پاورپوینت زیست شناسی سلولی و مولکولی

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

زیست شناسی سلولی و مولکولی

اسلاید 2 :

اسکلت سلولی
Cell and Molecular Biology
(Lippincott Illustrated Reviews Series)

اسلاید 3 :

کلیات
اسکلت سلولی، شبکه پیچیده ای از رشته های پروتئینی است که یک سیستم داربستی حمایتی را در سلول ایجاد می کند.
پروتئین های اسکلت سلولی در سرتاسر فضای داخلی سلول قرار گرفته اند، به غشای پلاسمایی که مرز خارجی سلول را تعیین می کند، متصل هستند و عرض سیتوپلاسم را می پیمایند.
اندامکها در داخل چارچوب یا داربست ایجاد شده توسط اسکلت سلولی جای می گیرند.
اسکلت سلولی صرفا یک اسکلت داخلی غیر فعال نیست؛ بلکه یک سیستم تنظیمی پویا در سلول به شمار می رود.

اسلاید 4 :

ریزلوله ها، ریزرشته های اکتین و رشته های حدواسط پروتئین های تشکیل دهنده اسکلت سلولی هستند.
اجزای اسکلت سلولی به صورت یک شبکه حمایتی یکپارچه در داخل سیتوپلاسم با یکدیگر تعامل دارند.
هر کدام از پروتئین های اسکلت سلولی، حاصل اجتماع ویژه ای از زیر واحدهای مونومری پروتئینی هستند. ریزرشته های اکتین و ریز لوله ها از زیر واحدهای پروتئینی کروی تشکیل می شوند، درحالی که رشته های حدواسط حاوی زیر واحدهای رشته ای گسترده تر می باشند.
پروتئین های ضمیمه، طول رشته ها، موقعیت و ارتباط آن با اندامکها و غشای پلاسمایی را تنظیم می کنند.

اسلاید 7 :

اکتین
در ابتدا تصور می شد اکتین پروتئینی است که منحصرا در بافتهای ماهیچه ای وجود دارد؛ زیرا اولین بار از ماهیچه اسکلتی جدا شده بود.
برخی از انواع اکتین (4 نوع از 6 نوع شناخته شده) فقط در سلولهای ماهیچه ای وجود دارند، در حالی که سایر انواع اکتین در سیتوپلاسم اكثر انواع سلولی یافت می شوند.
امروزه تصور بر این است که اکتین در هسته بیشتر سلول ها نیز حضور دارد. در داخل هسته، اکتین برای ساختار کروماتین و هسته مهم بوده و عقیده بر این است که در تنظیم رونویسی ژنها نقش دارد.

اکتین قطری حدود 8 نانومتر داشته و ساختارهایی به نام ریز رشته های اکتینی را تشکیل می دهد.
ریزرشته های اکتینی اغلب در نواحی مجاور غشای پلاسمایی که پوشش سلولی نامیده می شوند، قرار می گیرد.

اسلاید 8 :

اکتین جهت القای انقباض در سلول های ماهیچه ای حائز اهمیت است.

عملکردهای اکتین در سیتوپلاسم سلول های غیر ماهیچه ای شامل :

تنظیم حالت فیزیکی سیتوسل (بخش مایع سیتوپلاسم بدون اندامکها)،
تحرک سلولی
تشکیل حلقه های انقباضی در تقسیم سلولی می باشد.

چنین عملکردهایی در سلول با تغییر ساختار اکتین از زیر واحدهای کروی به ساختارهای ریز رشته ای پلیمریزه شده طويل تنظیم می شود.

اسلاید 9 :

پلیمریزه شدن اکتین
ریز رشته های اکتین در سیتوپلاسم، ساختارهای رشته ای یا F- اکتینی هستند که پلیمرهایی متشکل از مونومرهای G- اکتین (اکتین کروی) می باشند.
پلیمریزه شدن زیر واحدهای G- اکتین به صورت یک مولکول F- اکتین، یک فرآیند انرژی خواه است.

اسلاید 10 :

برای اضافه شدن هر مونومر G- اکتین به یک مولکول اکتین در حال رشد، انرژی به شکل ATP مورد نیاز است.
هر مونومر G- اکتین منفرد که به یک مولکول F- اکتین در حال رشد اضافه می شود، به یک مولکولATP متصل است.
بعد از پلیمریزه شدن مونومر G- اکتین به صورت پلیمر F- اکتین، مولکول ATP، با آزادشدن فسفات معدنی (Pi) از آن، به ADP هیدرولیز می شود.
در پلیمرهای F- اکتین،ADP به صورت متصل به مونومرهای G- اکتین منفرد باقی می ماند.

اسلاید 11 :

یک رشته F- اکتین، از دو رشته یکسان از مونومرهای G- اکتین تشکیل می شود که ساختاری همانند پیچ خوردگی منظم دو رشته از مهره ها به دور هم را ایجاد می کنند.
رشته های F- اکتین یکسان نیستند. انتهای مثبت (+) جایی است که مونومرهای G- اکتین متصل به ATP، به یک رشته در حال رشد اضافه می شوند و انتهای منفی (-) جایی است که مونومرهای G- اکتین متصل بهADP از یک رشته در حال تخریب برداشته می شوند.

