Transcript Hücre İskeleti

HÜCRE İSKELETİ
Tayfun Dikmen
Veteriner Histoloji ve
Embriyoloji A.D.
 Hücre İskeletinin Görevleri ve
Genel İşlevleri
 Hücre İskeletinin Temel Yapısı;
Temel ve Yardımcı Proteinleri
İlişkili Hastalıklar
Hücre İskeleti
 Ökaryotik hücrelerde bulunan üç boyutlu protein
ağıdır.
 Üç farklı protein flamentinden oluşur:
1. Mikrofilamanlar ( 7 nm)
2. Mikrotübülüsler ( 25 nm)
3. Ara Filamanlar ( 10 nm)
Görevleri ve Genel İşlevleri
 Hücre/Çekirdek şeklinin ve yerleşiminin belirlenmesi ve
korunması (elastikiyet, sağlamlılık) ve hücreye destek
olmak.
 Hücrenin koordinasyonunu sağlamak.
 Mesaj iletmek (hücre içi ve hücreler arası).
 Diğer hücreler ile bağlantıyı gerçekleştirmek.
Görevleri ve Genel İşlevleri
 Hareketli organellerin hücre içinde yer değişimini sağlamak
 Hücre-hücre ve hücre-hücre dışı ortam ilişkilerini destekleme.
 Kasılma.
 Fagositoz, endositoz, ekzositoz.
 Hücre hareketini (göç, diapedez vb), hücrenin bir bölümünün
hareketini (siliyum, kuyruk, vb.) yönlendirmek ve koordine
etmek.
Hücre İskeleti;
 Hücre Bölünmesi
 Salgı
 Hücre Hareketi
 Organel Hareketi
 Fagositoz
 Sitoplazmik Akım
 Sinyal iletimi
 Hücre Çeperi Oluşumu
 Gen ifadesi
 Hücre koordinasyonu
Açısından Oldukça Önemlidir.
Hücre İskeletini Oluşturan Yapılar
MİKROFİLAMENTLER
 Ana ögesi aktin olup temel olarak G-aktin moleküllerinin
biraraya gelerek oluşturduğu helix şekilli F-aktin
moleküllerinden meydana gelir.
G-Aktin molekülleri (42 kD)
F-aktin filamanları
Gelsolin
7nm
MİKROFİLAMENTLER
 Aktin değişken yapıda ve yoğun hücre iskeleti ögesi olup




statik, kasılabilme özelliğine sahip bir ağ oluşturur.
Mikrovilluslar, böbrek epitel hücreleri, iç kulakta tüy
hücreleri vb. birçok farklı yerde bulunabilirler.
Aktin filamentleri hücrede aktin demetleri veya aktin ağı
şeklinde bulunurlar.
Aktin demetleri mikrovilluslarda bulunmakta ve fimbrin
proteini ile birbirine tutturulmaktadırlar.
Aktin ağında ise aktin filamentleri flamin proteini ile
birbirine tutturulmaktadırlar.
Aktin Demetleri --------
Aktin Ağı
F-Actin Demetleri
Kompleks Aktin Ağları
MİKROFİLAMENTLER
• İnce barsaklarda mikrovilluslarda bu dallanmamış
aktin oluşumu sürecinde, aktin bağlayıcı veya
aktin ilişkili proteinler (villin, fimbrin, calmodulin)
görev yapar.
• Dallanmış aktin filamanları hücre motilitesinde
etkindir. Genelde Arp2/3 proteini dallanmış aktin
filamanlarını bir araya getirirken, mikrovilluslarda
forminler dallanmamış aktin filamanlarının
uzamasını sağlarlar.
Eritrositlerde;
 Aktin, spekrin denilen tetramerik bir protein ile birleşerek
plazma zarının altında hücre iskeletini oluşturmaktadır.
 Eritrositlerde mikrotübüller ve ara filamentler yoktur.
 Bikonkav disk şeklini veren asıl belirleyici faktör aktin
temelli hücre iskeletidir.
 Spekrin-aktin ağı ile plazma zarı arasındaki bağlantı; hem
spektrine hem de bir transmembran protein olan
band-3 proteinin sitoplazmik bölümüne bağlanan ankrin
proteini ile sağlanır.
Polimerizasyon
Üç fazdır:
1.Başlangıç evresi : nukleasyon
G- aktin kısa küçük oligomerler olarak birleşir ve çekirdek yapıyı oluşturur.
2. Uzama: elongasyon
Aktin monomerlerin her iki uca eklenmesiyle uzama gerçekleşir.
En fazla uzama+ uçta olur.
3. Sabit evre:
Flamanet
çıkar.
kütlesinde polimerizasyon ve depolimerizasyon dengesi ortaya
Polimerizasyon
Polimerizasyon
 Aktin monomerleri ATP bağlanma alanlarına tutunarak
ADP’ye dönüşümü sağlarlar; yani aktin polimerizasyonu
ATP bağımlıdır.
 Polimerizasyonda Aktinlerin bir araya gelme süresi
Treadmilling olarak isimlendirilir. Burada etkin proteinler;
 Timosin
 Profilin
 Kofilin
 Gelsolin
Aktin polimerizasyonu ile kontrol edilen
hücresel olaylar:
Akrozom reaksiyonu,
İntraselüler bakteriyal ve viral hareket,
Hücre hareketi.
 Hücre korteksindeki aktin polimerizasyonu, hücre
yüzey reseptörleriyle kontrol edilir.
 Aktin flamentleri hücre dışından gelen uyarıya
cevap olarak hızla organize olur.
 Bu nedenle aktin flamentleri hücre iletim sisteminin bir
parçası olarak düşünülür.
MİKROTÜBÜLLER
MİKROTÜBÜLLER
 Membranı olmayan içi boş silindir şeklinde protein yapılardır.
 Benzer yapıdaki protein alt birimlerinden 13 protofilamentin bir araya
gelmesiyle oluşur
 Protofilamentin 50.000 kD ağırlığında alfa ve beta- tübülünden
oluşmuştur.
 Üçüncü bir tübülün olan gama-tübülin spesifik olarak sentrozomların
yapısında yer alır ve mikrotübül yapılanmasında kritik rol oynar.
MİKROTÜBÜLLER
 F-actin gibi polariteleri vardır. Yani her iki uçtan büyüme gösterirler.
 Polimerizasyon sürecinde yavaş büyümeye karşın hızlı
depolimerizasyon olması dinamik instabilite adını alır.
 Sentriol, bazal cisimcik, silia ve flagellada aksonemler mikrotubul
dizilimi ile kontrol edilir.
 Kinesin ve sitoplazmik dynein ,vezikül taşınmasında etkin ögeler
olup taşıma için mikrotubulleri kullanırlar
MİKROTÜBÜLLER
 Mikrotubullerin stabilitesi mikrotubul associated proteinler
tarafından yönetilir. Bu MAP’lar 2 gruptur.
 Klasik MAP’lar (MAP1A, MAP1B, MAP2, Tau)
 Nonklasik MAP’lar (LisX ve DCX aile üyeleri)
 MAP’lar stabilizasyonu sağlarken fosforilasyon-
defosforilasyon süreci önemlidir.
MİKROTÜBÜLLER
 Mikrotübüller dinamiktir bazı hücrelerde hızlı yıkılırken bazılarında
uzun süre hücre içinde kalırlar.

