The Plant Cell / Sytoskeleton

Samankaltaiset tiedostot
Aktiini. Solun tukiranka. Tukiranka 1. Tukiranka 2

Solun tuman rakenne ja toiminta. Pertti Panula Biolääketieteen laitos 2012

Perinnöllisyystieteen perusteita III Perinnöllisyystieteen perusteita. BI2 III Perinnöllisyystieteen perusteita 9. Solut lisääntyvät jakautumalla

SOLUT LIIKKUVAT JA MUUTTAVAT MUOTOAAN

Solun tukiranka. Tukirangan uudelleenjärjestäytyminen fibroblastin jakautumisen aikana. Epiteelisolun tukirangan organisoituminen.

SOLUN JAKAUTUMINEN, SOLUSYKLI JA APOPTOOSI

Luennon 5 oppimistavoitteet. Soluseinän biosynteesi. Puu Puun rakenne ja kemia. Solun organelleja. Elävä kasvisolu

2.1 Solun rakenne - Lisämateriaalit

Solu - perusteet. Enni Kaltiainen

Solubiologia ja peruskudokset- jakso/ biolääketieteen laitos/ anatomia SOLUN TUKIRANKA HEIKKI HERVONEN

Tuma, solusykli ja mitoosi/heikki Hervonen 2012/Biolääketieteen laitos/anatomia Solubiologia ja peruskudokset-jakso

SOLUJEN RAKENTEET, ERI SOLUTYYPIT

Solut liikkuvat ja muuttavat muotoaan. Heikki Hervonen 2012

Solubiologia ja peruskudokset/ Biolääketieteen laitos/ Anatomia TUMA JA SOLUSYKLI HEIKKI HERVONEN

Solutyypit Soluorganellit Solujen tukiranka Solukalvo Solunulkoinen matriksi. Kirsi Sainio 2012

PROTEIINIEN MUOKKAUS JA KULJETUS

The Plant Cell / Soluseinä

Solubiologian luennot Solusykli

Ma > GENERAL PRINCIPLES OF CELL SIGNALING

Solun perusrakenne I Solun perusrakenne. BI2 I Solun perusrakenne 2. Solun perusrakenne

Genomin ylläpito Tiina Immonen BLL Lääke8eteellinen biokemia ja kehitysbiologia

Aktiini-myosiini-kompleksi. Sähköinen dipoliteoria ja aktomyosiinin molekyylimoottori lihassupistuksessa

Tuma - nucleus. Tumahuokonen nuclear pore samanlaisia kasveilla ja eläimillä. Tuman rakenne. Solubiologian luennot 2003, kasvitiede

Tuma. Tuma 2. Tuma 3. Tuma 1. Hemopoiesis. solun kasvaessa tuma kasvaa DNA:n moninkertaistuminen jättisolut

Solun kalvorakenteet ja niiden välinen kuljetus

Vastaa lyhyesti selkeällä käsialalla. Vain vastausruudun sisällä olevat tekstit, kuvat jne huomioidaan

Kirsi Sainio. Kirsi Sainio. Kirsi Sainio. Biokemiaja kehitysbiologia Biolääketieteenlaitos. Kirsi Sainio. Kirsi Sainio.

Perinnöllisyys. Enni Kaltiainen

The Plant Cell / ER, diktyosomi ja vakuoli

SOLUBIOLOGIAN LUENTORUNKO (syksy 2013) Seppo Saarela ;

SOLUSEINÄN KOOSTUMUS Puukuitujen soluseinät koostuvat lähinnä selluloosasta, hemiselluloosista ja ligniinistä.

Henkilötunnus - Biokemian/bioteknologian valintakoe. Sukunimi Etunimet Tehtävä 1 Pisteet / 20

- Extra: PCR-alukkeiden suunnittelutehtävä haluttaessa

Lääketieteen ja biotieteiden tiedekunta Sukunimi Bioteknologia tutkinto-ohjelma Etunimet valintakoe pe Tehtävä 1 Pisteet / 15

Solutyypit Soluorganellit niiden tehtävät Solujen tukiranka sen tehtävät Solukalvo sen tehtävät Solunulkoinen matriksi sen tehtävät

måndag 10 februari 14 Jaana Ohtonen Kielikoulu/Språkskolan Haparanda

Anatomia ja fysiologia 1 Peruselintoiminnat

Sytosoli eli solulima. Sytosoli. Solunsisäiset rakenteet, kalvostot ja proteiinien lajittelu (Chapter 12 Alberts et al.)

