biologie celulara si histologie

7/21/2019 Biologie Celulara Si Histologie

1/50

DBB - Masterat Inginerie Medicala si Clinica Biologie Celulara si Histologie

Biologie Celulara si Histologie


2/50


Curs 3 -

Membranacelulara.Sisteme

subcelulareCuprins


3/50


Membrana celulara- Structura

- Transport membranar

Sisteme subcelulare- Citoscheletul

-Sistemul de sinteza proteica- Energetica celulara


4/50

Membrana celulara

- Structura

DBB - Masterat Inginerie Medicala si Clinica Biologie Celulara si Histologie - 3. Membrana Celulara. Sisteme subcelulare

Dhatfield; Mariana Ruiz Villareal


5/50

Membrana celulara

- Structura


Lipide (aprox. 5!"#

* Fosfolipide (ma$oritatea%"&fosfatidilcholina, sfingomielina,phosphatidilserina, fosfatidiletanolamina

* Colesterol (propor'ie ariabila# in unele celule -raport de )&) cu moleculele de *os*olipide"

* Glicolipide (5! din lipidele membranare"& ganglioside

* Se gasesc exclusi in stratul extern, non-citoplasmatic

!roteine* Intrinseci (transmembranare)

* Extrinseci


6/50

ipidele membranare sunt

amfipatice*"rganizare in bistraturi:

-Capat +idro*il spre exterior

- Capat +idro*ob spre interior

* #lte tipuri de structurifaorizate energetic$

- Micelii

- Lipo,omi


7/50

Structura!hospholipids

CH2-N (CH2)3

CH 2 "o=p-o

!olarregion

iposome"icelle

Bila#er sheet

Mariana Ruiz Villareal


8/50


9/50

2 !ori 3 ioni, et4 molecule mici

2 0anale ionice 3 ioni* Di*u,ie *acilitata

2 1ransportori 3 ioni, molecule mari &ex$ glucide'

%. Transport activ - in sens contrar !radientilor&

necesita consum de ener!ie Transport activ primar2 !ompe ionice 3 ioni

ransport acti secundar

2 simport 3 ioni, molecule mari2 antiport 3 ioni, molecule mari

3. Macrotransport

* ra*ic e,icular 3 proteine, alte molecule mari

'

'


10/50

!rin diuzie simpla &prinmembrana' sunt transportatedoar moleculele hidrofobe (ex&cloro*orm"

(iuzia acilitata poatea$ea loc%

*/rin pori sau canale ionice

-!ori in lipide - stocastici

- 0anale ionice$

* 0oltage-gated 12Ligand-gated

*Cu a$utorul unor proteine-transportor

!roteine carrier

7egarea ligandului induce omodificare conformationala atransportorului, care are carezultat eliberarea substantei


11/50

legate pe partea opusamembranara


12/50

)*i)

:xtracellular space

) ) )' ) )

7ipidbi laer


13/50

gradientilor electrochimici, cu a(utorulunor pompe ionice &+ #1!-aze' carefunctioneaza cu consum de energie&furnizata prin hidroliza #1!'

0el mai cunoscut exemplu$ #1!-azade >a?

http$fa(erpc4magnet4fsu4edu:ducation/@.@7ectures./AMembraneA1ransportAfilesimage@BC4(pgMariana Ruiz Villareal
http://fajerpc.magnet.fsu.edu/Education/2010/Lectures/12_Membrane_Transport_files/image036.jpghttp://fajerpc.magnet.fsu.edu/Education/2010/Lectures/12_Membrane_Transport_files/image036.jpghttp://fajerpc.magnet.fsu.edu/Education/2010/Lectures/12_Membrane_Transport_files/image036.jpg


14/50

Se realizeaza cu a'utorul proteinelor transportor Transportul unei specii moleculare in sens contrar gradientului

electrochimic are loc pe baza energiei furnizate de transportul

simultan al altei specii in sensul gradientului electrochimic

ariante%

- simport &transportul ambelor specii in acelasi sens, relati la membrana'- antiport &transportul celor doua specii in sens opus, relati la membrana'

Exemple%

- simport >aglucoza din lumenul intestinal in celulele epiteliale

- #ntiport />a0a/ in celulele musculare cardiace &0a/ transportat dininteriorul spre exteriorul celulei'


