signalna hipoteza

Download Signalna hipoteza

Post on 04-Nov-2015

71 views

Category:

Documents

12 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

prezentacija

TRANSCRIPT

Signalna hipoteza

Signalna hipotezaDora Bardek, MEFZGI. godinagrupa A1sloena unutranja organizacija stanice usmjeravanje proteina na odgovarajua mjesta?za vrijeme prevoenja mRNAproteini namijenjeni endoplazmatskom retikulumu, Golgijevu aparatu, lizosomima, staninoj membrani ili izluivanju iz stanice ribosomi vezani za membrane endoplazmatskog retikuluma polipeptidni se lanci unose u endoplazmatski retikulumprijenos vezikulama do Golgijeva aparata doradba i razvrstavanje; za daljnji prijenos zbog sloene unutranje organizacije eukariotske stanice razvrstavanje i usmjeravanje proteina na odgovarajua mjesta vrlo je zahtjevan zadatakprvi korak odvija se jo za vrijeme prevoenja mRNAmnogobrojni proteini namijenjeni endoplazmatskom retikulumu, Golgijevu aparatu, lizosomima, staninoj membrani ili izluivanju iz stanice stvaraju se na ribosomima vezanim za membrane endoplazmatskog retikuluma polipeptidni se lanci unose u endoplazmatski retikulum, a zatim se vezikulama prenose do Golgijeva aparata na daljnju doradbu i razvrstavanje za daljnji prijenos

2Endoplazmatski retikulmrea cjevica i vreica okruenih membranom koja se od jezgrine membrane protee citoplazmomu doradbi proteina sudjeluje hrapavi ER i prijelazni ERulogu ER-a u doradbi i razvrstavanju proteina otkrio je George Palade i sur. 1960-ihotkrili put izluivanja ili sekrecijski put proteina:hrapavi ER Golgijev aparat (sekrecijske vezikule) izlazak iz stanice

ER se dijeli na hrapavi, prijelazni i glatki; hrapavi na vanjskoj povrini ima ribosome, a iz prijelaznog vezikule odlaze prema Golgijevu aparatuulogu ER-a u doradbi i razvrstavanju proteina otkrio je George Palade i sur. 1960-ihprouavali novostvorene proteine u specijaliziranim stanicama guterae jer izluuju veinu proteina koje proizvodeotkrili put izluivanja ili sekrecijski put proteina:hrapavi ER Golgijev aparat (sekrecijske vezikule) izlazak iz staniceizlagali stanice radioaktivnom i neradioaktivnom okoliu otkrili sekrecijski put -> sekrecijski proteini i proteini namijenjeni izluivanju iz stanice3proteini namijenjeni izluivanju ili ugradnji u ER, Golgijev aparat, lizosome ili staninu membranu odmah su na poetku usmjereni u ER (za vrijeme prevoenja mRNA na ribosomima vezanim za membrane) kontranslacijska translokacijaproteini predodreeni za zadravanje u citosolu ili za ugradnju u jezgru, mitohondrije, kloroplaste ili peroksisome sintetiziraju se na slobodnim ribosomima i otputanju u citosol kad se prevoenje zavri posttranslacijska translokacija

Usmjeravanje proteina u ERribosomi zadueni za sintezu proteina namijenjenih izluivanju usmjere se prema ER-u signalnim slijedom na amino-kraju rastueg polipeptidnog lancakratki nizovi hidrofobnih aminokiselina koji se obino odcijepe s polipeptidnog lanca tijekom njegova prijenosa u lumen ERpokusi s mikrosomima malim vezikulama na koje se ER raspada nakon razaranja i odvajanja jezgre centrifugiranjemDavid Sabatini i Gnter Blobel, 1971. predloili da bi signal za vezanje ribosoma na ER mogao biti slijed u blizini amino-kraja rastueg polipeptidnog lancapokus: in vitro prevoenje mRNA koje kodiraju sekrecijske proteine (npr. imunoglobulini)

ribosomi zadueni za sintezu proteina namijenjenih izluivanju usmjere se prema ER-u signalnim slijedom na amino-kraju rastueg polipeptidnog lancasignalni slijed kratki niz aminokiselina koji se obino odcijepe s polipeptidnog lanca tijekom njegova prijenosa u lumen ERuloga signalnih slijedova u usmjeravanju proteina na odgovarajua mjesta u stanici rasvijetljena prouavanjem uvoza sekrecijskih proteina u ERpokusi s mikrosomima malim vezikulama na koje se ER raspada nakon razaranja i odvajanja jezgre centrifugiranjemmikrosomi se mogu razdvojiti od slinih vezikula zbog vee gustoe uzrokovane velikom koliinom RNA u ribosomima

6ako se mRNA koja kodira sekrecijski protein prevodi na slobodnim ribosomima in vitro protein bude vei od odgovarajueg izluenog proteinaako se u sustav dodaju mikrosomi in vitro prevedeni protein ugrauje se u mikrosome i cijepa do prave veliine razrada definicije signalne hipoteze

signalna hipoteza pretpostavlja da prevodniki slijed na amino-kraju usmjeri polipeptidni lanac mijrosomi i onda otkrine mikrosomska proteazapotvreno i pokusima s rekombinantnom DNA koji su pokazali da je dodatak signalnog slijeda proteinu ko se inae ne izluuje dostatan za usmjeravanje takvog rekombinantnog proteina u hrapavi ER

