Məlumat

Mühazirə 05: Membranlar və nəqliyyat - Biologiya

Mühazirə 05: Membranlar və nəqliyyat - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mühazirə 05: Membranlar və nəqliyyat

Mühazirə 05: Membranlar və nəqliyyat - Biologiya

1. Zərrəciklər sadə diffuziya, asanlaşdırılmış diffuziya, osmoz və aktiv daşıma ilə membranlar arasında hərəkət edir.

Konsentrasiya qradiyenti: Molekullar membranlar arasında daha yüksək konsentrasiyadan aşağıya doğru yayıla bilər:

  • Sadə diffuziya: kiçik və yüksüzdürsə, birbaşa membrandan keçir, beləliklə membranın ortasındakı fosfolipidlərin hidrofobik, qütb olmayan quyruqları tərəfindən itələnmənin qarşısını alır.
  • Osmos = az məhlulun konsentrasiyası olan bölgədən daha yüksək məhlulun konsentrasiyası bölgəsinə qismən keçirici membran boyunca su molekullarının passiv hərəkəti.
    • hipertonik = daha yüksək məhlul konsentrasiyası
    • hipotonik = aşağı məhlul konsentrasiyası
    • izotonik = bərabər məhlul konsentrasiyası

    2. Tətbiq: Aksonlarda asanlaşdırılmış diffuziya üçün kalium kanallarının quruluşu və funksiyası.

    • Asanlaşdırılmış diffuziya: nəqliyyat zülallarının təmin etdiyi kanallardan keçmək üçün forma və yük tələblərinə uyğun gələrsə, xüsusi nəqliyyat zülalları vasitəsilə səyahət.

    3. Tətbiq: Aktiv nəqliyyat üçün natrium-kalium nasoslarının və aksonlarda asanlaşdırılmış diffuziya üçün kalium kanallarının quruluşu və funksiyası.

    Konsentrasiya gradientinə qarşı: Maddənin daha az konsentrasiyada olduğu ərazidən daha yüksək konsentrasiyada olduğu sahəyə keçir.

    • Adətən ATP tərəfindən təmin edilir
    • Tez-tez protein pompasını fosforilləşdirməklə ATP hidrolizə olunur

    4. Veziküllər hüceyrə daxilində materialları hərəkət etdirir.

    • Protein sintezi: rER ER-nin lümenindən keçən zülallar istehsal edir
    • Veziküllərdə daşınma: rER tərəfindən istehsal olunan membranlar, veziküllər içərisində zülalları daşıyan nəqliyyat vezikülləri şəklində Qoljiyə axır.
    • Modifikasiya: Golgi aparatı rER-də istehsal olunan zülalları dəyişdirir
    • Membranlara nəql: Golgi dəyişdirilmiş zülalları ehtiva edən vezikülləri sıxır və plazma membranına gedir
    • Ekzositoz: Veziküllər daha sonra plazma membranı ilə birləşərək məzmunlarını sərbəst buraxır

    5. Membranların axıcılığı materialların endositozla hüceyrələrə daxil olmasına və ya ekzositozla buraxılmasına imkan verir.

    • Lipidlər membranda yana doğru hərəkət edir, lakin membran boyunca flip-flop nadirdir.
    • Fosfolipidlərin doymamış karbohidrogen quyruğunda molekulların bir-birinə yığılmasına mane olan, membranın axıcılığını artıran bükülmələr var.
    • Xolesterin orta temperaturda fosfolipidlərin hərəkətini azaldaraq membranın axıcılığını azaldır, lakin aşağı temperaturda bərkiməyə mane olur.

    6. Tətbiq: Tibbi prosedurlarda istifadə ediləcək toxuma və ya orqanlar sitoplazma ilə eyni osmolyarlığa malik məhlulda yuyulmalıdır.


    Mühazirə 05: Membranlar və nəqliyyat - Biologiya

    C2006/F2402 '04 Mühazirə №4 üçün kontur -- yenilənib 28/01/04 11:13

    2004 Deborah Mowshowitz, Biologiya Elmləri Bölməsi, Kolumbiya Universiteti, Nyu-York, Nyu-York

    Qeyd: Purves üçün istinadlar əvvəlcə 6-cı nəşr üçün, sonra fərqli olduqda 5-ci nəşr üçün ( ) bəndində verilmişdir.

    I. Həqiqi hüceyrə necə görünür? Qovşaqlar haradadır və s.

    a. İxtisas. Çoxhüceyrəli orqanizmdə bütün hüceyrələr ixtisaslaşmışdır və "tipik hüceyrə" yoxdur

    b. Növlər . İnsan başına təxminən 200 müxtəlif hüceyrə növü.

    c. Doku = Vahid kimi işləyən oxşar quruluşa və funksiyaya malik hüceyrələr qrupu.

    d. 4 Əsas hüceyrə/toxuma növləri -- əzələ, sinir, birləşdirici, epitel

    e. Terminologiya qeydi : "tissue", həm də "böyrək toxumasında olduğu kimi orqan və ya sistemdən əmələ gələn hüceyrələr qrupu mənasında qeyri-spesifik şəkildə işlənir." Böyrək çoxlu müxtəlif toxuma tiplərindən ibarət orqandır.

    B. Dörd əsas toxuma növü (Bax Purves 40.2)

    a. Əzələ -- daralma üçün ixtisaslaşmışdır.

    b. Əsəbi -- fərdi hüceyrəyə neyron deyilir. Mesajların ötürülməsi üçün ixtisaslaşmışdır.

    c. Bağlayıcı -- hüceyrədənkənar matrisdə səpələnmiş hüceyrələr. Hüceyrədənkənar matris bərk (sümükdə olduğu kimi), maye (qanda olduğu kimi) və ya qığırdaqda olduğu kimi yarı bərk (gel kimi), yağlı ola bilər. (Qeyd edək ki, piydə olan yağlar matriksdəki hüceyrələr arasında deyil, veziküllərdəki piy hüceyrələrinin içərisində saxlanılır.) Purves 40.4 və ya Becker 11-1-ə baxın.

    d. Epiteliya -- bir çox növ birləşmələri olan hüceyrələrə nümunə

    1. Hüceyrələr sıx birləşdi

    2. Astarları düzəldin xarici və daxili səthlər

    3. Adətən vərəqlər . Bir və ya bir neçə qat ola bilər

    4. Tez-tez qeyri-hüceyrəvi dəstək materialı üzərində istirahət edin = bazal lamina = hüceyrələr tərəfindən ifraz olunan ECM-nin bir hissəsi

    5. Adi funksiyalar: seçici udma (daşıma), qoruma, ifraz etmə.

    6. Nümunə : bağırsağı əhatə edən epitel təbəqəsi. Təqdimat materialı 3A və Bekker şək. 11-18 (11-14) və ya Purves 40.3 .

    Bu, növbəti mövzuya gətirib çıxarır: Bağırsaq epiteli (& və müxtəlif növ birləşmələr) nəqliyyatda necə fəaliyyət göstərir? Maddələr epitel hüceyrə təbəqəsindən necə keçir?

    İndi 1-12-dən 1-14-ə qədər olan problemləri sınayın. İndi siz №1 problem dəstindəki bütün problemləri həll edə bilməlisiniz.

    II. Membranlar (kiçik molekullar/ionlar) üzrə nəqliyyat növləri. Ümumi xülasə üçün 3B sənədinin aşağısına baxın. İstinad üçün, nəqliyyat növləri aşağıdakı 3B və amp diaqramında 1-5 nömrələnmişdir. Həmçinin baxın Becker, şək. 8-2.

    A. Əsas nəqliyyat növləri -- iştirak edən zülal növünə (yaxud heç biri) görə təsnif edilir (Təklif 3B-ə baxın)

    1. Protein yoxdur -- Sadə diffuziya (1-ci hal). Yalnız hidrofobik molekullar (məsələn, steroid hormonları), qazlar və lipid ikiqatları arasında yayıla bilən çox kiçik molekullar üçün təsirlidir. Bekker cədvəli 8-1 və 8-5 rəqəminə baxın.

    2. Protein iştirak edir -- zülal kanal, keçirici (daşıyıcı və ya dəyişdirici) və ya nasosdur. İşlər 2-5.

    a. kanal (2-ci hal) -- zülal hidrofilik materialların lipid iki qatından keçməsinə imkan verən məsamə əmələ gətirir. (Bir kanaldan keçid mətndən asılı olaraq diffuziya, asanlaşdırılmış diffuziya və ya hər ikisi adlandırıla bilər.)

    b. daşıyıcı -- keçirici, daşıyıcı və ya nasos -- zülal ikiqatlının bir tərəfindəki maddə(lər)lə birləşir, zülal konformasiyasını dəyişir və ikiqatlının digər tərəfindəki maddəni buraxır. İşlər 3-5.

    B. Nəqliyyatın təsnifatının digər üsulları

    1. Aktiv və passiv -- maddələrin qradiyenti ilə aşağı axması (passiv daşınma -- hallar 1-3) və ya enerjidən istifadə etməklə onların qradiyenti ilə yuxarı itələnməsi (aktiv nəqliyyat -- hallar 4 və 5). Bax Becker cədvəli 8-2.

    a. Passiv nəqliyyat -- maddə konsentrasiya qradiyenti ilə aşağı hərəkət edir. Bu, sadə diffuziya, kanal vasitəsilə və ya daşıyıcı zülalın köməyi ilə ola bilər. 1-3 hallar.

    b. Aktiv nəqliyyat -- maddə "nampa" zülalının köməyi və enerji sərfi (aşağıda (b) ilə işarələnmiş reaksiyalardan biri) ilə konsentrasiya qradiyenti (aşağıdakı (a) reaksiyasında olduğu kimi) yüksəlir. Bax Bekker əncir. 2 növ hərəkətin müqayisəsi üçün 8-9. nəqliyyat.

    (1). İlkin aktiv nəqliyyat (4-cü vəziyyət) -- nəqliyyat üçün enerji ATP-nin hidrolizi ilə təmin edilir. Başqa sözlə, aşağıdakı iki reaksiya birləşdirilir:

    (a). X həyata ---> X in , burada [X] in [X] keçir həyata

    (b). ATP + H2O --> ADP + Pi.

    (2). İkinci dərəcəli aktiv nəqliyyat (5-ci vəziyyət) -- enerji İTS qradiyenti ilə axan bəzi 2-ci maddə tərəfindən təmin edilir (aşağıda reaksiya (b)). Aşağıdakı iki reaksiya birləşdirilir:

    Nümunə: Qlükoza/Na + birgə daşınması -- qlükoza itələnir yuxarı Na + gedən enerji ilə onun qradiyenti aşağı onun gradienti. X = qlükoza Y = Na +.

    Vacib Qeyd: Ola bilər ki, ATP [Y]-nin qradiyentini təyin etmək üçün istifadə olunub, lakin ATP belədir yox burada birbaşa iştirak edir. Məsələn: Na + /K + nasosu Na + qradiyenti yaratmaq üçün istifadə edilə bilər. (Bu, əsas aktiv nəqliyyatdır və ATP-dən istifadə edir.) Na + qradiyenti mövcud olduqdan sonra onun qradiyenti ilə hərəkət edən Na + qlükozanı hərəkət etdirmək üçün enerji verir. (Bu, ikinci dərəcəli aktiv nəqliyyatdır və ATP tələb etmir.)

    2. Şeylər hərəkət edir (Bax: Becker şək. 8-7 və ya Purves 5.9.)

    Nəqliyyat növü

    İstiqamət X Hərəkət edir

    X daşımaq üçün enerji mənbəyi

    **Qeyd: Bu keçidlər Stiv Berqin Winona Dövlət Universitetində etdiyi nəqliyyat animasiyalarıdır. Onun veb saytında hüceyrə və molekulyar proseslərin çox gözəl animasiyaları var.

    III. Nəqliyyat necə ölçülür (Nümunə = RBC xəyallarında) -- İki növ əyri. Təqdimat 4C. Nəqliyyatı necə xarakterizə edirsiniz?

    A. Əyri # 1: X plan konsentrasiyasının müəyyən (xarici, mahiyyətcə sabit) konsentrasiyasında zamanla X qəbulunu ölçün. X daxili zamana qarşı. Bu, aktiv və passiv nəqliyyatı fərqləndirməyə imkan verir.

    1. Aktiv nəqliyyat üçün neytral molekulların, [Xin] tarazlıqda [X-i keçəcəkhəyata].

    2. Passiv nəqliyyat üçün neytral molekulların, [Xin] tarazlıqda [X-ə bərabər olacaqdırhəyata].

    (Əgər X yüklənirsə, aşağıda izah edildiyi kimi vəziyyət daha mürəkkəbdir.)

    Sual: Əgər daha yüksək X konsentrasiyası ilə qəbulu ikinci dəfə ölçsəniz, №1 əyrinin mailliyi eyni olacaqmı?

    B. Əyri #2: Əlavə edilmiş (xarici) X konsentrasiyasının konsentrasiyasına qarşı müxtəlif konsentrasiyalarda X-nin qəbulunun ilkin sürətini ölçün (əyri №1). (5-ci nəşrdə paylama materialına və ya Purves 5.10 və ya Bekker şək. 8-6-ya baxın). Bu, nəqliyyatda hansı növ proteinin (əgər varsa) iştirak etdiyini öyrənməyə imkan verir.

    1. Əgər fermentə bənzər zülal (daşıyıcı və ya nasos) iştirak edirsə nəqliyyatda əyri hiperbolik olacaq -- daşıyıcı və ya nasos zülalı ferment kimi yüksək [X] səviyyəsində doyacaq. Niyə? Əgər [X] kifayət qədər yüksəkdirsə, bütün zülal molekulları "məşğul" və ya məşğul olacaq və nəqliyyat maksimuma çatacaq. dəyər. Daha çox X əlavə etmək nəqliyyat sürətini artırmayacaq. (Eyni şəkildə Vmaks ferment üçün V vs [S] əyrisi ilə.)

    2. Protein yoxdursa və ya kanala bənzər zülal , nəqliyyatda iştirak edir, əyri xətti olacaq (fizioloji, yəni ağlabatan X konsentrasiyalarında). X-nin bağlanması və ya yüksək [X]-də reaksiya sürətini məhdudlaşdıran zülalda əsas konformasiya dəyişikliyi kimi heç bir vaxt aparan hadisə yoxdur. (Qeyd: kanal üçün əyri olacaq X-nin son dərəcə yüksək səviyyələrində doyur.)

    C. Hər iki əyri üçün siz X reaksiyasını nəzərdən keçirirsinizhəyata ---> Xin. Beləliklə, fərq nədir?

    1. Əyri №1-də , X-in konsentrasiyasına baxırsınızin zamanla dəyişir (sabit X konsentrasiyası ilə başlayırhəyata) və baxır məhsuldarlıq -- [X-in son qiyməti nədirin]? [X-in dəyəri nədirin] nə vaxt əyri #1 yaylalar?

    2. Əyri #2-də , siz baxırsınız dərəcəsi X-in müxtəlif başlanğıc konsentrasiyaları üçün qəbulu (flus).həyata. №1 əyrinin yamacı nədir (X-nin müxtəlif başlanğıc konsentrasiyaları üçünhəyata)?

    IV. Hər bir Nəqliyyat növünün Kinetikası və Xüsusiyyətləri -- İşləri bir-birindən necə ayırırsınız.

    A. Sadə diffuziya (1-ci hal)

    1. Əyri №1 (zamana qarşı planlaşdırılmış X maddənin içərisində qəbulu və ya konsentrasiyası) [X]-də yaylalarin = [X]həyata.

    2. Əyri #2 (X-nin qəbulu və xaricə əlavə olunan X konsentrasiyası) doymur.

    3. Enerji: Rxn (X in <--> X həyata) ciddi şəkildə geri çevrilir. (Kek = 1 standart sərbəst enerji dəyişikliyi = bərabərlikdə 0. [X]in = [X]həyata).
    Faktiki sərbəst enerji dəyişikliyi və daşıma istiqaməti X-in konsentrasiyasından asılıdır. Əgər [X] xaricdən daha yüksəkdirsə, X içəri girəcək və əksinə.

    4. Əhəmiyyət . Steroid hormonlar, bəzi kiçik molekullar, qazlar tərəfindən istifadə olunur. Yalnız çox kiçik və ya qeyri-qütblü şeylər membranları keçmək üçün bu mexanizmdən istifadə edə bilər. Materiallar boşluqlardakı maye vasitəsilə yayılaraq kapilyarlara yayıla bilər arasında hüceyrələr. (Beyin istisna olmaqla, kapilyarları əhatə edən hüceyrələrdə sıx birləşmələr yoxdur.)

    B. Daşıyıcı vasitəçi nəqliyyat = daşıyıcı zülaldan istifadə etməklə asanlaşdırılmış diffuziya (Məsələ 3)

    1. Əyri №1 yuxarıdakı kimi.

    2. Əyri #2 doyurur. (Bax Bekker şək. 8-6)

    3. Mexanizm: Daşıyıcı ferment və ya permeaz kimi fəaliyyət göstərir, V iləmaks, Km s. Bax Becker şək. 8-8.

    4. Enerji yuxarıda göstərildiyi kimi -- maddə öz qradiyenti ilə aşağı axır, beləliklə, daxil olan və xaric olan nisbi konsentrasiyalardan asılı olaraq daşınma geri çevrilir.