Örneğin, mitoz sırasında interfaz evresinde bulunan mikrotübül ağı
yıkılır ve yerine mitoz iğciği oluşur.

Bu yapı kromozomların yavru hücrelere düzenli dağılmasını
sağlar.

Kamçı, sil, sentriol, bazal cisim gibi yapılar mikrotübüllerden
oluşur.
Mitoz İğciği
Mikrotübüller kamçı ve sillerde bir bazal cisimden
radyal olarak uzanır
Görevleri:
 Hücre şekillenmesi (örn. sinir hücre akson ve dentritlerinde).
 Yeni sil ve flagel yapımı.
 Hücrelerde mekanik destek.
 İletim.( Nörotubuluslar boyunca hücre içi madde iletimi).
 Hücre iskelet görevi.
 Hareket.
 Salgı atılması.
Ara Filamentler
Sitokeratin
Nörofilamin 160
Ara Filamentler
 Heterojen protein gruplarından oluşur . (40‐200 kDa)
 Aktin filamentleri ve mikrotübüllerin aksine hücre




hareketlerine doğrudan katılmazlar.
Bunun yerine hücre ve dokulara çoğunlukla mekanik
destek sağlayarak yapısal rol oynarlar.
Epitel hücreler ile sinir ve kas hücrelerinde boldur.
Amino uç (baş), karboksil uç (kuyruk) ve merkezi
bölgeden oluşurlar.
Nonpolardırlar.
Ara Filamentler
 En sağlam hücre iskeleti filamanlarıdır.
 Hücre türüne göre değişik yapıdadır ve hücrenin türünü
belirlemede kullanılır.
 Amino asit dizilişlerine göre 6 sınıfta toplanabilirler:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Keratin
Vimentin
Desmin
Glial Filament
Nörofilament
Nüklear Laminler
Ara Filamentler
Hücre İskeleti ile İlişkili Bazı
Hastalık ve Sendromlar
Wiscott-Aldrich Sendromu
 Arp 2/3 kompleksini aktive eden proteinlerin defekti durumunda
Wiscott-Aldrich sendromu meydana gelir.
 Ailevi
(anneden geçen)
 Tekrarlayıcı solunum yolu enfeksiyonları
 Herediter
immun yetmezlik
 Trombositopeni
 Hayatın erken dönemlerinde deri egzemaları
İle karakterizedir.
Hastalık ve Sendromlar
 Mikrotübülleri ile alakalı olarak Lis1 ekspresyonunda
azalma olursa ağır beyin gelişim hastalıklarından biri
olan Lissensefali meydana gelir.
 Tau fosforilasyon-defosforilasyon süreci hasarı Alzheimer
hastalığı riskini arttırır.
 Hücre iskeleti bozuklukları bunların yanı sıra;
nörodejeneratif hastalıklar, kardiyovasküler hastalıklar,
kanserler, blisterli deri hastalıkları, pulmoner fibrozis gibi
pek çok duruma yol açmaktadır.
Kanser Tedavisi
 Mikrotübüllerin mitozdaki
 Vinkristin ve vinblastin, seçici
merkezi rolleri nedeniyle
mikrotübül yapılanmasını
etkileyen ilaçlar kanser
tedavisinde çok yararlıdır.
olarak hızlı bölünen hücrelerin
çoğalmasını durdurdukları için
kanser kemoterapisinde
kullanılırlar.
 Taksol da kanser tedavisinde
kullanılan önemli bir ilaçtır ve
mikrotübül yapılanmasını
engellemek yerine stabilize
ederek hücre bölünmesini
durdurur.
 Kolçisin ve kolsemid tübülün
proteinine bağlanarak
mikrotübül polimerleşmesini
engelleyen iki ilaçtır.
Teşekkürler