plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota
DESCRIPTION
Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota. MUDr. Džubák Petr, Ph.D. Laboratoř experimentální medicíny při Dětské klinice Lékařská fakulta Univerzity Palackého. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/1.jpg)
Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze
buněk a mezibuněčná hmota.
MUDr. Džubák Petr, Ph.D.Laboratoř experimentální medicíny při
Dětské kliniceLékařská fakulta Univerzity Palackého
![Page 2: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/2.jpg)
Použitá literatura:
Základy buněčné biologie – Alberts et al.
Další zdroje:Biochemie – Voet &Voetová
Molecular Cell Biology – Lodish
![Page 3: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/3.jpg)
Biomembrány• strukturální základ většiny
buněčných organel • podílí se na buněčných
funkcích:
- ohraničují buňku od okolí
- vytváří vnitrobuněčné
kompartmenty
- zprostředkují kontakt buňky
s okolím
- uskutečňují transport látek do buňky a z buňky
- mají tloušťku kolem
7,5 nm
- jsou tvořeny dvojvrstvou
fosfolipidů
![Page 4: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/4.jpg)
Historie poznání struktury membrán
1890: povrch buňky má lipidovou povahu (Overton)
1926: dvojvrstva lipidů (Gorder and Grendel)
1943: dvojvrstva lipidů krytá vrstvami bílkovin (Davson and Danielli)
1960: unit membrane (Robertson)
1972: model fluidní mozaiky – proteiny „plavou“ ve vrstvě fosfolipidů (Singer a Nicholson)
1980: detailní struktura membránových proteinů a dynamika fosfolipidové dvojvrstvy (Unwin a Henderson)
![Page 5: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/5.jpg)
Současný model biologické membrány
![Page 6: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/6.jpg)
Chemické komponenty membrán: lipidy (fosfolipidy, steroly) bílkoviny (přenašeče, spojníky, receptory, enzymy)
cukry (glykoproteiny, proteoglykany) Fosfolipidy: glycerofosfatidy
-glycerol -cholin -etanolamin -serin -inositol sfingofosfatidy -sfingosin
Steroly: cholesterol ergosterol
![Page 7: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/7.jpg)
glycerolu
sfingosinu(amino alkohol)
Odvozeny od
Typický fosfolipid VNĚJŠÍ membránové vrstvy
Lecitin(fosfatidylcholin)
Fosfatidyl ethanolamin
Fosfatidylserin
Typické fosfolipidy VNITŘNÍ membránové vrstvy
glycerol 2 mastnékyseliny fosfát
Nej
čast
ější
fosf
olip
idy
v m
embr
ánác
h cholin
glycerol 2 mastnékyseliny fosfát serin
glycerol 2 mastnékyseliny fosfát ethanolamin
Sfingomyelin sfingosin 2 mastnékyseliny fosfát cholin
Dominantní fosfolipid myelinu nervových vláken, přítomen v plazmatické membráně a subcelulárních membránách.
Adaptováno dle Ivany Fellnerové, PřF UP Olomouc
![Page 8: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/8.jpg)
Fyzikální vlastnosti membrán
Stabilita dvojvrstvy (bilayeru):
hydrofobní interakce mezi řetězci mastných kyselin
• Polarita molekul
hydrofilní konce (PO4 ,,
COOH, OH, NH3
hydrofobní konce řetězce mastných kyselin • autoorganizace
liposomy, myelinové struktury• asymetrické uspořádání • tekutý charakter
bod přechodulaterální migrace flip-flop pohyb
![Page 9: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/9.jpg)
Micely vs. liposomy
• Amfifilní molekuly s jedním
hydrofobním řetězcem
![Page 10: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/10.jpg)
Liposomy Liposomy
![Page 11: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/11.jpg)
Mobilita membránových složekPokus Frye a Edidina:Důkaz fluidity membrán
Pohyb molekul: RotačníLaterálníflip-flop (flippase, floppase, scramblase)
![Page 12: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/12.jpg)
Mobilita membránových složek
Důkaz fluidity membrán
![Page 13: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/13.jpg)
Fluidita membrány
Tekutost bilayeru: dána pohyblivostí molekul• teplotou• podílem nasycených a nenasycených mastných kyselin• podílem cholesterolu v lipidové dvojvrstvě
![Page 14: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/14.jpg)
Zastoupení jednotlivých lipidů v různých typech buněk
![Page 15: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/15.jpg)
Asymetrie lipidové dvojvrstvy
Flipázy,
Flopázy,
….
![Page 16: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/16.jpg)
Známka apoptózy – externalizace fosfatidyl serinu
http://www.roche-applied-science.com
![Page 17: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/17.jpg)
Relativní propustnost lipidové dvojvrstvy
109
![Page 18: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/18.jpg)
Heterogenita lipidů v membráně a jejich asymetrická distribuce v bilayeru. Ostrůvky (průměr 50 nm), kde jsou soustředěny sfingolipidy a cholesterol, se nazývají rafty. Pohybují se v rovině membrány a slouží k segregaci a interakci signálních proteinů.
![Page 19: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/19.jpg)
Membránové proteiny: asi 50% hmotnosti membrány
- hydrofobní doménou jsou zanořeny do bilayeru- hydrofobní doména je tvořena aminokyselinami s hydrofobními skupinami- integrální a periferní proteiny- Proteiny se dostávají dobilayeru při proteosyntézeNěkteré integrální proteiny prostupují přes membránu vícekrát Připojení periferních proteinů:lipidové kotvy(např. dolichol)
![Page 20: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/20.jpg)
Některé funkce proteinů plazmatické
membrány
Např. sodíková pumpa, integriny, receptor pro PDGF, adenylát cykláza.
