sub rezolvate 2 (andrei caraiman's conflicted copy)

86
1. Conceptul actual despre organizarea mebranelor celulare Wilhelm Friedrich Hofmeister – 1867- notiunea de membrana Wilhelm Friedrich Phillip Pfeffer si Hugo Marie de Vrie – notiunea apare in manuale. Orice masa necesita sa fie delimitata de o membrana semipermeabila, translucida cu un indice de refractie al luminii mai mare decat cel al mediului inconjurator Charles Ernest Overton – 1899 – Permeabilitatea unor compusi este cu atat mai mare cu cat solubilitatea lor in lipide este mai crescuta. Irving Langmuir – Nobel in chimie- lipidele intinse intr-un film pe o suprafata apoasa se vor orienta cu capul hidrofob catre aer si cu partile hidrofile care apa Evert Gorter (medic olandez) si asistentul sau Frank Grendel – 1925- folosind tehnica lui Langmuir au descoperit ca lipidele extrase din memebrana eritrocitara ocupa o suprafata de 2 ori mai mare decat cea de la nivelul membranei – notiunea de BISTRAT LIPIDIC James Frederich Danielli si Hugh Davson – Universitatea Collage – Londra au descoperit ca in cadrul membranar se necesita studiul existentei proteinelor datorita tensiunii superficiale scazute. Bistratul lipidic are o valoare mai redusa a tensiunii superficiale decat aceeasi cantitate de lipide dispuse individual – modelul Sandvich- bistrat lipidic incadrat de 2 straturi de proteine globulare David Robertson – 1957- modelul „unit membrane”- 2 straturi electrono opace ce delimiteaza unul electrono transparent. Se constata ca proteinele din exterior difera de cele din interior. Seymour Jonathan Singer si Garth Nicholson – 1972- modelul de mozaic fluid(valabil si pt endomembrane) ME si inghetare fracturare Merita mentionati si Steck si Vincent Marchesi Trasaturile fundamentale ale membranei : eterogenitate asimetrie (diversitatea proteinelor si existenta glucidelor doar pe fata externa) fluiditate bidimensionala (lipide) motilitatea restrictionata (capul hidrofob/ hidrofil) 2. Compozitia chimica globala a membranei celulare Compozitia membranelor difera de compozitia citosolica si

Upload: vali-mocanu

Post on 23-Dec-2015

45 views

Category:

Documents


4 download

DESCRIPTION

aaa

TRANSCRIPT

Page 1: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

1. Conceptul actual despre organizarea mebranelor celulare Wilhelm Friedrich Hofmeister – 1867- notiunea de membranaWilhelm Friedrich Phillip Pfeffer si Hugo Marie de Vrie – notiunea apare in

manuale. Orice masa necesita sa fie delimitata de o membrana semipermeabila, translucida cu un indice de refractie al luminii mai mare decat cel al mediului inconjurator

Charles Ernest Overton – 1899 – Permeabilitatea unor compusi este cu atat mai mare cu cat solubilitatea lor in lipide este mai crescuta.

Irving Langmuir – Nobel in chimie- lipidele intinse intr-un film pe o suprafata apoasa se vor orienta cu capul hidrofob catre aer si cu partile hidrofile care apa

Evert Gorter (medic olandez) si asistentul sau Frank Grendel – 1925- folosind tehnica lui Langmuir au descoperit ca lipidele extrase din memebrana eritrocitara ocupa o suprafata de 2 ori mai mare decat cea de la nivelul membranei – notiunea de BISTRAT LIPIDIC

James Frederich Danielli si Hugh Davson – Universitatea Collage – Londra au descoperit ca in cadrul membranar se necesita studiul existentei proteinelor datorita tensiunii superficiale scazute. Bistratul lipidic are o valoare mai redusa a tensiunii superficiale decat aceeasi cantitate de lipide dispuse individual – modelul Sandvich- bistrat lipidic incadrat de 2 straturi de proteine globulare

David Robertson – 1957- modelul „unit membrane”- 2 straturi electrono opace ce delimiteaza unul electrono transparent. Se constata ca proteinele din exterior difera de cele din interior.

Seymour Jonathan Singer si Garth Nicholson – 1972- modelul de mozaic fluid(valabil si pt endomembrane) ME si inghetare fracturare

Merita mentionati si Steck si Vincent Marchesi Trasaturile fundamentale ale membranei :

eterogenitate asimetrie (diversitatea proteinelor si existenta glucidelor doar pe fata

externa) fluiditate bidimensionala (lipide) motilitatea restrictionata (capul hidrofob/ hidrofil)

2. Compozitia chimica globala a membranei celulare Compozitia membranelor difera de compozitia citosolica si extracelulara prin caractere fizico-chimice. Astfel, cele doua componente sunt foarte hidratate, scufundate in apa fiind hidrofile pe cand membrana, mediul de separare dintre doua spatii hidrofile, va trebui sa aiba caracteristici fiziochimice diferite, opuse chiar – hidrofobe, astfel putand fi explicata concentratia procentuala scazuta in apa a membranei – 20 – 30% si crescuta in materie de „reziduu uscat”. Este o trasatura fundamental diferita de sistemele biologice ce contin apa in proportie de 70 – 80%.Reziduul uscat 970 – 80%) prezinta si el o heterogenitate fiind compus din 99 % substante minerale (40-50% lipide, 50-60% proteine, 10% glucide) si 1% substante minerale. Componenta lipidica este de baza in membranele celulare – datorita strucutruii lipidice – un capat hidrofil, altul hidrofob. Membrana celulara nu constituie o bariera absoulta,ci una relatativa avand

Page 2: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

astfel doua functii: (1) De bariera (2) Metabolica are la baza capacitatea de a desfasura schimburi bidirectionale si notiunea de selectivitate

3. Lipidele membranare, definitie, clasificari „Lipidele memnranare reprezinta o categorie larga de substate organice, relativ insolubile in apa, solubile in cei mai multi solventi organici, cu caracter amfifil, multe dintre ele fiind esteri ai unor alcooli polihidroxilici cu acizi grasi.” Proportia diferita dintre proteine si lipide, primele fiind in procent mai mare se explica prin masa moleculara superioara, nu prin numarul de molecule. Raportule dintre proteine si lipide este de 50:1.

Desi exista o mare gama de lipide – in membrana celulara nu se gasec toate tipurile ci doar 3 categorii importante:

(1) Fosfolipide – 70-75% Clasificarea fosfolipidelor in functie de poliola) Fosfogliceride – pornesc de la glicerina b) Fosfosfingozide – pornesc de la sfingozina (amino-alcool nesaturat cu doi carboni asimetrici) [Glicerol aminat la C2, cu lant lung mononesaturat la C1]

Dupa ce se ataseaza la C3 al fosfogliceridelor putem face o clasficiare mai precisa: i. Fosfatidilcoline (PC) = lecitina, lekithos= galbeus de ou X= colinaii. Fosfatidiletanolamine (PE) iii. Fosfatidilserine (PS) iv. Fosfatidilinozitoli (PI) v. Acid Fosfatidic (PA) Din categoria fosfosfingozidelor amintim cardiolipinele, plasmalogenele si sfingomielina. Cardiolipinele sunt alcatuite din 2 molecule de acid fosfatidic condensate la OH laterali ai unei a 3a molecule de glicerina.Plasmalogenele sunt in proportie de 10% la nivelul encefalului, muschilor, rinichiului si testiculului dar la nivelul miocardului ajunge pana la 50 de procente. Sunt asemanatoare din punct de vedere structural cu fosfatidilcolinele si fosfatidiletanolaminele, au in pozitia 1 a glicerinei un alcool gras nesaturat cu dubla legatura intre C1 si C2.

PC + PM + GLICOLIPIDE – EXTERIORPE + PI + PS – INTERIOR Acizii grasi :solubilitate in apa ++<-C12-C24 → hidrofobicitate ++

ingroasare bistratSunt saturati sau nesaturati cu catena hidrocarbonata neramificata.Clasificare in functie de acidul gras esterificat la pozitia 1 sau 2 a glicerinei:1 + acid gras saturat: - miristic C14, palmitic C16, stearic C182 + acid gras nesaturat : oleic 1, linoleic 2, linolenic 3 – C18

!! acidul arahidonic, eicotetraenoic.

Page 3: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

Frecventa C16>C14<C18 (2) Colesterol – 20-25% (3) Glicolipide (din clasa sfingolipidelor) – 1-10%

- Glicolipdele (contin sfingozina si colina dar nu au fosfor – in membrana externa) Colesterolul este distribuit in proportie egala.N.B. Aparitia PS in membrana externa este semn ca celula intra intr-un proces apoptotic. Spatiul ocupat de lipide poate fi asemanat cu un cilindru al carui baza are 60A cu inaltimea de 30A.Prin mobiliatea lipidelor membranare, trebuie sa luam in considerare dinamica componentelor organice – ele nu sunt statice – sunt intr-o continua agitatie. Astfel miscarile sunt: Intramoleculare – de rotatie(intregul corp) – in jurul legaturii C-C 10^9 rotatii/s - flexie(a cozii) 10^8 flexii/s – stergator de parbriz Intermoleculare – difuzie laterala (in planul unei foite lipidice) – 10^7 schimbari de directie/s flip-flop (trecerea dintr-o foita a bistratului in alta - foarte rara, aproape nula) 1/luna, mai frecventa in endomembranele REManifestarea bidimensionala a fluiditatii bistratului lipidic da membranei celulalre caracterul de structura cu proprietati mezomorfe specifice cristalelor lichide datorat capacitatii lipidelor de a structura microdomenii bogate in sfingolipide, colesterol, proteine membranare ce poarta numele de lipid rafts. Astfel se organizeaza structuri specializate ale membranei cum ar fi caveolele. Lipid rafts sunt structuri planare sau invaginate, ca exemplu pentru cele din urma sunt caveolele = vezicule plasmalemale in celula endoteliala.

Fluiditatea se moduleaza prin mai multi factori: - Fizici: presiune, temperatura - Chimici: intrinseci sau extrinseci o Din categoria celor intrinseci, componenta chimic propriu-zisa: acizii grasi saturati scad fluiditatea, cei nesaturati o cresc, colesterolul o scade, rigidizeaza membrana.

4. Fosfolipide: distrubutie si mobilitate„Lipidele memnranare reprezinta o categorie larga de substate organice, relativ insolubile in apa, solubile in cei mai multi solventi organici, cu caracter amfifil, multe dintre ele fiind esteri ai unor alcooli polihidroxilici cu acizi grasi.” Proportia diferita dintre proteine si lipide, primele fiind in procent mai mare se explica prin masa moleculara superioara, nu prin numarul de molecule. Raportule dintre proteine si lipide este de 50:1.

Desi exista o mare gama de lipide – in membrana celulara nu se gasec toate tipurile ci doar 3 categorii importante:

(2) Fosfolipide – 70-75% Clasificarea fosfolipidelor in functie de poliol

Page 4: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

a) Fosfogliceride – pornesc de la glicerina b) Fosfosfingozide – pornesc de la sfingozina (amino-alcool nesaturat cu doi carboni asimetrici) [Glicerol aminat la C2, cu lant lung mononesaturat la C1]

Dupa ce se ataseaza la C3 al fosfogliceridelor putem face o clasficiare mai precisa: i. Fosfatidilcoline (PC) = lecitina, lekithos= galbeus de ou X= colinaii. Fosfatidiletanolamine (PE) iii. Fosfatidilserine (PS) iv. Fosfatidilinozitoli (PI) v. Acid Fosfatidic (PA) Din categoria fosfosfingozidelor amintim cardiolipinele, plasmalogenele si sfingomielina. Cardiolipinele sunt alcatuite din 2 molecule de acid fosfatidic condensate la OH laterali ai unei a 3a molecule de glicerina.Plasmalogenele sunt in proportie de 10% la nivelul encefalului, muschilor, rinichiului si testiculului dar la nivelul miocardului ajunge pana la 50 de procente. Sunt asemanatoare din punct de vedere structural cu fosfatidilcolinele si fosfatidiletanolaminele, au in pozitia 1 a glicerinei un alcool gras nesaturat cu dubla legatura intre C1 si C2.

PC + PM + GLICOLIPIDE – EXTERIORPE + PI + PS – INTERIOR Acizii grasi :solubilitate in apa ++<-C12-C24 → hidrofobicitate ++

ingroasare bistratSunt saturati sau nesaturati cu catena hidrocarbonata neramificata.Clasificare in functie de acidul gras esterificat la pozitia 1 sau 2 a glicerinei:1 + acid gras saturat: - miristic C14, palmitic C16, stearic C182 + acid gras nesaturat : oleic 1, linoleic 2, linolenic 3 – C18

!! acidul arahidonic, eicotetraenoic.Frecventa C16>C14<C18Prin mobiliatea lipidelor membranare, trebuie sa luam in considerare dinamica componentelor organice – ele nu sunt statice – sunt intr-o continua agitatie. Astfel miscarile sunt: Intramoleculare – de rotatie(intregul corp) – in jurul legaturii C-C 10^9 rotatii/s - flexie(a cozii) 10^8 flexii/s – stergator de parbriz Intermoleculare – difuzie laterala (in planul unei foite lipidice) – 10^7 schimbari de directie/sflip-flop (trecerea dintr-o foita a bistratului in alta - foarte rara, aproape nula) 1/luna, mai frecventa in endomembranele REManifestarea bidimensionala a fluiditatii bistratului lipidic da membranei celulalre caracterul de structura cu proprietati mezomorfe specifice cristalelor lichide datorat capacitatii lipidelor de a structura microdomenii bogate in sfingolipide, colesterol, proteine membranare ce poarta numele de lipid rafts. Astfel se organizeaza structuri specializate ale membranei cum ar fi caveolele. Lipid rafts sunt structuri planare sau invaginate, ca exemplu pentru cele din

Page 5: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

urma sunt caveolele = vezicule plasmalemale in celula endoteliala.Fluiditatea se moduleaza prin mai multi factori: - Fizici: presiune, temperatura - Chimici: intrinseci sau extrinseci o Din categoria celor intrinseci, componenta chimic propriu-zisa: acizii grasi saturati scad fluiditatea, cei nesaturati o cresc, colesterolul o scade, rigidizeaza membrana.

5. Rolul lipidelor membranare. Referitor la rolul lipidelor membranare, acestea sunt doua majore: (1) Structurale – bistrat lipidic, membrana selectiva (2) Metabolice – „ambianta biosociala” – uneste celula cu mediul – poate prezenta variatii fiziologice si patologice devenind tinte terapeutice. Deasemenea prezinta roluri in semnalizarea celulara prin componenta glicolipide. Functia metabolica se poate modula prin fosfolipaze – enzime ce cliveaza lipidele existente cu un scop – unul „metabolic” – in comunicarea celulara (exemplu: cascada PLC cu IP3) Pot fi de mai multe feluri dupa locul unde cliveaza: 1. PLA1 – elibereaza acidul gras din pozitia 1 a glicerinei2. PLA2 - elibereaza acidul gras din pozitia 2 a glicerinei, cu formare de lizofosfatide3. PLB – cumuleaza activitatea A1 si A2, actioneaza in general asupra lizofosfatidelor4. PLC – desfac legaturile dintre glicerina si fosfat, cu eliberare de DAG 5. PLD – elimina restul legat fosforic „X”– cu eliberare de PACa exemplu, avem PLA1 ce poate elibera acid arahidonic, care este precursorul prostaglandinelor, prostaciclinelor, tromboxanilor si leucotrienelor. Primele 3 rezulta pe calea ciclooxigenazei, iar leucotrienele din calea lipooxigenazei.

6. Proteinele membranare. Generalitati si clasficari. Proteinele sunt si ele o componenta esentiala in organizarea membranelor, reprezentand cantitativ 50% din masa membranei celulare. Raportrul molecular lipide:proteine este de 50:1, deoarece proteinele sunt macromolecule cugreutate moleculara mult mai mare. A reiesit din subiectele tratate anterior, ca lipidele au doua roluri – structurale si metabolice, cel mai important insa fiind cel structural. Teaca de mielina este alcatuita 80% din lipide si 20% proteine-rol izolator.Proteinele membranare, datorita conformatiilor complexe pe care pot sa le adopte, contribuie la rolul metabolic al celulei, prin care se intelege bineinteles si comunicarea intra- si intercelulara, activitatea enzimatica – etc. Astfel putem formula: (1) Cu cat rolul structural al unei membrane este mai important, cu atat va contine mai multe lipide. (2) Cu cat rolul metabolic al unei membrane este mai important, cu atat va contine mai multe proteine.

O prima clasificare a proteinelor se poate face pe baza localizarii lor in membrane:

Page 6: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

(1) Extrinseci – periferice (25%) – de o parte sau de alta: endo- sau ectoproteine - se extrag cu solutii saline si agenti chelatori, nu raman asociate cu lipidele astfel redobandindu-si caracterul hidrofil. (2) Intrinseci – integrale (75%) – proteine ce se afla in bistratul lipdic, strabatandu-l total sau partial.

Ectoproteinele se pot lega de un rest etanolaminic aparinand unei proteine din membrana externa – proces care se numeste glipiere – carboxilul din structura proteica se asociaza gruparii amino din stuctura etanolaminei din capatul liber al glicofosfatidilinozitolului. Partea lipidica ramane pe foita externa a bistratului si poarta numere de ancora glicofosfatidilinozitolica.Endoproteinele se pot atasa membranei interne – tranzitoriu si reversibil – prin reactii de acilare (se leaga la diversi acizi grasi). Si in acest caz, ancora este cufundata in bistrat. Aceasta ancorare poate fi necesara in exprimarea functiilor unor proteine – abia dupa legare adoptand conformatia necesara activitatii ei. Exemplu – proteinele G mici trebuie se se lege – se face tranzitia functionala dintre proteina citosolica si membranara. [Uneori o ancora nu este de ajuns, fiind necesare mai multe. Legarea proteinelor de domeniile extra- sau intracelulare se face cu ajutorul enzimelor specifice. Inhibitorii ai acestorenzime pot astfel juca roluri in dezvoltarea tumorilor – daca proteinele cu rol in crestere nu se mai pot atasa membranei atunci procesul proliferarii este stopat.] Atat proteinele membranare acilate, cat si cele glipiate au tendinta de a se cumula in caveole sau plute lipidice.Proteinele periferice dupa extragere se desprind de lipide, cele integrale raman asocite, astfel fiind insolubile in apa (dializarea detergentilor duce la precipitarea prin floculare si au caracter amfifil).Majoritatea proteinelor integrale, strabat sun transmembranare, isi expun partile hidrofobe in interiorul bistratului lipidic, pe cand partile hidrofile se afla la extremitati. Proteinele integrale care se afla numai partial in membrane au fost considerate multa vreme inexistente, astazi recunoscandu-se doua dintre ele: (1) Citocromul B5 (2) Caveolina

Structuri secundare si tertiare Proteine integrale, care strabat stratul lipidic in intregime au mai multe domenii, unul central – transmembranar si doua la extremitati – endo- si ectodomeniu. Referitor la organizarea structurilor secundare si tertiare – la extremitati acestea pot lua conformatiile de alfa-helix si beta-foaie pliata. Alfa helix presupune existenta partilor hidrofile la interior si a celor hidrofobe la exterior, in concordanta cu hidrofobicitatea din profunzimea biustratului lipidic. In componenta transmembrana se credea ca singura confromatie posibila este cea de afla-helix, insa s-a dovedit si existenta a unor structuri de beta-foaie pliata, orientate in condtrases, se aseamana cu doagele unui butoias, are deasemenea exteriorul hidrofob si interiorul hidrofil. Studiul membranei mitocondriale externe a adus la cunostinta formatiuni

Page 7: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

numite porine.O alta modalitate de clasificare – unipas / multipas dupa numarul de treceri prin membrana sau tip I – capatul amino in ectodomeniu, tip II, capatul amino in endodomeniu.

7. Exemple de proteine membranare: descriere si mobilitate Pentru exemplificarea tipurilor de proteine s-au folosit membrane eritrocitare la studiu. Odata recolatate, au suferit o separare electroforetica cu gel de poliacrilamida in prezenta de dodecil sulfat de sodiu, in urma careia diferitele proteine au migrat in camp electric conform gradientului lor de marime. Dupa rezultatele electroforezei, proteinele s-au numit dupa forma in care apareau:benzi: banda 1, banda 2, banda 3 etc. Glicoforina (A,B,C,D,E) –are o migrare atipica, desi masa ei este de 30 kDa, ocupa locul proteinelor cu masa de 90 kDa, este o proteina unipas, de tip 1. - este o glicoproteina a membranei eritrocitare, avand un ectodomeniu mare de care se leaga 16 lanturi glucidice si un endodomeniu mic.Lanturile glucidice sunt responsabile migrarii neobisnuite. Domeniul transmembranar are 23 de aa. Functiile nu sunt cunoscute exact desi se stiu urmatoarele: Glicoforina C - are functie structurala. Izoforma a glicoforinei A – poate restabili functia benzii 3 mutante . Absenta glicoforinelor caracterizeaza malaria endemica, este o reactie de adaptare. Malaria endemica cauzata de Plasmodium falciparum care invadeaza prin legarea la structura glucidica a glicoforinei.

Anion Exchanger 3 – AE1 – banda 3 – care este canal anionic de schimb pentru HCO3- si Cl- are endodomeniu mare si ectodomeniu mic.Spectrina – este o endoproteina importanta ce joaca un rolfundamental in structurarea citoscheletului atasat membranei. Este un heterodimer cu o subunitate alfa si una beta, care se rasucesc usor una in jurul alteia, rezultand o structura elicoidala, astfel se structureaza niste bastonase flexibile. Bastonasele au capacitatea de a interactiona 2 cate 2, formand tetrameri. Capetele

Page 8: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

tetramerilor, adica cozile bastonaselor se asociaza cate 5-6 si interactioneaza cu filamente scurte de actina, rezultand astfel nodurile retelei.Actina – este si ea o endoproteine ce joaca rol in formarea citoscheletului.

Banda 4.1 – Este o proteine globulara de legatura intre citoschelet format din actina si spectrina pe de-o parte si endodomeniu prin legarea la glicoforina C

Ankirina – o alta endoproteina globulara ce contribuie asemeni benzii 4.1 la ancorare – se leaga la subunitatea beta a spectrinei si la banda 3, care este o proteina transmembranara.