    5. Tənzimləmə: Nəqliyyat zülalları ən azı 3 yolla tənzimlənə bilər. a və b üsulları bir çox zülallar üçün ümumidir və yalnız müqayisə üçün burada verilmişdir (ətraflı məlumat başqa yerdə). Metod c transmembran zülalları üçün unikaldır.

    a. allosterik rəy daşıyıcı zülalların inhibisyonu/aktivləşdirilməsi

    b. kovalent modifikasiya (reversiv) daşıyıcı zülalların -- ümumi modifikasiyalarıdır

    (1). fosforlaşma -- fosfat qruplarının əlavə edilməsi -- kinazlar tərəfindən kataliz edilir

    (2). defosforilasiya -- fosfat qruplarının çıxarılması -- fosfatazlar tərəfindən katalizlənir.

    c. daşıyıcının membranlara çıxarılması/yerləşdirilməsi . Yeni hazırlanmış daşıyıcı və ya məsamə zülalı daha sonra müzakirə ediləcək bir mexanizmlə vezikülün membranına daxil edilir. Vezikülün plazma membranı ilə birləşməsi nəqliyyat zülalını plazma membranına daxil edir, burada nəqli təşviq edə bilər. Vezikülün yenidən sitoplazmaya qönçələnməsi nəqliyyat zülalını çıxarır və nəqli dayandırır. Vezikülün birləşməsi/qönçələnməsi ilə nəqliyyat zülalının daxil edilməsi/çıxarılması geri çevrilə bilər. Bunun nümunəsi aşağıda IV mövzuda verilmişdir.

    Qəbul etməyi necə təhlil etdiyinizi görmək üçün 2-1 problemini sınayın. İndiyə qədər hər şeyi ümumiləşdirmək üçün 2-4 cəhd edin.

    1. Əyri №1 -- Yuxarıdakı ilə eyni istisna olmaqla

    a. Çox yüksək nəqliyyat dərəcəsi -- №1 əyrinin ilkin yamacı çox dik.

    b. Kanallar çox vaxt ionları keçirir. Bunun nəticələri var. [X] ilə yuxarıdakı kimi №1 yaylaları əyinin = [X]həyata yalnız əgər X neytraldır və ya elektrik potensialı yoxdur -- aşağıda 4-cü bəndə baxın.

    2. Əyri #2 : Fizioloji konsentrasiyalarda sadə diffuziya kimi forma (xətti, doyma yoxdur). (Yalnız fövqəladə yüksək konsentrasiyalarda əyri yaylalar, buna görə də biz doyma ehtimalını qəbul etmirik.)

    3. Mexanizm. Doyma olmaması və yüksək nəqliyyat sürəti göstərir ki, maks. kanalın tutumu çox böyükdür və asanlıqla əldə olunmur. Bu, aşağıdakılardan biri və ya hər ikisi ilə izah olunur:

    a. İonun kanal zülalına bağlanması zəifdir (Km >> 1) və/və ya

    b. Əsas konformasiya dəyişikliyi yoxdur İonun keçməsi üçün kanal zülalı lazımdır.

    İon nasoslarının və ion kanallarının müqayisəsi üçün bax Purves 44.6 (41.6) Becker səh. 203 (209) daşıyıcı və kanal zülallarının müqayisəsi üçün. Nəzərə alın ki, kanallar a& b xüsusiyyətlərinə baxmayaraq çox spesifikdir -- hər bir kanal yalnız bir və ya çox az sayda əlaqəli maddələr nəql edir. (Spesifiklik mexanizmi tam başa düşülməyib, lakin aktual tədqiqat mövzusudur.)

    4 . Terminologiya. Kanal vasitəsilə diffuziya bəzən "asanlaşdırılmış diffuziya" adlanır, çünki membran vasitəsilə nəqli üçün (kanal yaratmaq üçün) zülal lazımdır. Bununla belə, kanal olsa da diffuziya bəzən "sadə diffuziya" adlanır, çünki [X] funksiyası kimi daşıma sürəti yuxarıda 2-ci bənddə izah edildiyi kimi sadə diffuziya üçün olduğu kimi ümumiyyətlə xətti olur. Başqa sözlə, kanaldan keçidin kinetikası sadə diffuziya kimi xəttidir (X-nin fizioloji konsentrasiyalarında), daşıyıcı vasitəçiliyi ilə nəqliyyat və ya standart ferment katalizli reaksiyalarda olduğu kimi hiperbolik deyil. Ola bilsin ki, kanal vasitəsilə daşınma üçün ən yaxşı termin "kanal vasitəçiliyi ilə diffuziyadır"

    a. Bəzi Kanallar qapılıdır = % hər hansı bir xüsusi qapının açıq olduğu vaxta nəzarət edilir (lakin hər bir fərdi qapı ya tam açıqdır, ya da bağlıdır)

    (1). Liqand qapalı -- liqandlara cavab olaraq açılır və ya bağlanır (= müzakirə olunan maddəyə bağlanan kimyəvi maddələr). Liqanda qapalı kanalları açan tipik maddələr hormonlar, neyrotransmitterlər və s.-dir. Şəkil üçün Purves 44.15-ə (41.14) baxın.

    (2). Gərginlik qapalı -- gərginliyin dəyişməsinə cavab olaraq açılır və ya bağlanır. Əzələ və sinirdə olduğu kimi elektrik siqnallarının ötürülməsinə imkan verir -- Becker əncirinə baxın. 9-9 və 9-10.

    (3). Mexanik qapalı -- təzyiqə cavab olaraq açılır və ya bağlanır. Toxunma, eşitmə və balansda vacibdir.

    b. Bəzi kanallar hər zaman açıqdır (keçilməmiş) Nümunə = K + sızma kanalları. Bunlar bir az K +-nın hüceyrələri tərk etməsinə və ya "sızmasına" imkan verir, bu da hüceyrələrin cüzi ümumi mənfi yükə malik olmasına səbəb olur. Bu, daha sonra ətraflı izah ediləcəyi kimi, sinir və əzələ tərəfindən impulsların keçirilməsi üçün vacibdir. Niyə sızan kanallar yalnız "aaz" K +-nın ayrılmasına icazə verir? Aşağıya baxın.

    7. Kanalların əksəriyyəti ion kanallarıdır -- neytral molekulları deyil, yüklü hissəcikləri nəql edir. Bu, yeni enerji mülahizələrini gündəmə gətirir:

    a. Məsuliyyətin rolu: X yüklənirsə, həm kimyəvi qradiyenti, həm də gücləndirici gərginliyi (yük qradiyenti) nəzərə almaq lazımdır. Bunların hər ikisi ionları eyni şəkildə və ya əks istiqamətdə "itələ"

    b. Ödənişin nəticəsi: Kek burada adətən 1 deyil -- Kimyəvi qradiyent və gərginlik balanslaşdırıldıqda əyri №1 yayla ([X]-də mütləq deyil)həyata = [X]in). Nümunə: K+ ionları hüceyrədən sızmağı dayandırır və hüceyrə membranındakı yük fərqi (K+-nı içəri itələyən) membrandakı konsentrasiya fərqini tarazlaşdırdıqda (K+-nı çıxarır) K+ üçün tarazlığa çatırsınız.

    Görmək problem 2-6, A. Siz kanal vasitəsilə daşınmasını istisna edə bilərsinizmi?

    D. Aktiv Nəqliyyat (4 və 5-ci hallar)

    1. Əyri №1 : yayla olduqda, [X]in [X]-dən böyükhəyata -- çünki maddənin hərəkəti başqa bir enerji buraxma reaksiyası ilə bağlıdır. (Bu, X reaksiyasını izlədiyimizi güman edirhəyata --> X in)

    2. Əyri #2 doyurur. İştirak edən ferment kimi zülal -- daşıyıcı və ya nasos rolunu oynayır.

    3. Enerji: Tez geri qaytarıla bilməz Kek deyil = 1 və standart delta G deyil = sıfır. Ümumi reaksiya adətən böyük, mənfi standart delta G-yə malikdir, çünki in ümumi reaksiya X-in daşınması (yuxarı, qradientə qarşı) II-də göstərildiyi kimi çox eniş reaksiyası ilə əlaqələndirilir. B. yuxarıda. Aşağı reaksiya yadır

    a. ATP-nin parçalanması (ilkin aktiv nəqliyyatda) və ya

    b. Bəzi ionların (deyək ki, Y) qradiyentindən aşağı hərəkəti (ikinci dərəcəli aktiv nəqliyyatda).

    4 . İkinci dərəcəli aktiv nəqliyyat -- ATP necə uyğun gəlir? Proses 2 mərhələdə baş verir:

    a. Addım 1. Hazırlıq mərhələsi: ATP-nin parçalanması bəzi ionların (deyək ki, Y), adətən bir kation olan qradiyenti yaradır.

    b. Addım 2. İkincil Aktiv Nəqliyyat Müvafiq: Y qaçır aşağı onun qradiyenti və əldə edilən enerji X-i idarə etmək üçün istifadə olunur yuxarı onun gradienti. Bax Bekker əncir. 8-10.

    c. Ümumilikdə: Addım (1) əsas aktiv daşıma mərhələsidir (2) ikinci dərəcəlidir və Y qradiyenti dağılana qədər (ATP olmadıqda) davam edə bilər. Qeyd edək ki, (1) addım ATP olmadan ümumiyyətlə baş verə bilməz, lakin (2) addım ATP olmadan davam edə bilər (bir müddət).

    5. İki növü bir-birindən necə ayırd edirsiniz? Birincili ATP-nin parçalanmasından birbaşa asılıdır, ikincil ATP olmadıqda belə, Y qradiyenti azalana qədər davam edəcəkdir.

    Problem 2-2 cəhd edin.

    6. Bəzi Nümunələr və Mümkün mexanizmlər (modellər üçün paylama materialı 4B, mətnlər və animasiyalara baxın). Animasiyalar üçün linklərə klikləyin.


    Mühazirə 05: Membranlar və nəqliyyat - Biologiya

    BIOL 1013 - HÜCEYANIN BİOLOGİYASI

    Aşağıdakı mətn və material Hüceyrə Biologiyası (BIOL 1013) kursunun üçüncü hissəsində verdiyim bəzi mühazirələrimin əsasını təşkil edən bəzi qeydlərimin surətini təmsil edir. Öz qeydlərinizə, paylama materiallarına və dərsliyə müraciət edin (əsas hüceyrə biologiyası, 2-ci nəşr, Alberts, et al. 2004 - oxu tapşırıqları proqramda var) əlavə məlumat üçün. Aşağıdakı sənəddə hər hansı bir səhv qeyd etsəniz, bunu diqqətimə çatdırsanız çox şad olaram. 11, 12, 13 və 14-cü fəsillərdə sadalanan OXU MƏLUMATLARI dərsliklə üst-üstə düşür əsas hüceyrə biologiyası, 2-ci nəşr, Alberts, Bray, Hopkin, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, & Walter, 2004, Garland Science - Taylor & amp Francis Group tərəfindən nəşr edilmişdir.

    Çox faydalı məlumat üçün aşağıdakı Veb saytına daxil olun: Biologiya I Animasiyalar, Filmlər və İnteraktiv Təlim Linkləri. Kateqoriyalara baxın: Hüceyrə Nəqliyyatı, Hüceyrə Tənəffüsü və Fotosintez. Xüsusilə, McGraw-Hill Publisher-in bu saytda yerləşdirilən animasiyalarına baxın. Siz bunu olduqca məlumatlandırıcı tapa bilərsiniz.

    MEMBRANIN TURUMU VƏ FUNKSİYASI

    Bioloji membranlar fosfolipiddən (hidrofob quyruqlar - yağ turşuları və hidrofilik başlıqlar - fosfat qrupu) ikiqatlı və zülallardan (periferik və inteqral və ya transmembran) zülallardan ==> Membran quruluşunun maye mozaika modelidir.

    Yağ turşusu quyruqları doymamış olarsa, onlar əyilir və bu, membranın axıcılığını artırır və onu daha qeyri-sabit edir. Xolesterol (heyvanlar) və erqosterol (göbələklər) kimi digər lipidlər membrana inteqrasiya olunur.

    Bioloji membranların xassələri

    Düşüncə təcrübəsi: Tərkibində 2% saxaroza olan stəkan yumşaq bir şəkildə distillə edilmiş su olan daha böyük stəkana qoyulur. Saxaroza konsentrasiya qradiyenti boyunca kiçik stəkandan daha böyük stəkana yayılmağa meyllidir. Su, həmçinin yüksək konsentrasiyalı bölgədən (ətrafdakı distillə edilmiş su) aşağı konsentrasiyalı bölgəyə (məhlulun - saxarozanın olması ilə yerdəyişən su) stəkan içərisinə yayılmağa meylli olacaq.

    Kiçik stəkanın səthinə yarımkeçirici membran (yəni su keçirən, lakin saxaroza keçirməyən) yerləşdirsəniz, saxaroza baryeri keçə bilməz, ancaq su keçə bilər! Osmos suyun konsentrasiya qradiyenti boyunca diferensial keçirici membran boyunca hərəkətidir.

    Suyun potensial (saxlanılan) enerjisi = təzyiq vahidlərində ifadə olunan su potensialı (bar və ya meqapaskal - Mpa). Su yüksək konsentrasiyalı (daha yüksək potensial) bölgədən daha aşağı konsentrasiyalı (və ya daha aşağı potensial) bölgəyə keçməyə meylli olduqda, buna su potensialı deyilir. Bir membran əlavə edin, buna osmotik potensial deyilir.

    TONİKLİK (tonus = gərginlik)

    Bu terminlərin istifadəsi həmişə başqa bir həll ilə əlaqəlidir. Misal üçün:

    TURQOR TƏZİQİ - Hüceyrəyə daxil olan su hüceyrə membranını hüceyrə divarına doğru itələyir və turgor təzyiqinə səbəb olur. Vakuol/sitoplazmadan suyun itməsi hüceyrə tərkibinin kiçilməsinə və ya PLAZMOLİZƏ səbəb olur. Bitki hüceyrələrindən su itkisi toxumaların solmasına səbəb olur!

    Qırmızı qan hüceyrələri və ya qırmızı qan hüceyrələri və ya eritrositlər:

    Asanlaşdırılmış diffuziya bir kanal və ya daşıyıcı zülal vasitəsilə baş verir, qapı açılır və bağlanır və ya darvaza davamlı olaraq açıq qalır. Proses konsentrasiya qradiyenti boyunca işləyir və heç bir enerji girişi tələb etmir ==> PASSİV NƏQLİYYAT!.

    AKTİV NƏQLİYYAT ==> maddənin konsentrasiya qradientinə qarşı membran vasitəsilə daşınması və enerji daxil edilməsini tələb edir (ATP-dən yüksək enerji bağı).

    Kotransport üçün quraşdırma adətən hüceyrə tərəfindən enerji sərmayəsi tələb edir. Kanal zülalı bir maddənin digərinə keçməsinə imkan verir. Hər iki maddə membran boyunca birlikdə (simport) və ya bir-birinə əks istiqamətdə (antiport) hərəkət edə bilər.

    İon nasosları maddələrin membrandan keçməsi üçün elektrokimyəvi gradientdən istifadə edir.

    EKZOSİTOZ - membran daşınmasını yan keçir və böyük molekulların və miqdarların membrandan hüceyrəyə keçməsinə imkan verir.

    Hüceyrə tənəffüsü - kimyəvi enerjinin (qlükoza molekulunu bir yerdə saxlayan kimyəvi bağlarda tapılır) fosfat qruplarını adenozin trifosfata (ATP) saxlayan kimyəvi bağlara çevrilməsi. Proses, hər addımda müəyyən bir fermentin vasitəçiliyi ilə şəkərin addım-addım deqradasiyasıdır.

    ATP = enerji valyutası. Vəziyyətin analoqu, əgər qlükoza bir dollarlıq əskinas olsaydı, ATP bir dəstə nikel və ya qəpik olardı.

    Hüceyrə tənəffüsü oksigenin mövcudluğu və ya olmaması ilə baş verə bilər:

    Anaerob metabolizm (oksigenin olmaması) = fermentasiya (spirtli və ya laktik turşu fermentasiyası).

    Aerob metabolizm (oksigenin olması tələb olunur) = oksidləşdirici fosforlaşma.