15/50


16/50

s/Symport Antiport

17

1 1

Cotransporthttp$5554biochem4arizona4edu

#ntiport

http$5554biologie4uni-hamburg4deb-onlinelibrarbiolog.@)bi.@)cfaFFterrimagesSmpor#4gif

http$5554biochem4arizona4edu

mport

http://www.biochem.arizona.edu/http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/library/biology107/bi107vc/fa99/terry/images/SymporA.gifhttp://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/library/biology107/bi107vc/fa99/terry/images/SymporA.gifhttp://www.biochem.arizona.edu/http://www.biochem.arizona.edu/http://www.biochem.arizona.edu/http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/library/biology107/bi107vc/fa99/terry/images/SymporA.gifhttp://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/library/biology107/bi107vc/fa99/terry/images/SymporA.gif


17/50

Macrotransport

ul celular


1ipuri$- Endocitoza% transportul unor molecule mari structuri mai complexe &ex$

fragmente bacteriene etc' din exteriorul celulei spre interior, in eziculecitoplasmatice; ariante de endocitoza$

* /inocito,a- transportul lichidului extracelular* 4agocito,a- transportul bacteriilor, corpilor straini mici etc in ederea

digestiei enzimatice &face parte din procesele de aparare aleorganismului'

* ndocito,a mediata de receptori- substantele se ataseaza lamembrana prin cuplarea cu receptori specifici, apoi sunt internalizatesub forma de ezicule

- Exocitoza% transportul unor molecule mari structuri mai complexe dininteriorul celulei &ezicule intracitoplasmatice' spre exteriorul celulei, in urmafuzionarii acestor ezicule cu membrana

- Transcitoza% endocitoza exocitoza acelorasi componente &traersareacelulei prin ezicule de transcitoza'


18/50

Macrotransport

ul celular




19/50

Macrotransport

ul celular


6n procesul de exocitoza, un rol important il (oaca un complex deproteine atasate acestora &S>#!'

7egarea calciului la unii din membrii complexului determinamodificari conformationale transmise tuturor proteinelor dinsistem, aand ca urmare fuziunea eziculelor cu membrana siexocitoza continutului acestora

:xemple de procese de exocitoza$

:xportul membranar al unor proteine sintetizateintracelular

1ransportul unor factori umorali de la locul de sintezaintracelulara in spatiul extracelular

:xocitoza neurotransmitatorilor in spatiul sinaptic, in cadrultransmisiei sinaptice

* /roces mediat de Ca67

* Depolari,area membranei presinaptice ca urmare asosirii unui potential de actiune induce desc+iderea de

DanGo Dimche 9eorgie, M4D4



20/50

Macrotransport

ul celular


canale de Ca67 olta$- dependente cu in*lux consecuti

de Ca67

Tra,c vezicular

"embrane traffic*ing path+a#s

7sosomes

:ndosomes

,!-.

clathrin

F"/C01II p

C0!I 2

,!-3455,3

clathrin

Secretorvesicles

:R 9olgi !M


21/50

Macrotransport

ul celular


http$5545ormbooG4orgchapters555AintracellulartrafficGingintracellulartrafficGing4html
http://vwwv.wormbook.org/chapters/www_intracellulartrafficking/intracellulartrafficking.htmlhttp://vwwv.wormbook.org/chapters/www_intracellulartrafficking/intracellulartrafficking.html


22/50

Caile principale ale transportuluiintracelular%

0alea de biosintezasecretie Reticulul endoplasmic &R:' - #paratul 9olgi ' (67

necesita semnale de sortare propriu-zise)

#9 - ezicule secretorii - membrana spatiul extracelular

#9 - endozomi &ezicule citoplasmatice'#9 3lizozomi

0alea de endocitoza :xteriorul celulei membrana ezicule de endocitoza

endozomi &-' lizozomi

Direc%ionarea traficului ezicular$ Se bazeaza pe recunoaHterea unor proteine specifice,

ataHate suprafe%ei eziculare

8 SE"6,E 9E S01T,1E


23/50

Sistemul de

sinteza proteica

Biologie Celulara si Histologie - 3. Membrana Celulara. Sisteme subcelulare

Tra,c vezicular

"rganization of esicular trafficGing in epithelia:nriIue Rodriguez-Joulan, 9eri ?reitzer K #nne MLsch>ature Reie5s Molecular 0ell Jiolog C, /BB-/) &March /@@N'


