Peroksisomit BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010.

Esitys aiheesta: "Peroksisomit BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010."— Esityksen transkriptio:

1 Peroksisomit BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

2 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

3 Peroksisomit ja glyoksisomit 1
havaittiin 1960-luvulla EM:ssä ns. microbody havaittiin peroksideja syntetisoivien ja hajottavien entsyymien perusteella lysosomifraktiosta tiheysgradientilla erilleen lysosomeista ø 0,3 – 1,5 µm maksa, munuainen; jopa 1000/solu muissa soluissa mikroperoksisomi 0,15 – 0,25 µm BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

4 Peroksisomit ja glyoksisomit 2
sisältö voi olla kiteinen  entsyymien suuri konsentraatio syntyvät sER:stä kuroutumalla sis. n. 40 erilaista entsyymiä kalvo läpäisevä myös suurille molekyyleille (vrt. lysosomi)  ei hajoa osmoottisesti TARKEMMIN KASVITIETEEN OSUUDESSA BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

5 Hapetusreaktio tuottaa vetyperoksidia
RH2 + O2  R + H2O2 H2O2 + R’H2  2H2O Detoksikaatio maksassa ja munuaisissa Esim. 25 % juodusta etanolista hapettuu asetaldehydiksi em. Reaktion avulla 2H2O2  2H2O + O2 Pääosa oksidaatiosta peroksisomeissa rasvahappojen hapetusta Lajittelu β-oksidaatiossa  2C  asetyl- CoA Nisäkkäillä β-oksidaatiota mitokondrioissa ja peroksisomeissa, hiivoilla ja kasveilla vain peroksisomeissa Vaihe 1 plasmalogeenien muodosuminen, yleisin myeliinin fosfolipideistä BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

6 Peroksisomi Peroxisomes BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

7 Plasmalogeenin rakenne
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

8 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure 12-32b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

9 Peroksisomien proliferaatio
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

10 Endoplasmakalvosto BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

11 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure 12-36a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

12 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure 12-36b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

13 Ribosomes Rough endoplasmic reticulum Smooth endoplasmic reticulum
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

14 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure 12-36c Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

15 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure 12-37a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

16 Mikrosomifraktion eristäminen
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure 12-37b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

17 Signaalijakso ohjaa ER sisällä
proteiinien hydrofobiset aminohapot sisältävät jakson, jota sanotaan signaalijaksoksi (signal sequence) (Günther Blobel 1999 lääketieteen Nobel) Signaalijakso on us. prot. N-päässä Proteiinissynteesin ollessa kesken kiinnittyy ribosomista ulos signaalijakson tunnistusproteiini SRP (signal seuquence recognition protein) SRP kiinnittyy ER:oon ER:n sisällä signaalijakso leikkautuu pois muod. proteiinista BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

18 Signaalihypoteesi BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

19 Signal-recognition particle (SRP)
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure 12-39a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

20 SRP:n sitoutuminen ribosomiin
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure 12-39b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

21 ER:n signaalisekvenssit ja SRP suuntautuminen ribosomeihin
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

22 Vapaana olevat ja mebraaniin sitoutuneet ribosomit
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure 12-41a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

23 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure 12-41b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

24 Polypeptidiketjun ER-kalvon läpäiseminen, Sec61 kompleksi
Rakenne selvitetty rtg-kristallografian avulla Methanococcus jannaschii –arkilla. BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

25 Ribosomiin sitoutunut translocator
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

26 Kalvon lävistämistapoja
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

27 Tyypin I solukalvoproteiinit
Tyypin I solukalvoproteiinit ankkuroituvat lipidikalvoon kalvon läpäisevän, yl. C-terminaalisen kalvodomeenin avulla kalvodomeeni työntyy kanavaan  kanava purkautuu BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

28 Tyypin I solukalvoproteiinin synteesi
Kalvoprot. läpäisee solukalvon kerran. N-pää solun ulkop. Translaatiossa syntyy signaalijakso, johon tunnistusprot. kiinnittyy (1). Liittää ER ulkop. olevaan kanavaan Syntyvä prot. työntyy kanavan läpi ER:n sisälle N-pää edellä. Signaalijakso irtoaa Solukalvon läpäisevä domeeni irrottaa proteiinin kanavasta ja kiinnittää sen kalvoon. 2 = tunnistusproteiinin reseptori BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

