Hücre İskeleti

AÜTF Dönem-1; 2017-2018.
Hücre İskeleti
Prof.Dr.AlpCan
İnsanFibroblastları
AlpCan,2002
Histoloji-Embriyoloji
AnabilimDalı
www.alpcan.com
HÜCRE = Sitosol + organeller + hücre iskeleti
HÜCRE İSKELETİ=Karmaşık, protein filamanları şebekesi
Hücre/Çekirdek şeklinin ve yerleşiminin belirlenmesi ve korunması (elastikiyet, sağlamlılık)
Hücrenin hareketi (göç, diapedez vb) hücrenin bir bölümünün hareketi (siliyum, flagellum vb)
Fagositoz, endositoz, ekzositoz
Sitokinez
Hücre içi taşınma
Kasılma
Hücre-hücre ve hücre-hücre dışı ortam ilişkilerini destekleme
Hücre İskeletinin Temel Elemanları
MİKROFİLAMANLAR
(7 nm)
•  Aktin (form: Filamentöz ve Globüler)
MİKROTÜBÜLÜSLER
(25 nm)
•  Tubulin (alt birimler: alfa, beta, gamma)
ARA FİLAMANLAR
(10 nm)
Keratinler
Nörofilamanlar
Desmin
GFAP
Vimentin
Peripherin
Laminler
Mikrofilamanlar
•  G-Aktin molekülleri (42 kD)
•  Hücrenin kuru ağırlığının % 5-30
Tıkayıcı ABP
- uç
+ uç
7nm
F-aktin filamanı şebekesi
G-aktin havuzu
+ uç
ATP→ADP
ATP
•  ATP-bağımlı polimerizasyon
Pi
- uç
ADP
Epitel hücrelerinde mikrovillus yapısındaki mikrofilamanlar
Mikrovillus (çoğul; mikrovilli)
Formin
Fırçamsı Kenarlı Prizmatik Epitel
SitokalazinD
5µg/ml
-
+
+ uç
Sitokalazin
Aktin zehirleri
Sitokalazin’ler
• + uca bağlanarak
G-aktin’in bağlanmasını
engeller.
• Mantardan elde edilir.
Falloidin
• Aktin filamanına
bağlanarak
depolimerizasyonunu
engeller
• Amanita phalloides adındaki
mantardan elde edilir
Latrunkulin’ler
A.Can,1997
- uç
• G-aktin’e bağlanarak Faktin depolimerizasyonunu
uyarır.
• Kızıldeniz süngeri
Latrunculla magnifica’dan
elde edilir.
Aktin izoformları
•  Alfa (α)
•  Kas hücrelerindeki aktin filamanları
•  Beta (β)
Birçok hücrede hücre iskeletinde ve
•  Gamma (γ) hücrenin hareketi sağlayan düzenleyiciler olarak
HeLa hücreleri
Alfa-sarkomerik aktin
Sarkomerik alfa aktinin
Beta aktin
Mikrotübülüsler
alfa
protofilaman
mikrotübülüs
25nm
beta
(-)uç
GDP
GTP
şapkası
Polimerizasyon
ve
Depolimerizasyon
(+)uç
MTkurulumunuetkileyenfaktörler;
• Tubulinkonsantrasyonu
KriYkkons.alZnda(Cc)tubulin(<10µM)=depolimerizasyon
KriYkkons.üstünde(Cc)tubulin(>10µM)=polimerizasyon
• Isı
37°’demaksimum,2-8°’detamamenyıkılım
Kierszenbaum, 2006
Dinamik Kararsızlık
Mikrotübülüsler uzama ve kısalma döngüleri
arasında yıkılıp yapılırlar
Aksonem(SiliyumveFlagellumiçinkalıpgörevi)
Aksonem’in major bileşenleri
Mikrotübülüsler
Tektin’ler
Dynein Kolları
Neksin bağları
Radiyal çıkıntılar
İç kılıf
2x9+2=20
Siliyum=kirpik(hücreninapikalyüzündekihareketlioluşumlar)
Flagellum=kamçı(spermatozoonlarınkuyrukları)
Kierszenbaum, 2006
MTdinamiğinietkileyenilaçlar
(kanserkematerapisiajanları)
Kolşisin
VinkrisYn,VinblasYn
Nokodazol
Paklitaksel
Polimerizasyonuengeller
Polimerizasyonuuyarır
Depolimerizasyonuuyarır
AraFilamanlar
• 
• 
• 
• 
10nmkalınlığındadırlar
Heterojenproteingruplarındanoluşur(40-200kDa)
EnsağlamhücreiskeleYfilamanlarıdır
Polimerizasyon/depolimerizasyonözelliklerifosforilasyon
özelliklerinebağlıdır(fosforilasyonsağlamlılıkkazandırır)
•  Hücretürünegöredeğişikyapıdadırvehücrenintürünü
belirlemedekullanılır
İsim
Tip
1 AsidikkeraYnler(40-60kDa)
2 NötralvebazikkeraYnler(50-70kDa)
3 VimenYn(54kDa)
Bulunduğuyer
Epitelhücrelerive
türevlerinde(saç,
Zrmakvb.)