24/50


Sediul sintezeiproteice: ribozomii"liberi atasati /0$

Proteinele dincitoplasmadiuzeaza ininteriorul reticululuiendoplasmic

Transport /0 -2 "caleaprincipala# carenu necesitasemnale desortare$

parat 2ol!i - rolde statie de tria:

- 9licozilari ale proteinelor- =mpachetare in

ezicule de transport

- Directionarea traficului$

* :xteriorul celulei &exocitoza'* :ndozo

mi

* lizozomiDBB - Masterat Inginerie Medicala si Clinica

1. Membrana nucleara%. Por nuclear3. /eticul endoplasmic ru!os

"/0/$4. /0 neted5. /ibosom atasat /0/6. Macromolecule7. *ezicule de transport


25/50

Sistemul de

sinteza proteica


8. parat 2ol!i "2$9. Fata Cis a 21+. FataTrans a 211.Cisternele 21%. *ezicule secretorii13. Membrana celulara

14. *ezicule secretoriiuzionate# care isi elibereazacontinutul

15. Citoplasma16. Mediul etracelular


26/50

/ibozo

miiRioso!al "ranslation

:xista liberi incitoplasma atasatimembranei R:R

#prox4 /@ nm diametru

/ subunitati &mare simica'

#lcatuiti din #R>ribozomal si proteineribozomale

0ell membrane

>ucleusmR>#t R># rR>#

>e5 protein#i$% 31-3&'c

http$5554mfi4Gu4dGppaulechapterB.imagesB.-B4(pg
http://www.mfi.ku.dk/ppaulev/chapter31/images/31-3.jpghttp://www.mfi.ku.dk/ppaulev/chapter31/images/31-3.jpghttp://www.mfi.ku.dk/ppaulev/chapter31/images/31-3.jpghttp://www.mfi.ku.dk/ppaulev/chapter31/images/31-3.jpg


27/50

Sunt sediul sintezeiproteice$ traducinformatia geneticaadusa de #R>m inproteine &aminoacizii

sunt adusi la ribozomide catre #R>t'

"bserati pentruprima data de !alade&Ogranulele lui!aladeP'


28/50


/eticululendoplasmic

Re%ea de canale si cisterne, situata in apropiereanucleului

Membrana lui se continua cu anelopa nucleara&prin urmare, lumenul R: si interiorul nucleului tinde acelaHi compartiment'

Qone de R:> si R:R &ribozomi atasati'

R:R$ sinteza proteinelor de membrana sisecretorii

R:>$ sinteza carbohidrati si lipide

/roteinele sinteti,ate sunt 8mpac+etate in e,iculesi transportate pana la 9 (semnale& C:/ IIata;ata e,iculelor directionea,a tra*icul


29/50

DBB - Masterat Inginerie Medicala si Clinica

din muHchi; rol in stocarea calciului, care esteeliberat ca rspuns la depolarizarea membraneimuHchiului, declansand cuplarea miozinei cuactina si contractia musculara

paratul2ol!i

Retea de cisterne

Rol in procesarea proteinelor sintetizate in R:* 0ontinua glicozilarile

o ut er e s i c l e s o l on $i tu *ina l t uu le s o

sarc op las!ic re t i c u lu! sarc op las!ic re t i c u lu!

http$media-/45eb4bri1annica4comeb-media./.-@@-:#.B@:4gif
http://media-2.web.britannica.com/eb-media/41/2841-004-8EA13F0E.gifhttp://media-2.web.britannica.com/eb-media/41/2841-004-8EA13F0E.gif


30/50


* 6mpacheteaza in ezicule* Directioneaza transportul

Sistemul proteinelor de semnalizare S>#R:$perechi complementare; -S>#R:

- ataHate eziculelor, t-S>#R: - ataHate zonelormembranare unde trebuie sa a(unga eziculele

ata 0is - spre R:, fata 1R#>S - spre membranacelulara

Mai bine reprezentat in celulele cu func%iesecretoare &epiteliu glandular'

Structura dinamica$ tranzit permanent demembrane din cis-trans, din #9 spre membranasau spre R:

Dispare in timpul diiziunii celulare si se reface

ulteriorIncomingTransponesicle

umen Cis Face Incoming-Transport

esicle

"utgoing-TransportVesicles

esicles

http$micro4magnet4fsu4educellsgolgigolgiapparatus4html

o
http://micro.magnet.fsu.edu/cells/golgi/golgiapparatus.htmlhttp://micro.magnet.fsu.edu/cells/golgi/golgiapparatus.html


