Cellkärnans struktur och funktion

En presentation över ämnet: "Cellkärnans struktur och funktion"— Presentationens avskrift:

1 Cellkärnans struktur och funktion
Pertti Panula Institutionen för biomedicin 2013

2 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.

3 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.

4 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

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

6 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

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

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

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

10 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

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

12 Transport från kärnan cytoplasma protein eksportin exportsignal kärnan

13 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

14 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

15 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

16

17 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

18 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

19 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

20 Kärnspindel och kinetokor

21 Apoptos och nekros

22 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

23 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