29 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

30 Tyypin II solukalvoproteiinit
C-pää solun ulkopuolella N-pää muodostaa solunsisäisen osan Proteiini asettuu syntyessään vastaavaan asentoon Proteiinisynteesissä aina N-pää syntyy ensin Kalvon läpäisevä domeeni toimii signaalijaksona  jää kalvon sisälle BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

31 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

32 Tyypin II solukalvoproteiinin synteesi
Kalvoprot. C-pää solun ulkop. Uusi prot. syntyy aina N-pää edellä. Signaalijakso syntyy keskelle proteiinia. Tunnistusprot. (1) kiinnittää syntyvän prot. ER:oon ulkopinnalla olevaan kanavaproteiiniin. Uusi prot. työntyy kalvoston sisälle niin, että N-pää jää sytoplasman puolelle, signaalijakso kanavan sisälle. Kanavan purkauduttua signaalijakso alkaa toimia solukalvon läpäisevänä domeenina. 2 = tunnistusproteiinin reseptori BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

33 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

34 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

35 Sokerin liittäminen proteiiniin dolikolin avulla
Dolikoli on rasvaliukoinen lipidi Kokoaa sokerin ja luovuttaa sen proteiinille pp-ketju työntyy ER:oon, siihen liittyy mannoosia sisältäviä oligosakkarideja (+UDP) oligos. kiinnittyy kalvon sisäpinnalla olevaan dolikoliin Muokkaus Golgin laitteessa Solunkalvon glykoproteiinit Solukalvon sokeriosilla monia tehtäviä, mm. veriryhmäantigeenit tai solu-solu vuorovaikutukset BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

36 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

37 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

38 Proteiinin rakenne sisältää osoitelappuja
Mannoosi-6-fosfaattia sisältävän proteiinin kulkeutuminen lysosomiin BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

39 Epätäydellisesti laskostuneet proteiinit
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

40 Virheellisesti laskostuneiden proteiinien hajottaminen
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

41 Laskostumattomien proteiinien vaste
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure 12-55a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

42 Regulaattorigeenin toiminta väärin laskostuneiden proteiinien eliminoimiseksi
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure 12-55b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

43 Kalvoproteiinien glykosyloiminen
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

44 Fosfatidylkoliinin synteesi
C-difosfaaatti-koliini BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

45 Intrasellulaarinen vesikkelien liike
Chapter 13 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

46 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

47 Kuljetus vesikkeleiden sisällä
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

48 Rakkulakuljetuksen tiekartta
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

49 Proteiinien kohdentuminen solussa ja rakkulaliikenne
Proteiinien ja muiden makromolekyylien kuljetus solun sisällä, solusta ulos tai solun ulkopuolella perustuu solun kalvorakenteiden dynaamiseen toimintaan. BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

50 Rakkulaliikenne Kuljetusrakkuloiden (vesikkeli) irtoaminen Golgin laitteesta Eksosytoosi Endosytoosi Virusinfektio Siittiön ja munasolun fuusio Pienten vakuolien yhtyminen (kasvisolu) Kahden solukalvon eroaminen solun jakautuessa BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

51 Kalvostojen liike siirtyvä kalvon osa palaa takaisin ts. membraanit eivät voi kiertää organelleissa kalvokierto kalvon liike eli membrane traffic viisi eri vaihetta BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

52 Endo- ja eksosytoosi Endosytyosis Exocytosis Environment Cytoplasm
Vesicle Cytoplasm Environment BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

53 2. Transsellulaarinen kuljetus
plasmamembraani  endosytoosi-rakkula  plasmamembraani = kuljetus solun läpi 3. Eksosytoositie Golgin laite  plasmamembraani varsinkin erittävät solut BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

54 4. Palautus plasmamembraanista takaisin Golgin laitteeseen
mekanismia ei tunneta 5. Solunsis. biosynteesiin liittyvä kuljetus ERGolgilysosomi peroksisomit yl. aina peitteiset rakkulat  tunnistus esim. epiteelisoluissa eriterakkulat tunnistavat solun ulkopinnan membraanin rakkuloiden liike vaatii ATP:tä BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

55 Endosytoosi makromolekyylien ja suurempien partikkeleiden kulkeutumista solun sisään solukalvosta kuroutuneista nm:n kokoisista rakkuloista Pinosytoosi (”solun juominen”) rakkulan sisältö liuosmuodossa esim. proteiiniliuos  ameeba munuaisputken epiteeli  proteiinit takaisin primaarivirtsasta hiussuonten endoteelisolut BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

