ביולוגיה של התא - חמוטל -שיעורים 19-26 - Gre

קיבוע פחמן על ידי תהליך הפוטוסינתזה.

בעלת חדירות גבוהה, נעוצים בה חלבונים רבים כמו חלבוני Porin המחוררים אותה בצורה כזו שכל חומר הקטן מ5,000 דלתון יכול לעבור באופן חופשי בין צידי הממברנה.
לכן, ריכוז החומרים הקטנים שווה בין החלק הפנימי והחיצוני של המברנה, חומרים גדולים יוצרים מפל ריכוזים.

איזור זה עשיר באנזימים שעוזרים לו לבצע את תפקידו.

הממברנה הזו מאוד לא חדירה. ישנם קיפולים רבים של הממברנה המשמשים להגדלת שטח הפנים.
המבנה של הממברנה הפנימית מיועד לביצוע שלוש סוגי פונקציות:

1. ריאקציות חמצון המאפיינות את שרשרת העברת האלקטרונים.

2. מכונה מולקולרית לסינתזה של ATP.

3. יכולת הכנסת חלבונים שונים ופקטורים הנחוצים לקיום התהליכים המתרחשים במיטוכונדריה אך מקורם בחוץ.

המטריקס הינו תווך תוך תאי המכיל את הגנום המיטוכונדריאלי, אנזימים פעילים, ריבוזומים וכו'.

זהו פוטנציאל חמצון חיזור הנמדד כיכולת למסור או לקבל אלקטרונים מול חומר סטנדרט כלשהו, הזיקה של חומרים לאלקטרונים.

חומר בעל נטייה נמוכה להחזקה של אלקטרונים (פוטנציאל רידוקס נמוך), יעביר אלקטרונים לחומר בעל נטייה גבוהה להחזקה של אלקטרונים (פוטנציאל רידוקס גבוהה).

1. הפרשי ריכוזים - הפרשי pH - קיים בין מרחב המטריקס (8) למרחב הבין ממברנלי (7).

2. הפרש מטענים - הנובע מהמטען שנושאים הפרוטונים.

1. העברה אנדוקרינית

2. העברה פאראקרינית

3. העברה נוירונית

4. העברה תלויית מגע

5. ליגנדים הדרופוביים

תא מסוים מפריש הורמון לזרם הדם, ההורמון מגיע לתא המטרה ושם נקלט על ידי רצפטורים המתאימים הקיימים בתא המטרה.

גם במנגנון זה התא שולח אות על ידי הפרשת חומר, אך החומר לא מופרש לזרם הדם. החומר משפיע על תאים קרובים לתא המפריש.

תא נוירון מקרב את האותו לתא נוירון אחר על ידי סינפסות

מולקולת הסיגנל במקרה זה היא רכיב הנמצא על גבי הממברנה של תא מסוים. סיגנל זה חשוב מנגנון התפתחות תאי עצב והתמיינותם.

ליגנדים הידרופוביים, בניגודים להידרופיליים, יכולים לעבור את הממברנה והם נקלטים ברצפטור תוך תאי שגורם לתגובה המתאימה.

המרה ראשונית, קליטה או היווצרות הקשר בין הליגנד לרצפטור.

העברה של המסר מהרצפטור ועד למנגנונים מולקולאריים שונים כמו חלבונים מזרחנים או מורידים זרחון.

שלב זה הוא חלק משלב הRelay, באחת מתחנות הממסר אנו מקבלים הגברה של המסר.

התא לא מקבל סיגנל אחד אלא מספר לא מבוטל של סיגנים.

ישנם סיגנלים שניתן לבצע בינהם אינטרגציה כך ששילוב שלהם ייתן תגובה אחרת ושילוב של אחרים ייתן תגובה שונה לגמרי.

השינוי בהתנהגות התא.

1. קולטנים מצומדי תעלות יוניות

2. G-Protein coupled receptor

3. קולטנים המצומדים לאנזימים.

ליגנד נקלט על ידי הרצפטור וזה גורם לפתיחת תעלת יונים. למשל בתאי עצב.

מנגנונים אלו מערבים קומפלקס של קולטן וחלבונים שיכולים לפרק GTP ל GDP.

כאשר הקולטנים קולטים ליגנד הם עוברים דימרזיציה או אוליגומריזציה וכתוצאה מכך יש שינוי קונפורמטיבי ואקטיבציה של החלק הציטוזולי של הרצפטור.

כאשר הם קושרים GTP הם דולקים וכבויים כאשר הם קשורים GDP.

טרימרים ומונומרים.

