerinde en bol bulunan hücre içi proteindir.
Her bir
G-aktin monomeri,

kendine bağlı bir ATP
molekülüne sahiptir.
F-aktin mikrofilament yapısı üç fazda oluşur:
Lag(duraklama)

Duraklama fazında ATP bağlı üç G-aktin monomeri, büyüyen F-aktin filamentinin üzerinde inşa edileceği
bir çekirdeklenme bölgesi
oluşturmak için birleşirler.
Polimerazasyon fazı

Bu fazda büyüyen zincire, tercihen(+) ucundan,yeni G-aktin monomeri eklenir. ATP,ADP+P 'ye dönüşmek üzere hidrolize olur.

Kararlı faz
(+)uç bölgesine G-aktin monomeri eklendiği oranda (-) uçtan G-aktin monomeri uzaklaştırılmasıyla filament kararlı bir yapıya ulaşır.
Aktin polimerizasyonu
ATP bağımlıdır.

Serbest bir ATP-G-aktin konsantrasyonunda ATP-G-aktin eklenme oranı
(+) uçta,
diğerine göre yaklaşık
10 kat daha hızlıdır
.

Eklenme oranı ise serbest ATP-G-aktin konsantrasyonu tarafından belirlenir.
Aktin polimerizasyonu yürüyen band mekanizması ile ilerler. Buna
filament yürümesi
de denilmektedir.

G-aktin monomerleri filamanın (+) ucuna eklenir, (-) uca doğru ilerler ve (-) uçtan depolimerize olup kaybolur.
Bu aşama nasıl gerçekleşir
Aktin filamentlerinin yürüme yeteneği için gereken güç
ATP hidrolizi
ile gerçekleşir.

ATP-G-aktin (+) uca bağlandığı zaman yapısında bulunan ATP, ADP+P ye hidrolize olur. Buradan salıverilen P yavaşça filamentin içindeki alt birimlerden salınır, böylece filament
asimetrik hale
geçer.

Filamentinin
(+)
ucundan eklenen
ATP-G-aktin
monomerleri
(-)
uca doğru
ADP-G-aktin
yapısını alır. G-aktin monomerinde meydana gelen bu değişiklik sonucunda (
+) ve (–)uçlar
meydana gelir.
Aktin filamanların polarizasyonu,
Ca
ve
CAMP konsantrasyonu
ile kontrol altına alınır.
Hücre içindeki aktin filamanların yapısını düzenler.

G-aktin monomeri polimerizasyonunu kontrol eder.
Mikrofilamentlerin demet haline gelmesini sağlar.

Aktin filamanları hücrenin ihtiyacı olduğu durumlarda küçük parçalara ayırırlar.
Aktin filamanlarının kurulumu ve çözümünde önemli
iki protein
görev alır. Bunlar
profilin
ve
kofilin
dir.
Profilin, aktin monomerlerine bağlanarak bağlı ADP'nin ATP ile yer değiştirmesini kolaylaştırarak G-aktinin filamana katılımını destekler.

Profilin ADP-aktin'e bağlandığı zaman ADP miktarını arttırarak hücrede fazla miktarda bulunan ATP ile yer değiştirerek bir profilin-ATP-aktin komplexi elde dilir. Bu komplex (+) ucuna bağlanır. Yeni aktin alt ünitesi eklendikten sonra profilin ayrılır.
Kofilin
de küçük bir proteindir. Bu protein F-aktine bağlanır.

Kofilin
iki aktin monomeri arasına bağlanır ve F-aktinin küçük parçalara ayrılmasını sağlar.

Kofilin filamentin (-) ucuna bağlanır.
Gelsolin
bir kep proteini olup filamanın eksilmesini engeller.

Ca
varlığında
kesici protein
olarak görev yapar ve (+) uca bağlanarak filamanın uzamasını engeller.
Aktin filamanları hücre zarına yakın yerlerde hücre zarının altında bir çatı oluştururlar. Dolayısıyla aktin bağlayıcı proteinler de buralarda fazla miktarda bulunur.

ÖRN: inca bağırsak mikrovillusları
MİYOZİN AİLESİ, KASILABİLİR YAPILAR OLUŞTURMAK İÇİN AKTİN İLE BAĞLANTI KURARLAR.
Miyozinler aktin temelli motor proteinlerdir. ATP hidrolizinden güç alırlar.

Miyozinler bir
baş bölgesi,
kaldıraç kolu gibi
boyun bölgesi
ve
bir kargo-bağlayan
kuyruk bölgesi
vardır.
Miyozinler ATP hidrolizini, baş bölgesi aktin filamana bağlandığında boyun bölgesi aracılığı ile mekanik işe çevirirler.

Miyozinin başları bir aktin filamenti boyunca farklı adımlar atarlar.


Miyozin 1
ve
miyozin 2
miyozin ailesinin en bilinen üyeleridir.

