Solun tuman rakenne ja toiminta. Pertti Panula Biolääketieteen laitos 2012

Transkriptio

1 Solun tuman rakenne ja toiminta Pertti Panula Biolääketieteen laitos 2012

2

3 Hermosolun rakkulamainen tuma Monenlaisia tumia Valkosolujen tumien monimuotoisuutta Lähde: J.F.Kerr, Atlas of Functional Histology Spermatosyytin jyväsellinen tuma Maksasolussa voi olla kaksi tumaa

4 Tuman hienorakenne NL = Nucleolus on tumma E = Eukromatiini on vaaleaa Hermosolu Spermatidi H = Heterokromatiini on tummaa Lähde: J.F.Kerr, Atlas of Functional Histology Plasmasolu Lähde: J.F.Kerr, Atlas of Functional Histology Kierszenbaum: Histology and Cell Biology, Mosby/Elsevier 2007 Ross et Pawlina: Histology. A Text and Atlas. 6 p. LWW 2011 Neutrofiili Neutrofiili granulosyytti

5 Kromatiinin pakkautuminen kromosomiksi Metafaasikromosomi Kromosomin tiivistä osaa (heterokromatiinia Helmi- nauha - kromatiini Nukleosomit Kromosomin löyhää osaa (eukromatiinia) DNAn kaksoishelix

6 Tuman päätehtävät Perintöaines-DNA:n tallentaminen kromosomeissa ja kahdentaminen, replikaatio solujakautumissa Tuma ohjaa tuottamiensa lähetti-rna-molekyylien välityksellä solujen proteiinisynteesia Tuma tuottaa ribosomien osaset ja kuljettaa ne sytoplasmaan proteiinisynteesia varten

7 Tuman lamiinit tumakotelon tukena ja kromatiinin järjestelijänä tumahuokonen sytoplasma tumaplasma lamiinit G-aktiini profiliini oligomeerinen aktiini transkriptiotekijöitä

8 Tumahuokonen Ross et Pawlina: Histology. A Text And Atlas, LWW 2006

9 Tumahuokonen (nuclear pore) Pienet molekyylit: diffuusiolla vapaasti Makromolekyylit: siirtyminen säännösteltyä Sytoplasman puoleinen rengasyksikkö Muotti Keskuskehä Ross et Pawlina: Histology. A Text And Atlas, LWW 2006 Proteiinisäie Proteiinien kuljetus tumaan - Nuclear localization signal (NLS) - importiinit ja eksportiinit Lumenissa sijaitseva alayksikkö Nukleoplasman puoleinen rengasyksikkö Kori Päätyrengas Tumalamina Tumakotelon ulompi ja sisempi kalvo

10 Tumaan vienti nukleoplasmiini proteiinissa NLS importiini tuman ulkokalvo sitoutuminen kuljetus tuman sisäkalvo

11 Kuljetus tumasta ulos sytoplasma proteiini tumasta kuljetussignaali eksportiini tuma

12 GC=granular material ribosomin osasten kokoaminen FC=fibrillar centre rdna geenit Tumajyväsen rakennetta F=(dense) fibrillar material rrna transkriptit Ross et Pawlina: Histology. A Text And Atlas, LWW 2006

13 Tumalima l. nukleoplasma Säikeinen perusaine, jossa runsaasti proteiineja, mm. aktiiniimolekyylejä Lähetti-RNA:n valmistus (mrna) kuljetetaan sytoplasmaan Lukuisia entsyymejä, jotka toimivat transkriptiossa Geenisäätelyyn osallistuvia transkriptiotekijöitä DNA:n kahdentumisen koneisto

14 Nucleoplasma, tumatäplät ja tumakappaleet (speklet) Näillä alueilla sijaitsevat muotoutuvan lähetti-rna:n silmukoitumiseen osallistuvat proteiinit Muutamia kymmeniä tumaa kohti tasaisesti koko tuman alueella Joissain soluissa silmikoitumiseen osallistuvia tekijöitä sijaitsee ns. Cajalin kappaleissa (toinen nimi kierteiskappale)

15

16 Solusyklin vaiheet ja rajoituskohdat G 2 DNAvaurion tarkastuspiste Kahdentumattoman DNA:n tarkastuspiste Tumasukkulan tarkastuspiste Kromosomien erkanemisen tarkastuspiste G 0 G TD S DNAvaurion tarkastuspiste Rajoittavatarkastuspiste G 1 DNAvaurion tarkastuspiste Ross et Pawlina: Histology. A Text And Atlas, LWW 2006

17 Sykliini-cdk-kompleksin esiintyminen solusyklissä Sykliini A-Cdk1 Sykliini E-Cdk1 Cdk= sykliinistä riippuva kinaasi G 0 Sykliini A-Cdk2 Sykliini E-Cdk2 Sykliini D-Cdk4/6 Ross et Pawlina: Histology. A Text And Atlas, LWW 2006

18 tumakotelo sentrosomi Mitoosin vaiheet PROFAASI PROMETAFAASI METAFAASI tumakotelon rippeitä tumasukkula sentrosomi sentrosomi From: Alberts et al.: Molecular Biology of the Cell kinetokoori Kormosomit tiivistyvät, mitoosisukkula muodostuu mikrotubulus kinetokooriin Tumakotelo pirstoutuu kromosomit kiinnittyvät mikrotubuluksiin mikrotubulus kinetokooriin kromosomi Sisarkromatidit asettuvat keski(jakautumis)tasoon ANAFAASI TELOFAASI sisarkromosomit supistuva aktiinimyosiinirengas ilmaantuu SOLUN JAKAUTUMINEN tumakotelo on muodostunut mikrotubulukset lyhenevät sentriolit loittonevat Sisarkromatidit erkanevat, kinetokooritubulukset lyhenevät, sentriolit loittonevat toisistaan tumakotelo Kromatidit saapuvat perille tumakotelo muodostuu, sytoplasma alkaa kuroutua supistusrengas on saanut aikaan jakouurteen Aktiini-myosiinirengas kuroo sytoplasman kahtia, sisarsolut erkanevat

19 Tumasukkula ja kinetokoori

20 Apoptoosi ja nekroosi

21 Miksi solut tekevät itsemurhan? Ohjelmoitua solukuolemaa tarvitaan kehityksen oikeaan läpiviemiseen sammakkoeläimillä pyrstön häviäminen sormien ja varpaiden muodostuminen kohdun limakalvon tuhoutuminen kuukautisissa synapsien muodostus kehityksen aikana omia antigeeneja tunnistavien lymfosyyttien eliminointi kehityksen aikana Ohjelmoitua solukuolemaa tarvitaan raivaamaan elimistön integriteettiä uhkaavia solukkoja virusten infektoimat solut immunojärjestelmän T-lymfosyyttien raivaus kehityksen aikana sellaisten solujen eliminointi, joissa DNA-vaurio syöpäsolut

22 Apoptoosin kulku aloitus loppu Solun toiminnan muutokset Mitokondrioiden kalvopotentiaali Mitokondrioiden käytävien avautuminen Fosfatidylseriinin siirtyminen ulkokalvolle Kaspaasiaktiviteetti Metabolinen aktiviteetti DNA:n kondensaatio Plasmamembraani-integriteetti DNA:n fragmentaatio

23 Några videopresentationer mitosis apoptosis necrosis