Hücre İskeleti

Prof.Dr.AlpCanHistoloji-Embriyoloji

AnabilimDalıwww.alpcan.comİnsanFibroblastları

AlpCan,2002

AÜTF Dönem-1; 2017-2018.

HÜCRE = Sitosol + organeller + hücre iskeleti

Hücre/Çekirdek şeklinin ve yerleşiminin belirlenmesi ve korunması (elastikiyet, sağlamlılık)

Hücrenin hareketi (göç, diapedez vb) hücrenin bir bölümünün hareketi (siliyum, flagellum vb)

Fagositoz, endositoz, ekzositoz

Sitokinez

Hücre içi taşınma

Kasılma

Hücre-hücre ve hücre-hücre dışı ortam ilişkilerini destekleme

HÜCRE İSKELETİ=Karmaşık, protein filamanları şebekesi

Hücre İskeletinin Temel Elemanları

•  Aktin (form: Filamentöz ve Globüler) MİKROFİLAMANLAR

(7 nm)

•  Tubulin (alt birimler: alfa, beta, gamma) MİKROTÜBÜLÜSLER

(25 nm)

ARA FİLAMANLAR (10 nm)

Desmin GFAP Vimentin Peripherin

Laminler Keratinler Nörofilamanlar

Mikrofilamanlar •  G-Aktin molekülleri (42 kD) •  Hücrenin kuru ağırlığının % 5-30

•  ATP-bağımlı polimerizasyon

Tıkayıcı ABP

ADP

ATP→ADP Pi + uç - uç

ATP

G-aktin havuzu

+ uç - uç

F-aktin filamanı şebekesi

7nm

Formin Fırçamsı Kenarlı Prizmatik Epitel

Mikrovillus (çoğul; mikrovilli)

Epitel hücrelerinde mikrovillus yapısındaki mikrofilamanlar

SitokalazinD5µg/ml

A.Can,1997

Sitokalazin+-

Aktin zehirleri Sitokalazin’ler • + uca bağlanarak G-aktin’in bağlanmasını engeller. • Mantardan elde edilir. Falloidin • Aktin filamanına bağlanarak depolimerizasyonunu engeller • Amanita phalloides adındaki mantardan elde edilir Latrunkulin’ler • G-aktin’e bağlanarak F-aktin depolimerizasyonunu uyarır. • Kızıldeniz süngeri Latrunculla magnifica’dan elde edilir.

- uç

+ uç

Aktin izoformları

•  Alfa (α) •  Kas hücrelerindeki aktin filamanları

•  Beta (β) •  Gamma (γ)

Birçok hücrede hücre iskeletinde ve hücrenin hareketi sağlayan düzenleyiciler olarak

Alfa-sarkomerik aktin Sarkomerik alfa aktinin

Beta aktin

HeLa hücreleri

Mikrotübülüsler

alfa

beta

protofilaman mikrotübülüs

25nm

GTPşapkası

(-)uç

(+)uç

MTkurulumunuetkileyenfaktörler;• Tubulinkonsantrasyonu

KriYkkons.alZnda(Cc)tubulin(<10µM)=depolimerizasyonKriYkkons.üstünde(Cc)tubulin(>10µM)=polimerizasyon

• Isı37°’demaksimum,2-8°’detamamenyıkılım

GDP

Kierszenbaum, 2006

Polimerizasyonve

Depolimerizasyon

Mikrotübülüsler uzama ve kısalma döngüleri arasında yıkılıp yapılırlar

Dinamik Kararsızlık

Aksonem(SiliyumveFlagellumiçinkalıpgörevi)

2x9+2=20

Mikrotübülüsler

Tektin’ler

Dynein Kolları

Neksin bağları

Radiyal çıkıntılar

İç kılıf

Aksonem’in major bileşenleri

Kierszenbaum, 2006

Siliyum=kirpik(hücreninapikalyüzündekihareketlioluşumlar)Flagellum=kamçı(spermatozoonlarınkuyrukları)