Solun Kalvot. Kalvot muodostuvat spontaanisti. Biologiset kalvot koostuvat tuhansista erilaisista molekyyleistä

Genomin ylläpito TIINA IMMONEN MEDICUM BIOKEMIA JA KEHITYSBIOLOGIA

Avainsanat: perimä dna rna 5`-ja 3`-päät replikaatio polymeraasientsyymi eksoni introni promoottori tehostajajakso silmukointi mutaatio

Muuttumaton genomi? Genomin ylläpito. Jakson luennot. Luennon sisältö DNA:N KAHDENTUMINEN ELI REPLIKAATIO

DNA:n informaation kulku, koostumus

Essential Cell Biology

Solubiologian ja biokemian perusteet (4 op) ) Solun rakenne. Campbell & Reed: Biology, 9th ed., Chapter 6, A Tour of the Cell

SÄTEILYN TERVEYSVAIKUTUKSET

Drosophila on kehitysgenetiikan mallilaji nro 1

Luennon 2 oppimistavoitteet RUNGON RAKENNE PUU. Elävä puu ja puuaineksen muodostuminen. Puu Puun rakenne ja kemia

Tuki- ja liikuntaelimistö, liikkuminen II

BIOLOGIAN OSIO (45 p.)

SOLUJEN TOIMINNAN SÄÄTELY

Perinnöllisyyden perusteita

Luennon 3 oppimistavoitteet. Solulajit PUUSOLUT. Luennon 3 oppimistavoitteet. Puu Puun rakenne ja kemia

Puusolut ja solukot. Puu Puun rakenne ja kemia 2007 Henna Sundqvist, VTT

Etunimi: Henkilötunnus:

Euromit2014-konferenssin tausta-aineistoa Tuottaja Tampereen yliopiston viestintä

DNA RNA proteiinit transkriptio prosessointi translaatio regulaatio

Solun rakenne, jatkoa

EPITEELIT. Solubiologia ja peruskudokset HEIKKI HERVONEN

Tarkastele kuvaa, muistele matematiikan oppejasi, täytä tekstin aukot ja vastaa kysymyksiin.

Essential Cell Biology

SOLUBIOLOGIAN PERUSTEET

DNA > RNA > Proteiinit

Hermosolu 3. Hermosolu. Hermosolu 1. Hermosolun rakenne 1. Hermosolu 2. Hermosolun rakenne 2

BIOMOLEKYYLEJÄ. fruktoosi

FLIPPED CLASSROOM LUKION MEIOOSIN OPETUKSESSA JA LUKIOLAISTEN OPPIMISTA TUKEVAT OPETUSMENETELMÄT JUULI LINDÈN

YLEINEN KEHITYSBIOLOGIA

Selluloosan rakenne ja ominaisuudet

ELEC-C2210 Molekyyli- ja solubiologia

Poikkijuovainen lihassolu 1. Erilaistuneita soluja. Lihassolu. Poikkijuovainen lihassolu 2. Lihaskudokset. Poikkijuovainen lihassolu 3

Gametogeneesi eli sukusolujen syntyminen

Solun toiminta. II Solun toiminta. BI2 II Solun toiminta 8. Solut tarvitsevat energiaa

= ωε ε ε o =8,853 pf/m

ATOMIHILAT. Määritelmä, hila: Hilaksi sanotaan järjestelmää, jossa kiinteän aineen rakenneosat ovat pakkautuneet säännöllisesti.

Väärin, Downin oireyhtymä johtuu ylimääräisestä kromosomista n.21 (trisomia) Geeni s. 93.