![Page 21: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/21.jpg)
Uspořádání proteinů ve fosfolipidovém bilayeru:
Transmembránové domény proteinů jsou tvořeny hydrofobními aminokyselinami: ala, val, leu, ileu, met, tyr, try a phe
Bílkoviny biomembrán
![Page 22: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/22.jpg)
-šroubovice procházející lipidovou dvojvrstvou
• Hydrofobní postranní řetězce aminokyselin.
![Page 23: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/23.jpg)
-soudek
Jen široké kanály
![Page 24: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/24.jpg)
Index hydropatie
![Page 25: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/25.jpg)
Typický příklad transmembránového proteinu.
![Page 26: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/26.jpg)
Kotvení membránových proteinů
![Page 27: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/27.jpg)
Solubilizace membrán
• Detergenty - Amfipatické molekuly (hydrofobní a hydrofilní oblast)
![Page 28: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/28.jpg)
Funkční enzymatické modely na
základu fosfolipidových
vesikul
![Page 29: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/29.jpg)
Detailní struktura membránových proteinů
• http://expasy.org/sprot/ (Swiss-prot)
![Page 30: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/30.jpg)
Mrazové lámání
![Page 31: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/31.jpg)
Omezení laterální pohyblivosti proteinů plazmatické membrány.
![Page 32: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/32.jpg)
Asymetrické rozdělení membr. proteinů, polarizace.
![Page 33: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/33.jpg)
Lidské erytrocyty ve skenovacím elektronovém mikroskopu
![Page 34: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/34.jpg)
Membránový skelet: síť proteinů pod plasmatickou membránou erytrocytu:
vlákna spektrinu a aktinu a spojovací proteiny (např. integriny)
![Page 35: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/35.jpg)
Glykokalyx
![Page 36: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/36.jpg)
Glykolipidové molekuly
![Page 37: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/37.jpg)
ABO systém
![Page 38: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/38.jpg)
Organizace buněk ve tkáních
![Page 39: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/39.jpg)
Hlavní typy mezibuněčných spojů.
![Page 40: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/40.jpg)
Těsné spoje (tight junctions)
Komplexy proteinů těsného spoje
Occludin, Claudin-1, E-Cadherin, ZO-1, JAM-1, Catenins, Cingulin,
Actin
Funkce: neprodyšnost epitelů, polarita epiteliálních buněk.
Apikální strana
Basální strana
![Page 41: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/41.jpg)
Mechanické spoje - kadheriny
![Page 42: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/42.jpg)
Adhezní pásy – pásové desmosomy
(kadherinové molekuly + aktin)
schopnost měnit tvar, embryonální vývoj
![Page 43: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/43.jpg)
Desmosomy- bodové spoje
(kadherinové molekuly + intermediální filamenta)
pevnost v tahu, exponovaná místa
![Page 44: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/44.jpg)
HemidesmosomKeratin
Spojníkový protein
Integrin
Laminin
Kde už ani hemidesmosomy nestačí !
![Page 45: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/45.jpg)
Integriny funkce- vazba buněk na ECM a signalizace, migrace buněk
Jméno Synonyma Distribuce Ligandy
α1β1 Mnoho Kolageny, lamininy
α2β1 Mnoho Kolageny, lamininy
α4β1 VLA-4 Hematopoetické buňky Fibronektin, VCAM-1
α5β1Fibronektinový
receptor Široce rozšířený Fibronektin a proteinázy
α6β1Lamininový
receptor Široce rozšířenýMatrixové makromolekuly,
lamininy
αLβ2 LFA-1 T-lymfocyty ICAM-1, ICAM-2
αMβ2 Mac-1, CR3 Neutrofily a monocyty Sérové proteiny, ICAM-1
αIIbβ3 Destičky Fibrinogen, fibronektin
αVβ3Vitronektinový
receptorAktivované endoteliální buňky, melanom,
glioblastom
Vitronektin, fibronektin, fibrinogen, osteopontin, Cyr61
αVβ5 Široce rozšířený, fibroblasty Vitronektin a adenoviry
αVβ6 Proliferující epitel, játra, plíce Fibronektin; TGFβ1+3
α6β4 Epiteliální buňky Laminin
![Page 46: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/46.jpg)
Regulace - integriny
![Page 47: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/47.jpg)
Mezerové spoje
Úzké průchody pro malé molekuly – umožňují přímý přestup z cytoplasmy jedné buňky do druhé.Elektrické a metabolické propojení buněk.
![Page 48: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/48.jpg)
Plasmodesmatafunkční obdoba mezerového spoje u rostlin.
![Page 49: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/49.jpg)
Pojivová tkáň
![Page 50: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/50.jpg)
Proteoglykanový agregát z chrupavky
![Page 51: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/51.jpg)
Kyselina Hyaluronová
![Page 52: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/52.jpg)
Kolagen – pevnost v tahu
Tuhá trojřetězcová helikální struktura – superhelix
![Page 53: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/53.jpg)
Syntéza kolagenu
![Page 54: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/54.jpg)
Uspořádání kolagenových fibril
![Page 55: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/55.jpg)
Elastin
Lysyloxidase
![Page 56: Plazmatická membrána, mezibuněčné spoje, adheze buněk a mezibuněčná hmota](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062309/56813de0550346895da7b179/html5/thumbnails/56.jpg)
Děkuji
za pozornost