    Həm anaerob, həm də aerob metabolizm və ya tənəffüs altı karbonlu şəkərin (qlükoza) piruvat adlanan üç karbonlu birləşmənin iki molekuluna parçalanması ilə başlayır. Bu proses QLİKOLİZ (ŞƏKƏR PARÇASI REAKSİYASI) adlanır və sitoplazmada başlayır., Qlikolizin davam etməsi üçün iki ATP lazımdır və nəticədə 4-ü istehsal olunur, ATP-nin xalis gəliri 2 ATP-yə bərabər olur. Piruvat aerob tənəffüs (oksigenlə) üçün çoxlu ATP molekulları (34 ATP) və ya fermentasiya (yalnız 2 ATP + 2 NADH verir) üçün istifadə edilə bilər. Yalnız mitoxondriyaları olan eukaryotik hüceyrələrə sahib olan orqanizmlər oksigenin mövcudluğunda tənəffüs edə bilirlər. Müəyyən növ bakteriya və mayalar piruvatı etanola (spirt) və karbon dioksid molekuluna (pivə, şərab və yüksələn çörək xəmirində rast gəlinir) çevirə bilər. Digər növ bakteriya və heyvan hüceyrələri piruvatı laktik turşuya çevirə bilər (qatıqda, duzlu kələmdə və çox işləyən əzələlərdə olur). Qlükoza yalnız qismən parçalandığı üçün ATP şəklində az enerji tutulur (xalis cəmi 2 ATP və 2 NADH). Bunu ona görə bilirik ki, spirt yandırsanız, enerji istilik və işıq şəklində ayrılır.

    Aerob tənəffüs üçün ümumi tənlik belədir:

    Glikoliz nəticəsində yaranan piruvat (3 karbonlu birləşmə) su və karbon qazından başqa bir şeyə parçalanana qədər digər ferment vasitəçiliyi ilə baş verən kimyəvi reaksiyalarla daha da parçalanır. Bu, KREBS DÖVRÜ (TCA dövrü də adlanır - trikarboksilik turşu dövrü və limon turşusu dövrü) adlanan proses zamanı baş verir. Bu proses zamanı 6NADH, 2FADH molekulları2və 2ATP əmələ gəlir. Krebs dövrünün kimyəvi reaksiyaları prosesin əvvəlində piruvatdan (bir NADH istehsal edən) yaranan asetil KoA-nın davamlı tədarükü mövcud olduğu müddətcə öz-özünə qidalanmağa davam edən məhsullar istehsal edir. Krebs dövrünün məhsulları (NADH, FADH2) tənəffüsün növbəti mərhələsini, yəni Elektron Nəqliyyat Oksidləşdirici Fosforlaşmanı qidalandırmaq üçün istifadə olunur. Elektronlar və hidrogen ionları sərbəst buraxılır (NAD +, FAD + verir). Elektronlar bir elektron qəbuledici molekuldan digərinə köçürülür. Bu elektron qəbuledicilər mitoxondrinin daxili membranına yerləşdirilir. Bunlar membran boyunca irəli və geri hərəkət etdikcə, bu elektronların tərkibindəki enerji əlavə hidrogenləri membrandan kənar bölməyə daşımaq üçün istifadə olunur. NADH və FADH-dən ayrılan hidrogenlər2, bu konsentrasiyanı daha da artırın. Hidrogen ionları elektronlar və oksigenlə birləşdikdə (son elektron qəbuledicisi) su əmələ gətirən zaman daxili bölmədən çıxarılır. Nəticədə mitoxondrinin xarici və daxili bölmələri arasında elektrokimyəvi konsentrasiya qradiyenti yaranır. Bu ionların kanal zülalından (ATPaz və ya ATP sintaza) keçərək membran vasitəsilə yenidən daxili bölməyə yayılmasına icazə verilir - bu proses kemiosmoz adlanır Hidrogen ionları bu kanal zülalından keçərkən, onlar ADP arasında kimyəvi reaksiya verirlər. və ATP istehsal etmək üçün Pi. Hər bir NADH molekulunun 3 ATP molekulu FADH yaratmaqdan məsul olduğu təxmin edilir.2 = 2 ATP.

    Avtotroflar - "özünü qidalandıran". Nümunələrə fotosintetik orqanizmlər (məsələn, siyanobakteriyalar, yaşıl yosunlar və bitkilər) daxildir.

    Heterotroflar - "other qidalandırıcı". Nümunələrə bakteriyalar, bəzi protistlər (məsələn, amöblər, paramecia, lil qəlibləri), göbələklər, fotosintetik olmayan parazit bitkilər (məsələn, dodder, hind borusu) və heyvanlar daxildir.

    Metabolizm - enerji əldə etmək və istifadə etmək qabiliyyəti.

    Hər dəfə enerji ötürülməsi baş verdikdə, enerjinin bir hissəsi istilik şəklində itirilir.

    fotosintez - günəşdən gələn işıq enerjisinin qlükoza və ATP-nin kimyəvi əlaqə enerjisinə çevrildiyi ferment vasitəçiliyi ilə baş verən reaksiyalar toplusu.

    Fotosintez üçün ümumi kimyəvi reaksiya:

    Eukariotlarda fotosintezlə əlaqəli orqanoid xloroplastdır. Xlorofillər a və b, işığı udma piqmentləri (karotenoidlər kimi köməkçi piqmentlərlə birlikdə) xloroplastın içərisində qran və membran sistemini (tilakoid daxili - pH 5.0) təşkil edən tilakoid membrana yerləşdirilir. Qran və tilakoid membran sistemi stroma ilə əhatə olunmuşdur (pH 8.0).

    Bitkilər niyə yaşıldır? Tilakoiddə xlorofil piqmentinin (a və b) olması xloroplastı yaşıl rəngdə göstərir. Elektromaqnit spektrinin görünən spektri daxilində günəş işığı müxtəlif dalğa uzunluqlarından və ya işığın rənglərindən ibarətdir. İşıq yarpağa dəydikdə işığın bir hissəsi udulur, bir hissəsi yarpaqdan keçir və ya ötürülür (filtrdən keçən işıq kimi), qalan hissəsi isə əks olunur. Yarpaqların yaşıl olmasının səbəbi qırmızı və mavi kimi rənglərin udulması, yaşıl və sarının isə sizə əks olunmasıdır. İşıq gözünüzün tor qişasına düşəndə ​​beyniniz bunu yaşıl rəng kimi qəbul edir. Bu fenomen həm də hər hansı bir obyekti niyə başqa bir rəngə qarşı bir rəng kimi gördüyümüzü izah edir. Qırmızı olan cisimlər işığın qırmızı dalğa uzunluqlarını əks etdirir və bütün digər dalğa uzunluqlarına malik olan qara olan obyektlər az işığı əks etdirir, işığın çoxu udulur, ağ kimi görünən obyektlər işığın çox hissəsini əks etdirir, az işıq udulur.

    Günəş işığının tərkibində enerji var, lazımi şəraitdə enerjinin digər formalarına çevrilə bilər: məsələn, kimyəvi bağ enerjisi, elektrik, kinetik enerji, istilik və s.

    İşıq həm dalğa, həm də hissəcik kimi xüsusiyyətlərə malikdir. Foton adlanan enerji paketləri. İşığın dalğa uzunluğu nə qədər qısa olarsa, bir foton üçün bir o qədər çox enerji var. İşığın dalğa uzunluğu nə qədər uzun olarsa, bir foton üçün bir o qədər az enerji var. İşığın dalğa uzunluqları nanometr adlanan çox kiçik vahidlərlə ölçülür.

    Fotosintez iki əsas mərhələdə davam edir: (1) İşığa bağlı reaksiyalar zamanı işıq enerjisi xloroplastlardakı piqmentlər tərəfindən tutulur və hidrogen ionları, elektronlar və oksigen əldə etmək üçün su parçalanır. İşıq maqnezium atomunun elektronlarına dəydikdə o, həyəcanlanır. Elektronlar daha yüksək enerji səviyyəsinə atılır və enerji flüoresansla (daha uzun dalğa uzunluqlu və daha az enerjili fotonlar vasitəsilə) antena kompleksində bir piqment molekulundan digərinə reaksiya mərkəzində "tutulana" Bu enerjili elektron xloroplastın tilakoid membranında yerləşdirilmiş elektron daşıma sisteminə ötürülür. Elektronlar, hidrogen ionlarını və oksigeni azad edən suyun parçalanmasından (fotoliz) əmələ gəlir. Elektronlar tilakoid membranda bir elektron qəbuledicisindən digərinə keçir, Fotosistem II (P680) ilə başlayır və Fotosistem I (P700) vasitəsilə hərəkət edir. Enerjili elektronlar və hidrogen ionları qeyri-tsiklik fotofosforilasiya və kemiosmoz (kanal zülalı, ATPaz və ya ATP sintazasından keçən hidrogen) və NADPH (NADP + ) yolu ilə ATP yaratmaq üçün istifadə olunur. Əvvəlcə işıqda olan enerji indi ATP və NADPH ilə əlaqəli kimyəvi bağlarda mövcuddur. Yuxarıda qeyd olunan üsul (qeyri-tsiklik fotofosforlaşma) eukaryotik bitkilərdə - yosunlarda, mamırlarda, qıjılarda, iynəyarpaqlarda və çiçəkli bitkilərdə baş verir. Prokaryotlarda (siyanobakteriyalarda) siklik fotofosforlaşma baş verir, elektronlar təkrar-təkrar istifadə olunur. Nəzərə alın ki, siklik fotofosforlaşmada oksigen və ya NADPH əmələ gəlmir.

    (2) İşıqdan asılı reaksiyalar tilakoid membran sistemi ilə əlaqələndirilir. ATP və NADPH-dəki enerji işıqdan asılı olmayan reaksiyalar zamanı CO-dakı karbonu "fiks" üçün istifadə olunur.2 daha mürəkkəb karbohidrat istehsal etməklə. "Qaz karbonun" tutulması və "bərk" karbon birləşmələrinə daxil edilməsi üçün cavabdeh olan ferment vasitəçiliyi ilə baş verən kimyəvi reaksiyalar silsiləsi KALVİN-BENSON DÖVRÜ adlanır (həmçinin C adlanır).3 fotosintez). Əvvəlcə CO ilə reaksiya verərək prosesi başlatan ferment2 ribuloz bifosfat karboksilaza adlanır. Bu, yer üzündə istehsal olunan ən bol təbii zülaldır.


    Hüceyrə Biologiyası 05: Sitoskeleton Hissə I: Aktin

    The sitoskelet Hüceyrə üçün çox şey var: hüceyrəyə forma verən struktur iskele, hüceyrədaxili nəqliyyat sistemi, hüceyrə hərəkətliliyinin aparıcısı və hüceyrə bölünməsinin vasitəçisi, ən vaciblərindən bir neçəsini sadalayaq. Müvafiq olaraq, sitoskeletonun iki ən vacib hissəsinə həsr olunmuş iki mühazirə oxuyur: bu həftə aktin (aşağıda qırmızı) və gələn həftə mikrotubullar (mavi rəngin altındakı yaşıl nüvələrdir).

    Sitoskeleton membrana və bəzi orqanellələrə bağlı dinamik 3D zülal şəbəkəsidir. Sitoskeletonun hər biri xüsusi zülal vahidlərinin zənciri olan üç element var:

    Sitoskeleton modul olduğundan, ayrı-ayrı zülalların polimerlərindən ibarət olduğundan, hüceyrə formasını dəyişdirmək, hərəkət etmək və stimullara cavab vermək üçün genişlənə və ya büzülə bilər. Sitoskeletal sistemlər hüceyrə tiplərinə görə çox dəyişir, qismən hüceyrə xaricindən alınan siqnallara cavab verir.

    Bugünkü mühazirə mikrofilamentlərə diqqət yetirəcək, lakin burada qısaca digər iki şeyə qısa girişdir. Mikrotubullar orqanoidlər üçün təşkilati çərçivə təmin edərək hüceyrə boyunca uzanır. Onlar eukariotlarda kirpiklərə və bayraqlara forma verirlər və mitoz zamanı bacı xromatidləri bir-birindən ayıran millər əmələ gətirirlər. Aralıq filamentlər toxumalara xasdır. Onlar nüvəni və nüvə membranını dəstəkləyir, hüceyrənin struktur dəstəyini təmin edir və saç, dəri və dırnaq hüceyrələrində maneə əmələ gəlməsini təşviq edir. Bildiyimizə görə, onların heç bir nəqliyyat rolu yoxdur –, yəni yox motor zülallarının üzərində gəzmək üçün substratlar. Bunun əksinə olaraq, mikrofilamentlər və mikrotubullar həm nəqliyyat sistemi kimi xidmət edir. ATP ilə təchiz edilmiş kinesin və dinein mikrotubullar (müvafiq olaraq anterograd və retrograd) üzərində gəzir, belə ki, növbəti mühazirə daha ətraflı müzakirə olunacaq. Miyozin aktin mikrofilamentləri üzərində gəzir, bugünkü mühazirənin diqqət mərkəzindədir.

    Mikrofilamentlər aktin polimerləridir. Aktin bağlayan zülalların başgicəlləndirici müxtəlifliyi ilə müxtəlif yollarla bir yerdə tutularaq mürəkkəb strukturlar əmələ gətirə bilərlər. Mikrofilamentlər plazma membranını təşkil edir: heyvan hüceyrələrində membranın altında aktinlə zəngin təbəqə olan ‘hüceyrə korteksi‘ var. Aktin həm də mitoz zamanı hüceyrəni ikiyə bölən kontraktil halqa əmələ gətirir.

    Aktin mikrofilamentinin formalaşması Hüceyrənin Daxili Həyatı videosunda təsvir edilmişdir, baxmayaraq ki, bu, həqiqətən də bu zəhmli videonun bəlkə də ən az sevdiyim hissəsidir. Susan Lindquist qeyd etdi ki, bu video hüceyrədə baş verənləri vizual olaraq anlaşıqlı etmək üçün iki böyük fədakarlıq edir: (1) konsentrasiya və (2) sürət. Videonun zərif mənfi məkanından fərqli olaraq, hüceyrədəki bütün molekullar bir-birinin yanında yığılıb, bir-birinin yanından sürüşərək və davamlı olaraq qarşılıqlı əlaqədə olur. Bədən istiliyində olan molekullar saatda təxminən 25 mil sürətlə hərəkət edir, hüceyrə isə [vikikitablar] boyunca cəmi 10-30 μm, yəni hər keçən saniyə molekulyar qarşılıqlı əlaqə üçün astronomik imkanlar yaradır. Bu iki amil –sürət və sıxlıq – hüceyrədə baş verən hər şey üçün çox vacibdir və onları buraxmaq hər hansı bir video təsviri üçün zəruri qurbandır, lakin mənim üçün aktin əmələ gəlməsini göstərməkdə xüsusilə problemlidir. Bu videoda elə görünür ki, aktin zülalları sehrli şəkildə birləşərək filamentlər əmələ gətirir:

    Aktin mikrofilamentləri həmçinin hərəkətli hüceyrələrin irəli hərəkətliliyi üçün vacib olan iki struktur olan lamellipodiya və filapodiya əmələ gətirir. Lamellipodiyalar sitoplazmanın içərisində miqrasiya edən hüceyrələrin ‘front’-də hamar qabaqcıl kənarını genişləndirən tor kimi aktin filamentləri şəbəkəsidir. Filapodiya, daha çox əyri kənarı uzanan barmaqvari, tikanlı aktin filamentlərinin çıxıntılarıdır. Hər ikisi bəzi hüceyrələrdə düzgün hüceyrə miqrasiyası üçün tələb olunur və hər ikisi mikrofilamentlərin müxtəlif üst quruluşlarına səbəb olan müxtəlif təşkiledici zülallarla birlikdə aktindən ibarətdir. Aktin həm də mikrovillilərin struktur komponentidir, yalnız bəzi hüceyrə tiplərində (bağırsaqlar və yumurtalıqlar) və əzələlərin daralması üçün vacib olan stress liflərində müşahidə olunan başqa bir xüsusiyyətdir və hüceyrələri bir-birinə bağlayan qovşaqları (epitelial hüceyrələr və kardiomiositlər) yapışdırır.

    Aktin üç əsas izoforma ilə gəlir (və bir neçə kiçik izoforma burada toxunmayacağıq). Böyük üçlük alfa-aktin, beta-aktin və qamma-aktin adlanır və üç gen ACTA1, ACTB və ACTG1 tərəfindən kodlanır. Hər bir izoformdur

    Bunlardan 25-i bu üç izoforma arasında dəyişir və yalnız 20%-i yosunlardan insanlara növlər arasında dəyişir, bu da güclü qorunma olduğunu göstərir. Lakin bu kiçik dəyişkənlik izoformalar arasında funksiyada böyük fərqlərə səbəb olur. Alfa kontraktil strukturlarda vacibdir, məsələn, mitoz üçün kontraktil halqa beta hüceyrə korteksində və hərəkətli hüceyrələrin qabaqcıl kənarında (lamellipodiya və filapodiya) və qamma stres liflərində vacibdir. Birlikdə bunlar əzələ hüceyrələrində hüceyrə kütləsinin 10%-ni təşkil edir [Vikipediyaya görə 20%-ə görə].