31/50

DBB - Masterat Inginerie Medicala si Clinica


32/50

Citosc;eletul /etea dinamica de ,lamente de actina (0< 7nm$# ,lamenteintermediare (0< 8-1% nm$ si microtubuli (0< %5 nm& pornesc din centrozom$

/oluri:* Sustinere* Polarizare unctionala a celulei

* ncorarea or!anitelor celulare* Transport intracelular - retea pe care sedeplaseaza proteinele cu unctie demotoare moleculare

> Mio,ina (prima descoperita" - rol in contractia musculara >

?ine,ine (deplasare centri*uga"> D@neine (deplasare centripeta"

* Miscarile celulei "cu autorul fa!elilor#cililor etc& si aici sunt implicate proteinecu unctie de motoare moleculare$


33/50

Citosc;eletulComponentacitoschelet

9iametru (nm) Structura Subunitati

Microfilamente -.@ Dublu helix actinailamenteintermediare

-.@ Doua helix-uri paralele dimeri,formeaza tetrameri

imentina &mesenchim'proteina gliala fibrilara acida &celulegliale'proteine neurofilamentale Geratine&celule epitaliale'lamina nucleara

Microtubuli /N !rotofilamente alcatuite dinsubunitati de tubulina

a- and p-tubulina

"icrotubuli ai Chlam#domanas reinhardtii (microscopie

electronica de transmisie)

"icrofilamente de actina in fibroblasti embrionari desoarece (microscopie confocala)

T tambe


34/50


35/50

Motoare moleculare Proteine care transorma ener!ia c;imica"provenita de obicei din ;idroliza TP$ inener!ie mecanica

Tipuri:

* Motoare liniare:=Miozinele

=>inezinele ?(neinele

* Motoare rotative "e: in cili# fa!eli$* Motoare ale acizilor nucleici:

=@elicaze

=Topoizomeraze

*Motoare responsabile cu translocarea acizilornucleici si

peptidelor in cursul sintezei proteice ribozomale


36/50

MiozinaRol esential in contractia musculara; functionarea sa necesita prezenta calciului si a #1!

http$5554mrc-lmb4cam4ac4uGmosinMotilitAU/CAJioc4Jccle4html
http://home/anca/work/curs_biocel/cursuri/curs3/myosin.movhttp://www.mrc-lmb.cam.ac.uk/myosin/Motility_%26_Bioc./XBcycle.htmlhttp://home/anca/work/curs_biocel/cursuri/curs3/myosin.movhttp://www.mrc-lmb.cam.ac.uk/myosin/Motility_%26_Bioc./XBcycle.html


37/50

>inezina

Mitocondriile - sediul proceselor energetice celulare

> Structura&

* membrana dubla* membrana interna are pliuri caracteristice + criste mitocondriale
http://home/anca/work/curs_biocel/cursuri/curs3/kinesin.movhttp://home/anca/work/curs_biocel/cursuri/curs3/kinesin.mov


38/50

* / compartimente interne$ matricea interna &in interiorul membranei interne' si spa%iulintermembranar &dintre cele doua membrane'

* 4unc'ie& la nielul lor au loc ultimele stadii ale degradarii glucidelor,pana la 0"zsi Wz"

* 0iclul ?rebs* 7an%ul respirator, fosforilarea oxidatia


39/50

9 NAD+

ATP

ADP-. ,T!

Ener$+

Inest!ent

Singe

*

m

$Aa

m

4

,"

ADP

NAD+

2NrtDH

1 ,.

2 ,"

:rebs C#cle

,"

#,.

Co,

;< ,T!

Entr$+

tisriiJili8( 6

Stage

Nsl Cain%

. ,T! 2 ,.

2 ,"

\-p hosp hog l#cerate !-C

A fHf! ; 1

5l#col#sis in the C#toplasm

gi#ceraldeh#de >-phosphate !-C 3

1#3-bip;osp;o!lccratcP-CP

glucose ? phosphate C@-!

fructose A-phosphate C/!