56 Endosytoosi 2 Fagosytoosi (”solun syöminen”)
tärkein ravinnonottotapa prokaryooteilla puolustusmekanismi selkärankaisilla: esim. veren valkosolut fagosytoivat bakteereita endosytoosin edellytyksenä on, että molekyyli tai partikkeli tarttuu solukalvolla olevaan reseptoriin, joka tunnistaa partikkelin BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

57 Ameba Food particle BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

58 Nucleus Lysosome Food vacuole BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

59 Food vacuole and lysosome membranes fuse, and digestion begins
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

60 Absorption of small molecules BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

61 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

62 Endosytoosi 3 tunnistaminen voi edellyttää vasta-aineiden kiinnittymistä mikrobin koteloon  ns. opsonisaatio  endosytoosi endosytoosirakkula voi olla peitteetön tai peitteinen peitteisen rakkulan synty: ligandi + reseptori solukalvon kuopakkeessa  klatriini muod. sukaverhon (yhteydessä solun tukirankaan)  peitteinen rakkula solun sisään BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

63 Fagosytoosi Solukalvon pinnalla oleva spesifinen proteiini autta mikro-organismin fagosytoinnissa Valkosolun pinnalla oleva FC-reseptori tunnistaa vieraan viruksen BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

64 Reseptorivälitteinen endosytoosi
Kolesterolin ja (low density) LDL-lipoproteiinin sisäänotto klatriini päällystää rakkulan BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

65 Klatriini EM:ssa BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure 13-7a, b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

66 Klatriinin rakenne Hevy chains Light chains
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure 13-7c, d Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

67 Klatriinilla päällystäminen
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

68 Retromeerin malli endosomaalisissa kalvoissa
Kaikki päällysteet eivät ole säännönmukaisia, kuten klatriinissa. Pinnalle voi muodostua myös proteiinikasaumia, joihin cargo-prot. kiinnittyvät BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

69 Fosfatidylinositidien intrasellulaarinen lokalisointi
Fosfoinositidit =PIP Kontrolloivat paikallisesti proteiinien sitoutumista kalvoon tai sen osaan. Auttavat vesikkelien muo- dostumisessa ja kalvo- kuljetuksen eri vaiheissa. BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

70 Monomeeriset GTPaasit kontrolloivat päällystämistä
Dynamiini tuo paikalle muita proteiineja ja irrottaa rakkulan BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure 13-12a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

71 COPII-päällysteiset vesikkelit
Vesikkelien kuljetus riip- puvainen GTP:tä sitovista proteiineista. Guanine-nucleotide-exchange factor BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure 13-13a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

72 COPII coat proteins BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure 13-13b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

73 Sec 13/31 COPII coat proteinit muodostavat päällysteen ulkokuoren
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure 13-13c Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

74 Päällysteisen rakkulan muodostuminen
Sar1 muodostaa amfifiilisen helixin GTP:n kanssa Stagg et al. (2006) Nature. BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure 13-13d Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

75 Viime kerralla käsiteltiin
Peroksisomit - rakenne - esiintyminen - toiminta Endoplasmakalvosto - karkea – sileä - liittyminen solun sisäisiin kalvostorakenteisiin - proteiinien kuljetus ER lumeniin, signaalijakson merkitys - laskostuminen, virheiden korjaaminen - rakkulaliikenne, endosytoosi, eksosytoosi - päällysteiset rakkulat BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

76 Vesikkelien ohjaaminen kohteeseensa
Rab-proteiinit SNARE-proteiinit BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

77 Rab-proteiinit ohjaavat vesikkelin kohteeseensa
Rab-proteiinit kuuluvat GTPaasi perheeseen, jossa tunnetaan yli 60 jäsentä. Liittyvät proteiinien biosynteesiin ja eritykseen tai endosytosiin. BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Table Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

78 Rab-proteiinit voivat kiinnittyä hydrofobiseen lipidiankkuriin tai
toiseen proteiiniin, Rab-effektoriin, joka käynnistää vesikkelin sito- misen ja kuljetuksen. Tarttumaproteiini usein pitkä, runsaasti tarttumapintaa. BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

79 SNARE-proteiinit ohjaavat eksosytoosia
Solusta ulos (eksosytoosi) ja solun sisälle (endosytoosi) kalvofuusion on tapahduttava oikeaan aikaan. Vasteena valikoivaan viestiin proteiinien, hormonien ja hermoimpulssin välittäjäaineiden eksosytoosiin Eksosytoosissa SNARE-proteiinit, rakkulan sytoplasman puolella oleva v-SNARE ja kohdekalvon puolella oleva t-SNARE ohjaavat fuusiotapahtumaa BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