7

8Mehanizam usmjeravanja sekrecijskih proteina u ER (kontranslacijski put)kad signalni slijed izroni iz ribosoma prepoznaje ga i vee estica za prepoznavanje signala SRP (signal recognition particle)SRP ribosome i za signalni slijed; zaustavlja daljnje prevoenje i usmjerava cijeli kompleks (SRP, ribosom i rastui polipeptidni lanac) hrapavi ER gdje se vee na receptor za SRP smjeten na membrani ERotputanje SRP-a i od ribosoma i od signalnog slijedakad signalni slijed izroni iz ribosoma prepoznaje ga i vee estica za prepoznavanje signala SRP (signal recognition particle)SRP se sastoji od est polipeptida i male citoplazmatske RNA (SRP RNA)novije strukturne studije pokazuju da su SRP proteini i SRP RNA ukljueni u interakciju s ribosomom, a SRP RNA vee se i na protein i na rRNA velike ribosomske podjediniceSRP se vee na ribosome i za signalni slijed, zaustavlja daljnje prevoenje i usmjerava cijeli kompleks (SRP, ribosom i rastui polipeptidni lanac) prema hrapavom ER gdje se vee na receptor za SRP smjeten na membrani ERvezanje na receptor potie otputanje SRP-a i od ribosoma i od signalnog slijeda9ribosom se zatim vee na translokacijski kompleks (protein translocation complex) na membrani ER i signalni se slijed uvue u membranski kanal ili translokonproces je koordiniran vezivanjem GTP molekule i na SRP i na SRP receptor hidroliza GTP molekule u GDT vodi disocijaciji SRP-a i sa receptora i sa kompleksa ribosom-mRNA

gvanozin(prema gvanin), jedan od etirijunukleozidakoji ulaze u sastav ribonukleinske kiseline. Sadri bazu gvanin i eer ribozu. Njegovi su bioloki vani derivati nukleotidigvanozin-monofosfat(GMP),gvanozin-difosfat(GDP) igvanozin-trifosfat(GTP), strukturno analogni derivatimaadenozina. Osim u biosintezi ribonukleinske kiseline, gvanozinski nukleotidi sudjeluju i u biosintezi bjelanevina naribosomima, prijenosu hormonskih signala i drugim staninim procesima.10premjetanje kompleksa ribosoma i mRNA sa SRP-a na translokon omoguuje signalnoj sekvenci interakciju s kratkim hidrofobnim postraninim lancima u uskom vratu translokonskog kanala otvaranje translokona odmiui ep sa translokonskog kanalarastui polipeptid prenosi se translokonom kroz membranu ERsignalna peptidaza kida signalni slijed pa se polipetidni lanac otputa u lumen ERlumen ER unutranjost ER11http://sites.sinauer.com/cooper6e/animation1001.html

Signalna hipotezaprijenos polipeptidnih lanaca kroz odgovarajue membraneGnter Blobel i David Sabatini, 1971. pretpostavili da:mRNa koje se prevode na ribosomima vezanima za membranu sadravaju jedinstveni niz kodona u 3 smjeru nedaleko od mjesta inicijacije translacijeprevoenje ovih kodona daje jedinstveni slijed na amino-kraju rastueg polipetidnog lanca (signalni slijed)signalni slijed potie prianjanje ribosomima za membranu

1960-ih istraivanja upuivala na to da se sekrecijski proteini sintetiziraju na ribosomima vezanima za membranu i prenose krz mrmraben tijekom same sinteze! -> zato su ribosomi na kojima se odvija sinteza ovih proteina privreni za membranu, a oni na kojima s eodvija sinteza proteina citosola nisu??

13eksperiment:mijelomi = tumori B limfocita koji aktivno izluuju imunoglobuline dobar model za prouavanje sekrecijskih proteinaproteini dobiveni in vitro translacijom mRNA lakih lanaca imunoglobulina na svom amino-kraju sadravaju oko 20 aminokiselina kojih nema u izluenim lakim lancima usmjeruju vezanje ribosoma za membranuBlobel i Dobberstein prouavali sintezu lakih lanaca na ribosomima vezanim za membranu iz stanica mijeloma in vitro translacijom mRNA lakog lanca na slobodnim ribosomima nastajao je protein koji je bio dui od izluenog lakog lanca prevoenjem mRNA na ribosomima vezanima za membranu mijelomskih stanica in vitro nastajao je protein jednako velik kao i onaj koji se normalno izluujelaki lanci sintetizirani na ribosomima koji su ostali vezani za mikrosome bili su otporni na razgradnju nakon dodatka proteza uli su u unutranjost mikrosoma

In vitro translacija mRNA lakih lanaca imunoglobulina na slobodnim ribosomima (staza 1) daje proizvod koji tijekom elektroforeze putuje sporije nego izlueni laki lanci (staza S)- Nasuprot tomu, laki lanci sintetizirani in vitro translacijom na ribosomima vezanima za membranu (staza 2) iste su veliine kao i izlueni laki lanci. Uz to, proizvodi in vitro translacije na ribosomima vezanima na membrau neoteeni su nakon razgradnje proteazom (staza 3), to upuuje na to da su bili zatieni od proteaze unosom u mikrosome.15bitno obiljeje signalne hipoteze prisutnost jedinstvenog slijeda kodona koji se nalazi samo u onim mRNA iji e produkti prevoenja biti preneseni kroz membranu! selektivni prijenos proteina kroz membranu presudan je za odravanje organela omeenih membranom u eukariotskim stanicama

kako bi organeli zadrali svoje posebnosti proteini se moraju na specifian nain prenositi kroz odgovarajue membrane

16POSTTRANSLACIJSKA TRANSLOKACIJAproteini se usmjeruju u ER tek po zavretku translacije, a ne tijekom sinteze na ribosomima vezanim za membranu; ti se proteini sintetiziraju na slobodnim ribosomima u cistosolu i njihova posttranslacijska ugradnja u ER ne zahtijeva prisutnost SRP-a

Recommended

View more >