    İzoformdan (alfa/beta/qamma) asılı olmayaraq, aktin monomer olduqda G-aktin (globulyar üçün), polimer olduqda isə F-aktin (f iləmentli üçün) adlanır. Aktin monomerləri ‘tikanlı’ (+) ucu və ‘guşəli’ (-) ucu ilə qütbdür. Sitoskeletin spikerlərində (+) ucu hüceyrə səthinə, (-) isə hüceyrənin mərkəzinə işarə edir. (-) ucunda ATP bağlayıcı yarıq var və ümumiyyətlə polimerləşmək üçün aktin ya ADP, ya da ATP-ni bağlamalıdır, ATP ilə bağlandıqda polimerləşməyə ADP ilə bağlı olduqdan daha çox meyllidir. Aktinlər adətən bir ionu da bağlayır (əksər hallarda Mg 2+, bəzən K + və ya Na +) və ion konsentrasiyası filament əmələ gəlməsi və ya dissosiasiyaya üstünlük verildiyini müəyyən edir.

    Filamentin formalaşmasının üç mərhələdə baş verdiyi deyilir:

    1. Nüvələşmə. Bu, sürəti məhdudlaşdıran addımdır – aktin monomerləri bir-biri ilə oliqomerlər yaratmaq üçün məhdud yaxınlığa malikdir, lakin mövcud filamentə qoşulmaq üçün daha yüksək yaxınlığa malikdir. Bu, ilk milyonunuzun necə qazanmağın ən çətin olduğu və ya orada başqa kimin olacağını bilənə qədər heç kimin ziyafətə gəlmək istəməməsi kimidir. Xüsusilə, aktin dimerləri çox asanlıqla ayrılır, lakin trimer meydana gəldikdən sonra nisbətən sabitdir və digər G-aktin molekullarını cəlb etmək üçün bir toxum kimi çıxış edə bilər. Görünür, tanqo üçün üç lazımdır.
    2. Uzatma. Nüvələşmə baş verdikdən sonra və ion və G-aktin konsentrasiyalarının ona üstünlük verməsi şərtilə, filament sürətlə uzanacaq.G-aktin monomerləri filamentin (+) ucuna qoşulmağa üstünlük verir, beləliklə uc daha sürətli böyüyəcək, lakin bir çox şəraitdə (-) ucu da böyüyəcəkdir.
    3. Sabit vəziyyət. Nəhayət, filament G-aktinin və lazımi ionların ətrafdakı konsentrasiyalarının kifayət qədər tükəndiyi yerə qədər böyüyəcək ki, filamentdən aktin monomerinin dissosiasiya sürəti uzanma sürətinə bərabər olsun. Dissosiasiya daha çox (-) ucunda və uzanma daha çox (+) sonunda baş verir, beləliklə, hətta tarazlıqda belə filament dinamikdir və ‘treadmilling’ görünüşünə malikdir.

    Yuxarıdakılar bir qədər sadələşdirmədir, çünki filament nüvəsi və uzanma və dissosiasiya arasındakı tarazlıq da aktin bağlayan zülallardan asılıdır. Profilinlər (genlər: PFN1-4) aktin yarığında ADP-nin ATP ilə dəyişdirilməsini təşviq edən kiçik zülallardır: ATP daha çox olduqda ADP-yə bağlı G-aktinin (+) ucuna bağlanır və ADP-ni sərbəst buraxır. baş verəcək mübadilə. Profilin həmçinin (-) son artımı bloklayır, beləliklə, ‘treadmilling’-ni daha da təşviq edir. Kofilinlər (genlər: CFL1, CFL2, DSTN) filamentləri bükür və sabitsizləşdirir, dissosiasiyanı təşviq edir. Timozin beta 4 (gen: TMSB4X) ATP ilə əlaqəli aktini bağlayan və filamentə əlavəni fiziki olaraq bloklayan başqa bir kiçik proteindir –, beləliklə bol ATP şəraitində filamentlərin həddindən artıq uzanmasının qarşısını alır.

    Digər zülallar filamentin uclarını tamamilə ‘cap’, yığılma və ya sökülmənin qarşısını alır. CapZ (genlər: CAPZA1-3, CAPZB) (+) son spesifikdir, tropomodulinlər (genlər: TMOD1-4) (-) spesifikdir və hərəkət etmədikləri üçün sabitlik istəyən qeyri-hərəkətli hüceyrələrdə olur. , genişlənməyən, büzülməyən aktin filamentləri və gelsolin (gen: GSN) (+) son spesifikdir və filamentləri kəsmək üçün Ca 2+-dan asılı qabiliyyətə malikdir.

    Nüvələşmə monomerləri bir araya gətirməyə kömək edən ‘aktin nüvələşən zülallar’ tərəfindən təşviq edilir. Əsasən, forminlər (bir çox gen) uzun, düz sapların əmələ gəlməsinə kömək edir və dimer Arp2/3 (genlər: ARPC2 & amp ARPC3), məsələn, lamellipodiyalarda budaqlanmış filamentlərin əmələ gəlməsinə kömək edir.

    Forminlərin (+) ucunda uzanmağı təşviq edən pişişəkilli kompleksi meydana gətirən iki domen (formin homologiyası 1 və amp 2 üçün FH1 və FH2 adlanır) var. Xüsusilə, FH1 prolinlə zəngindir və profilin (yuxarıya bax) prolinlə zəngin domenlərə cəlb olunur. Beləliklə, formin F-aktinin (+) ucunda asılır və sonra filamentə əlavə edilə bilən ATP ilə əlaqəli G-aktini cəlb edən profilini cəlb edir. Formin beləliklə effektiv şəkildə artır yerli uzadmanın baş verməsi üçün kritik hədddən yuxarı G-aktinin konsentrasiyası. O, həmçinin (+) son qapağın qarşısını alır.

    Formin özü Rho G-zülalları tərəfindən tənzimlənir. Unutmayın, G-protein GTPaz deməkdir, GTP-ni bağlaya və onu enerji mənbəyi kimi ÜDM-ə hidroliz edə bilən bir protein. Müəyyən hüceyrədənkənar siqnallar Rho-nu GTP ilə yükləmək üçün Rho-GEF-ni (bir paylaşılan domenə malik müxtəlif zülalların hər hansı birini) aktivləşdirə bilər. Rho GTP-yə bağlı olduqda (və yalnız o zaman), o, öz işini görə bilməsi üçün pişi konfiqurasiyasında ‘açılır’.

    Arp2/3-dəki Arp, aktinlə əlaqəli zülal deməkdir. Filamentlərin budaqlanmasını təşviq etmək üçün ona NPF (nüvələşməni təşviq edən amil) və WASp (Wiskott-Aldrich Sindromu proteini) lazımdır. Arp və WASp hər ikisi ilə bağlandıqda yan filamentin (yəni (+) və ya (-) ucunda deyil), onlar (-) ucu orijinal filamentin gövdəsinə yönəldilmiş yeni filamentin həmin tərəfə çıxmasına imkan verir. Bu proses həmçinin Rho proteini, Cdc42 (gen: CDC42) tərəfindən tənzimlənir, bu (GTP ilə əlaqəli olduqda) WASp-ni tənzimləyir və bu da öz növbəsində Arp2/3-ü aktivləşdirir.

    adlı bakteriya cinsi Listeria öz mənfəətləri üçün aktin sistemlərimizi necə ələ keçirə biləcəyimizi anladılar. Listeria öz aktin zülalına malikdir, ActA, bu videoda göstərildiyi kimi, onu hüceyrə ətrafında hərəkətə keçirən ‘komet’ yaratmaq üçün öz aktin monomerlərinizi cəlb etmək üçün öz hüceyrələrinizdən Arp2/3 istifadə edir:

    Aktini öyrənmək üçün tədqiqatçılar tez-tez istifadə edirlər:

      -dan Amanita aktin filamentlərinə bağlanan ölüm qapaqları (və onları sabitləşdirir, depolimerləşmənin qarşısını alır) ’ bu həm onun zəhərli olmasının səbəbidir, həm də aktinin G-aktini bağlayan süngərlərdən harada olduğunu görmək üçün görüntüləmə üçün nə üçün faydalıdır? filamentlərin əmələ gəlməsinin qarşısını alır, hüceyrə hərəkətliliyini və qəliblərdən sitokinezi maneə törədir, bu da filamentlərin (+) ucunu bağlayır, uzanmasının qarşısını alır.
  • süngərlərdən jaspakinolide [bax Bubb 2000] bu, aktin dimerlərini stabilləşdirərək nüvələşməni təşviq edir və onların bir trimer yaratmaq üçün kifayət qədər uzun müddət birlikdə qalması ehtimalını artırır və bu nöqtədə bir filamentə uzanmağa başlaya bilərlər. Bununla o, filament formalaşması üçün lazım olan G-aktinin kritik konsentrasiyasını effektiv şəkildə azaldır.
  • Əlbəttə ki, aktin filamentləri özləri müxtəlif üst quruluşlarda təşkil edilmişdir. Çarpaz bağlanan zülallar hansı quruluşun meydana gələcəyini müəyyən etməyə kömək edir. Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi budaqlanmağa kömək edən Arp2/3-ə əlavə olaraq, aşağıdakıları da qeyd etmək lazımdır:

      eyni qütblü (yəni eyni istiqamətdə ‘qütblü’) iki bir-birinə yaxın filamenti birləşdirir), filapodiyada bu kələ-kötür sünbüllərin əmələ gəlməsi üçün vacibdir. (gen: ACTN1), daha böyük bir protein, fimbrindən daha uzaq olan iki filamenti bağlaya bilər. (genlər: FLNA, FLNB, FLNC) bir növ ‘hinge’, iki aktin filamentini böyük bucaq altında bağlayır və beləliklə, aktin filamentlərindən ibarət bir şəbəkə yaratmağa kömək edir.
    • ERM zülalları (ezrin, radixin və moesin) paralel aktin filamentlərini birləşdirir, onların (+) ucları mikrovillilərin uclarına doğru yönəldilir. əks istiqamətlərə yönəlmiş 2 alfa (genlər: SPTA1, SPTAN1) və 2 beta (genlər: SPTB, SPTBN1,2,4,5) alt bölməsindən əmələ gələn tetramerdir. Spektrin kompleksi hər bir ucunda bir aktin filamentini bağlayır və hüceyrə korteksində altıbucaqlıları təşkil edən üçbucaqların meydana gəlməsinin vacib hissəsidir (aşağıya bax).

    (Wikimedia Commons istifadəçisi kupirijo sayəsində)

    Bu spektrin tetrameri Hüceyrənin Daxili Həyatında təsvir edilmişdir:

    İndiyə qədər biz mikrofilamentlərin struktur rolu haqqında danışdıq. Onlar həmçinin ATP ilə işləyən motor zülallarının hərəkət etməsi üçün bir növ qatar relsləri kimi xidmət edən nəqliyyat roluna malikdirlər. Miyozin mikrofilamentlərdə fəaliyyət göstərən əsas motor proteinidir. Onun həm aktini bağlayan, həm də ATP-ni bağlayan ‘başı’, qol kimi çıxış edən ‘boyun’ – uzunluğu miyozinin getdiyi addımı təyin edir – və ‘quyruq’ daşınacaq yükləri bağlayır. Quyruq çox dəyişkəndir, çünki onun ardıcıllığı hansı yükün bağlanacağını müəyyən edir. Baş atdığı hər ‘addım’ üçün bir ATP molekulunu yandırmalıdır. Miyozinlər 13 müxtəlif sinifə daxil olan böyük bir zülal ailəsidir (MYO, MYH və MYL ilə başlayan genlər – H və L ağır və yüngül zəncir komponentləri üçündür). Budur siniflərdən yalnız bir neçəsi:

    • Sinif I miozinlər aktin filamentlərini hüceyrə membranına bağlayır və endositozda iştirak edirlər. Onlarda aktin və ATP-ni birləşdirən yalnız bir ‘head’ var.
    • II sinif əzələlərin daralmasını təmin edir. Onların iki ‘başları’, hansı başları bir-birinə bağlayaraq ‘gəzməyə’ imkan verir.
    • V sinfi ikibaşlıdır və sapların (+) ucuna doğru gedirlər, lakin onlar vaxtlarının çoxunu sadəcə qaçış zolağında gəzməyə sərf edirlər: onlar vezikülləri daşımırlar, sadəcə olaraq onları boşluqda saxlayırlar. hüceyrə periferiyası. Mayada uzun boyun bölgəsi və 6 yüngül zəncir və quyruq sayəsində orqanoidləri təşkil edir. Lakin heyvanlarda mikrotubullar (gələn həftənin mövzusu) orqanoidlərin təşkili ilə məşğul olur.
    • VI sinif ikibaşlıdır və endositik vezikülləri hüceyrəyə daha dərindən götürmək üçün retrograd hərəkəti həyata keçirərək (-) sonuna doğru "yürüyə" bilən sinifdir.

    İnsanlar miozin hərəkətlərini in vitro bir filament sürüşmə testi ilə öyrəndilər: miyozini şüşə tərəfə bağlayın və sonra ATP və flüoresan etiketli aktin filamentlərini əlavə edin və liflərin hansı istiqamətdə hərəkət etdiyini görün. filamentlər hərəkət. Bunlar miozinlərin əksəriyyətinin (VI sinfi istisna olmaqla) (+) sonuna doğru hərəkət etdiyini ortaya qoyan təcrübələrdir, çünki miozin bağlandıqda və filament sərbəst hərəkət edərkən miozinlər (-) ucunu xaricə itələyir. .

    Mikroskop altında əzələ liflərinə baxdığınız zaman iki əsas hissə görürsünüz: qalın filamentlər, miyozin II və nazik filamentlər isə aktindir. Motor neyronları əzələ hüceyrələrinə atəş açdıqda, postsinaptik yollar sarkoplazmatik retikuluma (əzələ hüceyrələrində ER üçün xüsusi söz) Ca 2+ ehtiyatını buraxmaq üçün siqnal verir. Miyozin II Ca 2+-dan asılıdır, ona görə də kalsium sitozola daxil olduqda, miozin II aktinin (+) sonuna doğru qalxmağa çalışmaq üçün ATP-ni yandırmağa başlayır, lakin o, bunu edir. hər iki ucundan, o, əslində hərəkət etmir, əksinə aktin filamentlərini bir-birinə yaxınlaşdırır. Bu, molekulyar səviyyədə əzələ daralmasıdır. Budur video şəklində:

    Və bir az da kiçildildi:

    Hüceyrə hərəkətliliyi təkhüceyrəli orqanizmlərdə qida tapmaq və ovdan qaçmaq, çoxhüceyrəli orqanizmlərdə isə embrion inkişaf, yaraların bağlanması və infeksiya/xəstəliyə nəzarət üçün vacibdir. Hərəkət etmək üçün hüceyrələrin ‘front’ və ‘arxası’ olmalıdır. Ön tərəfdə aktin filamentləri uzanan lamellipodiya və filapodiya vasitəsilə hüceyrəni irəli uzatır. Bu hüceyrələr həmçinin inteqrin kimi membran zülallarının hərəkətin baş verdiyi hüceyrədənkənar matrisə (yaxud laboratoriyada şüşə slayd və s.) yapışdığı bir növ “alt”a malikdir. Hüceyrənin ‘geri’-də, miyozin II / stress lifinin daralması hüceyrəni köhnə yapışma yerlərindən uzaqlaşdırır – tez-tez yapışma zülalları bir-birinə yapışır, quyruqlar hələ də köhnə yapışma səthinə bağlıdır və başlar hüceyrəyə endositozlanır. . Ön və arxada adapter zülalları (müvafiq olaraq Arp2/3 və formin) membrana bağlanmış G zülalları vasitəsilə aktin şəbəkəsini plazma membranına birləşdirirlər: öndə Arp2/3 membranla bağlanmış G zülallarına bağlanır. Hüceyrədənkənar siqnallar tez-tez G zülalları, əsasən Rac, Cdc42, GDI (ÜDM yerdəyişməsi/dissosiasiya inhibitoru) daxil olmaqla Rho ailəsi zülalları vasitəsilə siqnal verməklə hüceyrəni hərəkət etməyə vadar edir.

    müzakirə bölməsi

    Suraneni 2012 ARPC3 nokautu üçün homozigot olan siçan fibroblastlarını tədqiq etdi, beləliklə funksional Arp2/3 kompleksi yoxdur. Hüceyrələr lamellipodiya əmələ gətirə bilmədi. Onlar hələ də filopodiyaya bənzəyən, lakin Suraneninin molekulyar səviyyədə xarakterizə etmədiyi bir şey əmələ gətirdilər. Hüceyrələr hələ də hərəkət edirdilər, lakin istiqaməti yox idi – –, onlar daha çox təsadüfi gəzinti kimi hərəkət edirdilər və epidermal böyümə faktorunun (EGF) qradienti əlavə edildikdə, onlar daha sürətli hərəkət etdilər, lakin qradiyentlə nəzərdə tutulduğu kimi yuxarı qalxa bilmədilər.

    Erik Vallabh Minikel haqqında

    Erik Vallabh Minikel prion xəstəliyinin qarşısını almaq üçün ömürlük axtarışdadır. O, MIT və Harvardın Geniş İnstitutunda yerləşən alimdir.