8. Mobilitatea proteinelor membranare si rolul ei Proteinele prezinta doua tipuri de miscari: (1) Difuzie rotationala – miscarea de rotatie in jurul propriei axe, de 1000 de ori mai lenta decat cea a lipidelor – din cauza gabaritului (2) Difuzie laterala – mult mai lenta decat a lipidelor; poate fi limitata . Celulele polarizate ale epiteliului unistratificat au componenta proteica diferita la nivelul polului apical fata de cel bazo-laterala.

Viteaza de rotatie si difuzie laterala depind de interactiunile proteinelor intre ele – putand sa se incetineasca sau sa se accelereze. Miscarile proteinelor au rol functional – astfel ele pot migra in membrana spre locuri unde sunt utile – asta implica si distributie heterogena – spre exemplu in celulele polare – distributia proteica este diferita la polul apical fata de cel later-bazal, din considerente functionale. Determinarea miscarilor s-a facut coletaral altor cercetari: La heterocarioni, proteine marcate imunofluorescent au fost observate miscandu-se Limfocitele marcate cu proteine fluorescente – acestea s-au redistributi sub forma de pete – fenomen numit patching/capping

Page 9: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

Experimente facute pentru determinarea migrarii moleculelor de rodopsina din celulele cu bastonase din retina – aceste experimente au permis determinarea vitezi si capacitatilor de difuzie.

9. Citoscheletul asociat membranei: descriere si functii Trecerea de la membrana lipidica la citosol – acesta din urma fiind foarte complex structurat se face printr-o structura proteica deasemenea complexa – citoscheletul atasat membranei, format din endo proteine aranjate sub forma de ochiuri si noduri, pe care le-am amintit mai devreme: Glicoforina C Anion Exchanger 3 – AE1 – banda 3 Spectrina Actina Banda 4.1 Ankirina

Acestea se leaga ca in imagine – componenta principala fiind spectrina, monomeri de spectrina se rotesc cate doi in contrasens formand dimeri care fixati cap la cap poli- merizeaza si formeaza o retea la care se leaga celalalte elemente. Polimerii de actina se leaga si ei in ochiurile retelei la spectrina, avand rol in ancorarea ei. Glicoforina C, banda 4.1 si ankirina au deasemenea rol in ancorare.

10. Rolul proteinelor membranare Proteinele prezinta aceleasi roluri ca si lipidele: (1) Structural – proteinele exemplificate la citoschelet (2) Metabolic – in comunicare inter- si intracelulara, pot avea roluri de o Receptori – pentru hormoni, factori de crestere, citokine si chemokineo Transportori prin sau cu membrana – clatrina, caveolinao Enzime – kinaze, fosfataze, fosfolipaze Semnalizare - proteinele G

Proteinele membranare, cum este cazul receptorilor si integrinelor – au rol in preluarea semnalelor din mediul extracelular – prelucrarea acestuia si angajarea mai departe a altor componente in contiunarea semnalizarii catre alti centrii – proces care se amplifica, avand ca rezultat o schimbare – fie ea enzimatica sau la nivelul sintezei proteice. Pentru a intelege mai bine rolurile este necesar sa exemplificam: Integrinele – sunt heterodimeri alcatuiti din subunitatile alfa si beta reprezentate de proteine unipas de tip I, cu rol in aderenta celulelor la matricea extracelulara si in trasnmiterea de informatii legate de caracteristici fizico-chimice ale unor structuri macromoleculare din mediul extracelular.

Asadar, au rol structural si metabolic(apoptoza, diferentiere si motilitate), cel din urma nu este pe deplin cunoscut, sestieinsa ca integrinele apar in procese ca diferentierea si moartea celulara. Caderinele – deasemenea proteiene cu rol structural si metabolic, sunt esentiale in stabilirea jonctiunilor.

Page 10: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

11. Glicocalixul: definitie, caracterizare generala Glicocalixul reprezinta componenta glucidica astasata pe fata externa a membranei celulare. Este compus din oligo- si polizaharide atasate de lipide sau proteine, ele nefiind un element de sine stator. Categoriile de glucide care participa la formarea glicocalixului sunt numite glicoconjugate si sunt de trei feluri: o Glicolipide o Glicoproteine o Proteoglicani

Grosimea glicocalixului variaza intre 20-50nm, poate ajunge pana la 200 – 2000 nm, variind de la tesut la tesut (spre exemplu, in stomac, din cauza aciditatii stratul este mai gros si exista si glicoproteine specifice – mucine), de la celula la celula si chiar la o singura celula – diferita la polul apical fata de cel bazo-lateral. Se pote formula o regula – grosimea glicocalixului este cu atat mai mare cu cat proteinele sunt mai putin implicate in interactiunea cu alte celule. Cea mai mare grosime a glicocalixului este intalnita la celulele sangvine.Componentele Nu toate monozaharidele existente intra in constitutia membranelor, intra doar cateva, care sunt: glucoza, galactoza, manoza, fucoza, N-acetil-glucozamina, N-acetil-galactozamina, acizi sialici (o familie care deriva de la acidul neuraminic, adica acidul N-acetil-neuraminic sau N-glicolil-neuraminic), xiloza (prin care partea glucidica se leaga de o proteine) si acizi uronici(glucuronic sau iduronic), ultimii nefiind monozaharide. Asamblarea componentelor nu este intamplatoare, se face prin control enzimatic, iar asta exclude anumite posibilitati de asamblare, deoarece celula nu prezinta anumite enzime. Glicoziltransferazele au o stereospecificitate crescuta si sunt abundente la nivelul aparatului Golgi si RE, unde se sintetizeaza glicoconjugatele.

Se poate face o diferentiere intre diferitele tipuri de glucide continute: (1) Glicolipidele – 10% - contin un singur lant oligozaharidic, deobicei neramificat si ca numar sunt cam 13-15. Nu au o conformatie linara, sunt contorsionate datorita gruparilor hidroxil pe care le prezinta. (2) Glicoproteinele – contin o proteine de baza la ale caror asparagine, serine, treonine se leaga lanturi glucidice – la prima prin legaturi N-glicozidice, la ultimele doua prin legaturi O-glicozidice.

La locurile de legare se ramifica astfel incat, ramurile vor bi- sau triantenare. Aceste structuri contin mai multe monozaharide decat glicolipidele. (3) Proteoglicani – descoperiti tarziu, compozitie speciala – 90% glucide, 10% proteine, lanturile lor glucidice sunt cele mai lungi si poarta denumirea de GAG (glicozaminoglicani). Aceste lanturi au si ele o structura speciala – sunt formate dintr-o structura dizahardica repetitiva – un zahar sau aminozahar si un acid uronic (cu exceptia keratan-sulfatilor care contin un zahar si un aminozahar, nu au acid uronic)

Exista anumite reglui in formarea lanturi: (1) Capetele lanturilor au incarcatura negativa, astfel

Page 11: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

(2) Glucoza nu se afla niciodata terminal (3) Acizii sialici se afla la capatulterminal (poate aparea chiar sub forma de polimer)Se studiaza prin citochimie ultrasturala cu lectine sau cu ajutorul rosului de ruteniu(densitate si grosime)

12. Functiile componentei glucidice a membranelor Glucidele au mai multe roluri importante: (1) Rol protector – fiind o bariera intre spatiul extracelular si bistratul lipidic cu componentele sale. Spre exemplu, in stomac, stratul glucidic este mult mare. Un caz asemantoril intalnim la eritrocite – care prezinta si ele un glicocalix gros.

(2) Asigura electronegativitatea partii externa a membranei celulare – lucru ce face opreste interactiunea dintre celule, aceasta realizandu-se prin control celular – numai atunci cand este cazul si unde este cazul – ex. Jonctiuni celulare.

(3) Procese de recunoastere celulara – comunicarea celulelor intre ele. Fenomene fiziologice care se bazeaza pe unele modificari glucidice la suprafatacelulelor, exemple fiind a. Eritrocitele, dupa desializare sunt eliminate din organism. (ficat si splina) b.Extravazarea leucocitelor – diapedeza – reprezinta trecerea unor celule sangvine din sange in tesuturi – se declanseaza printr-o cascada complexa la un stimul inflamator. c. Fertilizarea – capacitatia – modificari enzimatice – glicoproteice si lipidice ce cresc metabolisul si motilitatea spermatozoidului – cat sireactia acrozomiala etc. d. Grupul sangvin AB0 – se bazeaza tot pe recunostere de tip glucidic e. Receptori celulari – majoritate glicoproteine f. Acizii sialici au rol indiferentiere si moarte celulara 13. Conceptul de microdomenii de membrana

Pentru a defini conceptul micrdomenii, trebuie luata in considerare distributia asimetrica lipidelor in membrana – distributie realizata cu mare consum energetic prin procesul de biogeneza. Datorita distributiei asimetrice si a dinamicii lipidelor – despre care am spus mai devreme ca se comporta ca un fluid (modelul mozaic fluid) se poate spune ca prezinta propietati mezomorfe, ca ale cristalelor lichide: „...certain organic materials do not show a single transition from solid to liquid, but rather a cascade of transitions involving new phases. The mechanical properties and the symmetry properties of these phases are intermediate between those of a liquid and those of a crystal. For this reason they have often been called liquid crystals. A more proper name is ‘mesomorphic phases”

Mai mult decat atat, fosfolipedele, colesterolul, glicolipidele si anumite proteine din membrana prezinta capactitatea de a se uni, agrega(desi nu foarte stabil) spontan laolalta, dupa considerente biochimice in microdomenii de membrana, adica, conglomerate de mai multe tipuri de lipide si proteine ce se afla la un moment dat unite. In cadurul membranelor se respecta modelul de plute lipidice – lipid rafts si reprezinta conglomerate ce au un scop structural (ex: caveolina) sau metabolic – tin anumite structuri legate pentru a forma complexe de actiune supramoleculare.

Page 12: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

Cum spuneam, plutele lipidice se agrega pe considerente fizico-chimice si construiesc complexe – fie ele plane sau invaginari(caveole), ce ce este de asteptat, ele prezinta o fluiditate mai scazuta, lucru explicat prin variatia unor componente: (1) Colesterol de 3-5 ori mai abundent (2) Sfingolipidele (SM si glicolipdele) sunt cu 30-35% mai abundente (3) Glicerofosfolipdele mai slab reprezentate (4) Lipidele foitei interne (PS, PI) sunt mai slab reprezentate

(5)Lipidele prezinta acizi grasi saturati – mai rigizi!(6)

14. Caile de semnalizareSemnalizarea celulara = modalitatea prin care celulele pot comunica intre ele indiferent de distanta la care se afla. - Endocrine - Paracrine - Autocrine - Juxtacrine – intre celulele jonctionateMecanismul are la baza interactiunea dintre molecula semnal (ligand) si R.Tipul de raspuns pe care celula il creeaza este dependent de setul de proteine efectoare,acesta fiind motivul pentru care acelasi stilmul poate duce la rapsunsuri diferite in tipuri diferite de celule.Ex: Acetilcolina:- determina contractia fibrei musculare scheletice - relaxarea muschiului cardiac - secretia celulelor din mucoasa gastrica si a celor din medulosuprarenalaRaspunsul celular va determina unul din cele 3 efecte posibile ale semnalizarii celulare : supravietuirea(cel mai des intalnit efect), proliferarea(atunci cand intr-un anumit tesut e nevoie de mai multe celule,ajuta la homeostazia celulara), apoptoza(apare in lipsa oricarui semnal sau a unui semnal specific).Mecanismul semnalizarii are urmatoarele etape:

1.Initierea semnalului prin interactiunea ligand + R (punerea in comun a suprafetelor organizate de structurile tertiare sau cuaternare ale celor 2 molecule)- punti de H- leg electrostatice- leg hidrofobe

2. Transductia semnalului si activarea R (modificari conformationale ale receptorului dat interctiunii cu ligandul;modificarile se propaga prin domeniul transmembranar al receptorului pana la endodomeniu => activarea R)

3. Activarea efectorului si amplificarea semnalului - un R activat poate provoca activarea unui numar mai mare de E-fiecare efector va prelua semnalul de la cel anterior si il va da mai departe =>amplificare

4. Atenuarea semnalului si desensibilitatea celulei (inactivarea efectorului si desfacerea ligandului de R)

15. Receptorii pt hormoni si neurotransmitatori (definitie, criterii de clasificare)

Page 13: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

I. Receptorul pt molecule semnal lipofile (hidrofob)R pt cortizol, hh. Tiroidieni, estrogeni, progesteron, vitamina D, acid retinoic Receptorul are un sit pt hormon, un sit pt molecula de ADN si un domeniu de activarea a transcrierii. In citosol este intr-o stare complexata inactiva datorita unui complex proteic inhibitor.Asocierea dintre R si ligan determina la nivelul nucleului : trancrierea genei, exprimarea genei si un raspuns specific legaturii ligand – R.

II. Receptorii pt molecule semnal hidrosolubile1. R cu functie de canal ionic – R pt acetilcolina2. R cuplati cu proteinele G heterotrimerice – tip I cu 7 treceri prin

planul membranei,in ectodomeniu va fi situl de legare al ligandului si in endodomeniu se va lega cu proteinele G heterotrimerice:

15 receptori pt serotonina9 pt adrenalina5 pt acetilcolina

3. R cu activitatea guanilatciclazica – unipas, tip IR pt factorul natriuretic atrial – elimina Na si apa din rinichi

4. R cu activitate tirozin- kinazica:Factori de crestere

5. R cu activitate fosfatazica – glicoproteina membranara unipas CD45 din membrana limfocitelor B si T

6. R cuplati cu tirozin – kinaze citosolicehh de crestere, citokine, R specifici anitigenelor

7. R cu activitate Ser- Thr- kinazica:factori de crestere transformati beta minus ce determina proliferarea, sinteza proteinelor matricei extracelulare inclusiv cele responsabile cu formarea matricei ososase.

16. Explicati modularea activitatii adenilatciclazei membranare de catre receptorii cuplati cu proteinele G heterotrimerice

R cuplati cu proteinele G heterotrimerice sunt proteine transmembranare multipas tip cu 7 trecere prin planul membraneii, cu ectodomeniu mare – situs de lagare a ligandului si endodomeniu mic – situs de legare pt proteinele G , cat si locuri necesare desensibilizarii. Exista 9 R pt adrenalina, 5 pt acetilcolina, 15 py serotonina.

Mecanism : legarea ligand + activarea R interactiunea R cu proteinele G si activarea acestora prin eliberarea de

GDP, legarea GTP si disocierea trimerului in subunitatea alfa si heterodimerului beta si alfa

transmiterea semnalului la efectorul din aval

Proteinele G: Gs – activeaza adenilatciclaza si canalele de CaGi – inhiba adenilatciclaza si activeaza canalele de K

Page 14: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

Gq – activeaza fosfolipaza CG olfactorii – activeaza adenilatciclaza in neuronii olfactoriiGo – inhiba canalele de Ca, activeaza canalele de K si activeaza fosfolipaza CGt- transducina – activeaza GMPc fosfodiesteraza in celulele fotosesnsibile cu bastonaseMai au rol si in modularea glicolizei din mm striati si metabolizarea glicogenului (inhiba formarea acestiua prin proteinkinaza A – activata de AMPc)

17. Mesagerii secunzi: definitie, exemple, efectori intracelulari

Mesagerii secunzi sunt compusi care poarta informatia transmisa de primul mesager avand capacitatea de a modifica activitatea unor proteine intracelulare care pot avea rol enzimatic, intervin in contractie sau in asigurarea permeabilitatii membranare. Exemple: AMPc, GMPc, IP3, DAG,Ca2+ AMPc este un nucleotid ciclic cu rol de mesager secund reglat de fosfodiesteraza si adenilatciclaza. GMPc este mediatorul semnalelor luminoase cuplat cu Gt. IP3 determina deschiderea canelelor ionice ptr Ca2+ din reticulul endoplasmic in citosol. DAG ramane ancorat de membrana lipidica si activeaza pkC. Ca2+ functioneaza ca mesager secund impreuna cu previousii* sau independent sau cu legandu-se de calmodulina-> calmodulina+4Ca. Efectorii intracelulari sunt activati de mesagerii secunzi ca raspuns la mesajul primit de la hormoni/neurotransmitatori. Exemple: pkA (adenilat ciclaza), pkC(fosfolipaza C) Sistemul efector de mesageri secunzi adenilat ciclaza:ATP->AMPcactivat de glucagon, PTH, ACTH, adrenalina prin R beta adrenergiciinhibat de receptorii alfa adrenergici si somatostatina

18. Transportul pasiv: clasificare, exemple Datorita lipsei sau necesitatii consumului de energie, transportul prin

membrana celulara se considera pasiv sau activ. Transportul pasivcare se mai numeste disipativ, entropic (diminueaza gradientul de concentratie) se desfasoara fara consum de ATP. Calea transportului pasiv printre moleculele lipidelor membranare poate fi urmata de molecule nepolare, deci hidrofobe – O2, CO2, CO, N, NO, benzen- dar si de molecule polare mici, cu masa sub 100 Da – apa, etanol, uree, glicerina. Acest tip de transport poarta numele de difuzie simpla sau pasiva.

Pentru moleculele polare mari cat si pt transportul prin membranba se face prin proteine membranare organizate in structuri specifice. Acestea poarta denumirea de transportori, pt molecule polare mari – glucoza, aa, nucleotide, sau canale ionice – H, Na, HCO3, K, Ca, Cl, Mg. Transportorii si canalele ionice efectueaza un tip de transport – difuzie facilitata.

Transportul singular/uniport defineste deplasarea unei singure entitati chimice ion/ molecula, in timp ce transportul cuplat/ co-transport, se refera la 2 sau mai multe entitati chimice transportate, simultan, adica intr un singur ciclu.

Page 15: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

Cand toate componentele sunt transportate in acelasi sens – simport, cand sensul este diferit – antiport.

Uniport – GLUT1- transportor de glucozaSimport – co-transportul de Na-glucoza SGLT1 din mb apicala a

enterocitelor, este transport activ secundar deoarece desfasurarea sa are la baza existenta unui gradient de concentratie de Na rezultat in urma transportul activ.

Antiport – canalu de schimb anionic HCO3/Cl din membrana eritrocitara schimbatorul de 1 Ca/ 2 Na (deci un al transport activ

secundar)– celule excitabile sau secretoare

In ceea ce priveste canalele ionice, celula poate controla starea lor (deschise/ inchise).

1. Canale ionice controlate electric (prin voltaj) – modificarea potentialului de membrana. Potentialul cu valoare normala 50mV-70mV mentine canalele inchise.

2. Canale ionice controlate chimic, prin liganzi. Se deschid atunchi cand leaga un compus chimic. Ligandul se poate lega in ectodomeniu – ligand extracelular sau in endodomeniu – ligand citoslic

3. Canale ionice controlate mecanic – se deschid sau se inchid o data cu exercitarea unei tensiuni mecanice la nivelul membranei.

Activitatea canalelor ionice are un caracter ciclic, de aceea mentionam ca starea de repaus presupune absenta stimulului, strea deschisa – trecerea ionilor dupa aparitia stimulului, iar starea inactiva – este ocupat de ligand dar se mentine inchis. Are ca rezultat mentinere homeostaziei.

In concluzie, modalitatile de reglare sunt urmatoareleCalea mesagerilor secunzi – forma fosfo/desfoLigandul este o structura capabila de a schimba conformatia canalului ionicDiferenta de potential speficita tipului de celula cu care are contactModificari mecanice impuse de citoschelet

19. Calea de semnalizare JAK – STAT Este o cale de semnalizarea intalnita in semnalizarea prin mediatori locali – citokine dar si pentru hormoni – e.g. somatotropina si prolactina. Acesti receptori citokinici actioneaza prin enzime – tirozin kinaze citoplasmatice – JAK „Janus kinase” care fosforileaza si activeaza proteine reglatoare genice – STAT – „signal transducers and activators of trasncription”.

Proteinele STAT sunt localizate in citosol si sunte denumite proteine latente – deoarece migreaza in nucleu si isi exercita functia – reglarea transcriptiei genice – numai dupa ce au fost activate. Receptorii citokinici sunt deobice dimeri sau trimeri, asociati functional cu proteinele JAK (1,2,3 Tyk2). Legarea moleculei semnal declanseaza o tranzatie conformationala care apropie proteinele JAK una de alta astfel incate aceastea sa se „transfosforileze” astfel activandu-se, crescandu-le activitatea domenilor tirozin kinazice.

Page 16: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

Aceste domenii tirozinkinazice fosforileaza resturi tirozinice din structura receptorilor intracelulari, activand aceste resturi tirozinice. Aceste resturi activate pot deveni punti pentru legarea proteinlor STAT. Deasemenea se pot lega proteine adaptoare – Ras-MAP-kinaze. O proteina STAT prezinta un domeniu SH2 care indeplineste doua functii. In primul rand, se leaga de puntea de tirozina amintita mai devreme. Dupa legare, proteina STAT este fosforilata fiind practic activata. Dupa aceasta fosforilare ea disociaza legandu-se de alta proteine STAT activata. Dimerul STAT, activat, intra in nucleu unde, impreuna cu alte proteine reglatoare se leaga la un ADN responsive element stimuland transcriptia genica. Inactivarea acestui sistem se face prin bucla de feedback negativ realizabila la mai multe etaje, care urmareste in principiu desfosforilarea componentelor.

20. Aquaporine. Semnificatii si implicatii medicale Aquaporinele sunt canale de apa ce pot fi introduse in membrana celulara la nevoie. Aceste aquaporine sunt foarte abundente in celule unde transportul de apa este foarte intens – celulele epiteliale si rinchi. Principala caracteristica prin care se evidentiaza aquaporinele este capacitatea lor de a actiona ca si canale de apa fara insa a permite traficul ionilor – caracteristica importanta in mentinerea gradientelor de concentratie ionica. Ele isi realizeaza functia prin structuralor deosebita – prezina un por care are grupari carbonil dispuse pe peretii circulari interiori pe de-o parte, iar pe de alta parte prezinta aminoacizi hidrofobi. Porul este mult prea ingust pentru un ion hidratat, iar deshidratrea lui ar necesita un consum energetic nerealizabil in acel loc. Pentru moleculele de apa, aquaporinele mai prezinta doua asaparagine care se leaga la atomul de oxigen. Deoarece se leaga la oxigen si nu la hidrogen, aquaporinele nu sunt permeabile nici pentru protoni. Prezenta aquaporinelor in anumite tesuturi explica caracteristicile lor speciale realizabile in anumite circumstante, de la care pot pleca si implicatiile medicale. 1. Transportul prin celule epiteliale – AQP sunt implicate in transportul de apa in anumite tesuturi. Transportul activ de solviti prin membrane genereaza gradiente osomtice care atrag dupa sine transportul apei – facilitat in acest caz de AQP. Putem spune ca membrana este mai permeabila daca prezinta AQP.

