6.organite delimitate de membrane_2012 v02

45
25.04.2012 1 Organite delimitate de membrane Şef lucrări dr. Sanda Maria Creţoiu UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ŞI FARMACIE “CAROL DAVILA”, BUCUREŞTI CATEDRA DE MEDICINĂ CELULARĂ ŞI MOLECULARĂ – MEDICINA DEZVOLTĂRII UMANE

Upload: balea-ana-maria

Post on 23-Oct-2015

53 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

medicina

TRANSCRIPT

25.04.2012

1

Organite delimitate

de membrane

Şef lucrări dr. Sanda Maria Creţoiu

UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ŞI FARMACIE

“CAROL DAVILA”, BUCUREŞTI

CATEDRA DE MEDICINĂ CELULARĂ ŞI MOLECULARĂ –

MEDICINA DEZVOLTĂRII UMANE

25.04.2012

2

Karl August Möbius (1825 -

1908)

Organulum – organella 1884

"Während die Fortpflanzungszellen der

vielzelligen Tiere unthätig fortleben bis sie

sich loslösen, wandern und entwickeln,

treten die einzelligen Tiere auch durch die

an der Fortpflanzung beteiligten

Leibesmasse in Verkehr mit der Außenwelt

und viele bilden sich dafür auch besondere

Organula".

Bengt Lidforss

(1868 –1913)

"Organs or Organells“ 1915

"Eine Neubildung dieser Organe

oder Organellen findet

wenigstens bei höheren Pflanzen

nicht statt"

25.04.2012

3

Organitele unei celule eucariote tipice Aspect Structură Compoziţie Funcţie

Membrana

celulară

Bistrat lipidic, conţinând

fosfolipide, steroizi şi proteine

Izolaţie, protecţie, sensibilitate,

suport, controlează intrarea-

ieşirea de materiale

Citosolul

Componenta fluidă a

citoplasmei

Distribuie materialele prin

difuzie

Citoscheletul

Microtubuli

Microfilamente

Proteine organizate in filamente

fine sau tuburi subţiri

Rezistenţă şi susţinere,

mişcarea structurilor celulare şi

a materialelor, mişcarea celulară

Microvilii

Prelungiri ale membranei

conţinând microfilamente

Măreşte aria suprafeţei pentru a

facilita absorbţia materialelor

extracelulare

Cilii

Prelungiri ale membranei

conţinând dublete de microtubuli

în şir de 9+2

Deplasarea materialelor pe

suprafaţa celulară

Centrozomul

Centriol

Citoplasmă conţinând doi

centrioli aşezaţi perpendicular,

fiecare centriol fiind compus din

9 triplete de microtubuli

Esenţial pentru mişcarea

cromozomilor în timpul diviziunii

celulare, organizarea

microtubulilor în citoschelet

Ribozomii

ARN şi proteine; ribozomi fixaţi,

legaţi de RER, ribozomi liberi,

răspândiţi în citoplasmă

Sinteza proteinelor

Proteazomii

Cilindru gol din enzime

proteolitice cu proteine

reglatoare la capete

Degradarea şi reciclarea

proteinelor intracelulare

Aspect Structură Compoziţie Funcţie

Mitocondriile Membrană dublă, cu plici ale

membranei interne (criste)

adăpostind enzime metabolice

importante

Produc 95% din ATP-ul necesar

celulei

Reticulul

endoplasmic

RER

REN

Reţea de canale membranoase

răspândite în citoplasmă

Are ribozomi ataşaţi de

membrane

Nu are ribozomi ataşaţi

Sinteza de produşi de secreţie,

stocare intracelulară şi transport

Modificarea şi împachetarea

proteinelor nou sintetizate

Sinteza lipidelor şi a carbohidraţilor

Aparatul

Golgi

Seturi de membrane aplatizate

(saculi) şi camere (cisterne)

Stocare, alterare şi împachetare a

produşilor de secreţie şi a

enzimelor lizozomale

Lizozomii Vezicule conţinând enzime

puternice de digestie

Îndepărtarea intracelulară a

organitelor defecte sau a

patogenilor

Peroxizomii Vezicule conţinând enzime de

degradare

Neutralizarea compuşilor toxici

Nucleul

Membrana

nucleară

Por nuclear

Nucleol

Nucleoplasmă conţinând

nucleotide, enzime,

nucleoproteine, cromatină,

înconjurate de membrană dublă

Regiune densă a nucleoplasmei

conţinând ADN şi ARN

Controlul metabolismului, stocarea

şi procesarea informaţiei genetice,

controlul sintezei proteice

Locul sintezei ARNr şi al asamblării

subunităţilor ribozomale

Organitele unei celule eucariote tipice

25.04.2012

4

IZOLAREA ORGANITELOR CELULARE

ENZIME MARKER

25.04.2012

5

Reticulul endoplasmatic

Keith Porter

1948

Ergastoplasma – M.O.