    2-ci hissə: Qlükoza daşıyıcısının alternativ girişi

    00:00:09.01 Salam. Mən Nieng Yan.
    00:00:10.05 Mən Tibb Məktəbində professoram,
    00:00:13.28 Tsinghua Universiteti, Pekin, Çin.
    00:00:15.02 iBiology seminar seriyasına xoş gəlmisiniz.
    00:00:17.25 2-ci hissədə,
    00:00:19.13 Mən sizinlə bölüşmək istərdim
    00:00:20.29 Laboratoriyamdakı əsas tədqiqat marağı.
    00:00:24.03 Yəni, strukturun aydınlaşdırılması
    00:00:25.29 çox fundamental bir fizioloji prosesin
    00:00:29.16 , qlükozanın hüceyrə qəbulu.
    00:00:33.25 Hamımız bilirik ki, qlükoza əsas enerji mənbəyidir
    00:00:37.10 Yer üzündəki həyatın əksəriyyətinə.
    00:00:39.28 Biokimya dərsliyindən
    00:00:42.23 və ya hüceyrə biologiyası,
    00:00:44.10 hamınız qlükozanın necə yandırıldığını öyrəndiniz
    00:00:48.08 həyatı dəstəkləmək üçün enerji buraxmaq.
    00:00:50.14 Biz glikoliz vasitəsilə bilirik,
    00:00:52.08 bir qlükoza molekulu bölünür
    00:00:55.29 iki piruvat molekulu,
    00:00:57.06 və bu proses zamanı
    00:00:59.01 iki ATP molekulu yaranır.
    00:01:01.23 Və aerob şəraitdə,
    00:01:05.13 piruvat molekulları
    00:01:08.06 TCA dövrü ilə daha da yandırılır,
    00:01:10.24 və ya limon turşusu dövrü,
    00:01:13.02 və elektron daşıma zənciri,
    00:01:15.17 karbon qazı yaratmaq.
    00:01:20.03 Və bu proses zamanı.
    00:01:21.20 Demək istəyirəm ki, əgər bu tam metabolizmdirsə,
    00:01:24.05 sonra bir qlükoza istifadə edilə bilər
    00:01:26.26 30-dan çox ATP molekulu istehsal edir.
    00:01:30.00 Bu, bütün həyat üçün enerji valyutasıdır.
    00:01:34.13 Bununla belə, qlükoza mübadiləsindən əvvəl,
    00:01:38.12 Bir kritik addım da var
    00:01:40.17 -- qlükozanı hüceyrəyə qəbul etməkdir.
    00:01:44.15 1-ci hissədən,
    00:01:46.07 Mən sizə artıq qlükoza dedim
    00:01:47.28 yüksək hidrofilikdir,
    00:01:51.08 bu o deməkdir ki, onlar suda həll olurlar.
    00:01:52.08 Bununla belə, hüceyrə əhatə olunub
    00:01:56.22 hidrofobik lipid iki qatı.
    00:01:57.26 Beləliklə, qlükoza hüceyrəyə daxil ola bilməz
    00:02:00.02 sərbəst diffuziya vasitəsilə.
    00:02:01.13 Fərqli zülallar olmalıdır
    00:02:04.24 bu prosesə vasitəçilik etmək.
    00:02:06.18 Bu zülallara qlükoza daşıyıcıları deyilir.
    00:02:10.14 Beləliklə, burada gördüyümüz kimi,
    00:02:14.19 qlükoza daşıyıcısı vacibdir,
    00:02:16.16 qlükozanın hüceyrə qəbulu üçün vacibdir.
    00:02:20.07 Və illər boyu,
    00:02:23.14 biz müxtəlif növ qlükoza daşıyıcılarını müəyyən etdik,
    00:02:27.01 və daha çox qlükoza daşıyıcısı müəyyən edilir,
    00:02:31.06 lakin bunların hamısı arasında,
    00:02:33.03 ən ciddi şəkildə xarakterizə edilənlər
    00:02:37.13 burada göstərildiyi kimi GLUT adlanır,
    00:02:38.25 G-L-U-T,
    00:02:40.26 qlükoza daşıyıcıları.
    00:02:43.18 Beləliklə, insan bədənində,
    00:02:47.22 adlı böyük bir ailə var
    00:02:49.15 əsas köməkçi superfamily,
    00:02:51.07 və GLUTs bu ailəyə aiddir.
    00:02:52.16 Hətta GLUT ailəsində belə,
    00:02:54.23 14 müxtəlif izoforma var
    00:02:57.01 toxuma spesifikliyini nümayiş etdirən
    00:02:59.28 və substratın spesifikliyi.
    00:03:02.05 Burada ümumiləşdirildiyi kimi, məsələn,
    00:03:05.04 GLUT1 beyin və qırmızı qan hüceyrələrində işləyir,
    00:03:08.28 və GLUT2 qaraciyər üçündür.
    00:03:11.28 GLUT3 həmçinin neyron qlükoza daşıyıcısı adlanır,
    00:03:14.27 neyronlarda fəaliyyət göstərdiyini göstərir.
    00:03:17.10 Və GLUT4 çox məşhurdur
    00:03:19.14 -- adipositlərə və əzələ hüceyrələrinə qlükozanı qəbul edir.
    00:03:24.27 Beləliklə, bunlar dörd ən məşhur GLUT-lardır
    00:03:28.19 -- GLUT 1, 2, 3, 4.
    00:03:30.13 Və digər 10 fərqli izoforma üçün,
    00:03:32.28 təəssüf ki, bəziləri üçün,
    00:03:35.07 onların substratları xasiyyətsiz qalır.
    00:03:38.24 Oh, bundan əlavə, bu qlükoza daşıyıcıları üçün,
    00:03:41.07 bir-biri ilə ardıcıl oxşarlığına baxmayaraq,
    00:03:44.00 əslində ola bilər
    00:03:47.11 qlükoza üçün müxtəlif bağlama yaxınlıqları
    00:03:51.06 və digər oxşar şəkərlər üçün,
    00:03:54.19 və onların müxtəlif dövriyyə dərəcələri var.
    00:03:56.24 Məsələn, GLUT1 qəbul edə bilər
    00:04:00.25 saniyədə 1200 qlükoza,
    00:04:04.09 amma bu. bəli, çox sürətli.
    00:04:06.13 lakin, GLUT3.
    00:04:08.19 GLUT3 üçün rəqəm 6000-dir.
    00:04:10.09 GLUT1-dən beş qat daha sürətli,
    00:04:13.15 və bu heyrətamizdir.
    00:04:15.05 Əsaslarına görə
    00:04:18.02 fiziologiyada əhəmiyyəti,
    00:04:19.28 təsəvvür edə bilərsiniz,
    00:04:21.10 bu zülalların nasazlığı və ya səhv tənzimlənməsi
    00:04:24.29 müxtəlif xəstəliklərlə əlaqələndirilir.
    00:04:28.17 Məsələn, GLUT1 çatışmazlığı sindromu
    00:04:31.20 əslində nadir bir genetik xəstəlikdir
    00:04:34.13 erkən başlanğıc nöbet ilə özünü göstərir
    00:04:37.24 və ya inkişafın ləngiməsi.
    00:04:40.10 Və GLUT2, çünki qaraciyərlə əlaqəlidir.
    00:04:43.15 Beləliklə, GLUT2 mutasiyaları
    00:04:46.11 ilə əlaqələndirilir
    00:04:50.12 Fanconi-Bickel sindromu adlı xəstəlik növü.
    00:04:52.24 Və getdikcə daha çox sübut bunu göstərir
    00:04:57.02 GLUT1 və GLUT3 xərçəng hüceyrələrində həddindən artıq ifadə edilir,
    00:05:01.19 xüsusilə bərk şiş hüceyrələri,
    00:05:04.11 sözdə Warburg effektinə görə.
    00:05:06.01 Mən sizə indicə dedim,
    00:05:08.26 oksigen olmadan bir qlükoza ola bilər
    00:05:11.23 piruvata çevrildi.
    00:05:13.01 Bu proses zamanı iki ATP molekulu yaranır.
    00:05:15.17 Bununla belə, oksigen varlığında,
    00:05:18.23 yəni aromatik.
    00:05:20.18 və ya üzr istəyirik, aerobik şərtlər,
    00:05:22.28 haqqında. Demək istəyirəm ki, 30-dan çox ATP molekulu
    00:05:25.02 yaradıla bilər.
    00:05:26.10 Bərk şişlər üçün,
    00:05:27.26 adətən hipoksik şəraitdə olur.
    00:05:30.23 Yəni. bilirsiniz, bu, yalnız ola bilər deməkdir.
    00:05:34.22 bir qlükoza yalnız iki ATP yarada bilər.
    00:05:37.10 Nəticədə, daha çox qlükoza daşıyıcıları
    00:05:39.25 ifadə edilməlidir
    00:05:43.14 daha çox şəkər götürmək üçün
    00:05:46.08 bu məbləğləri kompensasiya edin.
    00:05:47.23 Və GLUT4 üçün,
    00:05:49.12 ona görə çox məşhurdur
    00:05:51.10 tip 2 diabetes mellitus ilə əlaqəsi
    00:05:54.17 və obezite.
    00:05:56.29 Beləliklə, qeyd etdiyim kimi,
    00:05:59.03 qlükoza daşıyıcılarına aiddir
    00:06:01.12 sözdə əsas köməkçi superfamily.
    00:06:04.25 Əslində,
    00:06:06.27 onlar bunun prototipləridir
    00:06:09.10 ən böyük ikinci dərəcəli aktiv daşıyıcı ailəsi.
    00:06:12.22 Və bu ailənin üzvləri üçün,
    00:06:16.00 əslində, onlar növlər arasında geniş yayılmışdır,
    00:06:19.04 bakteriyadan insanlara.
    00:06:20.17 Və bu ailənin üzvləri
    00:06:22.07 çox geniş bir substrat spektrinə malikdir,
    00:06:25.22 ionlardan, şəkərlərdən,
    00:06:28.07 amin turşuları, hətta peptidlər.
    00:06:31.05 Və nəqliyyat mexanizmləri baxımından,
    00:06:35.26 Əgər siz artıq 1-ci hissəyə baxmısınızsa,
    00:06:39.08 əslində bu ailənin üzvləri ola bilər
    00:06:42.02 uniporterlər, simportçular və ya antiporterlər.
    00:06:44.15 Bu, nəqliyyatın istiqamətləri baxımından.
    00:06:47.00 Və sizə dediyim kimi,
    00:06:49.20 ümumi alternativ giriş
    00:06:53.18 model və ya mexanizm
    00:06:55.08 hesaba alınması təklif edilmişdir
    00:06:56.29 bütün ikinci dərəcəli daşıyıcılar üçün.
    00:06:58.23 Xüsusilə MFS üzvləri üçün,
    00:07:01.05 bu çox yaxşı işləyir.
    00:07:02.27 Və biz düşündük, çünki
    00:07:04.24 GLUTs bu ailənin anlayışındakı prototiplərdir,
    00:07:07.17 GLUT-lərin struktur və biokimyəvi xarakteristikası
    00:07:12.17 də anlayışa işıq sala bilər
    00:07:15.04 bu ən böyük ailənin digər üzvləri.
    00:07:18.07 Tamam, niyə prototipdir?
    00:07:20.16 xüsusilə GLUT1?
    00:07:22.08 Çünki onlardan biri idi
    00:07:24.29 Klonlaşdırılacaq ilk daşıyıcılar
    00:07:26.26 və xarakterizə olunur.
    00:07:29.06 Beləliklə, icazə verin sizi tarixə gətirim.
    00:07:31.05 Əslində, qlükoza qəbulunun xarakteristikası
    00:07:35.15 qan hüceyrələrimizə
    00:07:38.01 təxminən bir əsr əvvələ aid edilə bilər.
    00:07:40.15 Və o zaman artıq aşkar edilmişdi
    00:07:45.22 qəbuletmə dərəcəsi və ya "diffuziya".
    00:07:47.15 O zaman insanlar bunun aktiv nəqliyyat olduğunu bilmirdilər,
    00:07:50.03 buna görə də onlar hələ də diffuziya adlandırdılar.
    00:07:52.25 lakin bir doktorant bunu tapdı
    00:07:56.03 diffuziya əmsalı əslində konsentrasiyadan asılıdır,
    00:07:59.09 bunun sərbəst yayılma olmadığını göstərir.
    00:08:02.00 1948-ci ildə LeFevre, bir kağızda,
    00:08:05.24 Aktiv nəqliyyat komponenti haqqında spekulyasiya edildi,
    00:08:10.03 dəqiqləşdirməsə də
    00:08:11.22 zülal və ya başqa bir şey olub-olmamasından asılı olmayaraq,
    00:08:13.15 lakin o, yalnız bunun olacağını fərz etdi
    00:08:16.15 aktiv nəqliyyat mexanizmi.
    00:08:19.04 Və 1950-ci illərdə Widdas,
    00:08:21.00 onun çox məşhur kağızında,
    00:08:23.12 sözdə mobil məhlul daşıyıcı mexanizmini təklif etdi.
    00:08:26.21 Əslində,
    00:08:29.02 bu mexanizm çox məşhur idi
    00:08:30.19 insanlardakı bütün ikinci dərəcəli daşıyıcılardır
    00:08:35.15 SLC-nin adını daşıyır.
    00:08:38.24 Beləliklə, məsələn, GLUT1 əslində.
    00:08:41.08 GLUT1 üçün gen adı SLC2A1,
    00:08:45.06 amma bunu boşluq adlandırmayın,
    00:08:47.02 çünki elm adamları bu adı sevmir,
    00:08:49.11 belə ki, bu SLC-dir.
    00:08:51.17 Və sonra.
    00:08:53.04 və indiyə qədər hər şey bu komponentlər haqqındadır.
    00:08:55.04 Və 1977-ci ildə bu elm adamları
    00:08:58.18 həqiqətən təmizlənə bildilər
    00:09:01.14 qırmızı qan hüceyrələrindən olan protein komponenti
    00:09:04.01 və onları bir lipozom halına gətirin,
    00:09:07.01 və onlar qlükoza qəbulunu bərpa etdilər.
    00:09:10.13 Beləliklə, bu protein komponentini adlandırdılar
    00:09:12.22 GLUT1.
    00:09:14.17 Və sonra, 1985-ci ildə,
    00:09:16.12 Harvey Lodişin laboratoriyasında GLUT1 klonlanmış,
    00:09:19.20 və ardıcıllıq mövcud olduqda
    00:09:22.20 bu zülalın tərkibində olduğu aydın idi
    00:09:25.16 12 transmembran sarmal.
    00:09:27.24 Və 1990-cı illərdə,
    00:09:30.26 tədqiqat səyləri dəyişdirildi
    00:09:33.16 patofizyoloji araşdırmalara,
    00:09:35.25, eləcə də struktur xarakteristikalar,
    00:09:38.10 çünki onların quruluşunu anlamaq istəyirik,
    00:09:41.07 onların quruluşunu görmək,
    00:09:42.17 başa düşmək üçün
    00:09:44.18 onun funksional mexanizmi və xəstəlik mexanizmi.
    00:09:47.13 Bununla belə, 30 il.
    00:09:49.24 təxminən 30 il keçdi.
    00:09:52.11 biz dərslikdən nə öyrəndik
    00:09:54.01 GLUT1 strukturu haqqında hələ də bu idi,
    00:09:56.26 Harvey Lodiş tərəfindən 1985-ci ildə nəşr olunan.
    00:10:00.19 Bu topoloji quruluşdur.
    00:10:03.06 Yaxşı, umm.
    00:10:05.12 Beləliklə, mən laboratoriyamı 2007-ci ildə başladım
    00:10:07.17 və biz GLUT-lərin strukturu ilə çox maraqlandıq
    00:10:10.14 çünki bunun kömək edə biləcəyini düşündük
    00:10:13.00 bir çox maraqlı sualları ünvanlayın,
    00:10:14.25 burada göstərildiyi kimi.
    00:10:16.05 Əlbəttə, ilk şey
    00:10:19.01 GLUT-ların arxitekturasını görməyə çalışırsınız,
    00:10:21.18 bu, ən birbaşa, lakin səthi məqsəddir.
    00:10:25.04 Və quruluşu ilə
    00:10:27.14 aşkar edə bilərik
    00:10:29.11 substrat seçiciliyinin altında yatan molekulyar əsas,
    00:10:32.14 niyə qlükozanı seçir,
    00:10:35.22, lakin, məsələn, maltoz deyil.
    00:10:38.19 Və biz.
    00:10:40.14 çünki bu daşıyıcıların olduğunu başa düşürük
    00:10:43.09 bu alternativ giriş dövrünə əməl edin,
    00:10:46.07 buna görə də biz uyğunlaşma dəyişikliklərini aşkar etmək istərdik
    00:10:48.26 nəqliyyat dövrü ərzində,
    00:10:50.12 onların funksional mexanizmini başa düşmək üçün.
    00:10:54.00 Və biz də ümid edirik
    00:10:57.12 molekulyar şərh təmin edir
    00:10:59.10 bütün bu xəstəliklə əlaqəli mutasiyalar üçün.
    00:11:03.26 Və öz araşdırmam üçün,
    00:11:06.27 Mən də fərqlə çox maraqlanıram,
    00:11:08.21 mexaniki fərq,
    00:11:10.05 simportlar arasında,
    00:11:11.20 xüsusilə proton simportları,
    00:11:13.16 və köməkçilər,
    00:11:15.01 amma bu hissənin təfərrüatlarına girməyə vaxtım olmaya bilər.
    00:11:17.27 Və nəhayət, çünki membran zülalları
    00:11:21.18 lipid iki qatına yerləşdirilir,
    00:11:24.05 biz həqiqətən başa düşmək istərdik
    00:11:27.00 lipidlər tərəfindən necə modulyasiya olunur,
    00:11:28.28 və getdikcə daha çox sual var.
    00:11:30.15 Onlar yalnız tədqiqatınız zamanı ortaya çıxırlar.
    00:11:32.26 Beləliklə, bu sualları həll etmək üçün,
    00:11:34.27 qlükoza daşıyıcısı ilə başlamadıq,
    00:11:37.26 ancaq qohumları ilə
    00:11:40.21 qohumları E. coli,
    00:11:42.21 texniki cəhətdən insan zülalından daha asandır.
    00:11:46.24 Beləliklə, iki quruluşu təyin etdik
    00:11:50.09 E. coli proton-şəkər simportları,
    00:11:53.02 FucP və XylE.
    00:11:55.21 Beləliklə, adından da göründüyü kimi,
    00:11:58.02 onlar proton simportlarıdır,
    00:11:59.12 onlar bu transmembran proton gradientindən istifadə edirlər
    00:12:02.18 substratların udulmasını təmin etmək,
    00:12:05.08 L-fukoza və ya D-ksiloza,
    00:12:07.21 aşağı konsentrasiya mühitindən
    00:12:10.20 hüceyrənin yüksək konsentrasiyasına.
    00:12:13.13 Son üç ildə çox şanslı idik.
    00:12:16.27 Nəhayət müəyyən edə bildik
    00:12:18.21 GLUT1-in kristal strukturları,
    00:12:21.08 və onunla yaxından əlaqəli GLUT3,
    00:12:24.25 üç fərqli uyğunluqda.
    00:12:27.02 Bu o deməkdir ki, onlar müxtəlif dövlətləri qəbul edirlər
    00:12:30.04 nəqliyyat dövrü ərzində,
    00:12:31.21 burada göstərildiyi kimi.
    00:12:32.25 Beləliklə, bütün yoldan
    00:12:35.22 xaricə açıq, tıkanmış və içəriyə açıq.
    00:12:37.18 Xarici və ya daxili dedikdə,
    00:12:40.08 substratın bağlanma yerinə aiddir,
    00:12:42.21 yəni. unutmayın, alternativ giriş üçün,
    00:12:47.01 yəni. substratın bağlanma yeri
    00:12:48.28 heç vaxt ifşa edilə bilməz
    00:12:50.29 membranın hər iki tərəfinə,
    00:12:54.09 ona görə də həmişə bir tərəfə açıqdır,
    00:12:55.27 substrat gəlir,
    00:12:57.07 və bu zülal konformasiya dəyişikliyinə məruz qalır
    00:13:00.04 substratı ifşa etmək
    00:13:02.07 digər tərəfə.
    00:13:03.20 Buna alternativ giriş deyilir.
    00:13:05.13 Beləliklə, bu üç strukturla,
    00:13:07.00 biz nisbətən daha yaxşı başa düşürük
    00:13:08.23 GLUT-lərin bu nəqliyyat dövriyyəsi.
    00:13:11.16 Yaxşı, ilk şey.
    00:13:13.06 Memarlıq məsələsini həll etmək.
    00:13:15.19 amma bundan əvvəl mən bilirəm
    00:13:19.18 Bir çox insan membran zülallarının kristallaşması ilə maraqlanır
    00:13:21.28 və GLUT1 bir neçə onilliklər ərzində hədəf olmuşdur.
    00:13:25.12 Niyə biz kristallaşa bildik?
    00:13:28.19 və quruluşu müəyyənləşdirin
    00:13:30.17 bu çox maraqlı zülal?
    00:13:31.15 Geriyə baxanda üç əsas element var
    00:13:35.23 GLUT1-in kristallaşmasına töhfə verdi
    00:13:38.26 və bizə difraksiya edən kristalları verdi.
    00:13:41.21 Birincisi, biz əslində nöqtə mutasiyalarını təqdim etdik.
    00:13:45.01 ilk növbədə qlikozilləşməni aradan qaldırmaqdır,
    00:13:47.10 bu, həqiqətən böyük problemləri təmsil edir
    00:13:50.29 kristallaşma üçün.
    00:13:52.12 Və digər nöqtə mutasiyası,
    00:13:54.17 glutamat-329-dan glutaminə,
    00:13:57.10 bu, xəstəliklə əlaqəli mutasiyadır
    00:14:00.18 ilk olaraq GLUT4-də müəyyən edilmişdir,
    00:14:03.02 və l
    00:14:05.21 zülalın içəriyə doğru açıq uyğunlaşmasında,
    00:14:08.24 quruluşumuzda göründüyü kimi tam olaraq belə idi.
    00:14:12.09 İkincisi, kristallaşma üçün istifadə etdiyimiz yuyucu vasitədə
    00:14:16.01 nonil-qlükoziddir.
    00:14:17.03 Mən daha sonra qayıdacağam
    00:14:19.01 bu niyə vacib idi.
    00:14:20.04 Üçüncüsü, bilirsiniz ki, qlükoza daşıyıcıları üçün,
    00:14:22.05 onlar çox mobildir,
    00:14:23.14 biz onları yavaşlatmağa çalışacağıq,
    00:14:25.08 onları müəyyən uyğunluqlarda kilidləmək,
    00:14:27.08 buna görə də aşağı temperaturda bütün təcrübələri etdik,
    00:14:29.21 4 dərəcə Selsi
    00:14:31.08 - bu çox kömək etdi.
    00:14:33.06 Uzun hekayəni qısaltmaq üçün,
    00:14:35.25 Bir gün tələbəm mənə bu kristalları göstərdi,
    00:14:39.06 bu kiçik kristallar.
    00:14:40.21 Düşündüm, yəqin ki,
    00:14:43.02 bunlar həşərat hüceyrələrindən çirklənmə idi,
    00:14:45.08 Ancaq bilirsiniz,
    00:14:47.07 Onları sinkrotrona göndərməyin zərəri yoxdur
    Məlumatların toplanması üçün 00:14:49.29
    00:14:51.08 və biz bu tək kristal göndərdik
    00:14:53.08 Şanxay sinxrotronuna,
    00:14:54.24 və bir neçə saat sonra
    00:14:56.12 strukturu həll etdik
    00:14:58.13 bu, bizim hədəfimiz idi, GLUT1.
    00:15:00.16 Burada göstərildiyi kimi, bu quruluş
    00:15:04.00 çox tipik MFS qatını nümayiş etdirir,
    00:15:08.02 yadda saxla, əsas köməkçi super ailə.
    00:15:10.11 12 transmembran sarmaldan ibarətdir,
    00:15:13.10 adlı ilk 6 ilə
    00:15:17.14 N-domen və ya N-terminal domenləri,