Astfel, lipsa AQP in anumite tesuturi poate declansa patologia – lipsa lor la nivel renal poate cauza o absorbtie ineficienta de apa. Patologia poate aparea si la nivelul glandelor salivare sau arborelui traheobronisc unde pot aparea deficiente secretorii. 2. La nivel cerebral – localizarea AQP apare la jonciunile hematoneuronale. Implicate in acest caz sunt in special astrocitele. Se pot declansa astfel edeme cerebrale. 3. In migrarea celulara – AQP intervin in angiogeneza – explicabil si la nivel tumoral.S-a observat o inaintare mai inceata a tumorilor la soareci care nu prezentau AQP.

Page 17: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

4. La nivelul pielii – aquagliceroporinele regleaza nivelul hidratarii prin transportul moleculelor de glicerol.

5. Metabolismul lipidic – AQP exista in membrana adipocitelor influentand traficul transmembranar – contribuind astfel la hipertrofia acestora.

22.Proteinele G heterotrimice. Proteinele G sunt o familie de proteine cu rol in transmiterea semnalelor, determinand schimbari metabolice in interiorul celulei. Proteinele G heterotrimerice sunt alcatuite din 3 subunitati α, β si γ. Subunitatea α este cea care ii confera rolul. Sunt evidentiate mai multe tipuri de proteine G: Gs,Gi,Gq,Gt. Au activitate GTP-azica. Sunt proteine “switch”. Inactive sunt legate de GDP si devin active cand sunt legate de GTP. Odata activata, subunitatea α se detaseaza de celelalte unitati si activeaza o enzima (mesageri secunzi) sau un canal ionic. Cateva exemple unde sunt intalnite proteinele G: cascada adenilat ciclazei, cascada fosfolipazei C. Inactivarea se face prin activitatea hidrolazica intrinseca a subunitatii alfa, reasociandu-se cu subunitatile beta si gamma. Proteinele G: Gs – activeaza adenilatciclaza si canalele de CaGi – inhiba adenilatciclaza si activeaza canalele de KGq – activeaza fosfolipaza CG olfactorii – activeaza adenilatciclaza in neuronii olfactoriiGo – inhiba canalele de Ca, activeaza canalele de K si activeaza fosfolipaza CGt- transducina – activeaza GMPc fosfodiesteraza in celulele fotosesnsibile cu bastonaseMai au rol si in modularea glicolizei din mm striati si metabolizarea glicogenului (inhiba formarea acestiua prin proteinkinaza A – activata de AMPc)

23. Modalitati generice de reglare a activitatii canalelor ionice membranare

Canalele ionice sunt complexe proteice care permit intrarea/iesirea diferitilor ioni prin membrana celulara, fara ele fiind imposibil acest lucru. Exemple de canale ionice: -Na/K ATPaza: pastreaza un gradient electrochimic constant, mentinand celula polarizata -H/K ATPaza: scoate H in afara celulei (intalnita mai des la celulele din stomac) -Ca ATPaza: cu rol in contractia musculara. Reglarea poate fi facuta prin mai multe moduri: 1. Canalele ionice urmează calea proteinelor de export, fiind sintetizate de ribozomii ataşaţi reticulului endoplasmic rugos (RER). Ulterior suferă o serie de prelucrări în drumul spre cisternele aparatului Golgi, de unde sunt secretate în vezicule de exocitoză. 2. calea mesagerilor secunzi: reglarea canalelor prin fosfo/defosfo 3. isi modifica conformatia cand ligandul s-a atasat de el 4. exista unele canale voltaj-dependente care se deschid numai cand diferenta de potential specifica tipului de celula e atinsa

Page 18: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

5. deschiderea data de modificarile mecanice induse de citoschelet

24. Transport activ – clasificare si exemple

Transportul activ mai porta numele de transport anti-entropic datorita sensului opus gradientului de concentratie in care are loc deplasarea, ca urmare, un astfel de fenomen necesita consum de energie.Pompa de Na/K este o structura complexa, formata dintr-un tetramer cu 2 subunitati mari alfa – unitate catalitica si transportoare , si 2 subunitati mici beta – unitate reglatoare, necesara pt impachetarea primei subunitati la nivelul RE, in biosinteza.

Mecanismul de pompare presupune 7 etape ce au ca rezultat expulzarea a 3 ioni de Na si introducerea a 2 ioni de K. 1. Legarea a 3 ioni de Na pe versantul citosolic al subunitatii alfa a pompei2. Legarea ATP pe endodomeniu subunitatii alfa3. Fosforilarea unui radical aspartat prin scindarea ATP la ADP si schimbarea conformatiei proteinei care duce la expunerea celor 3 ioni de Na pe ectodomeniu ectodomeniul subunitatii alfa4. Discocierea si expulzarea in exterior la ionilor de Na si legarea la ectodomeniul subunitatii altfa a 2 ioni K5. Hidrolizarea aspartilfosfatului si schimbarea conformatiei subunitatii alfa6. Internalizarea si expunerea ionilor K pe endodomeniul subunitatii alfa7. Disocierea ionilor K si eliberarea i citosol cu inchiderea unui ciclu de pompare.

Pompa Na/K este electrogena, 3-2 , mentine potentialul de membrana. Consuma jumatate din cantitatea celulata de ATP. Inhibarea actiunii prin ouabaina duce la incapacitatea celulara de a mentine homeostazia.

Categorii de pompeTipul P de ATPaze:

-Na/k, H/K, Ca ATPaza, pompa protonica H-ATPazaTipul V de ATPaze: de tip vacuolar, pompeaza protoni in endosomi sau lizosomiTipul F ATPaze: sintetizeaza ATP din energia rezultata prin disiparea unui gradient protonic existentTipul E ATPaze: sunt enzime ale suprafetei celulate cu rol in hidroliza diversilor nucleozidtrifosfatilor (inclusiv ATP) cu rol in semnalizare

Transportorii ABC sunt prezenti atat la eucariote cat si la procariote, sunt de o mare duiversitate si au capacitatea de a transporta de la ioni, glucide, aa, vitamine, lipide antibiotice, medicamente pana la oligozaharide, oligopeptide, proteine mici. Sunt formati din domenii transmembranare – prin care trece substanta transportata, domenii de legare a nucleotidelor – pe fata citosilica a membranei si au rolul de a lega si hidroliza ATP, domenii de legare a solutiilor – pe fata externa, cu rol in preluarea si transferarea substantei

Page 19: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

transportate.

Mecanismul transportorilor:1. Asociera substantei de transportat la domeniul de legare al acesteia (SBD)2. Legarea ATP la NBD – nucleotid binding domain

25. Pompe- ATPaze: - definitie, clasificare, exempleTransportul activ mai porta numele de transport anti-entropic datorita sensului opus gradientului de concentratie in care are loc deplasarea, ca urmare, un astfel de fenomen necesita consum de energie.Pompa de Na/K este o structura complexa, formata dintr-un tetramer cu 2 subunitati mari alfa – unitate catalitica si transportoare , si 2 subunitati mici beta – unitate reglatoare, necesara pt impachetarea primei subunitati la nivelul RE, in biosinteza.

Mecanismul de pompare presupune 7 etape ce au ca rezultat expulzarea a 3 ioni de Na si introducerea a 2 ioni de K.

1. Legarea a 3 ioni de Na pe versantul citosolic al subunitatii alfa a pompei

2. Legarea ATP pe endodomeniu subunitatii alfa3. Fosforilarea unui radical aspartat prin scindarea ATP la ADP si

schimbarea conformatiei proteinei care duce la expunerea celor 3 ioni de Na pe ectodomeniu ectodomeniul subunitatii alfa

4. Discocierea si expulzarea in exterior la ionilor de Na si legarea la ectodomeniul subunitatii altfa a 2 ioni K

5. Hidrolizarea aspartilfosfatului si schimbarea conformatiei subunitatii alfa

6. Internalizarea si expunerea ionilor K pe endodomeniul subunitatii alfa

7. Disocierea ionilor K si eliberarea i citosol cu inchiderea unui ciclu de pompare.

Pompa Na/K este electrogena, 3-2 , mentine potentialul de membrana. Consuma jumatate din cantitatea celulata de ATP. Inhibarea actiunii prin ouabaina duce la incapacitatea celulara de a mentine homeostazia.

Categorii de pompe:Tipul P de ATPaze:

-Na/k, H/K, Ca ATPaza, pompa protonica H-ATPazaTipul V de ATPaze: -de tip vacuolar, pompeaza protoni in endosomi sau lizosomiTipul F ATPaze: -sintetizeaza ATP din energia rezultata prin disiparea unui gradient protonic existentTipul E ATPaze: -sunt enzime ale suprafetei celulate cu rol in hidroliza diversilor nucleozidtrifosfatilor (inclusiv ATP) cu rol in semnalizare Transportorii ABC sunt prezenti atat la eucariote cat si la procariote, sunt de o mare duiversitate si au capacitatea de a transporta de la ioni, glucide, aa, vitamine, lipide antibiotice, medicamente pana la oligozaharide, oligopeptide, proteine mici. Sunt formati din domenii transmembranare – prin care trece

Page 20: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

substanta transportata, domenii de legare a nucleotidelor – pe fata citosilica a membranei si au rolul de a lega si hidroliza ATP, domenii de legare a solutiilor – pe fata externa, cu rol in preluarea si transferarea substantei transportate.

26. Mecanismul semnalizarii transmembranare via R cu activitate tirozin-kinazica.

Sunt in general proteine unipas de tip I care exista ca monomeri si dupa interactiunea cu ligandul, dimerizeaza. Exceptie face R pt insulina care se gaseste sub forma de dimeri la formarea carora participa punti disulfurice.

Domeniul transmembranar este structurat sub forma de alfa helix si contine 28 – 35 aa. Endodomeniul are activitate tirozin-kinazica. Ectodomeniul prezinta domenii repetitive bigate in leucine, cisteina, imunoglobuline si fibronectine de tip III.Mecanismul:1. R+ligand determina activarea domeniului catalitic al R si dimerizarea R2. autofosforilarea incrucisata la multiple tirozine ale domeniilor citosolice ale R3. interactiunea cu efectori care contin domenii omoloare SRC de tip 2, tirozine modificate prin fosforilare ce devin zone de interactiune.4. Activarea efectorilor legati prin SH2 (SRC hemology 2)Prezinta ca efectori : - fosfolipaza C gamma – 2 domenii SH2- protein tirozinkinaze fara functie de R SH2- proteine care activeaza GTP azele mici. GTPc → GDP- fosfatidilinozitol 3'- kinaza Receptorii tirozin-kinazici reprezinta acea clasa de receptori care au prezinta activitate protein tirozin-kinazica intrinseca in domeniile citosolice. Liganzii pentru acesti receptori sunt solubili (hormoni peptidici) in care includem: NGF, FGF, EGF si insulina.

27. Endocitoza mediata de R (definitie, semnificatie):- face parte din capitolul pinocitozeiTermenul a fost introdus in 1976, de catre Goldstrein si Brown preocupati de

metabolizarea LDL si rolul acestuia in controlul si modularea colesterolemiei si ateroscleroza. Ligandul se leaga de R spefici de pe suprafata celulei. Complexele R-ligand sunt adunate in profunzimea versantului membranar intern cu un complex de endomembrane a carui componenta de baza este clatrina.

Aceste microdomenii adancite in membrana invelite in clatrina sunt denumite structuri cu invelis. Mai multe structuri cu invelis devin vezicule cu invelis.

Rolul clatrinei este de a controla adancirea microdomeniilor membranare care devine structura cu invelis, are capacitatea de a se asambla in trimeri numiti TRISCHELIONI. Acestia formeaza ochiuri pentagonale sau hexagonale ce se asambleaza in vezicule, asemanatoare unei mingi de fotbal.

Dupa desprinderea veziculei din membrana, pierzandu-se invelisul de clatrina, vezicula devine endozom. Acesta se asociaza cu un lizozom preexistent in celule si devine lizozom.

Ligandul este introdus in celula cu o concentratie mai mare decat cea din mediu.

Page 21: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

Endocitoza mediata de R a fost descrisa pt lipoproteine plasmatice, tranferina si factori de crestere. Patocitoza este endocitoza mediata de R pt moleculele mici – descrisa pt acidul folic.

Asocierea moleculelor mici cu R (ectoproteine cu ancora glicofosfatidilinozitolica) determina sechestrarea loc in caveole si trec in citoplasma direct prin canale din membrana caveolara.

Are un rol important in reciclare, semnalizare celulara, trasport, biosinteza.Endosomii sorteaza componentele endocitate si participa la semnalizare.

28. Definiti urmatoarele notiuni: cotransport, simport, antiportTransportul singular/uniport defineste deplasarea unei singure entitati chimice ion/ molecula, in timp ce transportul cuplat/ co-transport, se refera la 2 sau mai multe entitati chimice transportate, simultan, adica intr un singur ciclu. Cand toate componentele sunt transportate in acelasi sens – simport, cand sensul este diferit – antiport.

Uniport – GLUT1- transportor de glucozaSimport – co-transportul de Na-glucoza SGLT1 din mb apicala a

enterocitelor, este transport activ secundar deoarece desfasurarea sa are la baza existenta unui gradient de concentratie de Na rezultat in urma transportul activ.

Antiport – canalu de schimb anionic HCO3/Cl din membrana eritrocitaraschimbatorul de 1 Ca/ 2 Na (deci un al transport activ secundar)– celule

excitabile sau secretoare

27. Etapele fagocitozei Prin fagocitoza celulele specializate- macrofagele-preiau si digera particule mari cum ar fii:bacteriile,detritusurile,celule imbatranite, astfel particule mari preluate in vacuole de fagozomi sunt digerate in urma fuzionarii cu lizozomii. Legarea unei particule de receptor declanseaza emiterea pseudopodelor care inconjoara particula.La nivelul membranei vor fi implicati receptori fagocitotici care se ataeaza de componente ale suprafetei particulei de fagocitat,componente care se numesc opsonine. Dupa fuzionarea membranelor se formeaza o vezicula mare intracelulara-fagozom. Fagozomul fuzioneaza cu lizozomul in interiorul caruia materialul ingerat este digerat de hidrolazele acide lizozomale Prin fagozitoza sunt distruși agenții patogeni de către macrofagii sistemului imunitar. Adesee acești agenți trebuie sa fie marcați de către anticorpi, pentru a fi recunoscuți de către fagocite,leucocite și limfocite. Alte tipuri de celule, care operează prin fagocitoză sunt granulocitele neutrofile, celulele dendritice din organele limfatice, celulele gliale, monocitele, macrofagele. Etape: 1. Chemotactismul – fenomenul de atragere/respingere a celulei fagocitare 2. Adeziunea - membrana celulei fagocitare aderă la membrana particulei, ce urmează a fi ingerată, etapă datorată lectinelor de pe suprafața microorganismului; 3. Ingestia - invaginarea particulei străine și formarea fagozomului; 4. Digestia - realizată de enzime intracelulare.

Page 22: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

29. Clasificarea jonctiunilor

Sunt sisteme de ancorare intre celule, sau intre acestea si matricea extracelulara care au menirea de a stabiliza structura tisulara. Sunt structir de ordinul nm, motiv pentru care examinarea se face la ME.

Observate la ME, joctiunile pot avea forma de disc, spot – macule, sau de banda – zonule.

Rolurile jonctiunilor: stabilizarea mecanica a tesuturilor controleaza transportul markerilor in spatiul extracelular controleaza comunicarea intercelulara compartimenteaza suprafata celulara in domenii celulare: domeniul apicat si domeniul latero-bazal Clasificare:A. Jonctiunile simple- spatiile intercelulare:- Jonctiuni simple digitiforme- Jonctiuni simple denticulateB. Jonctiuni speciale:- Jonctiuni stranse: - pentalaminata, heptalaminata – ZONULA OCCLUDENS- Jonctiuni de atasare: 1. pe microfilamente de actina: - celula – celula – ZONULA ADHERENS - celula – matrice – JONCTIUNEA FOCALA 2. pe filamente intermediare: - celula – celula – MACULA ADHERENS (DESMOZOMUL IN SPOT) - celula – matrice – HEMIDESMOZOMUL- Jonctiuni de comunicatie – GAP (NEXUS)- Complexule jonctionale

C. Jonctiuni cu specificitate de tesut:- Discuri intercalare - Sinapsa

30. Jonctiunea de comunicatie/ Gap/ NexusAre aspect de macula. Distanta dintre cele doua celule este de 2 nm- spatiu relativ mic, poate afecta transportul de markeri in spatiule extracelular. Componenetele jonctiunii sunt:- cele 2 membrane- conexoni – 100/jonctiune. Are o structura proteica cu aspect cilindric sau prisma hexagonala, avand o lungime egala cu grosimea plasmalemei, formata din 6 subunitati proteice. Conexina este o proteina transmembranara multipas cu greutatea de 30 000 dal. Cele 6 subinitati proteice lasa un canal hidrofil cu diametrul reglabil – 0,2 – 2 nm, depinde de concentratia de Ca. Conexonii sunt asezati fata in fata, in membranele care participa la realizarea jonctiunii, stabilindu-se in acest fel un canal de comunicatie intercelulara. Canalul hidrofil

Page 23: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

poate fi strabatut de molecule cu greutati moleculare mici: ino, hh, AMPc, unde de depolarizareLocalizarea jonctiunii intre celulele epiteliale sub desmozomi catre polul bazal. Se poate localiza in portiunea verticala a discului intercalar.

31. Complexe jonctionaleEste formal din jonctiunea stransa, zonula adherens, macula adherens.

32. Discul intercalarUn complex de jonctiuni prezent intre miocardocite. Are forma de scara cu portiuni verticale si orizonatale. In portiunile orizonatale se gasesc zonula adherens, macula adherens si filamentele intermediar de desmina. In portiunile verticale se gasesc jonctiuni GAP.

33. Jonciunea stransaSe mai numeste jonctiunea pentalaminata, heptalaminata si zonula occludens.Cele 2 membrane celulare se pot afla la o distanta de 2 nm – heptalaminata sau isi pot suprapune straturile externe- pentalaminata Se numeste zonula pentra ca are aspect de banda sau panglica si occlundes pt ca ocluzioneaza total sau partial spatiul extracelular – afecteaza transportul de markeri in spatiul extracelular, jonctiunile fiind impermeabile pentru macromolecule, lasand sa treaca doar moleculele mici – ioni.A doua componenta este reprezentata de sirurile de proteine gemene – occludine; proteine integrale care se aseaza 2 cate 2, fata in fata, realizand legaturi de tip homofilic pe frontul extracelular – o structura asemanatoare unui fermoar. In grosimea membranei celulare sirurile de proteine gemene realizeaza o retea de ochiuri regulate – fagure de miere(rigida) sau neregulate- jonctiune flexibila.La locul de realizare al jonctiunii au loc rearanjari ale fosfolipidelor din stratul extern, care se unesc si formeaza inele de fuziune care ocluzioneaza spatiul extracelular, blocand trecerea macromoleculelor de o parte si de alta a jonctiunii.A treia componenta – componenta citoscheletului – este reteaua de microfilamente de actina, pe care se fixeaza sirurile de proteine gemene. Joctiunile stranse apar in saptamana a 4a de viata intrauterina, intre celulele epiteliale. Intai sunt macule, apoi devin zonule. Sunt responsabile de compartimentarea suprafetei celulare in domenii : apical si latero-bazal.Permebilitatea jonctiunii scade exponential o data cu cresterea numarului de siruri de proteine gemene.

34. Jonctiunea de atasare pe microfilamente de actina – clasificare, descriereSunt celula-celula sau celula-matrice. Distanta dintre membrane este de 15-30 nm, distanta mare ce nu afecteaza transportul markerilor. Contin o proteina linker transmembranara care va stabili legaturi de tip homofilic/heterofilic. Acestea pot fi selectine, integrine, imunoglobuline – toate 3 stabilesc leg de tip heterofilic - sau cadherine – tip homofilic.Jonctiunile pot fi definitive sau tranzitori. De tip tranzitoriu sunt jonctiunile dintre leucocite si endoteliu vascular in miscarea de diapedeza.

Page 24: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

Jonctiunile de atasare pe microfilamentele de actina sunt Zonula Adherens si Jonciunea focala.Zonula adherens :

membranele sunt la distanta de 15 nm glicoproteina linker – cadherina Ca dependenta (leg tip homofilic) complexul proteic de atasare la citoschelet este reprezentat de alfa, beta,

gamma catenine. Alfa catenina se leaga la vinculina, care poate servi ca proteina de linkaj la citoschelet.

elementul de citoschelet reprezentat de bandeleta de microfilamente de actina

Se gaseste intre celulele epiteliale sub jonctiunea stransa, dar si in portiunea transversala a discului intercalar (intre miocardocite).

Jonctiunea focala: celula conjuctiva -matrice extracelulara conjunctiva componenta matricei extracelulare este reprezentata de fibronectina distanta dintre componente 15 – 20 nm linker : integrina, are subiunitatile alfa si beta complexul proteic de atasare la citoschelet este format din talina si

vinculina elementul de citoschelet este o bandeleta contractila de microfilamente

de actinaJonctiunile focale servesc drept loc de atasare a bandeletelor de actina numite fibre de stress. Acestea reprezinta bandelete de actina crosslinkate de

ALFA-ACTININA ce ancoreaza celula si exercuta tensiune asupra substratului. Sunt asezate la jonctiunile focale ale membranei prin interactiunea cu integrina. Este mediata de talina, vinculina, tensina.