Helsingin yliopisto/tampereen yliopisto Henkilötunnus - Molekyylibiotieteet/ Bioteknologia Etunimet Valintakoe Tehtävä 1 Pisteet / 30

Mitä elämä on? Astrobiologian luento Kirsi

Perinnöllisyystieteen perusteita III Perinnöllisyystieteen perusteita

Hermosolu 1. Hermosolu 2. Hermosolu 3. Hermosolun rakenne 1. Hermosolun rakenne 2. Hermosolu

Laatua raaka-aineiden jalostamiseen Elintarvike- ja poroalan koulutushanke

Epigeneettinen säätely ja genomin leimautuminen. Tiina Immonen BLL Biokemia ja kehitysbiologia

VASTAUS 1: Yhdistä oikein

Syöpä. Ihmisen keho muodostuu miljardeista soluista. Vaikka. EGF-kasvutekijä. reseptori. tuma. dna

Ravinteet. Mansikan lannoitus ja kastelu -koulutus Raija Kumpula

VALINTAKOE 2014 Terveyden biotieteiden koulutusohjelmat/ty ja ISY

Solubiologia eläintiede. Solun kemia I. - Solun tärkeimmät alkuaineet C HOPKN S CaFe, Mg + Na Cl

Kohti sähköistä arviointia käytännön esimerkkejä lukion biologiassa

DNA RNA proteiinit transkriptio prosessointi translaatio regulaatio

Oksidatiivinen fosforylaatio = ATP:n tuotto NADH:lta ja FADH2:lta hapelle tapahtuvan elektroninsiirron ja ATP-syntaasin avulla

Sytosoli eli solulima. Inkluusiot. Sytosoli. Solunsisäiset rakenteet, kalvostot ja proteiinien lajittelu

Passiivista toistinantennia voidaan käyttää myös esimerkiksi WLAN-verkon laajentamiseen toiseen kerrokseen tai kantaman kasvattamiseen ulkona.

Jonne Seppälä. Lectio praecursoria

Yoshinori Ohsumille Syntymäpaikka Fukuoka, Japani 2009 Professori, Tokyo Institute of Technology

Biomolekyylit ja biomeerit

Lataa Elävä solu - Pentti Tapana. Lataa

Juurten kasvaessa maassa ne parantavat maata

Käsitteitä. Hormones and the Endocrine System Hormonit ja sisäeritejärjestelmä. Sisäeriterauhanen

Veren komponentit -plasmaa vesimäinen neste, joka sisältää liuenneita ja ei-liuenneita aineita, kutenj soluja ja solun osia

LIGNIINI yleisesti käytettyjä termejä

Jenni Hytinmäki, Anniina Mainio, Piia Mettovaara & Niina Niinimäki PERINNÖLLISYYDEN PERUSTEET -VERKKO-OPPIMATERIAALI BIOANALYY- TIKKO-OPISKELIJOILLE

Transkriptio:

The Plant Cell / Sytoskeleton Sytoskeleton koostuu solulimassa olevista polymeeriverkostoista Informaatiota rakenteiden 3- ulotteisesta järjestäytymisestä. Solubiologian luennot 2003, kasvitiede Sytoskeletonin kuidut ovat polaarisia (muodostuneet asymmetrisistä alayksiköistä). Polymeerillä on suunta. - Sytoskeleton auttaa ylläpitämään solun muotoa (mekaaninen tuki). Välikokoiset säikeet määritellään alayksikköjensä mukaan (lamiinit, keratiinit jne.) Sytoskeleton-verkosto liuosviljelmässä kasvaneessa porkkanan solussa -Sytoskeleton on oleellinen solun liikkeen kannalta. -Sitä tarvitaan myös informaation kuljetuksessa. - Sytoskeleton on järjestäytynyt (kompleksinen) verkko, joka koostuu kolmenlaisista proteiinifilamenteista: mikrotubuluksista, aktiinifilamenteista ja välikokoiset säikeet. Kasveilla tiedetään olevan eläinten tuman lamiineja vastaavia homologeja. Muita välikokoisia säikeitä? Monet mekaaniset (tukevat) toiminnot, jotka ovat eläinsoluissa välikokoisten säikeiden aikaansaamia ovat kasveilla soluseinän aikaansaamia. Sytoskeleton koostuu solulimassa olevista polymeeriverkostoista Rakenteellinen tuki ankkuroimalla organelleja ja esim. polysomeja Tukee eri solukomponenttien ohjattua solun sisäistä liikettä Mikrotubulit Mikrotubulit ovat globulaaristen α-ja β- tubuliinien (proteiinien) polymeerejä (dimeerit muodostavat onttoja putkia ). Molemmat tubuliinit sitovat GTP:tä, mutta vain β-tubuliini osallistuu GTP:n hydrolyysiin ja GDP-GTP vaihtoon. 1