sitoplazmikplaklar,
desmozomve
hemidesmozom
Mezenkimkökenli
hc.
Desmin(53kDa)
GliyalFibrilliAsidikProtein(51kDa)
Kashücerleri
Periferin(57kDa)
Periferiksinir
sistemindekibazı
nöronlar
Astrositlerve
Schwannhc.
4 Nörofilaman’lar(68-220kDa)(NF-L,NF-M,NF-H)
Aksonvedendritler
5 Lamin’ler(A,B,C)
Çekirdekiçzarı
HücreİskeleYninYardımcıProteinleri
Bağlayıcı-Düzenleyici •  birbirine tutundurma
Proteinler (ABP,
•  boy-açı-sayı belirleme
MAP, IFBP)
Motor Proteinler
(kinesin, dynein,
myozin)
•  Hücre içi taşınma
•  Hücrenin bölünmesi
•  Kasılma
AkYnBağlayıcıProteinler
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
Villin
Fimbrin
Filamin
Timosin
Profilin
Gelsolin(capping)
Myosin-1
Calmodulin
Spectrin(eritrositlerde)
MikrotübülüsBağlayıcıProteinler
•  Mikrotübülüslerinuzaysaldüzenlenişinden
sorumludur
•  MikrotübülüslerinbirbirinegöreharekeYnden
MAP-2
sorumludur
•  Aksonboyuncayeralırlar
CanA.veCanerH,2000
MAP-2vetau
AşırıMAP-2üreYmi
AşırıtauüreYmi
HücreİskeleYnebağlıhastalıklar
•  KardiyovaskülerSendromlar
•  NörodejeneraYfHastalıklar
•  Kanser(invazyon)
•  KaraciğerSirozu(toksikhedefmolekül)
•  PulmonerFibrozis
•  BlisterliDeriHastalıkları
BÜLLÖZPEMPHİGUS
• MasthücrelerineanYkorbağlanır
• MasthücreleriECFsalgılar
• ECF,eozinofillerdenproteazsalgılaZr
• ProteazhemidesmozomdakikeraYnleri
yıkar
HücreİskeleYÖzeY
Mikrotübülüsler
Mikrofilamanlar
AraFilamanlar
Yapı
13protofilamanlık
borucuklar
İkilisarmalakYn
zinciri
Burularak
oluşmuşkalın
lifsiproteinler
Çap
25nm
7nm
8-12nm
Proteinaltbirimleri
αveβtubulin
akYn
çeşitliproteinler
Temelişlevi
•  Hücreşeklinin
korunması
•  HücreharekeY
(siliyum,
flagellum)
•  Kromozom
hareketleri
•  Organel
hareketleri
•  Hücreşeklinin
korunmasıve
değişYrilmesi
•  Kas
kontraksiyonu
•  Sitoplazmada
akış
•  Hücresel
hareket
•  Sitokinez
•  Hücreşeklinin
korunması
•  Çekirdeğinve
organellerin
yerlerinin
belirlenmesi
•  Çekirdek
zarının
oluşumu