Talina se leaga deasemenea de vinculina ce la randul ei se poate lega de alfa actinina si tensina. 35. Jonctiunea de atasare pe filamente intermediare – clasificare, descriereSunt celula-celula sau celula-matrice. Distanta dintre membrane este de 15-30 nm, distanta mare ce nu afecteaza transportul markerilor. Contin o proteina linker transmembranara care va stabili legaturi de tip homofilic/heterofilic. Acestea pot fi selectine, integrine, imunoglobuline – toate 3 stabilesc leg de tip heterofilic - sau cadherine – tip homofilic.Jonctiunile pot fi definitive sau tranzitori. De tip tranzitoriu sunt jonctiunile dintre leucocite si endoteliu vascular in miscarea de diapedeza. Jonctiunile de ancorare pe filamentele intermediare sunt Macula Adherens si hemidesmozomul.Macula Adherens:

celula-celula- la distanta de 30 nm Glicoproteina linker = cadherina Ca dependenta ce realizeaza leg de tip

homofilic complexul proteic de atasare la citoschelet care formeaza placa

desmozomala cu aspect de semidisc este alcatuit de desmoplachina, plakoglobina, desmocalmina, desmoyokina, antigenul penfigusului bulos. Din cele 2 semidiscuri de pe cele 2 fronturi citoplasmatice rezulta aspectul de macula al jonctiunii

elementul de citoschelet este reprezentat de filamentele intermediare. In

Page 25: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

celulele epiteliate acestea sunt tonofilamente alcatuite din citokeratine. Desmozomul este localizat intre celulele epiteliale, sub zonula adherens. Se mai localizeaza si in portiunile orizontale ale discurilor intercalare alaturi de zonula adherens si de filamentele intermediare de desmina.Hemidesmozomul

celula-matrice; leaga polul bazal al celulei epiteliale de membrana bazala.

Membrana celulara epiteliala este la 15-20 nm de membrana bazala linker: integrina complexul proteic de atasare ce formeaza placa desmozomala – un

semidisc pe frontul citoplasmatic al jonctiunii elementul de citoschelet reprezentat de tonofilamente

36.Microfilamentele de actinaReprezinta 20% din proteinele structurale ale celulelor musculare si 5% in celulele nemusculare. Este de 6 tipuri: 4 alfa pt celulele musculare, 1 beta si 1 gamma pt celulele nemusculare.Structura actinei a fost descrisa de Kenneth Holmes si Wolfgang Kabs in 1990. Exista 2 forme: globulara si filamentoasa. Actina globulara are 375 aa si 43 000 KDa. Prezinta situsuri de legare ce mediaza interactiunea cap-coada cu alti 2 monomeri. Fiecare monomer este rotat 166 de grade in interiorul filamentului rezultand forma filamentoasa cu dublu helix. Monomerii au aceeasi orientare justificand polaritatea moleculei: un cap + si unul -. Intr-o solutie cu nivel ionic scazut actina filamentoasa devina globulara si la nivel ionic crescut se intampla invers. Prima treapta a polimerizarii este nucleatia (formarea unor agregate mici din cate 3 monomeri de actina G) si a doua este aditia reversibila de monomeri la capetele + si -. Monomerii de actina leaga si ATP, care e hidrolizat si regleaza asamblarea si comportamentul dinamic al actinei. Monomerii care leaga ATP polimerizeaza mult mai repede decat cei ce leaga ADP. Concentratia critica de monomeri de actina reprezinta rata de polimerizare in filamente, si este egala cu rata de disociere. Rata de disociere e mai mare la capatul – decat la +, invers se intampla cu rata de polimerizare. Pentru ca actina leaga mai lent monomeri prin hidroliza ADP decat ATP, se naste fenomenul de Treadmilling si ilustreaza dinamica filamentelor de actina. Disocierea este favorizata de:

1. citocalizina - se leaga la capatul + si blocheaza elongarea2. timiozina – separa monomeri de actina3. gelsolina - se leaga de fosfatidilinozitol, este activata de Ca4. profilina – se leaga de PI, transforma ADP in ATP

Polimerizarea este ajutata de faloidina, substanta folosita si in microscopia cu fluorescenta. Microfilamentele de actina se pot organiza individual in :

bandelete : pachete de filamente paralele cu proteine cross-linker mici si rigide

retea: structuri 3D cu proprietatea de gel semisolid cu proteine de origanizare mari si flexibile

Aceste proteine cross-linker modeleaza citoscheletul.

Bandeletele pot fi structurate in 2 tipuri:

Page 26: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

1. filamente de actina paralele la distante mici, cum sunt cele ce sustin microvilii. In acest caz toate bandeletete au aceeasi polaritate, cu capul + catre membrana. Proteina implicata: FIMBRINA2. filamnete de actina paralele in distante mai mari, capabile de contractie. Sunt bandeletele de actina din inelul de contractie ce devide celulele in telofaza. Proteina implicata: ALFA-ACTINA.

Reteaua de actina este generata si mentinuta de FILAMINA ABP- actina binding protein, gasita sub forma de dimeri, fiecare cu 2 subunuitati. Are structura literei V si legand la fiecare capat actina, rezulta o retea 3D ce se numeste CORTEX CELULAR.

37. Dinamica microfilamentelor de actina

Reprezinta 20% din proteinele structurale ale celulelor musculare si 5% in celulele nemusculare. Este de 6 tipuri: 4 alfa pt celulele musculare, 1 beta si 1 gamma pt celulele nemusculare.Structura actinei a fost descrisa de Kenneth Holmes si Wolfgang Kabs in 1990. Exista 2 forme: globulara si filamentoasa. Actina globulara are 375 aa si 43 000 KDa. Prezinta situsuri de legare ce mediaza interactiunea cap-coada cu alti 2 monomeri. Fiecare monomer este rotat 166 de grade in interiorul filamentului rezultand forma filamentoasa cu dublu helix. Monomerii au aceeasi orientare justificand polaritatea moleculei: un cap + si unul -. Intr-o solutie cu nivel ionic scazut actina filamentoasa devina globulara si la nivel ionic crescut se intampla invers. Prima treapta a polimerizarii este nucleatia (formarea unor agregate mici din cate 3 monomeri de actina G) si a doua este aditia reversibila de monomeri la capetele + si -. Monomerii de actina leaga si ATP, care e hidrolizat si regleaza asamblarea si comportamentul dinamic al actinei. Monomerii care leaga ATP polimerizeaza mult mai repede decat cei ce leaga ADP. Concentratia critica de monomeri de actina reprezinta rata de polimerizare in filamente, si este egala cu rata de disociere. Rata de disociere e mai mare la capatul – decat la +, invers se intampla cu rata de polimerizare. Pentru ca actina leaga mai lent monomeri prin hidroliza ADP decat ATP, se naste fenomenul de Treadmilling si ilustreaza dinamica filamentelor de actina. Disocierea este favorizata de:

1. citocalizina - se leaga la capatul + si blocheaza elongarea2. timiozina – separa monomeri de actina3. gelsolina - se leaga de fosfatidilinozitol, este activata de Ca4. profilina – se leaga de PI, transforma ADP in ATP

Polimerizarea este ajutata de faloidina, substanta folosita si in microscopia cu fluorescenta.

Page 27: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

38. Filamente de miozinaMiozina esre prototipul unui motor molecular ce transforma energia chimica a ATP-ului in energie mecanica, de aceea genereaza forta si energie. Contractia musculara are la baza aceasta interactiune chimica. Aceasta interactiune e responsabila de variatele miscari capabile celulele nemusculare, inclusiv diviziunea celulara. Miozina este o proteina cu greutate moleculara de 500 KDa si este alcatuira din 2 lanturi grele si 4 lanturi usoare. Fiecare lant greu are cate o portiune globulara si o portiune alfa-helicoidala. Portiunea alfa a unui lant greu se spiralizeaza in jurul portiunii alfa helicoidale a vceluilalt lant grey su dau nastere unui dimer = bastonasul moleculei de miozina. Cele doua capete globulare ale moleculei de miozina au fiecare atasat cate 2 lanturi usoare. Filamentul gros de miozina este format din sute de molecule de miozina. Capetele globulare ale moleculei de miozina formeaza puntile de legatura intre filamentele groasa si cele subtiri. In filemantul gros, miozina se orienteaza cu capetele alfa helicoidale catre membrana M si cu capetele globulare de-alungul filamentelor de actina in directia capatului +. Odata cu legarea filamentelor de actina, miozina leaga si hidrolizeaza ATP-ul, ce faciliteaza alunecarea filamentelor.In celulele nemusculare, miozina nu este orcanizata in filamente si astfel nu este inplicaa in contractie. Poate fi implicata in transport de vezicule si organite. In total s-au identificat 10 clase de miozina. Miozina V a fost identificata in creierul uman si are rol de caraus de vezicule de-alungul filamentelor de actina.

39. Rolul microfilamentelor de actina in procesul de imbatranire celulara si apoptoza

Apoptoza reprezinta moartea celulara programata, ce joaca un rol esential in organogeneza si reinnoirea celulara, ce apara insa si in cazul detoriorarilor usoare de ordin exogen (cele grele produc necroza). Caracteristicile apopotozei pot fi rezumate: (1) Sunt consumatoare de ATP (2) Sunt controlate genetic (3) Se „pastreaza” organitele (4) Se pastreaza integritatea celulara (5) Absenta inflamatiei (6) Micsorare celulara

(7)Se formeaza „corpuri apopototice” delimitate de membrane ce pot fi usor fagocitate

Cele mai frecvente anomalii constau in reducerea dimensiunilor, cu sporirea densitatii matricei, modificare denumita PICNOZA MITOCONDRIALA.

Exista 3 cai ce interactioneaza in mecanismul apoptotic: 1. Calea extrinseca – se bazeaza pe existenta a semnalelor exracelulare ce se leaga la membrana celulara – pe asa numiti – „Death receptor” – DR (Apartin familiei TNFR – Tumor necrosis factor receptor) – ce contin un domeniu intracelular numit „Death domain”. Legarea semnalului induce transformari la nivelul „Death domain”-ului consecutiv cu recrutarea la nivelul acestuia a procaspazei 8, care, prin actiunea proteolitica a domeniului produce caspaza 8

Page 28: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

– forma activa. Aceasta activeaza la randul sau alte caspaze („cascada caspazelor”), care, impreuna, actioneaza proteolitic asupra proteinelor intracelulare inducand apopotoza.

Deasemenea, actioneaza asuprea gelsolinei, care este in stransa legatura cu actina din matrix si ca urmare, schimba forma celulei. Caspazele activate interactioneaza cu factorul inhibitor al caspazelor (ICAD) si il inhiba, potentand astfel cascada. 2. Calea mitocondriala – activata prin factori exogeni – specii reactive ale oxigenului, cresteri ale [Ca2+] intramitosolic si caspaze.

Rezultatul activarii este deschiderea unui por larg in membrana mitocondriala interna – MPTP – Mitochondrial Permeability Transition Pore, urmata de umflarea celulara, ruperea membranei externe mitocondriale si eliberarea citocromului C in citosol. Citocromul C eliberat in citosol, se leaga de APAF – Apoptotic protease activating factor 1 si ATP si formeaza o strucutura, 7 dintre aceste structuri legate intre ele, formeaza un oligomer sub forma de roata cu spite numit apoptosom. Aceasta structura leaga 7 molecule de procaspaza 9 si formeaza caspaza 9 – forma activa, ce induce apoptoza. 3. Calea nucleara – se bazeaza pe existenta unei proteine nucleare – tumor suppressor p53 – ce detecteaza nepotriviri intre bazele azotate la nivelul ADN-ului.

In cazul unei nepotriviri usoare seactiveaza transcrierea p21 ce opreste ciclul celular (probabil pentru corectare). In cazul unei erori severe la nivelul ADN-ului p53 isi autostimuleaza propria trasncriere si actioneaza consecutiva la activarea factorilor proapoptotici – BAX si inactiveaza factorii antiapoptotici – BCL2. Modificarea cantitativa BAX:BCL2 – activeaza MPTP – declansand apoptoza pe cale mitocondriala (2). Deasemenea, activeaza factorii Fas – ce activeaza calea descrisa la punctul (1). Dereglari ale mecanismului apopotozei provoaca imbatranirea, incapacitatea organismului de a scapa de celulele afectate crescand riscul de cancer.

40. Proteine asociate actinei in procesul de polimerizareReprezinta 20% din proteinele structurale ale celulelor musculare si 5% in celulele nemusculare. Este de 6 tipuri: 4 alfa pt celulele musculare, 1 beta si 1 gamma pt celulele nemusculare.Structura actinei a fost descrisa de Kenneth Holmes si Wolfgang Kabs in 1990. Exista 2 forme: globulara si filamentoasa. Actina globulara are 375 aa si 43 000 KDa. Prezinta situsuri de legare ce mediaza interactiunea cap-coada cu alti 2 monomeri. Fiecare monomer este rotat 166 de grade in interiorul filamentului rezultand forma filamentoasa cu dublu helix. Monomerii au aceeasi orientare justificand polaritatea moleculei:

Page 29: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

un cap + si unul -. Intr-o solutie cu nivel ionic scazut actina filamentoasa devina globulara si la nivel ionic crescut se intampla invers. Prima treapta a polimerizarii este nucleatia (formarea unor agregate mici din cate 3 monomeri de actina G) si a doua este aditia reversibila de monomeri la capetele + si -. Monomerii de actina leaga si ATP, care e hidrolizat si regleaza asamblarea si comportamentul dinamic al actinei. Monomerii care leaga ATP polimerizeaza mult mai repede decat cei ce leaga ADP. Concentratia critica de monomeri de actina reprezinta rata de polimerizare in filamente, si este egala cu rata de disociere. Rata de disociere e mai mare la capatul – decat la +, invers se intampla cu rata de polimerizare. Pentru ca actina leaga mai lent monomeri prin hidroliza ADP decat ATP, se naste fenomenul de Treadmilling si ilustreaza dinamica filamentelor de actina. Disocierea este favorizata de:

1. citocalizina - se leaga la capatul + si blocheaza elongarea2. timiozina – separa monomeri de actina, (5kd ) cea mai abundenta,se

leaga la actina G-ADP si impiedica ansamblarea in filamente 3. gelsolina - se leaga de fosfatidilinozitol, este activata de Ca,

promoveaza deplasarea filamentelor de actina. Fragmenteaza filamentele ramanand legata de capetele (+) fiind o prot ce blocheaza cresterea filamnetelor

4. profilina – se leaga de PI, transforma ADP in ATPPolimerizarea este ajutata de faloidina, substanta folosita si in microscopia cu fluorescenta.

41. Proteinele asociate actinei in procesul de asamblare in citoschelet

Reprezinta 20% din proteinele structurale ale celulelor musculare si 5% in celulele nemusculare. Este de 6 tipuri: 4 alfa pt celulele musculare, 1 beta si 1 gamma pt celulele nemusculare.Structura actinei a fost descrisa de Kenneth Holmes si Wolfgang Kabs in 1990. Exista 2 forme: globulara si filamentoasa. In studiul citoscheletului ca si in cazul membranei celulare, s-au folosit hematiile deoarece sunt celule fara nucleu si organite celulare. Citoscheletul eritrocitelor este format doar din actina, lipsind microtubulii si filamentele intermediare. Citoscheletul cortical de actina este responsabil de forma de disc biconcav. SPECTRINA eritrocitare formeaza baza citoscheletului cortical, un tetramer alcatuit din 2 lanturi polipeptidice, alfa si beta cu greutate moleculara de 240 KDa respectiv 220 KDa.Lantul beta are un domeniu de legare al actinei la capatul aminoterminal. Lanturile alfa si beta se pot asocia pentru a forma dimeri care se pun cap la cap pentru a forma tetrameri cu 2 domenii sepaear de legare a actinei si avand lungimi de 200 nm. Capetele microfilamentelor de spectrina se asociaza cu filamentele scurte de actina formand reteaua de spectrina si actina rezultand citoscheletul cortical al hematiei. Aceasta retea se leaga de membrana plasmatica prin ANKIRINA, ce se leaga de spectrina si de proteina benzii 3. O legatura additionala intre reteaua de spectrina-actina si membrana plasmatica se poate face prin proteina benzii 4.1 ce se prinde si de domeniul intracelular al glicoforinei si proteinei benzii 3.In alte celule, legarea citoschelatului cortical de membrana celulara se face prin proteine spectrin-like: FODRINE, FILAMINA, DISFORINA.

Page 30: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

Disforina e codificata de 2 gene responsabile de 2 tipuri de distrofii musculare : Duchenne si Becker. A doua este mai putin severa, mai rara si nu e mereu letala. Disctrofia semnifica pierderea treptata de celule musculare.Disctrofia Duchenne: Copii nu sunt afectati pana la 3-5 ani, dupa care apare oboseala musculara, scaderea masei musculare, la 12 ani merge in caruciorul cu rotile si la 20 de ani moare din insuficienta respiratorie.Disforina este responsabila cu ancorarea citoscheletului muscular de matricea extracelulara.

42. Organizarea sarcomerului in fibra musculara striata scheletica

Filamentele de actina se asociaza cu miozina si aceasta asociere este responsabila de numeroase miscari.

Miozina este prototipul unui motor molecular ce trasforma energia chimica a ATPului in energie mecanica, de aceeaa genereaza forta si energie. Contractia musculara are la baza aceasta interactiune chimica. Este insa responsabila si de diviziunea celulara.

Exista 3 tipuri de celule musculare: striate, nedete, cardiace. Miofibrilele sunt structurate in striatii transversale.

Fibra musculara are un diametru de 50 microni si lungime de cativa cm. Cea mai mare parte a citoplasmei este aclatuita din miofibrile ce sunt bandelete cilindrice alcatuite din filamente groase de miozina- 15 microni , si filamente subtiri de actina – 7 microni.

Unitatea contractila se numeste sarcomer. Are 2 microni lungime si contine mai multe regiuni distincte observabile la ME. La capetele unui sarcomer sunt definite membranele Z.

Banda intunecata=disc anizotrop , este intre 2 jumatati de discuri clare= discuri izotrope. Benzile clare corespund lipsei miozinei.

Banda I – numai actinaBanda A- miozina + actina Banda H – doar miozinaCapetele + ale actinei se ataseaza la membrana Z care contine si alfa actinina- proteina de linkare. Miozina se leaga de membrana M din mijlocul zonei H luminoase. Titina si nebulina stabilizeaza sarcomerul. Titina are molecula mare si se extinde de la membrana M la Z. Nebulina este asociata actinei si stabilizeaza lungimea filamentului de actina. Mecanismul contractiei:Membranele Z se apropie, sarcomerul se scurteaza. Discul A nu sufera nicio modificare in timp ce discurile I si zona H aproape dispar. Are loc alunecarea filamentelor de actina printre cele de miozina, permitand miozinei sa actioneze ca motor al alunecarii filamentelor. Miozina din muschi este de tip II.Proteine reglatoare: Tropomiozina este o proteina fibroasa ce se dispune de-a lungul filamentelor de actina. Fiecare molecula de tropomiozina leaga o molecula de troponina. Troponina este un complex de 3 polipeptide: G- cheleaza Ca, I – inhibitoare, T – se leaga la tropimiozina. Cand concentratia de Ca citoplasmatic este scazuta, complexul tropomiozina-troponina blocheaza interactiunea actina-miozina, deci muschiul nu se contracta. In concentractiile crescute, Ca se leaga de troponina C care se leaga

Page 31: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

la T si aceasta se prinde de tropomiozina ce determina contractia asociindu-se cu actina.

43. Filamente intermediare

Au un diametru de 10nm(diametru intermediar intre filamentele de actina care au 7nm si microtubulii care au 25nm).Filamentele int. nu sunt implicate in miscarea celulara si ele sunt cele mai stabile structuri ce joaca rol structural.

PROTEINELE FILAMENTELOR INTERMEDIARE:

-Filamentele intermediare sunt alc. dintr o varietate de proteine ce se exprima in dif. tipuri de celule spre deosebire de actina si microtubulii care sunt polimeri ai aceluias tip de proteina

-Mai mult de 50 de tip. de filamente int. si proteine au fost identificati si clasificati in 6 grupuri,bazate pe similaritatii intre secventele de AA

-Tip I si II sunt 2 tip. de keratine fiecare continand 15 proteine diferite ce se exprima in celulele epiteliale.Fiecare tip de celula epiteliala sint. un tip de keratina din cat.I(acida) si un tip din cat.II(neutra/bazica),ambele copolimerizand pt a form. un filament

-Tip III de proteine ale filamentelor include:-VIMENTINA care se intalneste in fibroblaste,celule musculare netede,leucocite

-DESMINA care este intalnita in fibrele musculare striate,se prinde de membrana Z

-PROTEINE GLIALE FIBRILAREACIDE se exprima in cel. gliale

-PERFIRINA se exprima in neuronii sistemului nervos periferic

-Tip IV cuprinde proteinele din filamente:1.NF-L;2.NF-M;3.NF-H prez. in neuronii motorii ai SNC;4.alfa-internexina care se exprima in neuroni in stadiile initiala de dezvoltare embrionara

-Tip V cuprinde lamininele nucleare prez. in cele mai multe celule eucariote,sunt componenta a anvelopei nucleare si se ansambleaza intr o retea ortogonala sub membrana nucleara

-Tip VI cuprinde nestina prez in cel. stem ale SNC

-Filamentele intermediare au o org. struct. comuna;toate prot.filamentelor intermediare au o portiune centrala alfa-helicoidala de aprox. 310AA(laminina nucleara are 350AA);partea centrala este flancata de capetele amino si carboxiterminale.Domeniul alfa-helicoidal joaca un rol central in ansamblare in timp ce capetele sau cozile det.fct. specifice;capul-capatul amino;coada-capatul carboxi.

Page 32: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

ASAMBLAREA FILAMENTELOR INTERMEDIARE:

-Primul stadiu in form. filamentelor este form. dimerilor in care partea centrala este form. din 2 lanturi polipeptidice rasucite helicoidal.Dimeri se pot asocia 2 cate 2 dispusi paralel.Capatul aminoterminal in dreptul capatului carboxiterminal ducand la form. de tetrameri ce se pot atasa cap la cap formand protofilamente.In final un filament contine 8 protofilamente asezate circular ce form. o str. cilindrica.Aceste bastonase nu au polaritate.Filamentele intermediare sunt in general mai stabile decat filamentele de actina sau microtubuli.Proteinele din filamente sunt modificate frecvent prin fosforilare ce poate regla asamblarea si deplasarea lor in celula.Cel mai clar ex. este fosforilarea lamininei nucleare ceea ce duce la dezasamblarea lamininei si distrugerea invelisului nuclear in timpul mitozei;filamentele de vimentina deasemenea pot dezasamblate in mitoza.