80 Rab5 domainin muodostuminen endosomikalvolle
Amfipaattinen = molekyylissä sekä hydrofiilinen että hydrofobinen pää BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

81 SNARE … v- ja t-SNARE kohtaavat
Rab-GTPaasi sitoutuu rakkulaan  GTP hydrolysoituu v- ja t-SNARE lukkiutuvat NSF (N-ethylmaleimide sensitive factor) ja SNAP (synaptosome associated protein) liittyvät mukaan t- ja v-SNARE irtoavat vastaanottavan kalvon fuusio ATP-hydrolyysi BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

82 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

83 Trans-SNARE kompleksin rakenne
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

84 Miten SNARE-proteiinit katalysoivat kalvojen fuusion?
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

85 SNARE-parien dissosiaatio
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

86 Virusten tunkeutuminen soluun
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

87 HIV Virus kiinnittyy solukalvon CCRS-resptoriin (CD4) Fuusioituminen
Uncoating, kapseli avautuu, viruksen geenit ja entsyymit vapautuvat solulimaan Käänteistranskriptio, HIV reverse transkriptaasi kopioi viruksen RNA:n DNA:lle Genomin integraatio, viruksen integraasi siirtää viruksen DNA:n tuman DNA:lle Genomin replikaatio, solu käyttää viruksen DNA:ta templaattina Proteiinisynteesi (viruksen prot.) viruksen proteiinit solusta ulos Proteiinin pilkkominen proteaasi entsyymin avulla Viruksen koostaminen ja vapautuminen infektoimaan muita soluja BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

88 Viruksen tunkeutuminen soluun
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure 13-19a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

89 Viruksen tunkeutuminen soluun vaiheittain
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure 13-19b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

90 Kuljetus ER:sta Goglin laitteeseen
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

91 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Page 766 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

92 Kuljetusmolekyylien merkitys
Vain oikein laskostuneet proteiinit lähtevät ER:sta BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

93 Antibody molekyylien retentio
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

94 Homotyyppinen membraanien fuusio
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

95 Mikroputkien merkitys vesikkelien kuljetuksessa
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure 13-23b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

96 Liukoiset ER-proteiinien jäänteet, proteiinien muokkaaminen KDEL-reseptorin avulla
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure 13-24a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

97 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure 13-24b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

98 Golgin laite 1 Golgi 1898 (hopeasuolavärjäys)
sileää kalvostoa: sER:n erilaistuma koostuu 6-30 litteästä cisternasta eli Golgi-keosta (diktyosomi): kekoja eläinsolussa 1- muutama sata reunoilla n. 50 nm:n kalvorakkuloita ja n nm:n eritejyväsiä Golgin laite kookas erittävissä soluissa, varsinkin jos eriteproteiinit glykosyloituneet, esim. limaa erittävät solut BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

99 Golgin laite 2 ei makromolekyylien synteesiä; sen sijaan muokkausta
sulfaatio fosforylaatio proteolyysiä (proteiinien pilkkomista) kalvo eroaa sekä plasmamembraanista että ER:sta lipidien suhteen kolesterolin määrä kasvaa cis  trans -suunnassa BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

100 Golgin laite 3 myös entsyymit jakautuvat epäsymmetrisesti (esim. tiamiinipyro-fosfataasi) Golgin laitteen tehtävä: pakkaa ER:n tuottamat proteiinit kuljetusta varten osa takaisin ER:ään  muokkaus ja viimeistely trans-sivulla kuljetus solukalvolle, lysosomeihin, eritys BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

101 Secretory vesicles Maturing face Transport vesicles Forming face
Golgista lähtevä kuljetusrakkula Maturing face Trans (lähettävä) puoli Kisternoja Endoplasma- kalvostosta tuleva kuljetusrakkula Cis (”vastaanottava”) puoli Transport vesicles BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Forming face

102 Extracellular surface
ER Golgi apparatus Vesicle Proteiinit kulkeutuvat Golgin laitteen läpi. Entsyymit muokkaavat, lisäävät mm. hiilihydraat- tiosia. Proteiinit saavat näin ”osoitelapun”, joka ohjaa kulkua solusta ulos tai estää sen joutumista kalvorakenteisiin. endosomi PLASMA MEMBRANE: Cytoplamic reticulum Extracellular surface BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

103 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure 13-25a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

104 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure 13-25b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

105 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure 13-25c Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