    00:15:19.03 gümüşdə göstərilmişdir,
    00:15:20.26 və C-terminalı mavi.
    00:15:23.07 Və çox gözlənilmədən,
    00:15:25.01 biz də hüceyrədaxili sarmal domen görürük,
    00:15:28.25 biz onu ICH adlandırdıq.
    00:15:30.07 Əslində, bu domen.
    00:15:32.03 bu kiçik domen limanları
    00:15:34.03 çoxlu serin və ya treonin və ya lizin,
    00:15:36.27 deməli, bu qalıqlar yəqin ki
    00:15:38.28 onların tərcümədən sonrakı modifikasiyası üçün vacibdir.
    00:15:42.01 İndi bu quruluşla,
    00:15:43.27 biz həqiqətən bir çox suallara cavab verə bilərik.
    00:15:49.05 Beləliklə, əvvəldən soruşduğum kimi
    00:15:52.03 -- bəs substratın seçiciliyinin mexanizmi nədir?
    00:15:55.07 Bu məqsədlə biz həqiqətən araşdırdıq,
    00:15:57.18 biokimyəvi yanaşma ilə,
    00:16:01.13 GLUT1 və GLUT3 ilə şəkər seçiciliyi,
    00:16:04.09 GLUT3 üçün nəticələr burada göstərilir.
    00:16:06.14 Gördüyünüz kimi, həqiqətən,
    00:16:08.13 bu zülal bir növ ciddi seçiciliyə malikdir,
    00:16:14.13 və bir.
    00:16:15.16 Bunları aşağıda gördüyünüz yerdə,
    00:16:17.09 bu qısa çubuqlar,
    00:16:19.02 bu şəkərlər deməkdir
    00:16:21.09 qlükoza qəbulunu maneə törədə bilər,
    00:16:23.27 onların GLUT3 tərəfindən tanınması deməkdir,
    00:16:25.23 qlükoza bağlanması üçün yarışmaq.
    00:16:28.19 Və bu kimyəvi maddələri araşdırdığımız zaman,
    00:16:31.06 çox maraqlıdır
    00:16:33.09 bir ümumi xüsusiyyət tapdıq,
    00:16:34.23 yəni onların C3 hidroksil qrupu
    00:16:37.22 hamısı bir istiqamətə işarə edir,
    00:16:39.23 bu o deməkdir ki, C3 hidroksil qrupu vacibdir.
    00:16:43.02 Bu biokimyadan gələn nəticədir,
    00:16:46.29 biokimyəvi xarakteristikalarımızdan.
    00:16:49.20 O zaman, bir şəkər molekulu necədir
    00:16:52.29 zülal tərəfindən tanınır?
    00:16:55.00 Beləliklə, cavab ondandır
    00:16:56.24 GLUT3-ün çox yüksək ayırdetmə quruluşu.
    00:16:59.06 Beləliklə, biz GLUT3-ü təyin etdik
    00:17:02.10 substratı, D-qlükoza ilə kompleksdə,
    00:17:04.10, 1.5 Angstrom qətnaməsi,
    00:17:08.13 və burada göstərilən elektron sıxlığı xəritəsidir.
    00:17:10.19 Gördüyünüz kimi, gözəldir.
    00:17:12.21 Təəccübümüzə görə biz müəyyən etdik.
    00:17:15.11 baxmayaraq ki, biz sadəcə, bilirsiniz,
    00:17:17.20 proteinə qlükoza əlavə edin
    00:17:19.11 və biz iki fərqli təyin etdik
    00:17:22.05 qlükozanın anomerik formaları,
    00:17:26.01 sadəcə elektron sıxlığı xəritəsi ilə.
    00:17:27.23 Gördüyünüz kimi, həm alfa, həm də beta qlükoza
    00:17:31.20 strukturda mövcuddur.
    00:17:33.26 Demək istəyirəm ki, aydınlaşdırmalıyam.
    00:17:35.15 Beləliklə, bir zülal yalnız bir qlükoza bağlaya bilər,
    00:17:39.03 amma kristalloqrafiya üçün, bilirsiniz,
    00:17:41.15 bu, milyardlarla molekulun orta göstəricisidir,
    00:17:44.18 Beləliklə, bəzi zülalların alfa formasına bağlandığını bilirsiniz,
    00:17:47.16 bəziləri beta formasına bağlanır.
    00:17:49.16 Və bu müşahidə,
    00:17:51.07 bu struktur müşahidə
    00:17:53.02 əslində bir uzunmüddətli mübahisəni həll etdi,
    00:17:55.13 yəni qlükoza daşıyıcıları olub-olmaması
    00:17:58.19 qlükozanın alfa formasını tanıya bilər,
    00:18:01.26 beta formasının üstünlük təşkil etdiyini bildiyimiz üçün,
    00:18:04.18 məhlulda dominant forma.
    00:18:05.22 Və bu müşahidə göstərir ki, bəli,
    00:18:07.28 GLUT1 və ya GLUT3,
    00:18:09.20 onlar bağlaya və daşıya bilərlər
    00:18:12.15 D-qlükozanın hər iki anomerik forması.
    00:18:16.05 Yaxşı.
    00:18:17.28 Başqa bir maraqlı kəşf odur ki,
    00:18:19.20 sizə dediyim kimi,
    00:18:21.04 Qlükoza daşıyıcıları iki fərqli sahəyə malikdir,
    00:18:24.08 N-domen və C-domen.
    00:18:26.08 Bununla belə, GLUT3 strukturunda
    00:18:28.19 qlükoza ilə kompleksdə,
    00:18:31.17, eləcə də GLUT1 strukturunda
    00:18:34.03 bu deterjan molekulunun NG varlığında.
    00:18:37.27 NG nədir?
    00:18:39.04 Əslində qlükoza törəməsidir,
    00:18:41.21 buna görə də NG bizim üçün vacibdir
    00:18:44.09 GLUT1 strukturunu tutmaq üçün
    00:18:46.09 -- substratın bağlanmasını təqlid edir.
    00:18:48.13 Və bu iki quruluşu müqayisə etsəniz,
    00:18:50.11 ümumi xüsusiyyətdir
    00:18:52.08 C-domeni təmin edir
    00:18:54.08 qlükoza üçün əsas yerləşdirmə yeri,
    00:18:58.22 belə ki, C-domeni
    00:19:01.09 əsas substrat bağlama yeridir.
    00:19:04.04 O zaman N-domeni nə edir?
    00:19:07.08 Yaxşı.
    00:19:08.14 Beləliklə, bundan əvvəl, bilirsiniz,
    00:19:10.10 biz alternativ giriş dövrünü tamamlamağa çalışdıq
    00:19:13.09 ilə, bilirsiniz.
    00:19:16.11 başqa bir uyğunluğu ələ keçirmək cəhdində,
    00:19:19.09, yəni xarici-açıq,
    00:19:20.28 çünki indi bizdə GLUT3 var
    00:19:23.01 qlükoza ilə kompleksdə
    00:19:25.01 tıkanmış uyğunlaşmada,
    00:19:26.10, yəni substrat tələyə düşür
    00:19:28.10 daşıyıcının mərkəzində
    00:19:31.20 və membranın hər iki tərəfindən təcrid olunur.
    00:19:34.22 Və GLUT1 hüceyrənin içərisinə açıqdır,
    00:19:38.02 buna görə də daxilə açıq deyilir.
    00:19:39.11 İndi, hələ də bu xarici açıq uyğunlaşmaya ehtiyacımız var.
    00:19:44.00 Xarici açıq quruluşu tutmaq üçün,
    00:19:46.18 həqiqətən də bəzi rasional düşüncəmiz var idi.
    00:19:49.04 Beləliklə, insanlar həmişə bunu deyirlər
    00:19:51.01 kristallaşma bir sənətdir,
    00:19:52.12 deyəsən, çoxlu yoxlama etməlisiniz,
    00:19:54.12 amma bu halda biz həqiqətən etdik
    00:19:57.10 bəzi rasional düşüncə.
    00:19:58.09 Yəni biz GLUT1 strukturunu əldə etdikdə,
    00:20:00.22 Mən sizə NG-nin vacib olduğunu söylədim, elə deyilmi?
    00:20:04.02 Beləliklə, bir neçə amili təqdim etdik,
    00:20:05.22 E329Q mutasiyası kimi,
    00:20:08.28 yəni içəriyə açıq uyğunluğu kilidləmək üçün,
    00:20:10.19 və sonra NG-nin zülala bağlandığını gördükdə,
    00:20:13.28 quyruqda gördüyünüz kimi,
    00:20:16.01 bu yuyucu vasitənin alifatik quyruğu,
    00:20:17.29 əslində belədir
    00:20:20.20 hüceyrədaxili vestibülün astarlanması,
    00:20:24.18 şəkər hissəsi olduqda
    00:20:27.19 C-terminal domeni tərəfindən xüsusi olaraq əlaqələndirilir.
    00:20:30.06 Beləliklə, birlikdə.
    00:20:31.18 Beləliklə, əsasən, bu alifatik quyruğun varlığı
    00:20:35.00 bu iki domenin bağlanmasına mane olur
    00:20:39.00 hüceyrədaxili tərəfdə,
    00:20:40.22 yəni bu daxili açıq uyğunluğu sabitləşdirmək
    00:20:44.08 -- bu alifatik quyruqla,
    00:20:46.19 bağlana bilməz, elə deyilmi?
    00:20:48.10 Beləliklə, bu düşüncə xətti boyunca,
    00:20:50.27 Düşündük ki, əgər bir kimyəvi tapa bilsək,
    00:20:53.07 qlükoza törəməsi,
    00:20:55.07 bəzi kimyəvi qruplara malikdir
    00:20:57.14 digər tərəfdən,
    00:20:59.08 şəkər halqasının yuxarı tərəfində,
    00:21:01.06 yəqin ki, bu, mane ola bilər
    00:21:04.12 zülalın hüceyrədənkənar tərəfdə bağlanması,
    00:21:07.01 yəni tutmaq
    00:21:09.24 xaricə açıq uyğunluq.
    00:21:11.02 Bu cür kimyəvi maddələrimiz varmı?
    00:21:12.29 Bəli, çoxlu disakaridlərimiz var
    00:21:15.22 qlükoza törəmələridir.
    00:21:17.28 Burada göstərildiyi kimi, biz bir neçə seçdik
    00:21:20.15 və biz onların qlükoza qəbulunu maneə törətmək qabiliyyətini araşdırdıq.
    00:21:24.22 Burada göstərildiyi kimi, belə çıxır ki
    00:21:26.27 maltoza güclü bir inhibitor idi,
    00:21:28.26 və biz ədəbiyyatı yoxladığımız zaman
    00:21:30.22 bu, həqiqətən ardıcıl idi,
    00:21:32.00 çünki maltoz hesab olunurdu.
    00:21:34.06 ekzofasiyal inhibitor kimi təklif edildi,
    00:21:37.26 bu o deməkdir ki, qlükoza qəbulunu maneə törədə bilər
    00:21:40.16 hüceyrədənkənar tərəfdən.
    00:21:44.10 Uzun bir hekayəni qısaltmaq üçün,
    00:21:45.25 maltoz varlığında
    00:21:47.29 biz əslində zülalı kristallaşdırdıq
    00:21:50.17 lipid kub fazasından istifadə etməklə.
    00:21:52.14 Bizə iki fərqli quruluş verdi.
    00:21:56.01 Biri demək olar ki, eynidir.
    00:22:00.17 solda göstərilir, demək olar ki, eynidir
    00:22:01.28 qlükoza ilə əlaqəli GLUT3,
    00:22:04.17 və əhatə olunub.
    00:22:06.19 beləliklə, maltoz mərkəzdə bağlıdır,
    00:22:08.16 membranın hər iki tərəfindən bağlanmışdır.
    00:22:11.01 Amma digər kristal forması
    00:22:15.03 bizə bu zahiri açıq uyğunluğu verir,
    00:22:18.22 deməli, bu, həqiqətən təsadüf idi,
    00:22:21.02 Demək istəyirəm ki, biz onları sadəcə qarışdırdıq
    00:22:22.15 və bizə iki fərqli kristal quruluş verdi.
    00:22:25.12 Beləliklə, mən illüstrasiyaya diqqət yetirəcəyəm
    00:22:27.25 bu xarici açıq uyğunlaşma,
    00:22:29.02 daxili açıq GLUT1-in müqayisəsi ilə
    00:22:32.11 və bağlanmış GLUT3.
    00:22:34.10 Beləliklə, indi bu üç uyğunluğumuz var
    00:22:36.28 Daha əvvəl göstərmişdim.
    00:22:38.06 Biz bir morf yarada bilərdik
    00:22:40.03 bütün nəqliyyat prosesini göstərir.
    00:22:44.17 Burada gördüyünüz kimi,
    00:22:46.25 xaricə açıq, qlükozanın gəlməsi,
    00:22:48.24 və bu alternativ girişdən keçir
    00:22:52.00 bu iki domenin nisbi fırlanması ilə,
    00:22:55.23 və substrat buraxılır
    00:22:57.15 hüceyrənin içərisinə.
    00:23:01.06 Və çox maraqlıdır ki,
    00:23:02.13 bu kiçik domeni xatırlayın,
    00:23:05.12 sarı rənglə göstərilir,
    00:23:06.27 ICH, hüceyrədaxili sarmal domendir,
    00:23:09.17 və uyğunlaşma dəyişikliyi zamanı,
    00:23:11.13 biz də bunu görə bilərik
    00:23:14.04 domenlərarası yenidən təşkil edilir.
    00:23:15.26 Bir növ, məhdudlaşdırır
    00:23:18.07 N- və C-domenləri
    00:23:20.01 çox açılışdan,
    00:23:21.17 belə ki, bu ICH domeni,
    00:23:23.20 biz onu mandal adlandırdıq,
    00:23:25.17 bu hüceyrədaxili qapını təmin etmək üçün.
    00:23:31.07 Yaxşı.
    00:23:33.03 Filmdən düşünə bilərsiniz, hmm.
    00:23:34.21 bu iki sahə sərt cisim fırlanmasından keçir,
    00:23:36.21 lakin strukturların yaxından araşdırılması
    00:23:39.27 açıq və qapalı GLUT3
    00:23:44.21 təklif edin, yox, bu sərt bədən deyil.
    00:23:46.20 Əslində, biz çox mürəkkəb görə bilərik
    00:23:50.06 C-domen elementlərinin yerli yenidən təşkili.
    00:23:53.27 Burada göstərildiyi kimi, mavi rəngdə göstərilən
    00:23:57.06 C-domenidir
    00:24:01.08 və yaşıl rəngdə olan N-domenidir.
    00:24:02.03 Bu TM7 motivinə diqqət yetirin.
    00:24:06.02 Bir əyilmə, əyilmə məruz qaldığını görə bilərsiniz.
    00:24:10.09 Düzdür? Bu TM7-dir.
    00:24:13.02 Yalnız əyilmə deyil.
    00:24:15.07 belə ki, yan zəncirlər göstərildikdə,
    00:24:17.06 bunun əslində fırlanmaya məruz qaldığını görəcəksiniz,
    00:24:21.28 buna görə də bu TM7 keçir
    00:24:24.11 çox mürəkkəb yerli tənzimləmə
    00:24:27.20 əyilməklə.
    00:24:29.25 əyilmə və fırlanmanın birləşməsi.
    00:24:32.03 Beləliklə, bunun substratın bağlanması ilə səbəb olub-olmaması
    00:24:34.28 və ya bu sözdə dinamik tarazlıqdır,
    00:24:38.15 daha çox xarakterizə edilməlidir,
    00:24:40.22 və ilkin MD simulyasiyalarımız
    00:24:43.06 bunun dinamik tarazlıq olduğunu göstərir.
    00:24:47.00 hətta substrat olmadıqda,
    00:24:49.09 TM7-nin bu cür konformasiya dəyişikliyini görə bilərsiniz.
    00:24:53.00 İndi sual budur.
    00:24:55.18 niyə mavi rəngdə göstərilən C-domeni,
    00:24:58.04 çox çevikdir,
    00:24:59.28 N-domeni isə daş kimi çox sərtdir?
    00:25:03.25 Və bu iki sahənin daxili hissəsini araşdırdığımız zaman,
    00:25:08.08 cavab həqiqətən aydındır.
    00:25:09.22 Beləliklə, burada göstərildiyi kimi,
    00:25:12.10 qırmızı tire hidrogen bağlarını təmsil edir.
    00:25:16.07 Gördüyünüz kimi,
    00:25:18.14 N-domeninin daxili hissəsi həqiqətən hidrofilikdir,
    00:25:22.28 beləliklə, GLUT3-ün yüksək ayırdetmə strukturu
    00:25:25.18 müəyyən etməyə imkan verdi
    00:25:29.02 GLUT3-ün N-domenində yeddi su molekulu,
    00:25:32.12 və bu su molekulları birlikdə,
    00:25:34.02 çoxlu qütb qalıqları qrupu ilə qarşılıqlı əlaqə
    00:25:38.10 hidrogen bağları zolağı kimi,
    00:25:40.01 və bu N-domenini sabitləşdirir,
    00:25:45.12 ona görə də konformasiya dəyişikliyi zamanı onu çox sərt edir.
    00:25:48.04 Bunun əksinə olaraq, C-domeninin daxili hissəsi
    00:25:51.14 yüksək hidrofobikdir,
    00:25:54.12 burada göstərildiyi kimi,
    00:25:55.29 belə ki, bu hidrofobik qalıqlar,
    00:25:57.12 onlar sadəcə bir-biri ilə əlaqə saxlayırlar
    00:26:00.12 Van der Waals ilə qarşılıqlı əlaqə,
    00:26:02.07 buna görə də içərini nisbətən yağlı edir,
    00:26:05.11 və bu əyilmə və fırlanma üçün daha asandır.
    00:26:08.04 Beləliklə, struktur analizi
    00:26:10.08 həqiqətən yaxşı cavab verir
    00:26:12.05 fərqli xüsusiyyətləri nəzərə almaq üçün
    N-domeninin və C-domeninin 00:26:14.12
    00:26:16.04 alternativ giriş dövrü ərzində.
    00:26:19.19 Yaxşı.
    00:26:21.06 İndi edəcəm.
    00:26:23.01 burada göstərilən çox sadə diaqramdır
    00:26:25.03 alternativ giriş.
    00:26:26.14 Bizim strukturlarımızla üç struktur,
    00:26:27.28 biz bacarırıq
    00:26:30.15 bu modeli daha təkmil xüsusiyyətlərlə yeniləyin.
    00:26:34.24 Gördüyünüz kimi, TM7
    00:26:36.27 və həmçinin TM10,
    00:26:38.18 yerli konformasiya dəyişikliyinə məruz qalırlar,
    00:26:40.21 və ümumi nisbi fırlanma
    00:26:42.20 N- və C-domenləri
    00:26:44.11 alternativ məruz qalma ilə nəticələnir
    00:26:48.15 Substratın membranın hər iki tərəfinə.
    00:26:50.08 Və əlavə olaraq, diqqət yetirin
    00:26:52.19 bu sarı çubuqlara,
    00:26:54.07 onlar hüceyrədaxili ICH sahəsidir,
    00:26:56.08 biz onlara mandal deyirik,
    00:26:57.16 hüceyrədaxili qapaq.
    00:26:59.05 Tamam, indi quruluşla.
    00:27:01.23 Biz xəstəliklə əlaqəli mutasiyaların xəritəsini çəkə bildik.
    00:27:06.12 Ona göstərilən mutasiyaların bir nümunəsidir
    00:27:08.29 xəstələrdə müəyyən edilmişdir
    00:27:11.05 GLUT-1 çatışmazlığı sindromu ilə.
    00:27:14.04 Beləliklə, ümumilikdə 40-dan çox mutasiya müəyyən edildi.
    00:27:17.10 Beləliklə, biz onları xəritələşdirdiyimiz zaman
    00:27:19.06 GLUT1 strukturuna,
    00:27:20.24 çox maraqlı bir şəkildə bunu başa düşdük
    00:27:24.03 onlar üç sahəyə toplaşdılar,
    00:27:26.25 burada göstərildiyi kimi.
    00:27:27.29 Beləliklə, 1-ci sahə həqiqətəndir
    00:27:31.11 substratın bağlanmasında iştirak edir
    00:27:34.03 və bu klasterin mutasiyalarının necə olduğunu başa düşmək asandır
    00:27:37.19 substratın tanınmasına və ya substratın bağlanmasına təsir edəcək,
    00:27:40.13 beləliklə, nəqliyyat fəaliyyətinə güzəştə gedir.
    00:27:44.11 Və çoxluq 2, burada göstərildiyi kimi,
    00:27:46.29 bu mavi dairə ilə vurğulanır.
    00:27:50.22 mavi dairə.
    00:27:53.09 Beləliklə, onlar əsasən interfeysə uyğunlaşdırıldılar
    00:27:58.09 ICH, N-domain və C-domenləri arasında,
    00:28:01.14 və onlar birlikdə hüceyrədaxili qapını təşkil edirlər.
    00:28:03.10 Və təəccüblü deyil ki,
    00:28:05.11 Hüceyrədənkənar qapıya klaster 3 xəritəsi.
    00:28:08.13 Beləliklə, struktur həqiqətən təmin edir
    00:28:11.01 gözəl cavab
    00:28:13.26 xəstəliklə əlaqəli mutasiyaların əksəriyyətini başa düşür,
    00:28:16.24 onlar ya substratın bağlanmasına təsir göstərirlər
    00:28:19.19 və ya iki qapı,
    00:28:21.03 buna görə də alternativ giriş dövrünə təsir edir
    00:28:24.06 protein.
    00:28:25.18 Yaxşı. İndi bu nəticələrlə
    00:28:27.12 biz suallara cavab verə bilərik
    00:28:29.05 ən başlanğıcda soruşdu, elə deyilmi?
    00:28:31.22 Beləliklə, biz memarlığı bilirik
    00:28:33.16 və biz əsas veririk
    Substrat seçimini görmək üçün 00:28:35.20
    00:28:38.06 və biz GLUT1 və GLUT3-ün üç uyğunluğunu aşkar etdik
    00:28:43.08 nəqliyyat dövrü ərzində, alternativ giriş dövrü,
    00:28:48.07 və biz bəzi cavablar verdik
    00:28:49.29 xəstəliklə əlaqəli mutasiyalara.
    00:28:52.10 Və mexaniki fərqə gəldikdə
    00:28:56.10 simportlar və fasilitatorlar arasında,
    00:28:58.12 biz indi bəzi MD simulyasiyaları edirik
    00:29:00.03 və biokimyəvi xarakteristikalar,
    00:29:02.02 və bəzi ilkin ipuçlarımız var,
    00:29:04.16 lakin bu, həqiqətən əlavə xarakteristikalar tələb edir.
    00:29:07.29 İndi isə diqqətimizi ona çevirdik
    00:29:11.02 nəqliyyat fəaliyyətinin modulyasiyası
    00:29:14.07 lipidlər, eləcə də bilirsiniz,
    00:29:16.09 nəqliyyat dövrlərinin kinetik tədqiqi.
    00:29:18.25 Və nəhayət, biz çox maraqlıyıq
    00:29:21.13 struktur əsaslı liqand dizaynı,
    00:29:23.05 çünki bu zülallar mühüm dərman hədəfləridir.
    00:29:27.06 Beləliklə, söhbətimi bununla yekunlaşdırmaq istərdim
    00:29:29.15 insanları tanımaqla
    00:29:32.22 bu işi mümkün edən.
    00:29:34.04 Beləliklə, Dong, o, mənim postdokum idi
    00:29:37.17 bu layihənin əsas sürücüsü olan,
    00:29:40.17 Tsinghua bakalavr tələbələrindən ibarət bu komandaya rəhbərlik edirdi
    00:29:44.00 və magistr tələbələri
    00:29:45.13 strukturları aydınlaşdırmaq üçün
    00:29:47.17 həm GLUT1, həm də GLUT3,
    00:29:49.01 və o, indi Tsinghua Universitetində professordur.
    00:29:51.23 Və bu iş bir çox həmkarları ilə əməkdaşlıqda idi,
    00:29:55.23 Tsinghua və ya ABŞ-da,
    00:29:57.10 burada göstərildiyi kimi.
    00:29:59.21 Bu onlayn seminarı izlədiyiniz üçün sizə təşəkkür etmək istərdim.