ORGANIZAREA INTRACELULARA A FILAMENTELOR INTERMEDIARE:

Formeaza o retea elaborata in citoplasma celor mai multe celule,extinzandu-se de la niv. nuclear la membrana plasmatica.Atat fil. de keratina cit si cele de vimentina se ataseaza la anvelopa nucleara,aparent servind la pozitionarea si ancorarea nucleului in celula.In acelasi timp vimentina se poate atasa de membrana plasmatica,legandu se de anchirina.Reteaua de filamente este sustinuta si asociata microtubulilor.Exista o serie de droguri care dezasambleaza microtubuli, ele facand ca filamentele de vimentina sa se colapseze in jurul nucleului.Filamentele de keratinan ale celulei epiteliale sunt strans ancorate la membrana plasmatica la zone specializate intervenind in form. DESMOZOMILOR si HEMIDESMOZOMILOR.

44. Microvili, stereocilii, cilii, flagelii

Sunt prelungiri ale celulelor eucariote,ce au in structura lor microtubuli.

Multe bacterii au flagelii, dar sunt dif. de cei ai eucariotelor.Cili si flagelii eucariotelor sunt foarte similarii in str., avand diametrul de 0.25 microni si lungimea pt cil-10 microni iar pt flagel-200 de microni.

Structura fundamentala de baza a cililor si flagelilor este AXONEMA, alcatuita din microtubuylii si proteinele lor asociate.Microtubulii au un aranjament caratcteristic 9+2(un dublet inconjurat de 9 dublete periferice) in cadrul dubletelor periferice exista un microtubul format din 13 protofilamente.Acesti microtubuli periferici sunt legati de perechea centrala prin legaturii radiare alcatuite din nexina.In aditie exista 2 brate de dineina care sunt atasate la fiecare microtubul A, iar activitatea de motor a dineinei determina batalia cililor

Page 33: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

si flagelior.Capatul- al microtubulilor din cili sdau flageli este ancorat in corpusculul bazal,ce este similar cu structura centriolului avand triplete de microtubuli.Corpusculii bazali oricum joaca un rol clar in organizarea axonemei, el inainteaza formarea si cresterea microtubulilor prezentii in axonema si ancorarea lor la suprafata celulara.

Miscarea cililor si a flagelilor repr alunecarea relaticva a dubletelor de microtubulii unele fata de altele sub actiunea dineinei.Baza moleculei de dineina se leaga ca subfibra A a dubletului, in timp ce capetele globulare se leaga de subfibra B din dubletul adiacent.

Miscarea capetelor de dineina in directia + catre - det. ca microtubulul dintr un dublet sa alunece catre capatul bazal al microtubulului B adiacent, deoarece dubletele de microtubulii in axonema sunt conectate prin nexina,alunecarea unui dublet in raport cu altul det. inclinarea,indoirea lor.

45. Microtubulii

A treia componenta principala a citoscheletului este repr de formatiuni cilindrice cu diametrul de 25nm numite microtubuli.Ca si filamentele de actina,microtubulii sunt str dinamice ce se asambleaza si dezasambleaza continuu la niv. celulei.Au rol in mentinerea formei celulare, in determinismul unor miscari cum ar fi:-locomotia celulara;-transportul intracelular de organite;-separarea cromozomilor in mitoza.

STRUCTURA,ASAMBLARE,DINAMICA SI INSTABILITATEA MICROTUBULILOR

Microtubulii sunt alcatuitii doar din TUBULINA care este un dimer alc. din 2 subunitatii:-alfa tubulina si -beta tubulina de 55kD fiecare, ca si actina este codificata de o fam. mica de gene.Se cunoaste si gama tubulina localizata in special in centrozom unde joaca un rol imp. in initierea asamblarii microtubulilor.Dimerii de tubulina vor polimeriza forrmand microtubulii care in general sun alcatuitii din 13 protofilamente asamblate in jurul unui spatiu central.Protofilamentele ce sunt alc. dintr un aranjament cap coada al dimerilor de tubulina sunt dispuse paralel la niv microtubulilor.La fel ca filamentele de actina sunt str. polare cu 2 capete distincte:capatul+ cu o crestere rapida si capayul- cu o crestere lenta.Polaritatea este imp. in det. directiei de miscare de-alungul microtubulului,exact cum polaritatea filamentului de actina det. directia de miscare a miozinei.Dimerii de tubulina se pot depolimeriza,iar microtubulii pot avea cicluri rapide de asamblare si dezasamblare.

Atat alfa cat si beta tubulina leaga GTP care fct analog ATP-ului legat de actina

Page 34: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

regland polimerizarea.In particular GTP legat de beta tubulina este hidrolizat la GDP urmaind polimerizarea.Aceasta hidroliza a GTP stabileste afinitatea de legare a tubulinei fata de alte molecule de aceea favorizeaza depolimerizarea si duce la comportamente dinamice.Se poate vorbi de acelasi comportament de treadmilling de asamblare si dezasamblare in care moleculele legate de GTP sunt permanent pierdute de la capetele - si sunt inlocuite prin aditie de molecule de tubulina legate de GTP la capatul+, in acelasi microtubul.Turnoverul de reinoire este rapid de cateva minute si este foarte imp. pt. remodelarea citoscheletului in timpul mitozei.Din cauza rolului principal al microtubulilor in miztoza,drogurile ce afecteaza asamblarea microtubulilor sunt utilizate in tratamentul cancerului-Colchicina,calcemidul se leaga de tubulina si inhiba polimerizarea ei,deci blocheaza mitoza.Taxolul stabilizeaza microtubulii,blocand diviziunea.

46. Centriolii si centrul celular Centriolii sunt organite cilindrice stabile in citoplasma celulelor Au un diametru de 0,15 nm si o lungime de pana la 0,5 nm Sunt alcatuiti din 9 triplete de microtubuli,similar corpuscului bazal al cilului sau flagelului(sunt precursorii corpuscului bazal)intrand in componenta centrului celular Centrozomul(centrul celular) poate fii alcatuit din 2 centrioli orientati perpendicular unul pe celalalt si inconjurati de un material amorf pericentriolar Microtubulii care provin din centrozom nu se vor termina in centriol ci in materialul pericentriolar care initiaza ansamblarea microtubulilor sau poate capta extremitatile microtubuilorpolimerizati independent in citosol Centrul celular este responsabil de initierea si declansarea diviziunii celulare formand fusul de diviziune prin microtubuli.. De asemenea genereaza si miscarea cililor sau al flagelilor prin faptul ca la baza acestora se gaseste intotdeauna prezent un centriol numit corpuscul bazal

47. Centrii de organizare a microtubulilor.Microtubulii se extind in celula din centrii de organizare ai microtubulilor in care sun ancoratii cu capetele -.In marea majoritate a celulelor centru de organizare este CENTROZOMUL care este localizat in apropierea nucleului.In timpul mitozei microtubulii se extind din centrul celular duplicat pt a forma fusul de diviziune,ce este responsabil de separarea si distributia cromozomilor in celulele fiice.Centrozomul serveste ca situs initial de asamblare al microtubulilor care cresc apoi catre periferie de la niv centrozomului,acest lucru stabileste si polaritatea microtubulilor in celula.Capatul - este la niv centrozom iar capatul + este catre citoplasma celulara.Centrozomii sunt formati dintr o pereche de centrioli perpendicularii unul pe celalalt,inconjuratii de o masa amorfa numita material pericentriolar.

Page 35: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

Centriolii sunt str cilindrice alc. din 9 triplete de microtubulii,similar corpusculului bazal al cilului si flagelului, centriolii sunt precursorii corpusculului bazal.

REORGANIZAREA MICROTUBULILOR IN TIMPUL MITOZEI:

Aranjamentul microtubulilor prezenti in interfaza se dezasambleaza in unitatii libere de tubulina care sunt responsabile de formarea fusului de diviziune care la randul lui este responsabil de separarea cromozomilor.In primul moment are loc duplicarea centrozomului pt a forma 2 centrii de organizare separatii si care se dispun la polii opusii ai celulei.Centriolii si celelalte componente ale centrozomului se duplica in interfaza dar raman de o parte a nucleului pana incepe mitoza, cei 2 centrozomi apoi se separa si se muta de o parte si de alta a nucleului,formand cei doi poli ai fusului de diviziune.Cum celula intra in mitoza asamblarea si dezasamblarea are loc, mai intai creste rata de dezasamblare de 10 ori, numarul de microtubuli ce emana din centrii de organizare creste de 5-10 ori.Are loc o dezasamlare a microtubulilor interfazici si creste formarea de microtubulii scurtii emanatii din centrozom.Microtubulii care form fusul de diviziune sunt de 3 tipuri:

MICROTUBULI KINETOCOROCENTRIOLARI-sunt asociati cu proteine specifice pt a forma kinetocorii,atasarea microtubulilor la kinetocori stabilizeaza microtubulii care joaca un rol important in separarea cromozomilor mitotici

MICROTUBULII POLARI-sunt atasati la cromozomi si se intrepatrund cu microtubulii de la polul opus in centrul celulei

MICROTUBULII ASTRALI-emerg radal in jurul cromozomilor si au liber capayul +

Asamblarea si dezasamblarea dinamica a microtubulilor este reglata de o varietate de proteine asociate microtubulilor,Cele mai bine izolate au fost MAP3 izolate din creier.Aceste proteine se leaga de microtubulii si inhiba disocierea subunitatilor de tubulina.

MOTORUL MICROTUBULILOR SI MISCARILE:

Micortubulii sunt responsabili de diferite tipuri de miscari,incluzand transportul celular,pozitionarea membranelor veziculare si a organitelor,separarea cromozomilor in mitoza,bataia cilior si flagelilor.Miscarea de a lungul microtubulilor este bazata pe existenta unei proteine motor ce utilizeaza energia derivata din hidroliza ATP-ului.

Exista 2 familii de astfel de proteine:

-KINEZINELE

Page 36: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

-DINEINELE

Ambele sunt proteine distincte ce se misca de a lungul microtubulilor in directii opuse:KINEZINELE de la capatul - la capatul + si DINEINA de la capatul + la capayul -

Kinezina este o proteina cu GM-360Kd,avand lanturi grele(110 Kd) si 2 lanturii usoare(60-70Kd),lanturile grele realizeaza un domeniu lung helicoidal.Capetele N-terminale globulare repr motorul moleculei,se leaga atat de ATP cat si de microtubulii,domeniul motor-globular al kinezinei are 340 de AA,este mai mic decat al miozinei(850AA).Cristalografia cu raze X indica ca,kinezina si miozina au domenii cu rol motor similar,ambele utilizeaza mecanisme moleculare identice pt a cupla si hidroliza ATP-ul.Coada moleculei de kinezina este alc.din lanturile usoare in asociatie cu capetele carboxil ale lanturilor grele.Portiunea responsabila de legarea altor componente celulare ce sunt transportate de a lungul microtubulilor este capatul moleculei cu rol motor.

Dineina are molecula foarte grea 2000Kd, are 2-3 lanturi grele(500Kd)complexate cu un nr variabil de polipeptide usoare si medii(14-120Kd),lanturile grele form domenii globulare ce leaga ATP-ul si sunt responsabile de deplasarea de a lungul microtubulilor.Portiunea bazala este form din lanturile medii si usoare si se leaga de organitele celulare.

48. Ribozomi. Structura,organizare,biogenezaAu fost denumiti de catre Emil Palade, particule intracitoplasmatice

bogate in ARN, la nivelul carora are loc biosenteza proteinelor. Richard B Roberts este cel ce le-a dat numele de ribozomi. Ribo – acid ribonucleic, soma- corp.Sunt organite citoplasmatice prezente atat la procariote cat si la eucariote, cu exceptia hematiei adulte. Exista in matricea unor organite celulare – mitocondrii, cloroplaste, sintetizeaza enzime specifice – proteine. Ribozomii mitocondriali au dimensiuni asematatoare ribozomii procariotici, sunt mai mici decat ribozomii citoplasmatici.

Sunt liberi sau atasati in functie de prezenta in lantul polipeptidic sintetizat a unui secvente numite „semnal de orientare catre RE”.

liberi – citosol, singuri sau in grupuri = polizomi, atasati de un ARNm, mai bogati in celulele implicate in sinteaza proteinelor.

atasati – RER, exista in cantitati mari in celulele care secreta proteine de export (cu punti disulfurice sau cu cisteina si necesita sinteza in lumenul RE); fac sinteza de proteine membranare sau care vor fi impachetate in vezicule si stocate in citoplasma sau exportate in afara celulei.

Ribozomii sunt responsabili de bazofilia celulei. Constanta de sedimentare – 70 S procariote, 80S eucariote- S Svedberg-

Page 37: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

masoara rata de sedimentare a unui component centrifugat, depinde atat de greutatea moleculara cat si de forma tridimensionala a componentului. Antibioticele ataca doar ribozomii celulrlor bacteriene – 70 S procariote, ribozomii mitocondriali sunt protejati de o membrana dubla.

Au dimensiuni intre 15-30 nm. Contine ribonucleoproteine si 3 molecule de ARNr – procariote, 4 pt eucariote. Prin ARNr traduc informatia inscrisa pe ARNm pt a forma lanturi polipeptidice si de aceea sunt considerati astazi ca particule enzimatice din categoria ribozimelor. Cele mai cunoscute dintre acestea sunt :

peptidil transferaza 23 S ARNr group I si II introns branching ribosyme leadsyme

In citoplasma, ribozomii pot disocia reversibil in cele 2 subunitati, in functie de concentratia de Mg. Daca concentratia de Mg depaseste 10^3 M, cele 2 subunitati pot fi asamblate.

Subunitatea mica este aclatuita dintr-o molecula de ARN si 33 lanturi proteice. Subunitatea mare este alcatuita din 3 molecule de ADN si 50 lanturi proteice.

Biogeneza este procesul in care sunt implicate in jur de 200 de proteine si are ca rezoltat formarea ribozomilor.Subunitatea mica si cea mare intra prin porii nucleari, fomatiuni cu dimensiune de 120 nm. Ajung la nivelul nucleolului, unde se afla cele 45 de gene codificatoare de ARNr. Subunitatea mica si subunitatea mare se asambleaza si ajung din nou in mediul citoplastmatic, formand ribozomul.

49. Functiile ribozomilorRibozomiii sau granulele lui Palade sunt prezenti in toate celulele ,atat la pk cat si la ek,cu exceptia hematiilor adulte.In citoplasama ek ribozomii sun liberi ,situati in nodurile retelei microtrabeculare din hialoplasma,fie atasati citomembranelor. Ribozomii sunt sediul sintezei proteinelor specifice,la celulele ek ribozomii au dimensiuni mai mari decat la pk si nu prezinta membrane la periferie. In stare de repaus ribozomii sunt constituiti din 2 subunitati:60S respective 40S la ek si 50S resprectiv 30S la pk. Mai multi ribozomi insirati de-a lungul lantului de arn-m alc o unitate functional activa-POLIRIBOZOM sau ERGOZOM. Numarul de ribozomi ce intra in alcatuirea unui poliribozom depinde de marimea molec proteice care va fi sintetizata. Ei sunt numerosi in cel aflate in fazele de crestere si in cel cu sinteza crescuta de proteine(cel pancreatice,hepatice si nervoase). Ribozomii au capacitatea de a se uni ,alcatuind structuri polimere determinate de C% mediunlui in ioni de Mg2+. Agregatele ribozomale constituie forme active a ribozomilor. Arn-ul ribosomal este localizat in ribozom,cantitativ el reprezentand ~80% din totalul arn-ului cellular. Proteinele ribozomale reprezinta circa 45% in ribozomi,au character basic asemanator histonelor si sunt bogate in lizina arginina, ac glutamic si ac aspartic. Cu acetat de uranul rbz liberi apar mai

Page 38: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

putin densi la fluxul de elctroni,in timp ce rbz atasati de membrane datorita C% crescute de arn redau imagini dense.

51.Sinteza lantului polipeptidic la nivelul ribozomilor

20 APE – AMINOACIL ARNt + situsuriC – complex de initiereA – aug E – factori eucariotici de initiereA – situsul A – urmatorul codon A – ARNt dipeptidilE – Subunitatea mare inainteaza 3 baze in sensul 3' pana cand ARNt initiator ajunge in situsul E

Etapele traducerii informatiei genetice sunt:1. Sinteaza aminoacil ARNt:

Se realizeaza de catre aminoacil ARNt sintetaze – 20 de enzime ce recunosc specific cei 20 de aa si anticodoni asociati de la nivelul moleculelor de ARNt. Aminoacil ARNt face legatura dintre secventa codonilor din ARNm si structura primara a proteinelor.Situsurile de legare ARN ale ribozomului sunt:

situs pentru ARNm situs pentru ARNt

A : leaga aminoacil – ARNtP: leaga polipeptidul in curs de sinteza cuplat cu ARNtE: leaga molecula de ARNt fara rest aminoacil/peptidil

2. Initierea sintezei lantului polipeptidic:Complexul de initiere este alcatuit din subunitatea mare, factori de initiere, initiator- metionin ARNt.Complexul se ataseaza pe ARNm si detecteaza codonul start, intotdeauna AUG.Complexului de initiere i se alatura subunitatea mare si are loc pierderea factorilor de initiere.In situsul A se ataseaza aminoacil ARNt corespunzator urmatorului codon din ARNm.Este catalizata sinteza legaturii peptidice dintre metionina si al doilea aminoacid, cu transferul dipeptidului pe al doilea ARNt, sub actiunea transpeptidazelor din subunitatea mare, rezultand ARNt dipeptidil.Simultan, subunitatea mare se deplaseaza cu 3 baze in directia 3' a ARNm, astfel incat ARNt initiator ajunge in situsul E.

3. Elongarea Incepe cand ARNt -dipeptidil este transferat in situsul A in situsul P, proces

care va continua pe toata lungimea ARNm. Intotdeauna in situsul A se va alinia un alt codon care va fi recunoscut de

anticodonul corespunzator din ARNt si care va lega un nou aminoacid la catena polipeptidica.

4. Terminarea sintezei lantului polipeptidicAre loc cand in A ajunge codonul STOP – UAA, UAG, UGA, pt care nu exista

Page 39: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

ARNt cu anticodon complementar.Codonii stop sunt recunoscuti de o proteina numita factor de terminare, care se

leaga in situsul A si produce hidroliza legaturii dintre catena polipeptidica si ARNt din situsul P. Lantul polipeptidic pierde radicalul metionil.

52. Plierea proteinelor: saperoneAsistearea proteinelor pt impachetarea corecta Asistata de proteine numite s(h)aperone (chaperone) – mecanismul nu este complet elucidat. Calnexina- proteina saperon cu activitate lectinica. Leaga structurile N-glicozidice care au ramas cu o singura glucoza dupa tundere si mentine precursorul de glicoproteina legat. Desprinderea de calnexina se face prin actiunea glicozidazei din lumenul RE, doar dupa realizaraea plierii corecte. Exista la acest nivel o glucozil-transferaza care isi exercita activitatea in cazul in care glucoza a fost desprinsa timpuriu , enzima realizand in aceste conditii, reglucozilarea. Glucoza necesara este furnizata de catre ARIDIL-DIFOSFO-GLUCOZA si asigura reatasarea calnexinei.

In lumenul RE avem un mediu asemanator cu cei citoplasmatic ce mentine conditii oxidative favorabile puntilor disulfurice. Enzima implicata se numeste protein disulfura izomeraza. Aceasta realizeaza punti in structura priteinei nascande sau desface puntile gresit structurate si le reformeaza.

S(h)aperona cu cel mai larg spectru de actiunie se numeste BiP (binding protein). Aceasta detine controlul inchiderii si deschiderii transloconului, complexeaza proteinele translocate si le elibereaza doar dupa impachetarea corecta. In caz contrat, proteina impachetata necorespunzator este condusa de BiP la translocon, care la randul rau elibereaza lantul polipeptidic in citosul, urmand ca aceasta sa fie etichetata cu Ubi pentru a fi degradata de proteazomi.

Desi mecanismele nu sunt complet elucidate, se cunoaste ca necesaul de shaperone este furnizat datorita semnalizarii din lumenul RE. Semnalul parcurce ectodomeniul, fosforileaza endodomeniul si activeaza un sit enzimatic endonucleazic de la ultimul nivel. Are loc prelucrarea unui pre-ARNm existent in citoplasma, care dupa eliminarea intronului devine ARNm functional.Acesta este folosit pt furnizarea proteinelor shaperon prin mecanismul cunoscut – biosinteza proteinelor.

53. Structura proteazomilor. Degradarea proteinelor mediate de ubiquitina

Proteazomii sunt complexe moleculare proteolitice intracelulare, ATP dependente, implicate in degradarea proteinelor etichetate cu poli-ubiquitina. Se gasesc in organism cate 20 000 - 30 000 de proteazomi in fiecare celula.Complexul proteazomic este alcatuit dintr-o particula miez, de baza formate din 4 inele suprapuse fiecare alcatuit din 7 proteine protomerice: 2 inele beta centrale cu situsuri catalitice avand activitatea de treonin-proteaze (2 situsuri cu activiate de chimotripsina pt aa hidrofobi, 2 situsuri cu activitate de tripsina pt aa bazici si 2 situsuri caspazice de clivare a aa acizi ) si 2 inele alfa cu activitate neelucidata.

Page 40: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

Mai contine si 2 particule reglatoare identice, cate una la fiecare capat al particulei miez. Fiecare particula reglatoare are cate 14 proteine dintre care 6 sunt ATPaze. Unele dintre subunitatile particulei reglatoare au situsuri care permit recunoasterea ubiquitinei.

Proteazomii degradeaza proteinele in peptide mici care sunt apoi hidrolizate de exopeptidazele citoplasmatice. Digestia proteinelor incepe cand proteinei ce urmeaza a fi digerata i se ataseaza un mic polipeptid numit ubiquitina – proteina globulara de 76 aa si un capat C terminal aflat in citosol. Ubiquitina se ataseaza capatului N terminal al proteinei. Exista 3 enzime ce controleaza activitatea Ubiquitinei:

E1- enzima de activare, modifica structura ubiquitinei astfel incat Gly din structyra acesteia cu Lys de la nivelul proteinei de degradat.

E2- enzima de conjugare, face atasarea Ubiquitinei la proteina E3 ligaza, are rolul de a recunoaste proteina pt a ii lega Ubiquitina.

Proteina este apoi depliata la nivelul cavitatii centrale a particulei miez.Se desfac anumite legaturi peptidice ale lantului sub actiunea situsurilor active

din inelele centrale, rezultatul fiind un set de peptide avand 8-10 aa. Fragmentele de peptide parasesc particula miez pe o cale necunoscuta putand fi degradate in continuare pana la aa individuali de catre peptidaze din citosol sau pot fi incorporate in clasa I a moleculelor de histocompatibilitate pentre a fi prezentate sistemului imun drept potentiale antigene sistemului imun.