25.04.2012

6

Corpii Nissl

RIBOZOMII –

granulele lui Palade

George Emil Palade

Laureat al premiului

Nobel - 1974

25.04.2012

7

Ribozomi liberi

Ribozomi ataşaţi

membranei

Mitocondrie

Reticul endoplasmic

neted (REN)

Reticul endoplasmic

rugos (RER)

25.04.2012

8

Ribozomi liberi şi RER

25.04.2012

9

Ribozomii liberi şi ataşaţi (RER)

Reticul endoplasmic rugos

25.04.2012

10

Reticul endoplasmic rugos

Reticul endoplasmic neted

25.04.2012

11

Reticul endoplasmic neted

Reticul endoplasmic neted

25.04.2012

12

Unitatea

Ribozom-Reticul Endoplasmic

1. SRP se leagă de

secvenţa semnal a RE

şi blochează translaţia

3. GTP se leagă de receptorul SRP,

şi polipeptidul nou format intră în por

2. SRP se leagă de receptorul SRP

şi ribozomul se ataşează de

membrană

Peptide semnal şi de tranzit

Funcţia Peptidului semnal Exemple de Peptide semnal

Import în Reticulul Endoplasmic +H3N-Met-Met-Ser-Val-Phe-Val-Ser-Leu-Leu

Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu -

Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-

Gln-

Oprire în lumenul RE -Lys-Asp-Glu-Leu-COO-

Funcţia Peptidelor de tranzit Exemple de Peptide de Tranzit

Import în mitocodrii +H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-

Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-

Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu-

Import în nucleu -Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-

Import în peroxizomi -Ser-Lys-Leu-

25.04.2012

13

Lumenul reticulului endoplasmic

Disulfid izomeraza

Calciu – 5 mmol

Chaperoni - hsp70, hsp90, Grp-94

Calnexina

Calreticulina

Funcţiile RER

Sinteza de proteine membranare şi de

export

Prelucrarea lor prin modificări co- şi post-

traducere

Sortarea proteinelor

Transportul proteinelor spre aparatul

Golgi

25.04.2012

14

Funcţiile REN

1. sinteza hormonilor steroizi în gl. suprarenale şi gonade

2. detoxifiere (ex: barbiturice - la nivelul ficatului)

3. glicogeneză şi glicogenoliză (defosforilarea Glu-6-P -în

ficat)

4. eliberarea sau sechestrarea calciului în RS

5. desaturarea acizilor graşi

6. sinteza lipidelor inclusiv a celor membranare

7. biosinteza acidului clorhidric în celulele parietale ale

glandelor fundice

8. participa la fotoreceptie, în celulele pigmentare din

retina.

Aparatul Golgi Camillo Golgi 1843–1926

Laureat al premiului Nobel -

1906

25.04.2012

15

Nucleu Cito-

plasmă

Aparat

Golgi

Impregnare argentică

Cajal – Da Fano

25.04.2012

16

MGG – halou perinuclear în

plasmocite

Vezicule

ajunse

din RE

Vezicule de secreţie

25.04.2012

17

Faţa cis

Faţa trans

Veziculă

de transport Reţea

Golgi

cis

Reţea

Golgi

trans

cisternă

trans

cisternă

medială

cisternă

cis

25.04.2012

18

Mugure acoperit

Domeniu

central

Aparatul Golgi

25.04.2012

19

Aparatul Golgi şi RER

25.04.2012

20

cis Galactozil

transferază

Manozidază

Nucleozid

transferază

trans

cis

trans

cis

trans

25.04.2012

21

Funcţiile aparatului Golgi

1. Prelucrarea şi transportul produşilor de

secreţie sintetizaţi în RE

2. Biogeneza lizozomilor

3. Formarea şi recircularea membranelor

4. Generarea acrozomului

Aparatul Golgi şi apoptoza

Caspaza -2 Golgina-160

25.04.2012

22

Ciclul secretor al proteinelor

1. Sinteza si segregarea proteinelor de

export la nivelul RER.

