Transcript وراثت میتوکندریایی

‫به نام پروردگار‬
‫زیست شناس ی سلولی و مولکولی‬
‫جلسه سوم‬
‫واکوئول ها‬
‫واکوئول ها‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫سلول های گیاهی‬
‫یک یا چند‬
‫افزایش اندازه و پیوستن همزمان با بلوغ و رشد سلول‬
‫تونوپالست‬
‫آنزیم های هیدرولیتیک‪ ،‬اسید‪،‬آلکالوئیدها‪،‬آنتوسیانین ها‬
‫‪ pH‬اسیدی یا بازی(آلکالین ها‪-‬اسیدها مثل سیتریک‬
‫اگزالیک تارتاریک)‬
‫تورم و تورژسانس‬
‫واکوئول ها‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫پمپ پروتون در غشا واکوئول ‪H+ATPase‬‬
‫‪ pH‬درون نسبت به سیتوزول اسیدی شود‬
‫غشا قابلیت انتقال دوسویه دارد‬
‫سد پایانی سلول‬
‫آلورون‪aeulorone‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫دانه های آلورن بر اثر تغلیظ پروتئینهای شیره واکولی‬
‫ایجاد می شود‬
‫پروتید بخش زمینه ای آلورون است‬
‫بخش کریستالوئیدی‪:‬پروتئین‬
‫گلوبوئید‪ :‬فیتین‬
‫راه های به دام انداختن مواد در واکوئول‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫یونی شدن مثل آلکالوئیدها‬
‫بلوری شدن مثل اگزاالت کلسیم‬
‫گلیکوزیالسیون‬
‫تثبیت از راه پیوستن‪ :‬پلی فسفات ها‪ -‬منیزیوم‪ -‬موسیالژها‪-‬‬
‫پلی فنل ها‪ -‬رسوب گذاری مثل اینولین(پلی ساکارید)‬
‫سیستم انتقال در تونوپالست‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫نفوذ مواد چربی دوست‬
‫کانالهای یونی‬
‫پرمئازها‬
‫انتقال فعال‬
‫انتقال توسط مجموعه آنزیمی‬
‫پینوسیتوز‬
‫منشا واکوئول‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫شبکه آندوپالسمی‬
‫جذب آب در سیتوزول و سپس ایجاد غشا در اطراف‬
‫ئیکتیوزوم های گلژی‬
‫متورم شدن آلورون ها و سپس ایجاد غشا‬
‫شبکه پیش واکوئولی(پروواکوئول) نظریه جدیدتر‬
‫میتوکندری‬
‫تاریخچه‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫‪ 1850‬توسط کولیکر در ماهیچه مخطط حشرات‬
‫‪ 1890‬آلتمن آنها را بیوپالست نامید‬
‫‪1897‬بندا آن ها را میتوکندری نامید‬
‫‪ 1900‬میکائیلیس به کمک معرف رنگی سبز ژانوس میتوکندری را‬
‫در سلولهای زنده مشاهده کرد‪.‬‬
‫‪1913‬واربورگ آنزیمهای تنفسی را در این اندامک نشان داد‪.‬‬
‫‪1934‬بنسلی و هوئر‪ ،‬توانستند آنها را از سلولهای کبدی جدا کرده و‬
‫بعد آن بررسیهای بیشتر و عملیتر روی آن صورت گرفت‪.‬‬
‫??‪ 19‬کربس چرخه ‪----- TCA‬جایزه نوبل ‪1953‬‬
‫‪ 1950‬لنینگر و همکاران‬
‫میتوکندری‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫یوکاریوت ها‬
‫تعداد متفاوت در سلول‬
‫در بخشی از سلول با فعالیت زیاد‬
‫انرژی‬
‫میتو کندری‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫نیروگاه سلول یوکاریوت‬
‫تولید انرژی‬
‫اکسداسیون اسیدهای چرب‬
‫طویل نمودن زنجیره هیدروکربنی اسیدهای چرب‬
‫سنتز بعضی زیرواحدهای سیتوکروم ها‬
‫سنتز هم در سلول های جانوری‬
‫راه های تولید انرژی و ‪ATP‬‬
‫‪ .I‬تولید مولکول پرانرژی در کلروپالست با استفاده از‬
‫انرژی نور خورشید‪ :‬فتوسنتز‬