Miyozin1,
bütün hücre tiplerinde bulunur. Bir
baş
ile
kuruktan
oluşur.
Baş bölümü
aktin filamanıyla ilişki halinde olup
ATPaz
içerir. Bu sayede miyozin 1 filaman boyunca bağlanma, ayrılma ve tekrar bağlanma gibi hareketleri gerçekleşir.
Miyozin2
, bipolar filamentlerle birleştirilmiş
iki baş bölgesi
vardır. Her baş bölgesi ATPaz içeren bir baş bölgesi ile çubuk şeklinde
uzun kuyruktan
oluşur.
Kuyruk
veziküllere
ve
organellere
bağlanır.

Miyozin 1, aktin filamanı boyunca hareket ederken vezikül veya organel taşımış olur.
Kasılma işlemi ile ilişkili olan tek miyozin tipidir.

İskelet kası, kalp kası, düz organlardaki düz kaslarda bulunur.
Mantarlar tarafından üretilen bazı ürünlerin, aktin polimerizasyonunda etkilidir.
Falloidin
, zehirli mantar türü olan Amanita'dan elde edilen bir toksindir. Falloidin aktini inhibe der ve böylece hücre hareket ve bölünmesini inaktive etmiş olur.
Kas Distrofisi
Distrofin
proteininin yokluğunda ya da varlığının fonksiyonel olmadığı durumlarda kas dokusunun dejenerasyonu meydana gelir.
Duchenne kas sendromunda
distrofin(dys) geninde meydana gelen mutasyonlar sonucunda ortaya çıkar ve X'e bağlı çekinik özellikle kalıtılır.
KLINIK AÇIDAN
Mantar ürünleri
ve
Aktin
Ara filamentler,
büyük gerilim
kuvvetine sahiptir, daha büyük baskı ve gerginliklere karşı koymaktadr.

Hem hücrelere hem de dokulara
yapısal bütünlük
verirler ve hücresel organizasyona katkıda bulunurlar.

Ara filamanlar, mikrotübül ve mikrofilamanların aksine
kurulum
ve
çözülüm süreci geçirmezler.

Kendilerine özgü
polariteleri yoktur
, ara filamentleri yol olara kullanan
motor proteinleri de yoktur.
Ara filaman protein monomerleri
üç bölge
içerir. Merkezde bir
a-helix çubuğu,
onu saran
N-ucu baş bölgesi
ve
C-ucu kuyruk bölgesi
olmak üzere oluşur.

Ara filamentlerin bir araya toplanması için enerji gerekmez.
Çubuk bölümünün protein dizisi benzerliklerine göre 6 sınıfa ayrılır.

Tip1 (asidik keratinler) ve 2 (nötral keratinler):

Bu sınıf proteinler epitel hücrelerin ara filamentlerini oluştururlar.

Tip1 ve tip2 ara filamentler desmozom ve hemidesmozomların sitoplazma plaklarına tutunur.

Derinin epitelindeki bazal hücreler keratin
K5 ve K14
sentezlerler. K5 ve K14 mutasyonları
epidermoliz bülloz simplex
gibi kalıtsal bülloz deri hastalıklarına neden olur.
Tip 3 (Vimentinler, Desmin, Glial lifer asidik protein):
Vimentin
mezeşim kökenli hücrelerin filamanıdır.

Desmin
düz kas ile iskelet kası ve kalp kasının Z diskinde bulunur.

Glial filamanlar
astrositlerin tipik yapısında, ancak nöron kas ve mezeşim hücrelerinde bulunmaz.

Tip4 (Nörofilamanlar):
Nörofilamanlar akson ve dendritte bulunur.
Tip5:
Çekirdek lamileri A,B ve C, çekirdek kılıfının iç zarına dik yerleşimli bir ağ yapan ara filaman proteinleri olması nedeniyle diğer filamanlardan ayrılır.

Laminler çekirdek kılıfına mekanik destek olur ve kromatine bağlanır.
Mutant keratin genlerinin sentezi anormal keratin filamanlarının ortaya çıkmasıyla sonuçlanır.

Bu durum hücrelerde mekanik sağlamlığın azalmasına neden olur. Bir çok kalıtsal deri hastalıkları ortaya çıkar.
Yerel toksinlerin oluşumu mast hücrelerinin granüllerinin boşalmasına ve eozinofilleri ortama çeken ECF salgılanmasına neden olur.
Eozinofiller tarafından salınan enzimler büllerin oluşumuna neden olur.
KLINIK ÖNEM
:
Ara filamanlar ve büllöz (blisterli) hastalıklar
Mitoz sırasında
lamindeki serin
aa
fosforilasyonu
ile çekirdek kılıfı küçük parçalara bölünerek yıkılır. Mitozun sonunda laminler
defosforile
olarak hem lamin şebekesi hem de ç.kılıfı
tekrar eski haline
gelir.
Mikrotübüller
tübülin proteini

ve
mikrotübül ile ilişkili proteinler
tarafından oluşturulan uzun tüplerdir.

Mikrotübüller bükülmeyen sert tüpler olup hücrelerde uzunluğu 20 mikrometre olup tek bir yapı halinde bulunurlar.