Aktiinifilamentit Aktiinifilamentit ovat aktiiniproteiinin polymeerejä, rakenteeltaan heliksejä (läpimitta noin 7 nm). Aktiini sitoo ja hydrolysoi ATP:tä. Myosiineja 13 eri luokkaa, mutta vasta 2 löydetty kasveista. Myosiini proteiinit liittyvät aktiinifilamentteihin ja liikkuvat päästä polymeerin + päähän päin. Eläinsolu Kasveilta on löydetty myosiiniproteiineja, mutta myosiini I ja II vastaavia ei ole kuvattu. The Plant Cell Cytoskeleton (F-actin) stained with Rhodamine Phalloidin in pea (dark grown) stem cells Laser Confocal Microscopy of intact cells. http://web-mcb.agr.ehime-u.ac.jp/english/cellbiol/laser.htm Dyneiinien ja kinesiinien rakenne ja toiminta Dyneiinien kahdesta eri muodosta vain sytoplasminen on identifioitu kasveista (vesikkelien kuljetus, mikrotubulusten järjestäytyminen). Kinesiinit vesikkelikuljetus ja tumasukkulan muodostuminen Sytoskeletonin lisäproteiinit (accessory proteins) Näitä proteiineja voidaan jaotella toimintansa mukaan. Mekaaniskemialliset entsyymit muuttavat kemiallista energiaa työksi = moottoriproteiinit eli myosiinit, dyneiinit ja kinesiinit. Kaikki käyttävät ATP:tä energian lähteenään ja ovat ns. päädomeinillaan liittyneenä sytoskeletonin polymeeriin: myosiini aktiiniin ja dyneiinit ja kinesiinit mikrotubuleihin. Moottoriproteiinien lisäksi myös lukuisia muita proteiineja on liittyneenä sytoskeletoniin. Jotkut ns. crosslinking proteiinit muodostavat sidoksia samantyyppisten polymeerien välille (esim. aktiiniin liittyvät fimbriini ja α- aktiniini). Jotkut proteiinit stabiloivat, vahvistavat tai heikentävät polymeerejä. Soluliman liikkeeseen, levillä ja korkeammilla kasveilla, tarvitaan aktiinia Levien suurissa nivelvälisoluissa liikkuvassa solulimassa ER:n ja muiden suurten soluorganellien kalvoissa myosiinia. Liikkumalla pitkin aktiinifilamentteja, myosiini ajaa organelleja tiettyyn suuntaan riippuen aktiinifilamenttien polaarisuudesta. Suurten organellien liike saa koko soluliman liikkeelle. Biokemiallinen mekanismi? Diktyosomit liikuvat aktiini filamentteja pitikin. Plastidien liikkeisiin liittyvät myös aktiinifilamentit. Tuman paikka (mekanismi?) mahdollisesti sekä aktiinifilamentteja että mikrotubuleita tarvitaan. Aktiinifilamentit voivat osallistua myös eritykseen esimerkiksi siiteputken kasvaessa aktiinifilamentit ovat asettuneet niin, että ne voivat viedä erittäviä vesikkelejä kärkeen. 2

Pituuskasvu uusia mikrofibrillejä Kortikaaliset mikrotubulit ja solun laajuuskasvu Mikrotubuleita on tavallisesti heti solukalvon sisäpuolella ja ne ovat samansuuntaisesti orientoituneita. Lyhyesti: yksittäisissä soluissa tai juurissa ja varsissa kasvu on pitkittäisakselin suuntaista. Kortikaaliset mikrotubulit ovat asettuneet poikittain kasvuun nähden. Kun pituuskasvu loppuu poikittaiset mikrotubulit orientoituvat uudelleen. Kortikaalisten mikrotubulien polaarisuus? järjestäytymismekanismi? Järjestäytymismekanismi todennäköisesti muistuttaa signaalinvälitysreittiä. Jotta ryhmä samaansuuntaan orientoituneita mikrotubuleita voidaan tuottaa tarvitaan 1) signaali, joka spesifioi suunnan 2) signaali täytyy vastaanottaa ja välittää mikrotubuleille 3) mikrotubulien on järjestäydyttävä ohjeiden mukaisesti. Arabidopsis thaliana, juuren solun kortikaalisia mikrotubuleita Mikrotubulusten orientaatio määrää mikrofibrillien orientaation soluseinässä Solun ulkopuolinen tila (ekstrasellulaarinen) selluloosamikrofibrillien distaaliset päät integroituvat olemassa olevaan seinään solukalvo sytosooli solukalvoon liittynyt mikrotubulus selluloosasyntaasi kompleksi Selluloosasyntaasi kompleksit ovat integraalisia kalvoproteiineja, jotka jatkuvasti syntetisoivat selluloosamikrofibrillejä solukalvon ulkopinnalla. Mikrofibrillien distaaliset päät integroituvat soluseinään 3