Ubiquitina este apoi eliberata pt a fi refolosita.

54. Incluziuni lipidice – aspect MO, ME MO – prezinta un aspect clar pe preparatele standard (Alb in HE, Rosu in Sudan IV) ME – aspect electronoclar MET – aspect electronodens (nu atat de inchis precum melaninele) Incluziunile pigmentare pot aparea in 3 circumstante: (1) Tranzitoriu – in celule hepatica postprandial, sub forma de piacturi lipidice izolate, proportionale ca numar cu cantitatea de lipide ingerate, sunt repede metabolizate si dispar din citoplasma lacetevaore dupa ingestie (2) Temporar – spre exemplu in celule secretorii din glanda mamara in lactatie (3) Permanent – in adipocite albe sau brune

Adipocitele albe au forma rotunjita cand sunt izolate sau poligonala cand sunt grupate. Incluziunea lipidica din cadrul unei celule este uniloculara, ocupa intreaga citplasma – pe care o impinge catre periferie. Celula capata aspectul de inel cu pecete. Adipocitele brune(la nou nascu+copilarie)involueaza la adult gasindu-se doar in loja interscapulara si inghinala.Au forma rotunjita cu nucleu sferic eucromatic. Citoplasma are aspect vacuolar.In patologie se pot obsera numeroase incluziuni lipidice in hepatocitele alcoolicilor. Lipidele apar la microscopul fotonic(optic) sub forma unor picaturi sferice

Page 41: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

evidentiate cu coloranti specifici de tipul Sudanului sau OsO4(tetraoxid de osmiu) in hepatocite, celulele corticosuprarenalei si corpului galben din ovar. La microscopul electronic, acumularile de grasimi au forme ovalare sau sferice, de diferite marimi. 55. Incluziuni pigmentare – aspect MO, ME Incluziunile lipidice sunt de mai multe feluri, pot aparea in conditii fiziologice si patologice. Din categoria celor patologice sunt pigmentii biliari – bilirubina in celulele Kupfer sau hepatocite. Cele fiziologice: (1) Melanina – pigment negru evident in epidermul pielii, in SNC – substanta neagra.

In piele, este sintetizata in melanocite, celule stelate si se depoziteaza in cheratinocite. MO – fulg de nea, neagra-maronie – aspect granular cu diametru granulelor mai mic de 800nm ME – Melanina - se evidentiaza structura fina a granulelor, formatiuni electronodense. (2) Lipofuscina – pigmentul de uzura – apare odata cu imbatranirea, in special in miocardite, celulenervoase, macrofage in miocardocite si in celulele adipoase. Este produsul nedigerat al unor reactii litice la nivel subcelular. Dau culoarea galbena adipocitelor.

MO – granulatii galben-maronii (chiar si in HE) ME – formatiuni electronodense (3) Hemosiderina – reziduul nedigerabil rezultat in urma distrugerii hematiilor, apare in macrofage,splina. Se poate confunda cu (1) sau (2) in coloratia HE, dar capata o coloratie specifica prin coloratia cu albastru Prusia datorita atomilor de FE pe care ii contine

MO – aspect granular marioniu ME – aspect granular electronodens 56. Incluziuni glicogen – aspect MO, ME MO – se evidentiaza cu ajutorul coloratiei carmin amoniacal best – plaje mai mult sau mai putin intinse ce nu ocupa niciodata intreaga citoplasma, se coloreaza in ROSU. Se poateevidentia si prin PAS ME – bastonase (particule alfa) sau rozete (particule beta), aspect electronodens

57. Structura si ultrastructura lizozomilor. Lizozomii sunt organitele digestiei intracelulare descoperite de Christian deDuve, ce se gasesc in toate celulele, cu exceptia hematiei adulte. Aspectul lor ultrastructural este de organit delimitat de membrana de 0,5 μm, avand adesea un miez electronodens. Acestia se caracterizeaza si prin criterii histochimice: (1) Se identifica datorita fosfatazei acide prezinte in lumenul lizozomal (2) In imunoelectromicroscopia se gasesc hidrolaze specifice, si lipsesc

Page 42: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

receptori pentru M6P Se afla in numar f mare in hepatocite si macrofage, se intalnesc in regiunea juxtanucleara in vecinatatea aparatului Golgi. Au o membrana de natura fosfolipidica si contin enzime hidrolitice, in numar mai mare de 50, sunt implicate in degradarea tuturor tipurilor de polimeri biologici; contin proteaza, nucleaze, lipaze, glucozidaze – pt carbohidrati. Toate acestea sunt active intr-un mediu acid, aceasta conditie este indeplinita datorita pompei Na/K, pompa protonica membrana ATP dependenta care este capabila de a induce un pH de 5, avand in vedere ca pH citoplasmatic este de 7,2. Contine 2 proteine integrale (membranare) unipas de tip I : Igp A si Igp B, cu cea mai mare parte a domeniului orientat catre lumen, sunt extensiv glicozilate. O proteina cu cat contine mai multi carbohidrati cu atat este mai greu de digerat, din aceasta cauza toate proteinele lizozomale membranare sunt inalt glicozilate.

58. Functiile lizozomilor

Lizozomii (Christian deDuve) sunt organite celulare cu rol digestiv celular, prezente in toate celulele, mai putin in hematia adulta, gasindu-se in cantitate mare in hepatocite si macrofage. Ei contin enzime hidrolitice, proteaze, lipaze, glicozidaze, nucleaze, dar si alte tipuri de enzime, fosfataze, sulfataze, glicozilare – ce le asigura functia digestiva, toate componentele de origine endo sau exogena, care sunt superfluu sunt digerate lizozomal. Ei contin un lumen acid, cu doua unitati mai jos decat pH-ul citosolic, acesta asigura un ph de actiune. Citoplasma – 7,2 ; lumen lizozomal - 5Exista doua tipuri de lizozomi:

(1)Lizozomi secretori– o combinatie intre lizozomi conventionali si granule secretorii, se diferntiaza prin faptul ca includ enzime hidrolitice specifice celulelor in care se afla. Un exemplu bun sunt celulele de e linia imuna – limfocitele T care contin in lumenul lor lizozomi cu enzime hidrolitice specifice mentinute inactive datorita pH-ului. Contin PERFORINA.Limfocitele se apropie de celula tinta si isi secreta enzimele care sunt instant activate de conditiie de mediu.

(2)Lizozomi conventionali– nu au functia secretorie, o prezinta doar pe cea „digestiva”. Cand celula se divide, fiecare celula fiica este prevazuta cu un numar de lizozomi.

Lizozomii interactioneaza cu molecule provenite din spatiul extra- si intracelular care mai intai sunt prelucrate – „dezasamblare si reciclare”.

Moleculele din spatiul extracelular, lichide sau particule mici sunt introduse in celula prin endo- sau pinocitoza si sunt acoperite de un strat de proteine (clatrina, coatomer, ceveolina) formand un endozom – acestia fiind la randulor de maimulte feluri – primar si secundar. Particulele mari cum ar fi bacteriile sau detritusuri celulare sunt digerate prin procesul de facocitoza, ce are ca rezultat eliberarea unui fagozom.

Moleculele din spatiul intracelular sunt digerate sub forma de autofagozomi – vezicule responsabile de distrugerea unor structuri sau organite inutile in

Page 43: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

structura celulara(organite degradate in mitocondri sau ribozomi)Lizozomii interactioneaza cu endozomii secundari si produc endofagozomul, locul unde se produce digestia. Tipurile de interactiune dintre lizozomi si endofagozomii secundari pot fi sistemtizati astfel: (1) Kiss and Run – lizozomul interactioneaza scurt cu endozomul secundar, se produce un schimb chimic, in endozom se poate produce digestia, iar lizozomul poate pleca mai departe sa interactioneze cu alti endozomi secundari. (2) Fusion – lizozomul si endozomul fuzioneaza producand un organism hibrid in care are loc digestia – aminoacizii si alti metaboliti rezultati sunt trasnportati incitosol pentru a fi reutilizati. In unele cazuri ramane un mic reziduu pigmentar care este exocitat si ramane in celula pentru tot restul vietii organismului.

N.B – Modelul maturarii – presupunea interactiunea consecutiva a unor endozomi primari cu alte vezicule intre care au loc schimburi, pana cand endozomul se „matureaza” si devine lizozom.

N.B.2 – Lizozomii tertiari – sunt lizozomi ajunsi intr-un stadiu de epuizare enzimatica, maeterialul continut nu poate fi degradat in continuare. Se mai numesc corpi reziduali. Actiunea lizozomilor se poate sistematiza: (1) Autofagie – digestia componentelor, poate fi de doua feluri: i. Macro – componentele ce trebuie fagocitate sunt acoperite de un strat de REN ii. Micro – fagocitoza unei singure proteine (2) Autoliza – intervine in apoptoza (3) Heterofagie – pentru materiale celulare (4) Crinofagie – digestia produsilor de secretie in celulele secretorii in vederea reglarii calitatii si cantitatii

59. Peroxizomul. Structura si ultrastructura. Peroxizomul este un organit celular ce se gaseste in toate celulele eucariote, inconjurat de o singura membrana ( un singur bistrat lipidic, nu de o membrana dubla precum cea a mitocondriei) ce nu contine ADN sau ribozomi. Acesta trebuie sa isi importe toate proteinele constituente si o face printr-un mecanism de import selectiv. M – membrana cu un sg stratA – nu are ADNR – nu are ribozomiE - enzimePeroxizomii sunt un sediu al ultizarii oxigenului ce contine multe enzime : DUR

D-aminoacid catalaza urat oxidaza HMG-CoA reductaza(tinta statinelor cu rol in scaderea colesterolului) intr-

o concentratie foarte mare. Ultrastructura peroxizomilor examinat la MET releva o membrana simpla de cca. 6nm grosime, la interiorul careiraexista o matrice granulara amorfa sau fibrilara. In aceasta matrice se poate observa uneori, una sau mai multe structuri

Page 44: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

cristaline inconjurate de material amorf - mediu electronodens. Aceste structuri sunt denumite cristaloizi – conglomerat de urat oxidaza – se gasesc la in regnul animal, dar lipsesc in peroxizomii umani. 60. Biogeneza si functiile peroxizomului.

Functii Functia peroxizomilor este data de enzimele pe care le contin, ce faciliteaza utilizarea oxigenului ca substrat reducator – ei oxideaza alte subtraturi – le preiau atomii de hidrogen, conform reactiei: RH2 + O2 -> R + H2O2 Catalaza, enzima peroxizomala, utilizeaza H2O2-ul generat de alte enzime ca substrat reducator, oxidand alte substraturi, jucand un rol in detoxifiere. H2O2 + RH2 -> R + 2H2O Se poate realiza o clasificare a functiilor: (1) Reactii de oxidare a altor substraturi - detoxifiere (2) Oxidarea excesului de acizi grasi cu lant lung de at de C, rezultand fragmente de cate 2 at de C, care sunt fie convertite in acetilCoA, fie sunt exportate din peroxizomi si folosite la noi sinteze de compusi celulari. (3) Descompunerea purinelor AMP, GMP cu formare de aa si acid uric

(4)Produc si exporta in citoplasma colesterol(5)Sinteza plasmalogeni – contin primele 2 enzime necesare. Plasmalogenii

sunt fosfolipide concentrate la nivelul cordului si encefalului.La plante exista glioxizomi, peroxizomi specializate ce au capacitatea de a produce glucide din lipide si acizi grasi.La insecte – licurici, intervin in atragerea partenerului prin enzima – luciferaza.

Peroxizomii sunt organite care se adapteaza repede mediului in care se afla, asta explica heterogenitatea structurala a peroxizomilor din cadrul aceluiasi organism.

Biogeneza O functie a peroxizomului – ce il incadreaza la categoria organisme autonom este capacitatea acestuia de a se divide, desi nu posed material genetic. Deasemenea poseda capacitatea de a prolifera, proliferare indusa in doua faze: (1) Prolifereaza din muguri preexistenti (2) Crestere prin import de proteine

Desi se poate autoreplica si prezinta functia de proliferare – nu este un organit autonom – el depinde de REN in anumite circumstante – astfel el este incadrat in cateogria – organite semiautonome. Procesul este putin cunoscut, implica formarea bistratului lipidic si importul proteinelor in bistrat. Exista 3 proteine implicate in procesul de formare PEX3, PEX 16, PEX 19. 1. Se formeaza intai bistratul lipidic – se presupune ca se formeaza in RE inainte de a se importa proteinele PEX mai sus mentionate. 2. Se importa PEX 16, 3, 19 – ultima este absolut necesara genezei. PEX 11 este modulatoare a genezei si poate fi produsa sub actiunea stimulilor externi. 3. Proteinele matricei peroxizomale sunt sintetizate din ADN nuclear prin poliribozomii citoplasmatici liberi. Proteinele contin secvente semnal PTS1 si PTS2 –ce folosesc la directionarea

Page 45: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

proteinelor spre peroxizom. - peroxisomal targetin singal.4. Secventele semnal ale proteinelor se leaga de proteinele PEX si sunt transportate spre peroxizom.5. In peroxizom se elibereaza proteinele noi, proces ATP-dependent.

61. Reticulul endoplasmatic: definiţie, forme

Reprezinta un organit delimitat de endomembrane, organizat sub forma unei retele de cisterne si/sau tubuli, cu numeroase anastomoze, care pot prezenta sau nu pe suprafata citoplasmatica ribozomi atasati

Zonele organizate sub forma de cisteRne prezinta de regula ribozomi atasati pe membrana citoplasmattica a organitului si fomeaza RER, iar zonele structurate sub forma de tubuli, ce continua cisternele - REN RER si REN sunt 2 forme de organizare diferita ale aceluiasi organit Prin centrifugare se separa impreuna cu membrana celulara si cu ap Golgi in fractia microzomala RER:

biosinteza de proteine membranare si cele destinate exportului sortarea si transportul lor spre ap Golgi prelucrarea proteinelor sintetizate in RE

REN: metabolizarea lipidelor: biosinteaza, degradarea si modularea

compozitiei lipidelor – producere colesterol din acetilCoA, producere ceramide;

detoxifiere celulara depozit dinamic de Ca

62. Mecanismul prin care lanţul polipeptidic este transferat din

citosol în reticulul endoplasmic

Peptidul semanl se afla la capatul N-terminal. Prezenta acestuia desi este necesara, nu este si suficienta. Acest peptid nu are receptor la nivelul membranar RE. Din aceasta cauza intervine particula de recunoastere a semnalului – SRP. Aceasta are la un capat un sit pt interactiunea cu peptidul semnal din lantul polipeptidic si la celalalt capat unul pt situsul a ribozomal. Acest complex operational (lant polipeptidic in sinteza + particula de recunoastere a peptidului semnal) transfera masinaria unui complex proteic transmembranar din membrana RE – translocon. Acest complex are in structura sa un canal hidrofil (por hidrofil) cu rolul de a transloca polipeptidul in lumenul RE, pe masura alungirii sale. O data cu preluarea actiunii de catre translocon SRP este eliberat in citosol, iar sinteza poate astfel continua; acum situsul A este liber pt a prelua ARNt corespunzator codonului care urmeaza.In concluzie etapele sunt:

1. initierea sintezei proteice in citosol

Page 46: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

2. aparitia peptidului semnal3. recunoasterea peptidului semnal de catre SRP, interactiunea dintre ele ,

blocarea sintezei prin ocuparea situsului A4. legarea complexului macromolecular astfel format la SRPR – receptorul

particulei de recunoastere a peptidului semnal- la membrana RE5. interactiunea dintre SRPR si translocon cu transferul complexului, legarea

ribozomului si deblocarea sintezei proteice prin eliberarea SRP in citosol6. translocarea lantului polipeptidic, pe masura ce se alungeste, prin

membrana RE

63. Rolul reticulului endoplasmic în biosinteza si prelucrarea proteinelor

Biosinteza tuturor proteinelor incepe in citosol (exceptie cele codificate de ADN-ul mitocondrial).Exista proteine destinate exportului si cele care trebuie sa functioneze ca proteine solubile in lumenul RE, lizozomilor sau al cisternelor golgiene.

Cele din urma au atasat peptidului semnal – la capatul C-terminal- o secventa consens recunoscuta de o hidrolaza – semnal -peptidaza- care elimina peptida semnal hidrofoba (care altfel ar tine proteina inserata in bistratul lipidic, ca proteina transmembrana unipas de tip II), astfel are loc eliberarea proteinei in lumenul RE.

In ceea ce priveste proteinele transmembranare, translocarea are un mecanism diferit. Intotdeauna, inserarea in translocon se face cu partile pozitive din lantul polipeptidic catre versantul citoplasmatic al membranei RE. Atunci cand aa cu sarcini pozitive – Lys,Arg- se afla intre peptida semnal si capatul N-terminal, inserarea se face direct, astfel capatul N ramanand in citosol si proteina rezultata este unipas, tip II. Cand aa pozitivi se afla intre peptida semnal si capatul C terminal, translocarea se face in sens invers, cu capatul N terminal deja format in lumenul RE, si capatul C terminal in citosol. Proteinele transmembranare sunt proteine care contin mai multi aa hidrofobi ce raman prinsi in bistratul lipidic, strabatandu-l.

Un rol important il au secventele START/ STOP TRANSFER. Start transfer este o secventa hidrofoba cu numar fara sot in ordinea aparitiei in cursul sintezei si initiaza procesul de translocare. Stop transfer sunt secvente hidrofobe cu sot oprind translocarea. Secventele stop inchid porul hidrofil si intrerup comunicarea dintre ribozom si translocon, in tip ce secventele start deschid porul. RE nu are rol doar in biosinteaza lantului polipeptidic si eliberarea sa in lumen, sau inserarea in membrana, este esential si in modificarea chimica a unor resturi de aa si asistarea impachetarii corecte. - Modificarile co-traducere o Au loc la nivelul transloconului o Initierea glicozilarii proteinelor

Page 47: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

In RE este initiata formarea structurilor N-glicozidice, prin grefarea de resturi oligozaharide pe asparagina aflata in secventa consens ..-Asn-X-Ser(Thr).. X- orice aa uzual cu exceptia prolinei. Oligozaharid transferaza grefeaza la azotul amidic n oligozaharid cu structura globala – (GlcNAc)2Man9Glc3 si cu o geometrie triantenara – 2 antene se termina cu Man, cea de a 3a cu 3 glucoze legate una de alta. Enzima transfera acest oligozaharid de pe DOLICIL-DIFOSFO-OLIGOZAHARID (se gaseste in bistratul lipidic). Enzima oligozaharid-transferaza este indiferenta la asp care nu se afla in aceasta secventa. o Hidroxilari la nivelul lantului polipeptidic

Hidroxilarile prolinei in pozitia 4 si lizinei in pozitia 5 se petrec in proteine ale matricei extracelulare ; exemple: Colagen , elastina o Carboxilarea acidului glutamica in pozitia gama

Se realizeaza de catre carboxilaza (proteina transmembranara)exemple: proteinele coagularii si la unele proteine ale matricei osoase - Modificari post-traducere o Glipiarea = ancorarea unor ectoproteine la bistratul lipidic printr-o ancora glicofosfatidilinozitolica. Se intalneste la nivelul proteinelor a caror inserare in translocon se face in sens invers. Ancorarea se face printr-o legatura amidica. Disribuirea acestor proteine se face preferential la nivelul plutelor lipidice. Nu se cunoaste valoarea functionala a acestui proces.o Asistearea proteinelor pt impachetarea corecta Asistata de proteine numite s(h)aperone (chaperone) – mecanismul nu este complet elucidat. Calnexina- proteina saperon cu activitate lectinica. Leaga structurile N-glicozidice care au ramas cu o singura glucoza dupa tundere si mentine precursorul de glicoproteina legat. Desprinderea de calnexina se face prin actiunea glicozidazei din lumenul RE, doar dupa realizaraea plierii corecte. Exista la acest nivel o glucozil-transferaza care isi exercita activitatea in cazul in care glucoza a fost desprinsa timpuriu , enzima realizand in aceste conditii, reglucozilarea. Glucoza necesara este furnizata de catre ARIDIL-DIFOSFO-GLUCOZA si asigura reatasarea calnexinei.

In lumenul RE avem un mediu asemanator cu cei citoplasmatic ce mentine conditii oxidative favorabile puntilor disulfurice. Enzima implicata se numeste protein disulfura izomeraza. Aceasta realizeaza punti in structura priteinei nascande sau desface puntile gresit structurate si le reformeaza.

S(h)aperona cu cel mai larg spectru de actiunie se numeste BiP (binding protein). Aceasta detine controlul inchiderii si deschiderii transloconului, complexeaza proteinele translocate si le elibereaza doar dupa impachetarea corecta. In caz contrat, proteina impachetata necorespunzator este condusa de BiP la translocon, care la randul rau elibereaza lantul polipeptidic in citosul, urmand ca aceasta sa fie etichetata cu Ubi pentru a fi degradata de proteazomi.

Desi mecanismele nu sunt complet elucidate, se cunoaste ca necesaul de shaperone este furnizat datorita semnalizarii din lumenul RE. Semnalul parcurce ectodomeniul, fosforileaza endodomeniul si activeaza un sit enzimatic endonucleazic de la ultimul nivel. Are loc prelucrarea unui pre-ARNm existent in citoplasma, care dupa eliminarea intronului devine ARNm functional.Acesta este folosit pt furnizarea proteinelor shaperon prin mecanismul cunoscut –

Page 48: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

biosinteza proteinelor.