    • Hissə 1: Membran Nəqliyyat Zülallarına Giriş

    Sekresiya və Endositoz

    Eukaryotik hüceyrələrdə ifrazat yolu zülalları və lipidləri plazma membranına və müəyyən membrana bağlı orqanellələrə göndərmək və hüceyrədən kənar materialı buraxmaq üçün istifadə olunur. İki növ sekresiya var: konstitutiv və tənzimlənən. Təsisedici sekresiya standart yoldur və ilk növbədə plazma membranında və bəzi membrana bağlı orqanellərdə materialın doldurulması üçün istifadə olunur. Tənzimlənən sekresiya, bir siqnal plazma membranı ilə birləşməni işə salana qədər ifraz olunan materialı saxlayan ifrazat veziküllərində sona çatır. Hər iki sekresiya növü eyni yoldan istifadə edir, lakin siqnal ardıcıllığı zülalları tənzimlənən yola yönəldir. Hüceyrələr həmçinin endositoz vasitəsilə plazma membranından material alırlar. Bu material ya plazma membranına təkrar emal edilə bilər, ya da lizosomda parçalana bilər.

    Sekretor yolunun prinsipləri

    Zülallar və lipidlər ER-də sintez olunur və sonra Qoljiyə nəql olunur. Zülallar Golgidə çeşidlənir və plazma membranına, lizosoma və ya ifrazat veziküllərinə göndərilir. Zülal və lipidlərin membrana bağlanmış bölmələr arasında daşınması bir bölmədən qönçələnən və sonra sonrakı bölmə ilə birləşən veziküllər vasitəsilə həyata keçirilir. Rabs, tethers və SNARE-lər veziküllərin düzgün hədəf membranla birləşmə ehtimalını artırır. Hüceyrələr rezident zülalların veziküllərə daxil olmasını maneə törətməklə və qaçan zülalları geri qaytarmaqla ER və Golgi-nin bütövlüyünü və funksionallığını qoruyur.

    Qlikozilləşmə

    Qlikozilləşmə, ER-də əksər zülallarda baş verən şəkərlərin zülallara kovalent bağlanmasıdır. Qlikozilləşmə zülalların qatlanmasına kömək edir, zülalları xüsusi orqanoidlərə (məsələn, lizosoma) yönəldir və proteolizi inhibə edir. Bundan əlavə, hüceyrələrin səthində və hüceyrələri əhatə edən hüceyrədənkənar matrisdə olan bir çox zülal müxtəlif bioloji məqsədlər üçün güclü şəkildə qlikozilləşir.

    N-əlaqəli qlikozilləşmə ER-də baş verir və asparaginlərin amin qrupuna 14 şəkər qrupunun əlavə edilməsini nəzərdə tutur. Qruplarda N-asetilqlükozamin, mannoz və qlükoza qarışığı var. Qlükoza qalıqları protein Golgi-yə daşınmazdan əvvəl ER-də çıxarılır. Golgi-də şəkər yan zəncirləri müxtəlif şəkərlərin çıxarılması və əlavə edilməsi ilə daha da dəyişdirilə bilər.