The Plant Cell / Mitoosi ja sytokineesi Solubiologian luennot 2003, kasvitiede Tuman jakautuminen - mitoosi Interfaasi - solun koko kasvaa ja solu toimii normaalisti, kromosomit replikoutuvat Profaasi - tumakelmu katoaa, kromatidit tulevat esiin (sentriolit liikkuvat) ja tumasukkula alkaa muodostua Metafaasi- kromatidit ovat solun keskellä olevassa tasossa Anafaasi- kromatidit siirtyvät tumasukkulan rihmojen vetäminä kohti solun vastakkaisia päitä Telofaasi - kromosomit ovat solun vastakkaisissa päissä, tumakelmu muodostuu uudelleen ja solulima jakautuu kahtia. Sytoskeleton ja mitoosi Tumasukkula koostuu sadoista tai tuhansista mikrotubuleista ja niiden lisäproteiineista. Mikrotubulien - pää on kohti napaa. Jotkut mikrotubulit yltävät navasta kromosomien kintokoreihin kun taas toisten pituus vaihtelee. Tumasukkulassa mikrotubulit ovat hyvin dynaamisia - puoliintumisaika noin 1 min. On muodostunut 2 geneettisesti identtistä tumaa ja edelleen solua. Sytoskeleton ja mitoosi Kasvi- ja eläinsolujen tumasukkulat eroavat toisistaan navoissa olevien rakenteidensa puolesta. Eläinsoluissa tumasukkulan napa on hyvin fokusoitunut (johtuu sentrosomista) kun taas kasveilla se on leveä (monia mikrotubuleitten lähtöpaikkoja, joita toiset mikrotubulit yhdistävät). Kromosomien liikkeet ovat samanlaisia kasvi- ja eläinsoluissa. 4

Sytoskeleton ja sytokineesi = solulima jakautuu Fragmosomi ja preprofaasi nauha auttavat solun jaon suuntaamisessa. Fragmosomi on ohut kerros solulimaa, joka muodostuu tulevan soluseinän tasoon ja se muodostuu todennäköisesti jo solusyklin S-vaiheessa. Fragmosomissa on sekä mikrotubuleita että aktiinifilamentteja. Fragmosomit näkyvät etenkin vakuolisoituneissa suurissa soluissa. Preprofaasi-nauha = aktiinifilamenttien ja mikrotubulien muodostama kehä, joka ympäröi solua solukalvon sisäpuolella kohdassa, jossa tuleva solun seinä liittyy jakautuvan solun seinään. Preprofaasi- nauha muodostuu profaasissa. Sytokineesi eli soluliman jakaantuminen tytärsolujen kesken Erot mitoosin ja meioosin välillä Mitoosissa syntyy tytärsoluja, joissa on sama määrä kromosomeja kuin vanhemmaissolussa, kun taas meioosissa tuotetaan gameetteja, joissa on vaan puolet sukupuolisolun kromosomeista. Diktyosomien muodostamat rakkulat (vesikkelit) ja mikrotubulukset muodostavat levymäisen keskeltä laidoille laajenevan fragmoplastin (sis. aktiinia, myosiinia ja mikrotubuleita) solun keskitasossa. Fragmoplastiin muodostuu ensin keskilevy ja molemmat primaariseinät. Plasmodesmit muodostuvat. Keskilevy laajenee keskeltä laidoille kun sen reunoille liittyy uusia diktyosomi vesikkeleitä. Kun keskilevy saavuttaa soluseinät niin vesikkelien kalvo yhtyy solukalvoon. Mitoosi tapahtuu somaattisissa soluissa ja meioosi sukupuolen määräävissä soluissa. Sekä mitoosi että meioosi perustuvat DNA:n replikaatioon. 5