'C

pyruvate P-C 3

Citric ,cid C#cle Electron Transport Chain/ I H H H t

in the it u= H

"itochondria H


40/50

Regisre

\

X


41/50

Ciclul >rebs (ciclul

acidului citric"Intrare%#cetil-0o# &rezultata prin degradarea piruatului, transportat acti prinmembrana mitocondriala'

Iesire% 0"/ cofactori$ B >#DW . #DW/&surse de electroni ptr lantul respirator' .91! conertita imediat in #1!

0oenzime$

D nicotinamid-adenin-dinucleotid

orma oxidata$ >#D orma redusa$ >#DW orma fosforilata oxidata$ >#D! orma fosforilata redusa$ >#D!W

YiGipedia


42/50

4D *lain-adenin-dinucleotid


43/50

Lantul respirator &de transport

al electronilor' Cupleaza reactii c;imice intre donori siacceptori de electroni cu un proces detransport al protonilor prin membrana internain spatiul intermembranar mitocondrial

Protonii sunt utilizati pentru sinteza de TP"osorilarea oidativa$

An membrana interna a mitocondriilor se!asesc 4 complee enzimatice "proteinemembranare inte!rale$ implicate in lantulrespirator:

- 0omplexul 6 + >#DW dehidrogenaze

- 0omplexul 66 + succinat dehidrogenaze


44/50

- 0omplexul 666 + al citocromului bc.

- 0omplexul 6V + citocrom c oxidaza

- (Complexul 0 / sinteta,a"

N,.H 4 Co!plex I 4 Q 4 Co!plex III 4 c+toc5ro!e c 4 Co!plex I6 4 02Z

Complex II A - coen,ima A ubiuinona

Lantul respirator siosorilarea oidativa


45/50


46/50

TP sintetaza "otor molecular

#D! 6 3 6 Wtoaol, [ #1! 6 ..,@ 6 ..

#1! ST>1W#S:an interpretation + .onal* Nic5olson

#1!I C7N"R7 ,NE

9

En*er$onic Reaction

\ /@@ 68JMJ'itoc5on*rial 'atrix 'itoc5on*rial Inner 'e!rane

Inter!e!rane :pace

0tosol

,9!;!i

2 "; H H; H H; H; H; HH; H; H; H; H; H; H; H; H; H; H; H; H; H; H; H; H; H; H;


47/50

http$5554sigmaalclrich4cometcmedialibflashappsatp-snthase#1!SnthaseAs5f4!ar4@@@.4ile4#1!Snthase4s5f
http://www.sigmaalclrich.com/etc/medialib/flashapps/atp-synthase/ATPSynthase_swf.Par.0001.File.ATPSynthase.swfhttp://www.sigmaalclrich.com/etc/medialib/flashapps/atp-synthase/ATPSynthase_swf.Par.0001.File.ATPSynthase.swf


48/50

WStator

1imVicGers


49/50

http$55545ile4comcollegepratt@).BFB)studentanimationsactinAmosininde$

http$science4nhmccd4edubiolbio.int4htm

http$5554scripps4educbmilliganpro(ects4html

http$5554dennisGunGel4com

http$5554sigmaaldrich4comsigma-aldrichareas-of-interestlife-sciencemetabolomici
http://www.wiley.com/college/pratt/0471393878/student/animations/actin_myosin/index.htmlhttp://science.nhmccd.edu/biol/bio1int.htmhttp://www.scripps.edu/cb/milligan/projects.htmlhttp://www.denniskunkel.com/http://www.sigmaaldrich.com/sigma-aldrich/areas-of-interest/life-science/metabolomics/learning-center/metabolic-pathways/atp-synthase/atp-animation.htmlhttp://www.wiley.com/college/pratt/0471393878/student/animations/actin_myosin/index.htmlhttp://science.nhmccd.edu/biol/bio1int.htmhttp://www.scripps.edu/cb/milligan/projects.htmlhttp://www.denniskunkel.com/http://www.sigmaaldrich.com/sigma-aldrich/areas-of-interest/life-science/metabolomics/learning-center/metabolic-pathways/atp-synthase/atp-animation.html


50/50

oate imaginile utili,ate in curs (cu excep'ia situatiilor unde este preci,ata alta sursa" sunt preluate din ba,a EiFimediaCommons. umele autorilor este preci,at in dreptul imaginii. Imaginile unde nu sunt preci,ate numele autorilor imaginile apartindomeniului public.

biologie celulara si histologie

Documents