106 Oligosakkariedien prosessointi
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

107 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

108 Ohutsuolen pikarisolu
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

109 Proteoglykaanien valmistuminen Golgin laitteessa
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

110 N- ja O-liittyvä glykosylaatio
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

111 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

112 Glykosyloinnin merkitys
Auttaa proteiinien laskostumisessa Parantaa liukoisuutta Estää aggregoitumisen BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

113 Proteiinien kuljetus Golgin laitteessa
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

114 Cisternal maturation BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure 13-35a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

115 Lysosomit BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

116 Lysosomit 1 Lysosomeja on vain eläinsoluissa, kaikissa nisäkässoluissa punasoluja lukuunottamatta lysis = hajoaminen, soma = kappale koko 0,5 – 5 µm, kalvon ympäröimä, pyöreä pH < 5 sisältö elektronitiheä, rakenteeton havaittiin ”vahingossa”: fosfataasi aktiivisuus oli suurempi homogenaateissa, jotka tehty tislatussa vedessä kuin isotonisessa sokeriliuoksessa; kudosten säilytys lisäsi aktiivisuutta (de Duve) osmoottisesti hajoava; membraani läpäisee vain 200 Daltoniin asti BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

117 Lysosomit 2 Lysosomien entsyymit n. 60 hydrolaasientsyymiä
katalysoivat peptidi-, glykosidi- ja esterisidosten hajoamista eli hydrolyysiä lysosomin entsyymit syntyvät ER:ssä  cisternat  Golgin laite (trans-sivu) Golgin laite tunnistaa lysosomien entsyymit hiilihydraattiosan perusteella BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

118 Lysosomit 3 Golgin laitteesta kuroutuu irti ns. primaarilysosomeja jotka 1. tyhjentyvät soluvälitilaan: tulehdusreaktiot, soluväliaineen muokkaus kasvun aikana 2. liittyvät eriterakkulaan: lysosomien entsyymit muokkaavat eritetuotteita (esim. ylim. hormonin hajotus) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

119 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

120 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

121 Lysosomin maturoitumismalli
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

122 Lysosomit 4 3. liittyvät fagosytoosin tai pinosytoosin kautta syntyneeseen ”ravinto”-rakkulaan  heterofagia 4. liittyvät ER-rakkulaan, joka ympäröi solun vanhenevia organelleja  autofagia (ns. autofagosomi) jäännöskappale (residual body) solun vanheneminen toimivat kierrätyskeskuksina hajoitetaan viottuneita organelleja BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

123 Primary Phagosome lysosome 2. Endocytosis Secondary lysosome Early
Plasma membrane 1. Phagocytosis Bacterium Primary lysosome Phagosome Primary lysosome 2. Endocytosis Secondary lysosome Early endosome Late endosome Primary lysosome Mitochondrion ER Autophagosome 3. Autophagy BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

124 Juuri syntetisoidun lysosomin kuljetusmekanismi
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

125 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

126 Lysosomaalisia sairauksia
Tay-Sachs-tauti lysosomit turvonneita sis. runs. lipidimolekyylejä: gangliosideja (GM2) gangliosidi = sfingosiinijohdannainen normaalisti gangliosidit kierrätetään ja hajoitetaan enstymaattisesti. T-S-taudissa GM2 kertyy hermosoluihin, tuhoaa solurakenteita, aiheuttaa solukuolemaa BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

127 Makrofagin fagosytoosi
SEM-kuva hiiren makrofagi fagosytoi kemiallisesti muutettuja punasoluja. Nuoli osoittaa paikan, jossa pseudopodi venyy kaulukseksi punasolun ympärille. BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

128 Neutrofiili muodostaa pseudopodin bakteerin ympärille.
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure 13-47a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

129 Aktiini polymerisoituu ja järjestäytyy uudelleen.
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure 13-47b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

130 LDL-partikkeli Solut käyttävät resep- torivälitteistä endo- sytoosia.
LDL-partikkeli sisältää kolesterolimole- kyyliä esterifioituneena pitkäketjuisiksi rasva- hapoiksi. BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

131 Normaali ja mutantti LDL-reseptori
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

132 Reseptorivälitteinen endosytoosi
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

133 Endosomin varastoiminen ja kierrätys
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

134 Eksosytoosi solun tuotteiden kuljetus soluvälitilaan
eritteet (umpi- ja avoeritteiset rauhaset) välittäjäaineet entsyymit jätteet (esim. alkueläimillä) endo- ja eksosytoosi  kalvoston kierto BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

135 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010

136 Eksosytoosin johtaa solukalvon laajenemiseen
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

137 Synapsirakkulan muodostuminen
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

138 Synaptisen vesikkelin malli
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010 Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)