hucre iskeleti I

HÜCRE İSKELETİ 1
Prof. Dr. Melek ÖZTÜRK
Prof. Dr. Müjgan CENGİZ
İskelet. Yumuşak dokuyu destekleyen ve
bedensel hareketlere aracılık eden sertleşmiş
doku.
Hücre İskeleti. Benzer fonksiyonlara sahiptir ve
üç tane iyi tanımlanmış filament(iplikcik) yapıdan
oluşmuştur.
1. Mikrotfilamentlar: protein kabuğundan oluşan
katı, daha zayıf yapılar
2. Ara çaptaki filamentler: İlişkili proteinlerin bir
çeşidinden oluşan sert, ip benzeri lifler.
3.Mikrotübüller: Tubulin proteininden oluşan
sert, tüp şeklinde yapılar.
Hücre İskeletiyle ilgili
Fonksiyonlar
Yapı ve destek
Hücre içi transport
Kasılma ve hareketlilik
Uzaysal organizasyon
Hücre İskeletinin Rolü
Hücre şekli
Hücre hareketleri (iç organellerin ve
mitotik yapıların transportu, bütün
hücrenin hareketi)
Hücre İskeletinin
Başlıca Bileşenleri
Mikrofilamentler
Ara çaptaki filamentler
Miktotübüller
MİKROFİLAMENTLER
Mikrofilamentler
Mikrofilamentler Aktin ve miyozinden oluşur.
Çizgili kasta ve kalp kasında düzenli,düz
kasta dağınıktırlar.
Ca ve Mg iyon konsantrasyonları arttığında,K
ve Na iyon konsantrasyonları normal
düzeyde iken kendiliğinden polimerleşirler.
Yuvarlak yapılı aktine Globuler (G),
polimerleşmiş aktine Fibroz (F) aktin denir.
Mikrofilament kuruluşunun dinamiği
Polimerizasyon üç fazdan oluşur.
• 1- Başlangıç devresi
G-aktin kısa , küçük oligomerler olarak birleşirler
Çekirdek yapı ortaya çıkar.
• 2-hızlı devre:Elongasyon
Uzama evresi aktin monomerlerin her iki uç eklenmesi
ile uzama gerçekleşir.
• 3-sabit devre-dengede kalış
Filament kütlesinde polimerasyon - depolimerizasyon
dengesi ortaya çıkar
Aktin filamentlerinde aktinin
bir araya gelmesi
Aktin monomerleri önce dimerler ve trimerler
halinde daha sonra aktin filamentlerinde toplanırlar.
Bütün aktin filamentleri aynı yöne doğru yönelirler.
Aktin filamentleri farklı bir polariteye sahiptir.
Uçlarına artı ve eksi uç denir ve birbirinden
ayırtedilebilir.
Aktin filamentlerinin bu polaritesi aktin
filamentlerinin birleşmesinde ve aktine bağlı
miyozinin tek bir yön tayin etmesinde önemlidir.
Mikrofilament Oluşumunu Etkileyen
Faktörler
A.Mantar toksinleri aktin polimerizasyonunu bozar
Sitokalasin B—mantar alkoloidi.
Sitokalasin B ile aktine bağlı tüm hareketler bloke olur.
(+) uca bağlanarak depolimerizasyona neden olur.
Amanita phalloidin—zehirli mantar
Phalloidin F-aktine bağlandığında, aktine yeni eklenmeleri
bloke eder ve stabilite sağlar.
B. Aktine bağlanan ve uzamayı kontrol eden proteinler.
Profilin
Timosin β4 G-aktine bağlanırlar. Aktin polimerizasyonu
olmaz.
hsc70 ; ATP bağlayan protein
C. Kaplayıcı Proteinler
Aktin Bağlayan Proteinler
A. Fimbrin
1. Birçok hücrenin yüzey çıkıntılarında ve intestinal
mikroviluslarında görülür.
2. İlk intestinal mikrovilluslardan izole edilmiştir.