    O ilə əlaqəli qlikozilləşmə ikinci formadır və şəkərlərin serinlərə və ya treoninlərə əlavə edilməsini nəzərdə tutur. O ilə əlaqəli qlikozilləşmə, ehtimal ki, bir şəkərin əlavə edilməsi ilə Golgidə başlayır. Digər fermentlər şəkərləri iki qrup halında əlavə edirlər və şəkərin yan zəncirləri çox uzun ola bilər.

    Golgi kompleksi unikal biokimyəvi tərkibə malik membran sisternalarının yığınıdır. Sisternalar adətən cis, medial, trans və trans-Golgi şəbəkəsi adlanır, protein ER-dən cis-ə daxil olur və TGN-dən çıxır. Sisternaların tərkibində zülallar üzərində şəkərin yan zəncirlərini dəyişdirən unikal fermentlər dəsti var. Məsələn, mannoz ilk növbədə medial sisternada çıxarılır, qalaktoza isə trans sisternada əlavə olunur.

    Vezikulyar nəqliyyat

    Membran bölmələri arasında nəqliyyat kiçik veziküllər vasitəsilə həyata keçirilir. Veziküllər veziküllərin meydana gəlməsini sürətləndirən və zülalları veziküllərə cəlb edən bir protein örtüyü ehtiva edir. Veziküllər Rab zülalları və SNARE-lərin birləşməsi ilə düzgün bölməyə yönəldilir. Rabs kiçik GTP bağlayan zülalların böyük ailəsidir və ifrazat yolunda hər bir membran bölməsində unikal Rab zülalının olduğu görünür. SNARE-lər birləşməyə vasitəçilik etmək üçün birləşən veziküllər və membran bölmələrindəki zülallardır. SNARE-lər başqa bir böyük zülal ailəsindən ibarətdir və fərqli bölmələr, ehtimal ki, unikal SNARE zülallarını ehtiva edir.

    Veziküllərin əmələ gəlməsi

    ER-dən veziküllərin meydana gəlməsi ən aydın şəkildə başa düşülür və veziküllərin necə meydana gəldiyinə bir nümunə kimi xidmət edəcəkdir. Mexanizm, ehtimal ki, digər bölmələr üçün oxşardır. Zülal örtüyünün yığılması əmələ gəlməsini sürətləndirir və örtük yığılması kiçik GTP-məcburi zülal Sar1-in bağlanması ilə başlayır. Sar1-GTP ER ilə əlaqələndirilir və membranın əyriliyini başlatmaq üçün ER membranının iki qatının xarici vərəqinə kiçik bir spiral daxil edir. Sar1-GTP vezikül örtüyünü təşkil edən digər iki zülal dəstini cəlb edir: yük zülallarına bağlanan Sec23-Sec24 kompleksi və vezikülün əmələ gəlməsinə kömək edən Sec13-Sec31 kompleksi. Əksər zülallar üçün yük seçimi Sec23-24 kompleksi ilə qarşılıqlı əlaqədə olan siqnal ardıcıllığını tələb edir. ER-nin lümenində həll olunan zülallar Sec23-Sec24-ü birləşdirən siqnal ardıcıllığı olan yük reseptorları ilə əlaqələndirilir. ER-dən vezikülləri əhatə edən palto kompleksi COP II adlanır.

    Bölməni düzəltmək üçün veziküllərin hədəflənməsi

    İki zülal dəsti veziküllərin düzgün hədəf membranla birləşməsinə kömək edir. Bir dəstə hədəf membran bölmələrinə lokallaşdırılan və vezikül örtüyünün komponentləri ilə qarşılıqlı əlaqədə olan bağları əhatə edir. Hüceyrələrdə bir neçə fərqli bağ müəyyən edilmişdir və hər biri ayrı bir bölmədə lokallaşdırılmış görünür. Bağlayıcılar bölmə membranından sitozola qədər uzanan strukturlar əmələ gətirirlər. Bu, iplərin əvvəlki membran bölməsindən gələn veziküllərlə qarşılıqlı əlaqədə olmasına kömək edə bilər.

    Vezikülün müvafiq membrana düzgün şəkildə hədəflənməsinə kömək edən ikinci zülal dəsti SNARE-lərdir. SNARE-lər həmçinin membranlar arasında birləşməyə vasitəçilik edirlər. Veziküllərdə bir SNARE zülalı (vSNARE), membran bölmələrində isə 2-3 SNARE zülalı (tSNARE) var. Veziküllər və membran bölmələrindəki SNARE zülalları spesifikliklə qarşılıqlı əlaqədə olur. Heyvan hüceyrələri 35 müxtəlif SNARE zülalını ifadə edir, lakin yalnız müəyyən SNARE dəstləri bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə olur. Yalnız veziküllər və onların hədəf membranı ilə qarşılıqlı əlaqədə olan SNARE-ləri lokallaşdırmaqla hüceyrələr veziküllərin düzgün hədəf membranına birləşməsini təmin edirlər.

    Membran Fusion

    SNARE zülalları veziküllər və onların hədəf membran bölməsi arasında birləşməyə vasitəçilik edir. SNARE zülallarında spiral quruluşlar meydana gətirən uzun bölgələr var. vSNARE və tSNARE-lərdəki spiral domenlər qarşılıqlı əlaqədə olur və fermuar kimi görünür. VSNARE və tSNARE-lərin tam cütləşməsi nəticəsində ayrılan enerjinin vezikül membranı və bölmə membranı arasında birləşməni təmin etdiyi güman edilir, baxmayaraq ki, dəqiq mexanizm qeyri-müəyyən olaraq qalır.

    Bəzi veziküllər hədəf membranlarına yapışır, lakin birləşmir. Məsələn, ifrazat vezikülləri zülalları və digər kiçik molekulları hüceyrədən azad etmək üçün siqnal verilənə qədər saxlayır. Bəzi ifrazat vezikülləri vSNARE-lərin və tSNARE-lərin qarşılıqlı təsiri ilə plazma membranına yerləşir, lakin TƏLƏK-lərin membran birləşməsini sürətləndirmək üçün tam cütləşməsinin qarşısı alınır. Xarici siqnallar veziküllərin plazma membranı ilə birləşməsinə imkan verən cütləşmə inhibisyonunun aradan qaldırılmasına səbəb olur.

    Trans-Golgi şəbəkəsində zülalların çeşidlənməsi

    Trans-Golgi şəbəkəsinə çatdıqda, əksər zülallar son təyinat yerinə yönəldilir. Plazma membranı davamlı olaraq lipidləri və zülalları əvəz etməli olduğu üçün standart yol plazma membranına nəql kimi görünür. Digər zülallar lizosomlara və sekretor veziküllərə bölünür. Lizosoma bir zülal göndərmək üçün siqnal şəkər yan zəncirini əhatə edir. Lizosomal zülalların əksəriyyətində cis-Golgi-də əlavə olunan mannoz 6-fosfat var. Mannoz 6-fosfatı bağlayan reseptor trans-Golgi şəbəkəsində yerləşir və trans-Golgi şəbəkəsinə örtük zülallarını cəlb edir. Klatrin bu veziküllərin ətrafında örtük əmələ gətirir və veziküllər trans-Golgi şəbəkəsindən qönçələnmədən əvvəl lizosomal zülalları toplayır. Bu veziküllər endosomlarla birləşir. Endosomların lümenində aşağı pH var, bu da mannoz 6-fosfat reseptorunun lizosomal zülallardan ayrılmasına səbəb olur. Mannoz 6-fosfat reseptoru trans-Golgi şəbəkəsinə qaytarılır və lizosomal zülalları ehtiva edən vezikül funksional lizosoma çevrilir.

    Bəzi zülallar hüceyrəyə onları buraxmaq üçün siqnal verilənə qədər bu zülalları saxlayan sekretor veziküllərə bölünür. Zülalların sekretor veziküllərə bölünməsi mexanizmi, çünki bu zülallar ümumi çeşidləmə siqnal ardıcıllığını bölüşmürlər.

    Endositoz

    Hüceyrələr yalnız xarici mühitə material buraxmır, həm də endositoz yolu ilə plazma membranının xaricindən material alır. Endositozun bir neçə forması var.

    Faqositoz bəzi hüceyrələrin (makrofaqlar, neytrofillər) mikroorqanizmlər və ölü hüceyrələr kimi böyük hissəcikləri udmasına və qəbul etməsinə imkan verir. Faqositoz plazma membranının hissəcik ətrafında çıxmasını əhatə edir. Protrusion aktin polimerləşməsi ilə idarə olunur. Plazma membranı nəticədə hissəciyi əhatə edir və birləşərək onu tamamilə əhatə edir və böyük endositik vezikül əmələ gətirir.

    Pinositoz daha kiçik veziküllər əmələ gətirir (

    100 nm) və hüceyrələrə kiçik miqdarda hüceyrədənkənar mayeni və plazma membranının hissələrini götürməyə imkan verir. Pinositozun bir forması, hüceyrələrə hüceyrə səthindən xüsusi zülalları götürməyə imkan verən klatrin vasitəçiliyi olan endositozdur.

    Klatrin vasitəsi ilə endositoz plazma membranında çuxurun əmələ gəlməsi ilə başlayır. Çuxur sitoplazmik tərəfdən klatrini çuxura bağlayan adapter zülallarla əhatə olunmuşdur. Adapterlər həmçinin endositoz üçün hədəflənmiş plazma membranındakı zülallarla qarşılıqlı əlaqədə olurlar. Çuxur yerləşə bilər

    1000 zülal. Klatrin polimerləşməsi nəticədə plazma membranından sıxışan bir vezikül meydana gəlməsinə səbəb olur. GTPase dinamini çimdikləmə reaksiyasını kataliz edir. Klatrinlə örtülmüş veziküllər endosomlarla birləşir, burada aşağı pH liqandları reseptorlardan ayırır. Bəzi zülallar daha sonra plazma membranına qaytarılır, digərləri isə parçalandıqları lizosoma yönəldilir.


    Hüceyrə membranlarında molekulyar daşınma

    Son onillikdə getdikcə daha aydın oldu ki, hüceyrə membranları həm qeyri-üzvi, həm də üzvi maddələrin hüceyrənin xarici hissəsindən hüceyrənin daxili hissəsinə və ya hüceyrənin bir bölməsindən digərinə ötürülməsində xüsusi rol oynayan amillərlə təchiz edilmişdir. Normal diffuziya prosesləri (çox vaxt passiv diffuziya adlanır) baş verir, lakin bunlar yavaş ola bilər, sürətlər iştirak edən maddələrin konsentrasiyasından asılıdır. Passiv diffuziya, maddənin hüceyrənin tərkib hissəsinə bağlanmasının hüceyrədə və ya hüceyrə bölməsində baş verdiyi hallar istisna olmaqla, yalnız hüceyrə daxilində xarici konsentrasiyadan yüksək olmayan konsentrasiyaya səbəb olur. Hüceyrə membranında ion və molekulyar daşıma sürətlərini idarə edən və hüceyrədə ionların və molekulların konsentrasiyalarının xaricdəkindən əhəmiyyətli dərəcədə yüksək olmasına səbəb ola bilən komponentlər, hüceyrədəki fermentlər qədər əhəmiyyətli rol oynaya bilər. hüceyrə böyüməsinə, maddələr mübadiləsinə və funksiyasına nəzarət. Maddənin hüceyrə membranı vasitəsilə xüsusi olaraq idarə olunduğu, maddənin konsentrasiya qradiyentinə qarşı hüceyrədə toplanmasına səbəb ola biləcək şəkildə ötürülməsi prosesi və enerji yardımı ilə, yəni. e. metabolik proseslərlə birləşərək, tez-tez aktiv nəqliyyat adlanır. Hüceyrə membranında yerləşən və daşınma proseslərində iştirak edən xüsusi komponentlər adətən nəqliyyat daşıyıcıları adlanır.


    Danışıq İcmal

    Fotoağartma və fotoaktivləşdirmə haqqında bu mühazirə fotoağartmadan (FRAP) sonra flüoresansın bərpası, fotoağartmada flüoresan itkisinin (FLIP) və flüoroforların fotoaktivləşdirilməsinin hüceyrələrdəki molekulların dinamikası haqqında məlumat verə biləcəyini təsvir edir. Bu üsulların istifadəsinə zülalların membran bölmələri vasitəsilə hərəkətini, sitozolda və membranlarda molekulların diffuziya davranışını, sitoskeletal polimerlərin dinamikasını və zülal dövriyyəsini öyrənmək daxildir.

    Suallar

    1. Zülal dövriyyəsini ölçmək üçün hansı texnika ən uyğun olardı?
      1. İki foton flüoresan mikroskopiyası
      2. Fotoaktivləşdirmə
      3. Fotoağartmadan sonra floresan bərpası (FRAP)
      4. Fotoağartmada floresan itkisi (FLIP)
      1. İki foton flüoresan mikroskopiyası
      2. Fotoaktivləşdirmə
      3. Fotoağartmadan sonra floresan bərpası (FRAP)
      4. Fotoağartmada floresan itkisi (FLIP)
      1. İnfraqırmızı işıqla məruz qalma qırmızıdan yaşıl floresansa çevrilir
      2. İşıq dövrləri ilə geri dönən açma-söndürmə floresansı
      3. Mavi işıqla məruz qalma yaşıldan qırmızı floresansa çevrilir
      4. Mavi işığa məruz qalma udma spektrini dəyişir
      1. Zülalın dövriyyəsi yüksəkdir
      2. Diffuziya ilə yanaşı aktiv nəqliyyat mexanizmləri də baş verir
      3. Ağardılmış molekulların bir hissəsi hərəkətsizdir və dəyişdirilə bilməz
      4. Floresansın bir hissəsi başqa bir dalğa uzunluğuna fotoçevrildi

      Cavablar


      Xloroplastın quruluşu

      Bitkilərdə fotosintez ilk növbədə çoxlu hüceyrə təbəqələrindən ibarət olan, üst və alt tərəfləri fərqləndirilmiş yarpaqlarda baş verir. Fotosintez prosesi yarpağın səth qatlarında deyil, mezofil adlanan orta təbəqədə baş verir (Şəkil 1).

      Şəkil 1 Bir yarpağın bütün hüceyrələri fotosintez həyata keçirmir. Yarpağın orta təbəqəsindəki hüceyrələrdə fotosintetik aparatı olan xloroplastlar var. (Zephyris wikimedia krediti)

      Karbon qazı və oksigenin qaz mübadiləsi adlanan kiçik, tənzimlənən açılışlar vasitəsilə baş verir stomata.

      Şəkil 2 Pomidor yarpağı stomat (stomatanın təki). Foto krediti: Photohound Wikimedia Public Domain.

      Eukariotlarda fotosintez a adlı orqanoidin daxilində baş verir xloroplast. Bəzi prokaryotlar fotosintez edə bilirlər, lakin onların tərkibində xloroplastlar (və ya digər membrana bağlı orqanellər) yoxdur. Bitkilərdə xloroplast tərkibli hüceyrələr mezofildə mövcuddur. Xloroplastlar mitoxondridə olan qoşa membrana bənzər ikiqat membranla əhatə olunmuşdur. Xloroplastın içərisində yığılmış disk formalı strukturlar meydana gətirən üçüncü membran adlanır tilakoidlər. Tilakoid membrana daxil olan molekullar var xlorofil, bütün fotosintez prosesinin başladığı bir piqment (işığı udan bir molekul). Xlorofil bitkilərin yaşıl rəngindən məsuldur. Tilakoid membran tilakoid lümen və ya boşluq adlanan daxili boşluğu əhatə edir. Digər növ piqmentlər də fotosintezdə iştirak edir, lakin ən vacibi xlorofildir. Göründüyü kimi Şəkil 3, tilakoidlərin yığınına a deyilir qranum, və qranumu əhatə edən boşluq deyilir stroma (stomata, yarpaqlardakı açılışlarla qarışdırılmamalıdır).

      Şəkil 3 xloroplastın quruluşu. Qeyd edək ki, xloroplast ikiqat membranla əhatə olunub, həm də tilakoidləri əhatə edən üçüncü membran dəstini ehtiva edir.

      Mitoxondriyanın quruluşu onun aerob hüceyrə tənəffüsünü yerinə yetirmək qabiliyyəti üçün vacib olduğu kimi, xloroplastın quruluşu da fotosintez prosesinin baş verməsinə imkan verir. Həm işıqdan asılı reaksiyalar, həm də Kalvin dövrü xloroplastın içərisində baş verir.


      Videoya baxın: Biologiya gecesi (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Hamilton

    Heyf ki, indi danışa bilmirəm - çox məşğulam. Amma mən azad olacam - bu məsələ ilə bağlı düşündüklərimi mütləq yazacam.

  2. Gregos

    Demək istəyirəm ki, səhvə icazə verirsiniz. Müzakirə edəcəyik. PM-də mənə yaz.

  3. Cristofer

    Bu, əbədi olaraq müzakirə edilə bilər

  4. Chu'a

    Bu mövzuda çox şey deyə bilərəm.



Mesaj yazmaq