64. Rolul reticulului endoplasmic în biosinteza lipidelor membranare RE participa la biosinteza tuturor lipidelor membranare - Colesterolul este produs din acetil-Co A cu ajutorul enzimelor: HMG (3-hidroxi 3-metilglutaril) CoA reductaza, scualen- sintaza, sucualen – oxidociclaza. Intermediar: lanosterolul - Ceramidele – care vor fi transformate in sfingomieline sau glicolipide la nivelul aparatului Golgi - Glicerofosfatidele. Sunt sintetizate in foita interna a RE. Exemplificare pe PC: o Se obtine acid fosfatidic din acil-CoA si glicerol-3-P o Se elimina P din PA --> DAG o Se adauga fosfo-colina la nivelul DAG o PC va fi translocata in foita externa cu ajtorul flipazelor (maresc frecventa miscarilor flip-flop) - Au loc si procese de disproportionare (trecerea unui glicerofosfatid in altul): o PE --> PC o Exista procese de conversie in ambele sensuri intre PC, PE si PS (PS se produce numai prin acest mecanism la mamifere)

65. Ultrastructura aparatului Golgi.

-este delimitat de endomembrane -nr variaza ajungand pana la 50 in hepatocit. -se prezinta sub forma unei stive de 5-8 cisterne curbate localizata perinuclear. Fiecare stiva are 2 fete: -> o fata cis (convexa,de intrare, imatura) orientate spre RE si nucleu,prezinta o retea de microvezicule(20-80 nm) ce realizeaza comunicare cu RER ->o fata trans (concava,de iesire,matura) orientate spre membrana plasmatica, prezinta un sistem Distributia echipamentului enzymatic: -reteaua si cisternele cis-reduc ionii metalici -cisternele mediene-actiune monozidazica -cisterne trans-prezinta nucleozid difosfataze -reteaua trans-contine fisfataza acid apt lizozo

66. Polarizarea biochimica a aparatului Golgi si semnificatia ei. - Fiecare stiva de cisterna (ultrastructura) prezinta o fata cis(de intrare) si una trans (de iesire) - Polaritatea aparatului Golgi este atat morfologica, cat si biochimica - Fata cis: o Convexa si prezinta o retea de microvezicule. Este orientata spre RE si se mai numeste si imatura. Aici se gasesc enzime cu proprietatea de a reduce ioni metalici - Fata trans: o Concava si prezinta o retea de macrovezicule. Este orientata spre membrana celulara = fata matura. Reteaua trans are in alcatuire fosfataza acida (enzima specifica pt lizozomi) - Modalitatea prin care aparatul golgi isi mentine polaritatea a fost explicata prin doua modele: Modelul transportului vezicular si modelul maturarii cisternelor ( spre deosebire de prima in care complexul tinta este transportat intr-o vezicula independenta, in acest model intreaga vezicula golgiana

Page 49: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

evolueaza, se “matureaza” dinspre fata cis spre fata trans. Procesul are loc atat anterograd cat si retrograd (de la ap Golgi la RE) 67. Funcţiile aparatului Golgi

1. producerea sfingolipidelor (prin modificarea ceramidelor produse in RE) 2. glicolizarea proteinelor-prelucrarea structurilor N-glicozidice-continuarea tunderii si efectuarea glicolizarii terminale -formarea in intregime a structurilor O-glicozidice inserate pe serina sau streonina 3. producerea glicozaminglicanilor 4. sulfatarea unor glucide (substratul de pe care sulfo-transferaza transfera sulfatul este 3’ fosfoadenozin 5’ fosfosulfat) 5. marcarea enzimelor lizozomale 6. maturarea proteinelor (proces ce necesita atat modificari enumerate la 2-5 cat si prelucrari proteolitice) 7.sortarea si transportul moleculelor catre destinatia finala: in celula sau in afara celulei( prin exocitoza) 8. biogeneza si traficul intracelular al membranelor Transportul RE -Golgi

-implica urmatoarele procese: 1. Sortarea la nivelul elementelor tranzitionale ale RE (cu participarea proteinelor de invelis COP II si a proteinei G monomerice Sar1 cu rol reglator) 2. Traficul catre Ap Golgi 3. Sortare la nivelul complexului Golgi (cu participate proteinelor de invelis COP I si a proteinei G monomerice Arf1 cu rol reglator) 4.Returul la RE (cu reciclarea unor componente) Transportul respecta un mechanism tip suveica ce implica atat un transport anterograd (de la RE la Ap Golgi) cat si un transport retrograde (de la Ap Golgi la RE). Prezenta transportului retrograd s-a demonstrat la celulele tratate cu brefeldina A, intrucat la aceste celule s-au regasit enzime golgiene in RE si anvelopa nucleara. Rezultatele nu pot fi explicate decat acceptand ca brefeldina A blocheaza specific transportul anterograd si ca, drept urmare, aparatul Golgi se varsa in RE datorita unui transport retrograd. Mecanismele prin care transportul se face sunt departe de a fi elucidate, cert este ca el implica: 1.diferite proteine de invelis (COPII si COP I 2.reglatori( proteinele monomerice G) 3.structuri intermediare (ERGIC/VTC)

Transportul Golgi- membrana celulara.

1.Trafic trans-Ap Golgi – Membrana apicala Mecanismele sortarii : - mecanisme ce implica str glucidice din glucolipide si glicoproteine de pe fata luminala a organitului - mecanisme ce implica structuri de tip pluta lipidica Transportul elementelor rezultate prin sortare implica un rnecanism cooperativ. care foloseste initial ruta rnicrotubulilor, apoi ruta fllamentelor de actina.

Microtubulii ce trec pe langa cisternele golgi sunt orientate cu capul (-) catre membrane apicala strabatand partial tesatura de filamente de actina. Veziculele folosesc initial proteine motoare din familia dyneinelor pt a se

Page 50: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

deplasa catre capul (-) al microtubulilor apoi cand ajung la filamentele de actina folosesc proteine motor ,miozina I cu ajutorul careia se deplaseaza de-a lungul acestor filamente. Ajungand la nivelul membrane apicale membrane veziculelor fuzioneaza cu membrane celulara marindu-I suprafata. 2.Trafic trans-Ap Golgi – Membrana bazo-laterala Sortare: prin motive de aminoacizi Transport: tot pe calea microtubulilor insa catre capul (+) prin folosirea kinezinelor (proteinele motor) Reglarea mecanismelor de selectie,sortare si veziculare se face prin proteinele G monomerice. 68. Ciclul secretor.

Este un proces ce implica urmatoarele etape: a) Biosinteze moleculelor/macromoleculelor de secretie b) Prelucrarea, maturarea, sortarea si vezicularea acestora c) Secretia propriu-zisa (detaliata in subiectul urmator)

Primele doua etape cuprind o sinteza o subiectelor 50-56. De mentionat este faptul ca de multe ori in cazul produsilor de secretie maturarea implica hidroliza unor pro- sau pre-pro-componente. Exemplu : insulina Adesea continutul veziculelor de secretie sufera un proces de condensare Directionarea veziculelor/vacuolelor spre membrana se face prin folosirea proteinelor (SNARE)

Pentru domnul Leabu ar mai fi de precizat faptul ca termenul de ciclu secretor nu este cel optim de folosit aici, ci ca, mai corect ar fi termenul de cale secretorie, deoarece termenul de ”ciclu” implica reciclari ale unor componente, fenomen despre care nu avem dovezi suficiente pentru a-l sustine.

69. Biogeneza lizozomilor

Biogeneza lizozomului implica biosinteaza proteinlor ce apartin lizozomului, proteinelor structurale din membrana sa, dar si protein-enzimelor pe care le contine si care ii asigura functia hidrolitica. Acesta biogeneza presupune activitatea RE – primul pas in sinteza si a aparatului Golgi – continuarea maturarii si sortare, intre care se realizeaza o comunicare precisa avand ca rezultat exportul proteinlor lizozomale catre lizozom. Proteinele membranare pt o rezistenta deosebita sufera procesul de glicozilare extensiva, peptidul semnal de la capatul N-terminat este clivat si astfel se desfasoara N-glicozilarea in lumenul RE.La nivelul aparatului Golgi se realizeaza marcarea enzimelor ce sunt destinate transportului catre lizozom, acesta presupune adaugarea unui rest de M6P, in doua etape: (1) La nivlelul cis-Golgi, structurile ajunse de la RE poarta structuri oligozaharidice N-glicozidice. La cel putin o manoza din structura lantului, la C6 al acesteia se adauga o N-acetil-glucozamina impreuna cu un P, aceste constituind astfel structura M-6-P-N-acetil-glucozamina – ultima portiune fiind un „capacel”.

Page 51: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

(2) La nivelul trans-Golgi – printr-un mecanims neelucidat complet – se pierde capacelul de N-acetil-glucozamina, ramanand liber restul de M6P.

Ulterior, tot la nivel golgian, structura se aglomereaza intr-o singura vezicula ce poarta un invelis de clatrina. Odata ce vezicula este „matura” – acesta este exocitata din aparatul Golgi in citosol, proces in urma caruia isi pierde invelisul de clatrina. Vezicula exocitata – fara invelis de clatrina se va numi lizozom primar.

Lizozomii primari fuzioneaza acum cu endozomii tarzii – producand lizozomi secundari sau, fuzioneaza cu lizozomi secundari deja exsitenti. La nivelul retelei trans-Golgi se gaseste o enzima lizozomala – fosfataza acida – fapt ce dovedeste biosinteza enzime in forma activa, insa acesta nu functioneaza biochimic decat la un pH mai scazut – precum este in lizozom.

70. Exocitoza: definiţie, tipuri de exocitoză .

Exocitoza reprezinta procesul de eliminare a unor produsi de secretie in spatiul extracelular prin intermediul fuzionarii veziculelor ce contin materialul de interes cu membrana celulara. Se cunosc doua astfel de cai: a) Calea de secretie constitutiva a. Opereaza in toate tipurile de celule b. Are loc concomitent cu traficul noilor suprafete de membrana necesare pt a inlocui componente nefunctionale sau pt a satisface nevoile de crestere. Acest lucru necesita si dezvoltarea matricei extracelulare, fapt pt care se secreta si componente ale acesteia b) Calea de secretie semnalizata a. Este,de regula, specifica celulelor specializate in secretie. b. Produsii de secretie sunt stocati in vezicule aflate langa membrana celulara, ce asteapta a fi exocitate dupa primirea unui semnal. c. De multe ori acest semnal este reprezentat de cresterea concentratiei citosolice de Ca, ca urmare a legarii unui mesager primar la un recepor specific din membrana celulei respective.

De mentionat ar mai fi faptul ca, in unele situatii, maturarea moleculelor secretate are loc exact in momentul exocitarii. Exemplu : colagenul tip I (daca s-ar matura in interiorul celulei s-ar integra in structurile ei intracelulare, determinand situatii patologice.

71. Mitocondria: aspectul MO si ultrastructuraH E– hematoxilina ferica RegaudVE – verde smaraldR- rodamina 123FLU – fluorescenta / microscopie de fluorescentaCON – microscopie confocalaI - inaltV - voltajE – microscopie electronica

Page 52: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

C – clasicaMO: - preparate histologice permanente – hematoxilina ferica Regaud : structuri granulare ~ scame, fire de ata

verde de Janus B – patrunde in mitocondrie si este oxidat si evidentiaza mitocondria VERDE SMARALD

rodamina 123 - devine fluorescenta prin oxidare intramitocondriala microscopia de fluorescenta + microscopia confocala; evidentiaza

morfologia labirintica, inretelataUltrastructura:

membrana mitocondriala externa – trilaminata membrana mitocondriala interna – trilaminata , falduri = CRISTE

Cristele difera de la o celula la alta si sunt de 3 tipuri: perpendiculare sau paralele cu axul lung al organitului tubulare (cu sectiune circulara sau triunghiulara) Ex: CELULE

SECRETOARE DE HH. TIROIDIENIEste alcatuita din compartimentul extern – intermembranar si compartimentul intern.Ultimul contine ribozomi mitocondriali si ADN mitocondrial, componente cu rol important in obtinerea de ATP.

Microscopia de inalt voltaj evidentiaza un aspect prelung adesea ramificat si cu ajutorul sau s-a constatat ca nr mitocondriilor este mult mai redus decat avem tentinta sa credem.

Microscopia electronica clasica permite studiul de sectiuni inseriate.

73. Functiile membranei mitocondriale externe si a spatiului intermembranar

In ceea ce priveste organizarea, mb mit ext respecta modelul mozaicului fluid cu structuri particulare ce definesc porinele, astefel se caracterizeaza permeabilitatea deosebita de la acest nivel. Moleculele de pana la 5000 Da parcurg prin intermediul membranei externe drumul de la citosol catre compartimentul extern.

Functii:- realizeaza preluarea acizilor grasi de pe transportorii proteici din citosol si

esterificarea lor la acilCoA sub actiunea acilCoA sintazei. AcilCoA este translocata pe versantul intermembranar unde devine acil-carnitina sub actiunea carnitin-acil-transferazei. Compusul este preluat de membrana mitocondriala interna si apoi de matrice. Aceste fenomene au fost studiate la nivelul miocardiocitelor.

- produce deaminarea oxidativa a aminelor biogene, sub actiunea monoamin-oxidazei. Asfel are loc inactivarea epinefrinei, norepinefrinei, dopaminei, dupa care urmeaza eliminarea metabolitilor sub forma de urina.MONOAMIN-OXIDAZA- ENZIMA MARKER pt mb mit ext (se afla doar la acest nivel)

Functiile compatimentului extern: - compartiment tampon intre citosol si mioplast, are rol in mentinerea unui climat optim pt activitatea mioplastului- permeabilitate crescuta ~ membrana externa- ADENILAT-KINAZA : ATP + AMP = 2 ADP

Page 53: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

utilizeaza o molecula de produs finit pt a obtine 2 de substrat; se creaza premisele obtinerii a 2 molecule de ATP, prin consumul uneia singure- NUCLEOZID-FOSFOKINZE – transforma nucleozidele in nucleotide- obtinerea diversitatii compusilor macroergici

74. Organizarea moleculara si functiile matricei mitocondrialeIn matrice se gasesc componentele necesare replicarii, transcrierii si

trauducerii propriului ADN. Exista la aceste nivel si robozomii mitocondriali ce se aseamana ca dimensiune cu cei procariotici, diferiti de cei citosolici.

beta oxidarea acizilor grasi din care rezulta acetilCoA, implicata ulterior in ciclu Krebs/ ciclul acidului citric/ acizilor tricarboxilici. Toate enzimele acestui ciclu sunt prezenta la acest nivel cu exceptia SUCCINAT-DEHIDROGENAZEI ce face parte din membrana mit interna.

AcetilCoa necesara ciclului Krebs provine atat de betaoxidarea acizilor grasi cat si din prelucrarea oxidativa a piruvatului din citosol

3 NAD+ + FAD = NADH + FADH2 – donorii de electroni din lantul trasportor de electroni ce are loc in membrana mitocondriala interna

72.Organizarea moleculara si functiile membranei mitocondriale interne Are 20-30% lipide + 70-80% proteine, fapt ce dovedeste rolul metabolic important.Dat fiind faptul ca pt o buna functionare, bariera ce delimiteaza mediul mecanismului este si ea importanta, se afla la acest nivel un fosfolipid cu hidrofobicitate crescuta – CARDIOLIPINA – 15%Fosforilarea oxidativa:- descrisa prin 5 complexe, dintre care primele 4 apartin lantului transportor de electroni/respirator- are loc preluare de electroni de la FADH2 si NADH, etapele oxido-reducatoare, pomparea protonilor din matrice catre compartimentul mitocondrial extern, cedarea electronilor catre O2.- doar I, III, IV pompeaza protoni (complexe de conservarea a energiei); II doar introduc in sistem electronii de la FADH2

Complexul I – NADH – dehidrogenaza 1 centru flavinic 7-8 centre Fe-S preia e- de la NADH, ii saraceste de energie, prin etapele

oxidoreducatoare ce implica centrele, si ii preda CoQ (Ubi) energia rezultata este folosita pt pomparea p+ din matrice catre spatiul

intermembranarComplexul al II-lea – Succinat- dehidrogenaza

1 centru flavinic 3 centre Fe-S (1 atipic, 3Fe-4S) 1 centru hemic care este localizat intr-un citocrom de tip b prin care

intreg complexul se insera pe membrana nu pompeaza e- preia e- de la FADH2 si cum acestia au o energie prea mare sunt predati

CoQComplexul al III-lea – citocromilor b-c1

Page 54: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

1 centru Fe-S (pe proteina Fe-S RIESKE) 3 centre hemice (2 pe citocromul b, 1 pe c1) preia electronii de la CoQ, le reduce energia si ii preda cit C cu energia rezultata pompeaza p+ din matrice spre spatiul

intermembranar in raport de 1e- : 2p+Complexul al IV-lea – citocromilor a-a3

2 centre hemice 2 centre Cu – unul din cele 2, preia e- din amonte preia e- de la cit C, le reduce energia si ii insera pe O2 cu formare de apa pompeaza p+ din matrice catre spatiul intermembranar prezinta 2 canale transmembranare prin care pompoeaza p+ (1e- : 1p+);

cele doua canale se numesc D respectiv K - D contine aspartat, K contine Lys; in zona mediana a lui D se afla un rest glutamat, considerat esential in pomparea protonilor.

Cele 3 (I, III, IV) complexe conservatoare de energie + V sunt transmembranare

Complexul V – ATP sintazaATP-sintaza are o arhitectura asemanatoare unui bat de toba (cap, gat, trunchi).

Capul este orientat catre matrice, trunchiul este situat transmembranar si gatul face legatura intre ele. Cu ajutotul ME prin colorarea negativa a particulelor submitocondriale – fragmente veziculate de membrana mitocondriala interna, intoarsa pe dos- se evidentiaza prezenta pe versantul matriceal al membranei interne, a unor structuri voluminoase si sferice, atasate de membrana. Acestea reprezinta F1 – cap + gat. F0 – trunchi, adica portiunea transmembranara.

F1 este alcatuita din 5 subunitati: alfa, beta, gama, delta, epsilon. Alfa si beta pot lega nucleotide. Beta are activitatea catalitica.

F0 are un canal protonic prin care este disipat gradientul realizat de lantul respirator. Acest gradient reprezinta forta motrice necesara producerii ATP din ADP + fosfat.Desi consideram ca ATP-sintaza actioneza ca o turbina, exista dovezi experimentale ce arata ca structura globulara a capului se roteste in raport cu trunchiul. Astfel se descriu 3 pasi, a cate 120 de grade. Cei 3 heterodimeri alfa-beta care alcatuiesc 3 situsuri active ale componentei catalitice trec prin 3 stari:

deshisa: lipsei nucleotidului si fosfatului in situsurile de legare laxa: legarea ADP si fosfatului stransa: legarea ATP

Piruvatul si fosfatul sunt preluati din compartimentul extern prin SIMPORT alaturi de protoni.Antiport : ADP – catre matrice, ATP – catre citosol

75. Biogeneza mitocondriei, teoria endosimbioticaTeoria endosimbiotica a fost emisa de mai bine de un secol de catre

Richard Altmann: acum milioane de ani, cand atmosfera terestra isi modifica proprietatile fizico-chimice, imbogatindu-se in O2, o celula aeroba a fost endocitata de o celula anaeroba, rezultatul supravietuirii find simbioza.Argumentele ce sustin teoria:

Page 55: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

PARCCiD -prezenta porinelor in mb mit externa (porinele au fost identificate prima oara la bacterii)

mitocondria are ADN propriu, circular, cum au procariotele ribozomi 70S la procariote si la mitocondrie cardiolipina – exista in membrana bacteriilor si in mb mit int sinteza proteica sensibila la cloramfenicol si insensibila la

CICLOHEXIMIDA, ARN polimeraza sensibila la RIMFAMICINA se pot Divide

76. Rolul mitocondriilor in apoptoza – (Mecanismele apopotozei) Apoptoza reprezinta moartea celulara programata, ce joaca un rol esential in organogeneza si reinnoirea celulara, ce apara insa si in cazul detoriorarilor usoare de ordin exogen (cele grele produc necroza). Caracteristicile apopotozei pot fi rezumate: (1) Sunt consumatoare de ATP (2) Sunt controlate genetic (3) Se „pastreaza” organitele (4) Se pastreaza integritatea celulara (5) Absenta inflamatiei (6) Micsorare celulara

(8)Se formeaza „corpuri apopototice” delimitate de membrane ce pot fi usor fagocitate

Cele mai frecvente anomalii constau in reducerea dimensiunilor, cu sporirea densitatii matricei, modificare denumita PICNOZA MITOCONDRIALA.

Exista 3 cai ce interactioneaza in mecanismul apoptotic: 1. Calea extrinseca – se bazeaza pe existenta a semnalelor exracelulare ce se leaga la membrana celulara – pe asa numiti – „Death receptor” – DR (Apartin familiei TNFR – Tumor necrosis factor receptor) – ce contin un domeniu intracelular numit „Death domain”. Legarea semnalului induce transformari la nivelul „Death domain”-ului consecutiv cu recrutarea la nivelul acestuia a procaspazei 8, care, prin actiunea proteolitica a domeniului produce caspaza 8 – forma activa. Aceasta activeaza la randul sau alte caspaze („cascada caspazelor”), care, impreuna, actioneaza proteolitic asupra proteinelor intracelulare inducand apopotoza.

Deasemenea, actioneaza asuprea gelsolinei, care este in stransa legatura cu actina din matrix si ca urmare, schimba forma celulei. Caspazele activate interactioneaza cu factorul inhibitor al caspazelor (ICAD) si il inhiba, potentand astfel cascada. 2. Calea mitocondriala – activata prin factori exogeni – specii reactive ale oxigenului, cresteri ale [Ca2+] intramitosolic si caspaze.

Rezultatul activarii este deschiderea unui por larg in membrana mitocondriala interna – MPTP – Mitochondrial Permeability Transition Pore, urmata de umflarea celulara, ruperea membranei externe mitocondriale si eliberarea citocromului C in citosol.

Page 56: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

Citocromul C eliberat in citosol, se leaga de APAF – Apoptotic protease activating factor 1 si ATP si formeaza o strucutura, 7 dintre aceste structuri legate intre ele, formeaza un oligomer sub forma de roata cu spite numit apoptosom. Aceasta structura leaga 7 molecule de procaspaza 9 si formeaza caspaza 9 – forma activa, ce induce apoptoza. 3. Calea nucleara – se bazeaza pe existenta unei proteine nucleare – tumor suppressor p53 – ce detecteaza nepotriviri intre bazele azotate la nivelul ADN-ului.

In cazul unei nepotriviri usoare seactiveaza transcrierea p21 ce opreste ciclul celular (probabil pentru corectare). In cazul unei erori severe la nivelul ADN-ului p53 isi autostimuleaza propria trasncriere si actioneaza consecutiva la activarea factorilor proapoptotici – BAX si inactiveaza factorii antiapoptotici – BCL2. Modificarea cantitativa BAX:BCL2 – activeaza MPTP – declansand apoptoza pe cale mitocondriala (2). Deasemenea, activeaza factorii Fas – ce activeaza calea descrisa la punctul (1). Dereglari ale mecanismului apopotozei provoaca imbatranirea, incapacitatea organismului de a scapa de celulele afectate crescand riscul de cancer.