3. İki aktin bağlayan bölge içeren 68 kd’luk protein
4. Aktini monomer olarak bağlar-aktin filamentleri 14 nm uzaktadır.
B. -Aktinin
1. 102 kd’luk protein ve aktini dimer olarak bağlar.
2. Aktin filamentleri 40 nm uzakta.
C. Filaminler
1. 280 kd’luk protein aktini dimer olarak bağlar
2. Aktin bağlayan ve dimerizasyon bölgleri ters uçtadırlar.
3. Filamin dimeri esnek v- biçimli moleküldür ve dikey aktin
filamentlerini çapraz bağlamaktadır.
Bulundukları Yapılar
Stabil(dengeli) Yapılar(kas hücrelerinde)
Labil(hareketli) yapılar
Hücre korteksi(Membranın altına yerleşmiş
membran hareketlerine katılır,Endositoz
eksositoz,hücre hareketi.)
Stress fibrilleri. Mekanik destek.
Mikrovillus yapısında. Teminal ağ.
Hücre bölünmesinde (kasıcı (kontraktil) halka
oluşumu)
Adezyon kemerlerinde, Epitel hücresinde.
MİKROFİLAMENTLERİN FONKSİYONLARI
•
Hücre membranı ile aktin filamentleri ilişkisi
1) İntegrinler ile adezyon plaklarında
matriks - hücre bağlantısı
2) Kaderinler ile bağlantı komplekslerinde
Hücre- hücre bağlantısı
•
Sitokinez (myosin II+Aktin )
•
Vezikül transpotu
Aktin filamentleri boyunca Miyosin I ve 5 ile.
•
Hücre hareketi
örn: Fibroblast
Filopodia — parmak şeklinde çıkıntı oluşumu
Lamellipodia — yaprak şeklinde uzantılar
•
Mekanik destek ve gerginlik -Stres fibrilleri
Hücre Hareketi
Farklı tipteki hücreler tarafından kullanılan hücre
hareketinde hücre iskeleti elemanları rol alır.
Amiplerin hareketi
Gelişim boyunca embriyonik hücrelerin hareketi
Enfeksiyonla mücadele için beyaz kan
hücrelerinin dokulara sızması.
Yara iyileşmesine katılan hücrelerin göçü.
Metastaz esnasında kanserli hücrelerin göçü.
Sitokinez
Hayvan hücrelerinde Mitoz bölünmede
hücrenin iki yavru hücre oluşturması
sırasında boğumlanma.
Aktin ve miyozin filamentlerinden oluşan
kasıcı halkanın oluşması ve
Halkanın kasılması ile plazma zarı
içeriye doğru itilir er.
Kas Distrofisi
X’e bağlı kalıtsal hastalık-genellikle
erkeklerde
Muskuler Distrofinin iki tipiDuchennes and Beckers
427 kd’luk spektrinle ilişkili bir protein
olan Distrofin’in yokluğu veya anormal
olması.
Distrofin, kasın transmembran
proteinlerine aktin filamentlerini
bağlayan dimerleri oluşturur.
MİKROFİLAMENT MOTOR PROTEİNLERİ
MİYOSİN
Miyosin I,
Miyosin II,
Miyosin V
ATP az aktivitesine sahip
mekanokimyasal işlemlerde motor
protein
1 ATP molekülü hidrolize olduğunda
miyosin başı 11 nm lik bir adım atar
Miyozinle ilişkili aktin filamentleri hücre
hareketlerinin birçok tipinden
sorumludur.
Miyozin, kimyasal enerjiyi mekanik
enerjiye dönüştüren bir moleküler
motorun bir prototipidir.
Kas olmayan hücrelerde aktin ve miyozinin
ortak hareketi ile kasılma işlevi ortaya çıkar
Kas lifinin küçük çaplı modeli, örneğin stres
lifleri ve adezyon kemerleri.
Stres liflerinin kontraksiyonu hücrelerin
ekstrasellüler matrikse çekilmesine izin verir.
Adhezyon kemerlerinin kasılması epitel
hücrelerinin şeklini değiştirir.