‫‪ .II‬تجزیه قند و زنجیره واکنشهای انرژی زا در سیتوپالسم‬
‫سلول‪ :‬گلیکولیز‬
‫‪ .III‬تولید انرژی در میتوکندری‪ :‬اکسیداسیون‬
‫ساختمان‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫ماتریکس‬
‫غشا داخلی‬
‫غشا خارجی‬
‫کریستا‬
‫اسید نوکلئیک‬
‫ریبوزوم‬
‫فیالمنت و توبول ها‬
‫آنزیمها‬
‫نکته‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫میتوکندری واجد ‪ DNA‬است(‪)mtDNA‬‬
‫حلقوی و دورشته‬
‫‪DNA‬پلیمراز گاما‬
‫ریبوزوم های پروکاریوتی ‪70s‬‬
‫نیمه مستقل از هسته سلول‬
‫• ‪mtDNA‬به وسیله پلیمراز گاما همانند سازی میشود که به‬
‫وسیله ژنوم هستهای کد میشود‪ .‬همانند سازی ‪DNA‬‬
‫میتوکندریایی الزاما با تقسیم میتوکندری همراه نیست به‬
‫همین دلیل ممکن است در یک میتوکندری چندین نسخه از‬
‫ژنوم به طور جداگانه موجود باشد که به ان کنکاتامر‬
‫( )‪concatamer‬میگویند‪.‬‬
‫آنزیم های میتوکندری‬
‫• آنزیم های غشا خارجی‬
‫– منوآمین اکسیداز‪-‬شاخص غشاخارجی‬
‫– تیوکینازهای اسید چرب‬
‫– سیتوکروم ‪ c‬ردوکتاز‬
‫آنزیم های میتوکندری‬
‫• فضای بین غشایی‬
‫– آدنیالت کیناز‪-‬شاخص‬
‫– نوکلئوزید دی فسفوکیناز‬
‫آنزیم های میتوکندری‬
‫• غشا داخلی‬
‫– آنزیمهای زنجیره تنفسی‬
‫– آنزیمهای سنتز کننده ‪ATP‬‬
‫– آلفا‪-‬کتو اسید دهیدروژنازها‬
‫– سوکسینات دهیدروژناز‬
‫– ‪-D‬بتا‪-‬هیدروکسی بوتیرات دهیدروژناز‬
‫– سیتوکروم اکسیداز‪-‬شاخص‬
‫– فسفولیپید کاردیولیپین‬
‫آنزیم های میتوکندری‬
‫• ماتریکس‬
‫– کمپلکس پیرووات دهیدروژناز‬
‫– سیترات سنتتاز‬
‫– ایزوسیترات دهیدروژناز‬
‫– فوماراز‬
‫– ماالت دهیدروژناز‪-‬شاخص‬
‫– آکونیتاز‬
‫– گلوتامات دهیدروژناز‬
‫– آنزیمهای اکسید کننده اسید چرب‬
‫چرخه کربس‬
‫وراثت میتوکندریایی‬
‫• در اغلب پر سلولیها ‪mtDNA‬از مادر به ارث میرسد‪.‬‬
‫مکانیزمهای این توارث عبارتست از یک رقیق سازی ساده‬
‫(یک سلول تخم شامل ‪۱۰۰‬هزار تا یک میلیون مولکول‬
‫‪mtDNA‬است در صورتی که یک اسپرم تنها شامل ‪۱۰۰‬‬
‫تا هزار عدد از انهاست)‪ ،‬کاهش ‪mtDNA‬اسپرمی در یک‬
‫تخم بارور شده و حداقل در تعداد کمی از ارگانیسمها‬
‫ناکامی ‪mtDNA‬های اسپرمی در ورود به تخم‪ .‬فارغ از‬
‫اینکه چه مکانیسمی موثر واقع شود این الگوی تک والدی‬
‫بودن ‪mtDNA‬در اکثر جانوران‪ ،‬گیاهان و قارچها دیده‬
‫شدهاست‪.‬‬
‫منشا و تکامل‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫تقسیم دوتایی ساده‬
‫‪ DNA‬نیمه مستقل دوزنجیره و حلقوی‬
‫ریبوزوم های پروکاریوتی ‪70s‬‬
‫غشا پالسمایی باکتری شبیه غشا میتوکندری از لحاظ‬
‫آنزیمها‬
‫در هردو سنتز پروتئین توسط کلرامفنیکل مهار میشود‬
‫نظریه درون همزیستی باکتری هوازی‬
‫نظریه درون همزیستی باکتری هوازی‬
‫‪endosymbiotic theory‬‬
‫منشا و تکامل‬
‫• دیدگاه اولیه‪ :‬مبنی بر شکل گرفتن میتوکندری ها از دیگر‬
‫ارگانل های سلولی مثل میکروبادی ها و شبکه آندوپالسمی‬
‫• امروزه‪ :‬رشد و تقسیم میتوکندریهای دیگر‬
‫– تقسیم دوتایی‬
‫موفق باشین•‬