Transportul intracelular

Condensarea si maturarea proteinelor

în structurile golgiene.

Depozitarea intracelulara

Exocitoza constitutiva/mediata R

Lizozomii

25.04.2012

23

Lizozomii

Christian DeDuve

laureat al premiului

Nobel 1974

Lizozomii

Nucleaze

Proteaze

Glicozidaze

Lipaze

Fosfataze

Sulfataze

Fosfolipaze

HIDROLAZE

ACIDE

25.04.2012

24

Membrana lizozomilor

Componenţi membranari unici ● Proteine integrale unipas tip I – lgp A şi lgp B –

extensiv glicozilate

Sintetizaţi în RER şi transportaţi în aparatul Golgi pentru o glicozilare extensivă

Pompă protonică membranară ATP-dependentă care schimbă Na+ cu H+ asigurând astfel un mediu optim pentru acţiunea hidrolazelor – pH 5 (pH-ul citoplasmei este 7,2)

Originea şi formarea

lizozomilor

Originea – aparatul

Golgi

Formarea –

intersecţie între

calea secretorie şi

endocitoză

25.04.2012

25

Biogeneza lizozomilor Sinteza enzimelor specifice în RER

Primirea acestora în regiunea cis a aparatului Golgi şi ataşarea unui radical fosfat la reziduul de manoză - etichetare

Manozo-6 fosfat – semnalul de sortare

Enzima este transportată spre regiunea trans unde se leagă de un receptor specific

Începe formarea unei vezicule care se acoperă cu clatrină şi care se va desprinde de ap. Golgi

Pompa potonică a lizozomului duce la îndepărtarea grupării fosfat şi la disocierea hidrolazei de pe receptor, cu reciclarea receptorului inapoi în complexul Golgi.

Lizozomii

Aparat Golgi

Enzimă

matură

Veziculă transport

Enzimă M6P

legată de receptor

Clatrină

Lizozom

primar

Reciclare

receptor

25.04.2012

26

Lizozomii

Hidrolază lizozomală

Oligozaharide

legate de N

Manozo-6-P

25.04.2012

27

Tipuri de lizozomi

Există două tipuri de lizozozmi

Primari Fără substrat digestiv

Formaţi prin înmugurire din aparatul Golgi

Aspect omogen - MET

Secundari Formaţi prin fuziunea lizozomilor primari cu

endozomii

Forma activă,conţin enzima+substratul de digerat

Aspect neomogen MET

Corpii reziduali

Apar

● în urma procesului de autofagie

● În urma epuizării echipamentului enzimatic

lizozomal

● Lizozomi terţiari

25.04.2012

28

Autofagia

Materialul supus degradării are origine

intracelulară

● Macroautofagia – turn over al organitelor -

autofagozom

● Microautofagia – pinocitoza unor proteine

citoplasmatice

Autoliza

Distrugerea internă a întregii celule

● Este o parte a apoptozei (moarte celulară

programată)

● Predomină în celulele care necesită

resorbţie (în viaţa embrionară)

25.04.2012

29

Heterofagia

Implică endocitoza unor materiale extracelulare

● Fagocitoza – încorporare de particule străine (bacterii) – fagozomi ce vor fuziona cu lizozomii primari formând lizozomi secundari

● Pinocitoza – înglobarea unor macromolecule aflate în soluţie – pinozomi ce vor fuziona şi ei cu lizozomii primari

Endocitoza mediată de receptori

Fagocitoză

25.04.2012

30

Endocitoză

Crinofagia

Digestia produşilor de secreţie în

celulele glandulare secretorii

Proces prin care celula îşi controlează

calitatea şi cantitatea substanţelor

secretate

25.04.2012

31

Lizozomii

LIZOZOM PRIMAR

Autofagocitoză

Exocitoză

Pinocitoză

Endocitoză

mediată de

receptori

Fagocitoză

Endozom

Corp rezidual

Lizozom secundar

Lizozom secundar

Lizozom secundar

Lizozomi primari

25.04.2012

32

Lizozomi secundari

Lizozomi secundari

25.04.2012

33

Corp rezidual

Funcţiile lizozomilor

Apărare

Reînnoire celulară

Controlul activităţii de secreţie celulară

Reglarea metabolismului celular al

colesterolului

25.04.2012

34

Boli lizozomale

Produse de deficite enzimatice

Caracterizate prin acumularea de polizaharide sau lipide în ţesuturile hepatice, musculare sau splenice