MTdinamiğinietkileyenilaçlar(kanserkematerapisiajanları)

Kolşisin

VinkrisYn,VinblasYn

Nokodazol

Paklitaksel

Polimerizasyonuengeller

Polimerizasyonuuyarır

Depolimerizasyonuuyarır

AraFilamanlar

•  10nmkalınlığındadırlar•  Heterojenproteingruplarındanoluşur(40-200kDa)•  EnsağlamhücreiskeleYfilamanlarıdır•  Polimerizasyon/depolimerizasyonözelliklerifosforilasyonözelliklerinebağlıdır(fosforilasyonsağlamlılıkkazandırır)

•  Hücretürünegöredeğişikyapıdadırvehücrenintürünübelirlemedekullanılır

Tip İsim Bulunduğuyer

1 AsidikkeraYnler(40-60kDa) Epitelhücrelerivetürevlerinde(saç,Zrmakvb.)sitoplazmikplaklar,desmozomvehemidesmozom

2 NötralvebazikkeraYnler(50-70kDa)

3 VimenYn(54kDa) Mezenkimkökenlihc.

Desmin(53kDa) Kashücerleri

GliyalFibrilliAsidikProtein(51kDa) AstrositlerveSchwannhc.

Periferin(57kDa) Periferiksinirsistemindekibazınöronlar

4 Nörofilaman’lar(68-220kDa)(NF-L,NF-M,NF-H) Aksonvedendritler

5 Lamin’ler(A,B,C) Çekirdekiçzarı

HücreİskeleYninYardımcıProteinleri

•  birbirine tutundurma •  boy-açı-sayı belirleme

Bağlayıcı-Düzenleyici Proteinler (ABP,

MAP, IFBP)

•  Hücre içi taşınma •  Hücrenin bölünmesi •  Kasılma

Motor Proteinler (kinesin, dynein,

myozin)

AkYnBağlayıcıProteinler

•  Villin•  Fimbrin•  Filamin•  Timosin•  Profilin•  Gelsolin(capping)•  Myosin-1•  Calmodulin•  Spectrin(eritrositlerde)

MikrotübülüsBağlayıcıProteinler

•  Mikrotübülüslerinuzaysaldüzenlenişindensorumludur

•  MikrotübülüslerinbirbirinegöreharekeYndensorumludur

•  AksonboyuncayeralırlarMAP-2

CanA.veCanerH,2000

MAP-2vetau

AşırıMAP-2üreYmi AşırıtauüreYmi

HücreİskeleYnebağlıhastalıklar

•  KardiyovaskülerSendromlar•  NörodejeneraYfHastalıklar•  Kanser(invazyon)•  KaraciğerSirozu(toksikhedefmolekül)•  PulmonerFibrozis•  BlisterliDeriHastalıkları

BÜLLÖZPEMPHİGUS

• MasthücrelerineanYkorbağlanır• MasthücreleriECFsalgılar• ECF,eozinofillerdenproteazsalgılaZr• ProteazhemidesmozomdakikeraYnleriyıkar

HücreİskeleYÖzeY Mikrotübülüsler Mikrofilamanlar AraFilamanlar

Yapı

13protofilamanlıkborucuklar

İkilisarmalakYnzinciri

Burularakoluşmuşkalınlifsiproteinler

Çap 25nm 7nm 8-12nm

Proteinaltbirimleri αveβtubulin akYn çeşitliproteinler

Temelişlevi

•  Hücreşeklininkorunması

•  HücreharekeY(siliyum,flagellum)

•  Kromozomhareketleri

•  Organelhareketleri

•  HücreşeklininkorunmasıvedeğişYrilmesi

•  Kaskontraksiyonu

•  Sitoplazmadaakış

•  Hücreselhareket

•  Sitokinez

•  Hücreşeklininkorunması

•  Çekirdeğinveorganellerinyerlerininbelirlenmesi

•  Çekirdekzarınınoluşumu