اسلاید 12 :

ساختار ریز رشته های اکتین در سه مرحله تشكيل می شود :
(1) تأخیری
(۲) پلیمریزه شدن
(۳) حالت پایدار

اسلاید 13 :

در مرحله تأخیری، سه مونومر G- اکتین متصل به ATP با هم جفت شده تا یک جایگاه مرکزی را ایجاد کنند که در آنجا رشته F- اکتین در حال رشد ساخته می شود.
در طی مرحله پلیمریزه شدن، مونومرهای جدید G- اکتین به زنجیره در حال رشد و ترجیحا به انتهای مثبت آن اضافه می شوند. مولکول ATP به ADP و Pi هیدرولیز می شود.
مرحله پایدار زمانی فرا می رسد که سرعت اضافه شدن مونومرهای G- اکتین به انتهای مثبت، با سرعت حذف سایر مونومرهای G- اکتین از انتهای منفی برابر شده و طول پلیمر F- اکتین ثابت می ماند.

اسلاید 15 :

مونومرهای G- اکتینی که یک پلیمر F- اکتین را ترک می کنند، دوباره به خزانه سیتوپلاسمی G- اکتین های پلیمریزه نشده باز می گردند. فرآیند اضافه شدن و حذف مونومرهای G- اکتین تحت عنوان فرآیند چرخشی توصیف می شود.
چنانچه یک مونومر G- اکتین خاص طی فرآیند پلیمریزه شدن دنبال شود، به نظر می رسد که آن در طول پلیمر F- اکتین حرکت می کند.
همچنان که مونومرهای G- اکتین بعدی به پلیمر افزوده می شوند، به نظر می رسد که آنها به G- اکتین فشار وارد می کنند.
با گذشت زمان، مونومر G- اکتین موردنظر در امتداد پلیمر F- اکتین حرکت کرده و این حرکت کرده و از انتهای مثبت دورتر و دورتر می شود تا اینکه نهایتا از انتهای دیگر پلیمر خارج می شوند.

اسلاید 16 :

برخی از محصولات تولید شده توسط قارچها بر روی پلیمریزه شدن اکتین تاثیر می گذارند.
فالوئیدین، سم حاصل از قارچ های سمی Armaajti phaloides می باشد. این قارچ ها به دلیل اثرات سمی روی افرادی که آنها را مصرف می کنند. اغلب کلاه های مرگ با فرشتگان مرگ" نامیده می شوند.
فالوئیدین، عملکرد طبیعی اکتین را مختل می کند. این ماده بسیار محکم تر از مونومرهای -Gاكتین به پلیمرهای اکتین متصل شده و پلیمریزه شدن بیش از حد پلیمرهای اکتین را القا می کند اما در عین حال مانع دپلیمریزه شدن رشته ها می گردد.
همچنین، این ماده سمی هیدرولیزATP متصل به مونومرهای -Gاکتینی که به صورت یک پلیمر اکتین پلیمریزه شده اند را مهار می کند.
مشخص شده است که فالوئیدین از طریق مهار اکتین، تحرک سلولی را نیز مهار می کند.
محصولات قارچی و اکتین

اسلاید 17 :

فالوئیدین می تواند در آزمایشگاه به عنوان یک ابزار تصویربرداری برای تشخیص اکتین به کار رود.

اسلاید 18 :

سیتوکالازین ها محصولات قارچی دیگری هستند که ابزارهای آزمایشگاهی مفیدی محسوب می شوند، زیرا آنها پلیمریزه شدن اکتین را مهار نموده و باعث تغییراتی در مورفولوژی سلول می شوند،
از آنها می توان برای مهار تحرک سلولی و تقسیم سلولی و القای مرگ برنامه ریزی شده سلولی استفاده نمود.

اسلاید 19 :

پروتئین های متصل شونده به اکتین با کنترل پلیمریزه شدن مونومرهای G- اکتین، دسته بندی ریز رشته ها و شکستن آنها به قطعات کوچک تر در صورت نیازسلول، ساختار اکتین را تنظیم می کنند.
برخی از پروتئین های متصل شونده به اکتین با مونومرهای منفرد G- اکتین میان کنش نموده و از پلیمریزه شدن آنها به صورت یک پلیمر F- اکتین جلوگیری می کنند.
سایر پروتئین ها به ریز رشته های سرهم شده متصل شده و باعث می شوند آنها با سایر زنجیره های ریز رشته دسته بندی شده یا اتصال عرضی برقرار کنند و یا قطعه قطعه شده و از هم جدا شوند.
پیچیدگی ساختارهای مبتنی بر اکتین در داخل سیتوپلاسم، برخی از خصوصیات سلولی را تنظیم می کند.
پروتئین های متصل شونده به اکتین

اسلاید 20 :

ماهیت فیزیکی سیتوسل، از ویژگی های یک سلول است که می توان آن را در دو وضعیت ژل، یک حالت سفت تر و یا سل، یک حالت محلول تر، توصیف نمود.
هرچه ساختار اکتین بیشتر سازمان دهی یافته باشد، سیتوسل سفت تر و غلیظ تر (ژل) خواهد بود. هرچه ساختار اکتین کمتر تشکیل شده باشد (متلاشی تر باشد)، سیتوسل محلول تر و رقیق تر (سل) است.
اکتین به طور مداوم بین دو حالت ژل و سل در حال تغییر است و بدین ترتیب در تعیین ویژگی های سیتوپلاسم مشارکت می نماید.
به علاوه، پروتئین های متصل شونده به اکتین، ساختارهای اکتینی و در نتیجه ماهیت سیتوسل را تنظیم می نمایند.
1- تنظیم کننده های حالت ژل/ سل سیتوسل