Sindromul Hurler – absenţa enzimelor în aparatul Golgi

Boala incluziilor celulare – enzime neetichetate în aparatul Golgi

Boli lizozomale

Patologie (tezaurismoze):

Boala Pompe – -glucozidaza

Boala Niemann-Pick - sfingomielinaza

Boala Gaucher – -glucozidaza

25.04.2012

35

Incluziuni celulare

Spre deosebire de organite,

incluziunile nu au funcţii

specifice

Exogene

Endogene

Incluziunile celulare exogene

Fiziologice

Caroten (solubil în lipide)

Prea mulţi morcovi

Pielea devine portocalie

Patologice Metale grele

Plumb şi argint

Azbest, siliciu, carbon, praf

25.04.2012

36

Incluziuni endogene

Picături lipidice

Găsite în adipocite,

hepatocite, celule

secretoare de steroizi

Aspect clar pe

preparatele MO

standard ,

electronodense în

MET

Rezerve nutritive

importante

Adipocitul alb

HE Sudan IV

25.04.2012

37

Adipocitul brun

Celula secretoare de steroizi

25.04.2012

38

Incluziuni patologice – lipide în

hepatocite

Glicogen

Principala formă de

depozitare a

carbohidraţilor

Ficat,muşchi,cortico-

suprarenală

Tehnici speciale de

evidenţiere MO

In MET rozete de

material electronodens

Depozite mari de

glicogen - Boala

Pompe: hepatomegalie,

deficienţă lizozomală

25.04.2012

39

Glicogen – carmin amoniacal

Best

Glicogen – PAS (periodic acid

Schiff)

25.04.2012

40

Precursori

enzimatici

Zimogen

La polul apical al

celulelor

Conţin precursorii unor

enzime

Pancreas

tripsinogen

Celulele principale ale

stomacului

pepsinogen

Glande salivare

Precursorul amilazei

Incluziuni de zimogen - stomac

25.04.2012

41

Precursori enzimatici

Mucinogeni

Secretaţi de celulele

caliciforme

Găsite în epiteliul din

tractul digestiv şi

respirator

Mucinogenii sunt eliberaţi

din celulă prin exocitoză,

se hidratează şi formează

mucusul

Rol de protecţie a

mucoaselor

Iritaţiile locale duc uneori

la eliberarea întregului

conţinut celular

Pigmenţi Melanina

Conferă culoare pielii şi părului

Neuromelanina găsită în

neuronii multipolari din

substanţa neagră

Conţine dopamină

Boala Parkinson

Caracterizată prin tremor,

rigiditate muscularăşi funcţii

motorii încetinite

Resultatul degenerării acestor

neuroni

Tratată cu L-dopa

25.04.2012

42

Melanină în neuroni

Pigmenţi

Melanina

Conferă culoare

pielii şi părului

25.04.2012

43

Pigmenţi Lipofuscină

Funcţie necunoscută, creşte cu vârsta, mai ales în neuroni

Galben maroniu, strălucitor

Reprezintă acumulări de materiale intracelulare insolubile rămase după acţiunea lizozomilor (corpi reziduali)

Apare în SNC, muşchi, suprarenale, cord şi ficat

Incluziuni pigmentare patologice

Bilirubină în hepatocite

25.04.2012

44

Incluziuni pigmentare

patologice

Bilirubină în celulele Kupfer

Pigmenţi Hemosiderina în măduva osoasă

hematogenă

25.04.2012

45

Cristaloizi Eozinofile

Leococite granulare

Granulele specifice au

un miez cristaloid

lamelar

Ochi de pisică

Functionează ca

lizozomi

Eozinofilele intervin în

infecţii parazitare

Celule Leydig testiculare

Cristaloizi ce plutesc

liber în citoplasmă

Funcţie necunoscută

Eozinofil