Cellkärnans struktur och funktion Pertti Panula Institutionen för biomedicin 2013

2011 –nyt on OK – silti apoptoosista pitää tehdä paremmat kuvat. 2010 aikaa jäi vaan vajaa 30 min – siksi oli liikaa aineistoa ehkä liikaa tunniksikin. Tuman yleisrakenne, tumakotelo, tumahuokonen, specklet, solusykli käytiin läpi. Solusyklin säätelyä ei, ei myöskään mitoosia.

Olika typer av kärnor Nervcellens vesikelliknande kärna Lähde: J.F.Kerr, Atlas of Functional Histology Nervcellens vesikelliknande kärna Mångfald av kärnor i vita blodkroppar Levercellen kan ha två kärnor Spermatocytens korniga kärna Tarkastellaan tumia, identifioidaan ominaisuuksia, muoto, tiheys. Vaaleat ja tummat alueet – niiden tulkinta. Tästä seuraavaan kuvaan.

Kärnans ultrastruktur NL = Nucleolus Är mörk E = Eu- kromatin är ljust Nervcell H = Hetero- kromatin Är mörkt Spermatid Lähde: J.F.Kerr, Atlas of Functional Histology Lähde: J.F.Kerr, Atlas of Functional Histology Plasmacell Kierszenbaum: Histology and Cell Biology, Mosby/Elsevier 2007 Neutrofil granulocyt Ross et Pawlina: Histology. A Text and Atlas. 6 p. LWW 2011 Neutrofiili

Kromatin packas i kromosom Kromosomens täta del (heterokro-matin) Nukleo-somer ”Pärlband”-kromatin Kromosomens lösa del (eukromatin) Metafas-kromosom DNA dubbelhelix

Cellkärnans uppgifter Förvaring av arvsmassa-DNA i kromosomer och replikation under celldelningen Kärnan styr med hjälp av budbärar-RNA cellernas proteinsyntes Kärnan producerar ribosomernas delar och transporterar dem till cytoplasma för proteinsyntes

Kärnans struktur Kärnmembran Kärnporer Kärnlamina Nucleolus Nucleoplasma 2. 1. 3. 5. 4. Grovt endoplasmatiskt retikel

Kärnans laminer stöder kärnmembranen och organiserar kromatin sytoplasma tumahuokonen tumaplasma G-aktiini profiliini oligomeerinen aktiini transkriptiotekijöitä lamiinit

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

Kärnporen (nuclear pore) Ringenheten på cytoplasmans sida Små molekyler: fri diffusion Ross et Pawlina: Histology. A Text And Atlas, LWW 2006 Central ring Form Makromolekyler: kontrollerad transport Proteinsträng Proteintransport till kärnan - Nuclear localization signal (NLS) - importiner ja exportiner Korg kärnlamina Underen- heten i lumen Kärnmembranens yttre och inre del Nukleoplasman puoleinen rengasyksikkö Pääty-rengas

Import till kärnan– nukleoplasmin NLS i proteinet importin Kärnans yttre membran bindning transport Kärnans inre membran

Transport från kärnan cytoplasma protein eksportin exportsignal kärnan

Nucleolus: struktur G=granular material –ribosomdelarnas konstruktion FC=fibrillar centre – rDNA generna F=(dense) fibrillär material– rRNA transkript Ross et Pawlina: Histology. A Text And Atlas, LWW 2006

Nucleoplasma Fibrillär struktur, rikligt med proteiner, tex aktin Tillverkning av budbärar-RNA (mRNA) och dess transport till cytoplasma Enzym för transkription Transkriptionfaktorer för genreglering DNA-replikationssystem

Nucleoplasma, kärnkroppar Proteiner som deltar i splicing av mRNA 25-30 st per kärna, jämt fördelade I vissa celler finns splicing-faktorer också i sk. Cajal-kroppar

Cellcykeln Kärnspindelns kontrollpunkt Kontrollpunkt för kromosomernas separering G2 kontrollpunkt för DNA-skador G0 GTD Kontrollpunkt för icke-duplikerad G1 kontrollpunkt för DNA-skador S DNA-skadornas kontroll- punkt Ross et Pawlina: Histology. A Text And Atlas, LWW 2006 Restriktions kontrollpunkt

Cyklin-cdk-komplex i cellcykeln Cdk= cyklinberoende kinas Cyklin E-Cdk1 Cyklin A-Cdk1 G0 Cyklin A-Cdk2 Cyklin D-Cdk4/6 Cyklin E-Cdk2 Ross et Pawlina: Histology. A Text And Atlas, LWW 2006

Mitos centrosom Kärn- membran centrosom Rester av kärnmembran From: Alberts et al.: Molecular Biology of the Cell centrosom PROFAS PROMETAFAS METAFAS Kärn- membran centrosom Rester av kärnmembran centrosom kärnspindel mikrotubulus till kinetokor mikrotubulus till kinetokor kinetokor kromosom Kromosomerna blir tätare, mitosspindeln bildas Kärnmembranen försvinner kromosomerna fäster på mikrotubuli Systerkromatiderna till centern på delningsnivå Kontraherande aktin-myosinring bildas CELLDELNING ANAFAS systerkromosomer TELOFAS Kärnmembranen har bildats mikro- tubuli blir kortare Sentriolrna avlägsnas kärnmembran Systerkromatiderna avlägsnas, kinetokortubuli blir korta, centriolerna avlägsnas Kromatiderna kommer fram, kärnmembranen bildas, cyto- plasmadelningen börjar Aktin-myosinringen delar cytoplasman i två, cellerna separeras

Kärnspindel och kinetokor

Apoptos och nekros

Varför gör cellerna ”självmord”? Programmerad celldöd behövs för att genomföra utvecklingsprocesser Utveckling av fingrar och tår Förstörning av livmoderns slemhinna under menstruationen Synapsbildning under utvecklingen Eliminering av lymfocyter som känner egna antigener under utvecklingen Eliminering av groddjurens svans Programmerad celldöd behövs för att bli av med vävnader som hotar kroppens integritet Eliminering av immunsystemets T-lymfocyter under utvecklingen Eliminering av celler med DNA-skador Cancerceller Virusinfekterade celler Bcl-2 proteiini säätelee sytokromin vapautumista mitokondriosta

Apoptos början Förändringar i cellens funktioner Mitokondriernas membranpotential Öppning av mitokondriernas porer Fosfatidylserin till yttre membran Kaspasaktivitet Metabolisk aktivitet Kondensation av DNA Plasmamembranernas integritet Fragmentering av DNA slut