77.Nucleul celular: definitie, aspect MO, ME Nucleul mai este denumit carion şi este formaţiunea cea mai reprezentativa a celulei. Este un organit celular cu multiple funcţii diferenţiat in procesul evoluţiei şi în continuă perfecţionare şi organizare. Nucleul este componentul subcelular preznt doar in celulele ek si numai in interfaza-perioada dintre doua diviziuni succesive. Nucleul este sediu: -adn-ului, puratatorul informatiei genetice,adica informatia pe baza careia se sintetizeaza proteinele -autoreplicarii adn-ului -transcriptiei maesajului genetic,adica a sintezei ARN-m; -centrul de control si comanda a celulei ek; La MO -nucleul este studiat folosind coloranti bazici cea mai folosita coloratie fiind hemalaun-eozina=>violet -nucleul este BAZOFIL Componente cere pot aparea legate de nucleu sau pe langa acesta: -membrana nucleara(care de cele mai multe ori nu se observa) -la periferie e delim de invelis nuclear -cromatina-bazofila -granule -filamente -blocuri -in nuclei inchisi la culoare se pot observa nucleoli->care exista in totii nuclei -cariolimfa-lichidul nuclear format in mare parte din proteine Nucleii eucromatici au aspect veziculos,prezinta granulatii finesi in general au aspect granular sau fibrilar.

Page 57: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

Nucleii tahicromatici sunt intens bazofili. Eucromatina contine aden-ul care poate fi pus in evident prin urmatoarele metode: -reactia Fulgen:AND-rosu violet -reactia Bracket:-verde-metil-pironina=> AND-verde ARN-rosu La ME remarcam remarcam: -nucleoplasma-care cuprinde matricea nucleara -heterocromatina electronodensa si eucromatina electronoclara -nucleolii -membrana nuclear cu cisternele nucleare care apare intrerupta din loc in loc de complexele por La microscopul cu fluorescenta: DAPI-4’,6-diamino-2-phenylindol-AND-ul capata fluorescent-nucleul devenind albastru

78.Nucleul celular: numar, forma, localizare Raspandire. Nucleul este prezent in toate celulele organismului uman cu cateva exceptii: -hematiile adulte -fibrele cristaliniene sau trombocitele. Numar: de regula”o celula-un nucleu”. Exista insa cateva exceptii: -celule binucleate:hepatocitele si unii ganglioni din neuronii simpatici -celule cu cateva zeci de nuclei:osteoclastele si celulele gigante Langhans care apar in tuberculoza -celule cu cateva sute de nuclei:fibra muscular striata(40 de nuclei pe cm) Forma. De obicei forma nucleului urmareste forma celulei+>nucleul prezinta o mare varietate de forme: -rotund-ovalar in celulele izodiametrice(sferice,cuboide,poliedrice) -alingit in celulele inalte sau fuziforme -turtit in cel in care exista acumulari de material -lobat in unele leucocite -inmugurit in megacariocite etc.. Localizare; de obicei nucleul ocupa o pozitie cantrala in nucleu, pozitie ce poate fi socotita strategica dpdv al rolului sau.Exceptii: -nucleu excentric in cellule care acumuleaza anumite material in citoplasma(cellule adipoasa,secretoare de mucus etc) -nucleu plasat la unirea treimii bazale cu cea mijlocie in celulele secretoare seroase din pancreasul exocrin si parotide.

79. Invelisul nuclear: definitie, organizare, ultrastructura Definitie Invelisul nuclear este un complex membranar characteristic celulelor ek.El separa doar in perioada interfazica continutul nuclear de citoplasma si implicit controleaza schimburile dintre nucleu si citoplasma. Importanta:prezenta invelisului nuclear si prin intermediul acestuia a nucleului insusi ca entitate subcelulara individualizata este trasatura esentiala morfologica care deosebeste ek de pk. Aparitia in evolutie a invelisului cellular a reprezentat un avantaj decisiv prin crearea unui compartiment subcelular separat in care isi are sediul adn si in

Page 58: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

care se desfasoara autoreplicarea si transcriptia. Prin urmare acesta asigura binecunoscuta stabilitate genetica mai mare a ek in raport cu pk. Ultrastructura Structura inv nuclear nu este microscopica ci ultramicroscopica,acesta fiind prea subtire ptr a fi obsrevata la MO. Pe sectiuni colorate cu hemalaun-eozina si examinate la mo invelisul nuclear apare ca o linie de culoare rosu-violaaceu.In realitate grosimea totatala a invelisului nuclear fiind de cca 400A de 5 ori sub limita de rezolutie a mo. Ultrastructural inv nuclear are 2 caracteristici esentiale;este dublu(formar din doua membrane concentrice) si prezinta pori . Elementele componente ala invelisului nuclear: -membrane nucleare int si ext -spatiul perinuclear -porii -materialul anular/anulii -lamina densa interna A.Membranele inv nuclear Mb ext:este in contact direct cu citoplasma si pe ea se pot atasa ribozomi. Mb interna:delimiteaza continutul nuclear. Grosime. Ambele mb au cca 70-80 A Organizare supramoleculara: -cel putin apparent ambele mb au o ultrastructura asemanatoare altor citomembrane in sesnul ca apar trilaminate la ME -fiecare este alc din 3 straturi:un start osmiofob(clar la fluxul de electroni) cuprins intre 2 straturi osmiofile(dense la fluxul de elcrtoni) B.Spatiul perinuclear(cistern perinucleara) Def: spatiul care separa cele 2 mb ale inv nuclear Diametru: grosimea spatiului perinuclear este de ~200-300A ,variabil de la o cel la alta si in oarecare masura chiar si in caeeasi celula. Continutul:in spatiul perinuclear prin metode uzuale de investigare nu s-a putut confirma existent unei substructuri macromoleculare, dar acest fapt nu inseamna ca este gol, fara mat biologic.

C.Porii Def:Discontinuitati in spatiul perinuclear dat de fuzionarea celor 2 membrane. Importanta:rolul lor este essential in realizarea schimburilor dintre nucleu si citoplasma, in primul rand permitand trecerea ARNm din nucleu in citoplasma Dimensiuni: diametrul cuprins intre:300-1000A, in fct de tipul cellular si organism Forma: dupa ultimele cercetari se considera ca forma porilor ar varia intre circular si polygonal. Numarul:proportional cu activitatea celulei: cu cat sinteza de arn este mai mare cu atat celula respectiva va avea mai multi pori.In medie porii ocupa cca 10-20% din invelisul nuclear. D.Materialul anular(anulii) Termenul de “material anular” tine sa inlocuiasca termenul de annulus folosit in anii 60’. Def:formatiuni ultrastructurale atasate circumferintei sau perimetrului porilor. Acesta formeaza impreuna cu porul ”complexul por”. Componente:

Page 59: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

Matricea anulara:(anulul propriu-zis) este un inel de material dens la fluxul de elctroni ,care se proecteaza atat pe versantul citoplasmatic cat si pe cele nucleoplasmice. Dpdv biochimic este alc din proteine deoarece dispare dupa digestia cu tripsina. Masele anulare(subanulii): sunt in numar de 8 substructuri aproximativ sferice dispuse in matricea anulara . Fiecare are un diam de ~200A si o dispozitie simatrica radial. Diafragmul: -uneori oblitereaza orificiul anular -format dintr-un mat mai dens decat matricea citoplasmatica sau decat carioplasma -nu este o membrana dpdv ultrastructural si prin urmare UN ARE VALOARE FUNCTIONALA Granula centrala: ocupa uneori centrul porului,cu diametru de 100-150A

-formal datorita pozitiei ei strategica a fost considerata gardianul porului -aceasta nu ar fi considerata structura permanenta ci un complex Arn-proteine surprins in tranzit prin por. Materialul fibrilar-reprezentat de fibrele ce se ancoreaza pe de o parte de masele anulare iar pe de alta parte de granula centrala. E.Lamina densa interna Definitie:strat electronoopac aplicat pe frontul nucleoplasmic al mb nucleare interne Apare clar pe img de ME dupa fizarea cu GLUTARALDEHIDA Ultrastructura: -grosime de cca200-600A in functie de tipul cellular si de procedeul de fixare folosit -prezinta o zona fin granulara sau fin fibrilara localizata intre mb interna a inv nuclear si masele cromatiniene periferice Compozitia biochimica nu este inca cunoscuta. ROLUL:-se presupune ca ar avea loc de suport ptr mb nuclear interna

80.Porul nuclear, transport (generalitati)-am tartat acest subiect mai sus la 70.(in continuare voi scrie din curs) Porul nuclear -este zona de intrerupere a invelisului nuclear -la nivelul sau se gaseste complexul por -rol-regleaza schimburile dintre nucleu si citoplasama -functioneaza ca o bariera selectiva in ambele sensuri -sunt structuri dinamice care par si dispar in sunctie de activitatea celulei -in nr de ~3000-4000 pe un nucleu -dimensiuni:10nm in repaus 25 nm in stare activa(are loc transport) Complexul Por -structura ordonata cu aspect octagonal vazut de sus -format din urmatoarele structuri: *anul sau mase anulare-subunitati proteice a 20nm in nr de 8(sunt 8 citoplasmatice –se insera pe citoplasma si 8 nuceloplasmice ce se insere pe fibrilele nucleoplasmice si pe inelul nucleoplasmic formand COSULETUL FIBROS AL PORULUI TRANSPORTUL PRIN POR -se face in ambele sesuri si este de 2 tipuri-ACTIV SI PASIV

Page 60: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

*T PASIV-trec elem cu diametre foarte mici:ioni ce Na+ siK+, molecule cu greutate molecular mai mica de 60 de KDa:aa nucleotide oligozaharide -se face in fct de gradientul de concentratie -se face prin canale periferice *T ACTIV-prin partea centrala a porului -molec mai mari de 60 de kDa -necesita enzyme ptr transport:6ATP-aze -viteza de transport este invers proportional cu dimensiunile molec de transportat(cu cat molecula e mai mare cu ata transportul decurge mai incet) -exista un import si un export in ambele sensuri: #TRANSP ACTIV PTR IMPORT -proteine nucleare-cu afinitate pt nucleu -enzime necesare ptr replicarea adn -complexe ribonucleoproteice -complexe ligand-receptor-hormon -factori ptr transcriptie PROTEINELE TREBUIE SA AIBA IN STRUCTURA LOR SECVENTE SEMNAL DE ADRESARE NUCLEARA (+LIZINA SI ARGININA).Proteinele putand fi libere la suptafata sau mascate.secventa semnal recunoscuta in citoplasma de receptori care se apaseaza la proteina formand un complex din fibrele citoplasmatice=> POR Complexul se va desface si receptorul se recicleaza. Ptr export procesele sunt similar:ARNt-ARNm-ribozomi

81. Nucleolul: rol, compozitie chimica, evidentiere MO, ultrastructura Definitie: Formatiune corpusculara intranucleara,prezenta numai in interfaza,a carei functie principala este biogeneza ribozomilor(cu exceptia ribozomilor mitocondriali). Importanta Nucleolul are importanta vitala ptr celula=>mutantii anucleolari nu sunt viabili In absenta nucleolului nu se formeaza ribozomi prin urmareARNm si ARNt nu trec din nucleu in citoplasa si este blocata sinteza proteica. COMPOZITIE CHIMICA Principalele componente chimice ale nucleolului sunt AND,ARN si proteine,care se gasesc, in functie de tipul cellular si de momentul functional in proportie aproximativa de 3%,7%si90% din greutatea uscata. Microscopie optica (structura) Coloratie uzuala hemalaun-eozina:evidentiaza nucleolul ca un corpuscul bazofil mai ales in nuclei eucromatici(tipic celulei nervoase) Coloratia Fulgen:care pune in evident in mod selectiv and-ul colorand cromatina in rosu-violaceu,permite individualoizarea unui corpuscul cromatinian atasat nucleolului asanumita CROMATINA ASOCIATA NUCLEOLULUI Impregnarile argentice:au scos in evident doua componente in structura nucleolului:nucleolema ,formatiune filamentoasa rasucita ca un ghem, si pars amorfa, fondul omogen(astructurat la microscopul optic)in care este dispusa nucelolema. Microscopie elecrtomica-ULTRASTRUCTURA Nucleolul este un component subcelular care NU este delimitat si NU contine citomembrane. Ultrastructural in alc nucleolului intra 4 componente:

Page 61: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

a.pars fibrosa(componenta fibrilara)-formata din filamente de 50A, grupate in pachete si oranizate in retea. b.pars granulose(componenta granulara)-alc din granule de 150A diametru,similar dar Nu identice cu ribozomiidin citoplasma,ESTE COMPONENTA NUCLEARA DOMINANTA c.pars cromosoma(componenta cromozomala)-alc din fibre comatiniene ,este repartizata la PERIFERIA NUCLEOLULUI(cromatina perinucleara) dar patrunde si in interior sub forma de benzi(cromatina intranucreara) d.pars amorfa(componenta astructurata)-omogena,de densitate medie la fluxul de electroni

-se discuta daca reprezinta in mod real o component a nucleolului sau este cariolimfa care umple spatiul dintre cecelalte component nucleolare Toate cele 4 componente nucleolare pot fi distinse in acelais nucleol clar numai in CAZURI RARE. Raporturile cantitative si topografice dintre aceste componente variaza in raport cu tipul celualar si in mod special cu momentul functional.

82. Matricea nucleara: ultrastructura, roluri(asta e tot ce am gasit) Studiile privind organizarea interna a nucleului au condus la identifiarea unei retele de natura proteica numita MATRICE NUCLEARA alc din proteine nehistonice numite proteine SCAFFOLD. Filamentele matricei nucleare sunt dispuse intr-o retea 3d ce formeaza in int celulei o structura cu rol analog citoscheletului. Matricea nucelara reprezinra sediul unor procese imp cum ar fi replicarea and si procesare a arn heterogen nucrelar(hnARN) precursorul arn-ului mesager. Macromolec de AND se fixeaza pe proteinele Scaffod prin intremediul unor secvente polinucleotidice denumite regiuni de atasare la scaffold(SAR-scaffod associated regions) sau MAR-matrix-attachment regions. Desi rolul secventelor SAR nu este f bine precizat se considerea ca participa la organizarea crz si reglarea transcrierii si replicarii adn.

83.Cromatina: definitie, clasificare Definitie :cromatina si spatiile intercomatiniene aclatuiesc impreuna nucleoplasma(karioplasma), reprezentand materialul biologic exranuclolar continut in interiorul invelisului nuclear. La MO in urma coloratiilor uzuale (HE) in interiorul nucleului apare o substanta cu mare afinitate ptr colorantii bazici care a fost denumita CROMATINA. Compozitie chimica: Este alcatuita in esenta din ADN si histone(protein bazice) CROMATINA SI CRZ REPREZINTA 2 FORME DE ORGANIZARE A ACELUIASI MATERIAL GENETIV(AND) : -CROMATINA=FORMA DE EXISTENTA A COMPLAXULUI AND-HISTONE IN INTERFAZA -CRZ=(CROMATINA CONDENSATA)SUNT FORME DE INALTA ORGANIZARE A COMPLECXULUI AND-HISTONE IN TIMPUL DIVIZIUNII INDIRECTE-MITOZEI Clasificare; Cromatina se clasifica in -eucromatina-prezenta in nucelii eucromatinici(veziculosi) care sunt de obicei

Page 62: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

de talie mare care sunt slab cromatici) *palid colorata *crz decondensati *fibre de cromatina despiralizate *active genetic -heterocromatina-prezenta in nuclei heterocromatinici(tahicromatici)-care sunt intens cromatici si de talie mica. *segmentele cromozomiale raman condensate *inactiva genetic *este de doua feluri-constitutica -facultativa-autozomala -gonozomala #Eucromatina –cromatina mai putin condensate si care se coloreaza mai putin intens dar este purtatoare de gene structurael. Este portiunea functional activa a cromatinei, fiind cromatina pe care se face transcriptia-sinteza de ARNm . Heterocromatina-se disting doua tipuri de cromatina; constistutiva si facultative H Constitutiva:este cromatina constant condensata in interfaza,care se coloreaza foarte intens cu coloranti bazici. Este genetic inactiva, nu contine gene structurale si pe ea nu se face niciodata transcriptie. Acets tip de cromatina contine dpdv chimic acel tip de and-repetitiv care nu are semnificatia de molecual functionaal H Facultativa:este o cromatina care nu este obligatoriu condensata in interfaza;contine gene structural,care insa sunt inactive, adica nu se mai face transcriptie, desi fie s-a facut transcriptie intr-o perioada anterioara, fie se va putea face transcriptie daca se transforma temporar in eucromatina. Cel mai tipic ex de heterocronatina facultativa este cromatina de sex sau corpusculul bar.

84.Fibra de cromatina. Histone si proteine nehistonice, caractere generale, roluri Indiferent daca este eucromatina sau heterocromatina, constitutiva sau facultativa, din punct de vedere ultrastructural cromatina apare alcatuita sub forma de”fibre de cromatina” cu diametrul de 100A . Fibra de cromatina la randul ei este alcatuita din nucleozomi. Structura fibrei de cromatina are la baza o unitate repetitiva numita nucleozom,care esta alc din 8 molecule de histone. AND-ul face cate 2 ture de superhelix in jurul fiecarui nucleozom. Nucleozomul este compus dintr-un miez care contine cate 2 molecule de histone H3si H4, invelisul acestui miez fiind alcatuit din alte histone H2A si H2B. Legatura dintre nucleozomi este realizata ptin linkeri formati din AND care trece de la un nucelozom la altul si histona H1. Proteinele histonice sunt bazice numai la ek. Sintetizate in citoplasam ajung in nucleu prin transport activa(prin pori). Sunt 5 tipuri in functie de continutul in arginina si lizina ;H1,H2a,H2B,H3si H4.Fiind incarcate pozitiv se leaga de gruparila fosfat ale and-ului incarcate negativ. H1-specificitate de specie n eucromatinei. În consecinţă, replicarea eucromatinei este mult mai timpurie, încomparaţie cu cea a heterocromatinei..

86.Heterocromatina constitutiva. Heterocromatina gonozomala Heterocromatina reprezintă materialul unor regiuni (uneori al unor întregi

Page 63: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

cromosomi)heteropicnotice, caracterizate prin structură densă şi compactă, inclusiv în telofază, interfază şiprofaza timpurie. Din aceste cauze, heterocromatina se colorează intens şi este vizibilă şi în interfaza ciclului celular (în nucleii celulelor în interfază). Zonele heterocromatice sunt răspândite pe întreaga lungime a cromosomului, dar mai ales în jurul centromerului, unde formează heterocromatina centromerică. Destul de frecvent estelocalizată şi în apropierea organizatorilor nucleolari şi spre capetele cromosomilor. Cu aceastăocazie se poate menţiona faptul că în aceste zone cromosomiale (heterocromatice) au loc cele mai frecvente ruperi ale cromosomilor. Heterocromatina este componenta preferenţială a cromosomilor sexuali şi a celor suplimentari (cromosomii B). Sunt unele specii (broaştele ţestoase, unii viermi) la care întregul set cromosomial este heterocromatic.Replicarea ADN-ului, în zonele eucromatice şi heterocromatice, se desfăşoară asincron. În ceea ce priveşte heterocromatina, însă, apar şi unele aspecte deosebit de interesante.De pildă, în stadiile timpurii de dezvoltare embrionară, heterocromatina lipseşte. Deci, ca oconcluzie firească, se poate accepta că ea nu se transmite de la o generaţie la alta, ci se formează într -un anumit stadiu al ontogeniei. După ultimele observaţii şi experimente, se pare că oriceregiune a cromosomului poate deveni, la un moment dat, heterocromatică. În consecinţă,heterocromatina şi eucromatina trebuiesc privite nu ca unităţi distincte şi discontinue alecromosomilor, ci stări ale cromatinei, dinamice atât în timp cât şi în spaţiu. Sunt şi autori care consideră că există o heterocromatină nativă, reprezentată prinsegmente cromosomiale heterocromatinizate, încă de la naşterea organismului şi o heterocromatină funcţională, care se individualizează temporar. O altă clasificare a tipurilor de heterocromatină a fost propusă de Brown, în 1965. Înconformitate cu această clasificare, heterocromatina poate fi Biologie Celulara –

Constitutivă şi facultativă

Heterocromatina constitutivă este identificată în cromosomul Y de la Drosophila melanogaster sau de la alte specii şi are ca trăsătură definitorie faptul că se constituie încă de la începutul vieţii individului şi rămâne în această stare (genetic inactivă) pe tot parcursul dezvoltăriiindividuale. Heterocromatina constitutivă poate fi prezentă şi în alţi cromosomi, fiind localizată (deobicei) de ambele părţi ale centromerului. Heterocromatina facultativă este considerată cea din unul dintre cei doi cr omosomi X, de la femelele de mamifere de pildă, care devine genetic inactivă şi se evidenţiază în nucleul interfazicsub forma unui corpuscul intens colorat, cunoscut sub numele de cromatină sexuală sau corpusculBar, bastonaşul de tobă (drum-stick) etc. În acest context, unul dintre cromosomii X devine nefuncţional, asigurându-se astfel egalitatea între cele două sexe. Fenomenul este cunoscut subnumele de compensaţie de doză. Important este faptul că heterocromatina facultativă arecapacităţi reversibile, astfel încât, în momentul în care cromosomul X inactivat de la femelă ajungesă fie unicul cromosom X de la mascul, el devine funcţional. Dar el devine activ şi

Page 64: Sub Rezolvate 2 (Andrei Caraiman's Conflicted Copy)

în ovulul în care,din întâmplare, nimereşte. Apoi, dacă prin fecundarea respectivului ovul se ajunge din nou la un zigot femel, iniţial, acesta va avea ambii cromosomi X funcţionali. În stadiul de blastocist, unuldintre ei devine nefuncţional-capătă statutul de cromatină sexuală pentru întreg ciclul ontogenetic. Iniţial se considera că zonele heterocromatice nu conţin gene funcţionale. Dar, prin studiiefectuate pe tomate, în 1961, s-a demonstrat că în heterocromatină există gene funcţionale- înheterocromatina centromerică. Heterocromatina poate apărea supercondensată, în unele regiuni cromoso miale, cum estecazul la Zea mays . Aici apar un fel de noduli, denumiţi knobi, în care activitatea genică estecomplet blocată. Numărul şi topografia knobilor sunt constante pentru anumiţi cromosomi. Deocamdată nu se cunoaşte rolul concret al knobilor şi nici dacă au sau nu gene cantonate pe ei.Sunt doar, presupuneri cu privire la rolul lor în procesele de gametogeneză