Mikrotübüllerin boru şeklindeki biçimlerinin önemi, bunların bükülmeksizin itme ve çekme kuvvetlerini oluşturmalarıdır.

Bu özellik, bir hücre içinde tek bir tübülün uzun mesafeler boyunca yer almasına;
kamçı ve mitotik iğ ipliklerinde olduğu gibi
, demetlerin birbirleri üzerinde kaymasına izin vermektedir.
Mikrotübüllerin uzun mesafeler boyunca yer alabilme yetenekleri;
polariteleri
ve
mikrotübül-temelli

proteinler
tarafından sağlanır.

Mikrotübüller oldukça
dinamik
yapılardır. Uçlarından bir araya gelip tekrar ayrılmak suretiyle hücreye esneklik sağlarlar.
MIKROTÜBÜLLER
Mikrotübüller tübülin dimerlerinden oluşmuştur. Her tübülin dimeri sıkıca bağlı
αalpha ve beta tübülinden
oluşur.
Alpha alt birimine
kendinde bağlı bulunan ancak
hidrolize edilmeyen GTP
bulunurken,
beta alt biriminde

hidrolize edilebilen

GTP
bulunur.
Alpha - beta tübülin, yatay olarak bir araya gelmiş
13 adet protofilamente
sahip mikrotübüller olarak yapılanır.

Her bir protofilamentin (-)ucu alpha alt birimi ile, (+) ucu ise beta alt birimi ile karşı karlıya gelir.
Tübüllerin mikrotübülleri yapmak için dizilmesi,
mikrotübül organizasyon merkezleri
tarafından yönlendirilir. Bu yapılar
siller , bazal cisimler ve sentrozomlar
dır.

Tübülin düzenlenmesi
Ca ve MAP (mikrotübüle bağlı proteinler)
tarafından kontrol edilir.
Mikrotübülün
kararlılığı değişken
dir.
ÖRN: mitozdaki hücreler için mikrotübülün ortalama ömrü 1 dakikadan daha azken, aksonlarda, sil ve kamçılarda daha uzundur.

Bir polimerizasyon süresi boyunca, çekirdeklenme fazı sonra uzama fazı ve son olarak da dinamik bir kararlı faz ortaya çıkar.
Yapılanma için tercih edilen uç ise, F-aktin yapılanmasıyla benzer.
(+) uç tercih
edilir.
Sentrozomlar; bir çift
sentriolün
etrafında bulunur. Sentriol küçük ve kısa, oldukça düzenli

9 mikrotübül üçlüsünden
oluşmuşlardır.
Mayoz ve mitoz sırasında iğ ipliklerini oluşturur.
Silya ve Flagelladaki Mikrotübülleri
Silya ve flagella, merkezind aksonem adı verilen bir dizi mikrotübülden oluşan hareketli sitoplazmik uzantı vardır.

Aksonem ortada bir çift mikrotübül ve çevresinde dokuz çift mikrotübül barındırır. 9+2 olarak bilir. Çevreye yerleşen her çift mikrotübül
13protofilamanlı A tübülü
kısmen tam olan ikinci mikrotübül
(10-11 protofilamanlı B tübülü)
bulunur.
1 27
Mikrotübüller boyunca organellerin taşınması : Akson taşınımı
Aksonlar nöronların sitoplazmik uzantıları olup nöron uyarılarının iletiminden sorumludur. Nöron gövdesinde bulunan nörotransmitter içeren veziküller aksonun uç bölgesinden sinaps kısmına iletilir. Mikrotübül demetleri bu vezikülleri akson boyunca taşımak için yol alırlar.
Veziküller iki motor protein tarafından taşınır.
Kinezin
Dynein
Kineinler ve dyneinlerin her ikisinin de iki ATP bağlayıcı başı ve iki kuyruğu vardır. Enerji; başta bulunan ATPaz ile sürekli ATP'nin hidrolize edilmesiyle sağlanır. Baş kısmı mikrotübülle bağlantı kurarken kuyruk bölgesine veziküller ve reseptörler bağlanır.

Kinezin nöron gövdesindeki vezikülleri akson ucuna doğru hareket ettirmek için ATP hidrolizinden elde ettikleri enerjileri kullanırlar. Karşı yöndeki vezikül hareketi için de sitoplazmik dynein ATP'yi enerji kaynağı olarak kullanır.
Klınık önemi:
Mitoz sırasında mikrotübülleri etkileyen ilaçlar gerek hücre biyolojisinde gerek se kanser tedavisinde kullanılır.

ÖRN:
kolsişin
mikrotübülleri inaktive ederler.

ÖRN:
taksol
kemoterapide tümörlerde hücre çoğalmasını durdurmada kullanılır.

Kartagener sendromu;
aksonemdeki dynein bozukluğu yada eksikliği nedeniyle solunum yollarının temizlenememesi ve sprem motilitesinin azalmasıyla sonuçlanır.
teşekkürler
Full transcript