תת יחידה אלפא (זו שקושרת את הGTP) נפרדת בין הקומפלקס של שתי היחידות הנותרות.

תת יחידות בטא-גמא משופעלות עקב הקשירה וכל אחד משניהם יכול להביא לשינוי פעילות של חלבונים אחרים.

הידרוליזה של הGTP.

cAMP

cAMP נוצרת על ידי האנזים Adenilin cyclase כאשר הסובסטרט שלו הוא ATP.

תפקידה היא שליח שניוני בתוך התא.

היא מכובית על ידי האנזים cAMP Phosphodiesterase.

לאחר שהקולטן קושר ליגאנד, מתבצע זרחון של הטירוזינים עליו (דימר אחד מזרחן את השני). כתוצאה מהזרחון מתבצעת דימריזציה. על הטירוזינים המזורחנים נקשרים חלבונים מתאימים.

במצב המזורחן והמאוקטב הרצפטור קושר חלבון מתאם והוא קושר חלבון Ras-activating protein .

על ידי קסקדה של קינאזות, זה גורם גם להגברה וגם להעברה של הסיגנל.

כיבוי חלבון הRas נעשה על ידי הידרוליזה של הGTP לGDP.

1. נגיפים - צבר של חלבונים וחומר גנטי (יכול להיות DNA או RNA).

2. חיידקים - ממלא את כל מאפייני החיים אך עם יכולת וירולנטית.

3. חד תאיים (פרוטוזואה) - פתוגן אאוקריוטי.

4. רב תאיים

1. מחסומים פיזיים - עור, חומציות הקיבה וכו'.

2. מחסומים ברמה התאית - מנגנוני הגנה תוך תאיים שיודעים לזהות מידע גנטי שהוא לא שלהם.

3. מערכת חיסונית - כל היצורים הרב תאיים נולדים עם מערכת חיסון מולדת אך החולייתנים גם בעלי מערכת חיסון נרכשת.

על ידי מערכת בה הוא מודיע לתאים שסביבו שהם נמצאים בסכה.

הוא מפריש לסביבה החוץ תאים Interferon שיפעיל רצפטורים פארקריניים וגם אוטוקריניים וכך תהיה תגובה כנגד הפתוגן.

1. חלבוני מבניים - חלבון הנמצא בתוך הוירוס ותפקידם יהיה לתווך את ההגעה למערכת התאית של השכפול.

2. חלבונים לא מבניים - חלבונים שלא מהווים חלק מהוירוס אבל נמצאים בגנום כדי לבצע מניפולציות למרחב התאי ולייעל בכך את תהליך ההדבקה.

1. כניסה - מפגש בין הנגיף והתא. הנגיף נכנס לתא מתוך שאיפה להגיע אל הציטופלזמה שם יש ריבוזומים.

2. שכפול - הנגיפים בונים את המרכיבים שיאפשרו הרכבה של הנגיף.

3. הרכבה - הרכיבים שנבנו מורכבים יחד ליצירת וירוסים חדשים.

4. יציאה - יציאה מגוף התא המארח בין אם על ידי הנצה (נגיפי עטופי ממברנה) או על ידי פיצוץ (נגיפים שאינם עטופים).

איחוי של הממברנה של הוירוס עם הממברנה של התא דבר שיוביל לשפיכה של הוירוס אל תוך המרחב הציטוזולי.

ישנם טכניקות שונות:

1. נגיף הפוליו הוא בעל קפסיד המזוהה על ידי חלבוני ממברנליים שמכניסים אותו פנימה בוזיקולה, כשהוא נכנס הוא עובר שינוי קונפורמציה העוזר לו לשחרר או להזריק את הגנום החוצה אל המרחב הציטוזולי.

2. נגיף השפעת משתמש בשיטה בה הוא נבלע ומגיע לאנדוזום. עקב השינוי בpH משתנה הקונפורמציה של החלבונים הויראליים, האנדוזום נשבר והנגיף משתחרר לציטוזול.

1. קראטינים - בתאי אפיתל.

2. וימנטין ונגזרותיו - נמצאים בתאי שאינם אפיתל או עצב.

3. נוירופילמנטים - תאי עצב.

4. לאמינה גרעינית - נמצאים בגרעיני התאים.

1. מיקרו-ווילי וצורות יחודיות אחרות - אחד מתפקידיו הוא להעניק צורות שונות ומיוחדות לתאים.

2. תנועה של תאים.

3. חלוקה תאית - יוצרים את הטבת החונקת שמפרידה בין שני התאים.

1. חלבונים קושרי אקטין - Monomer squestering protein - נקשרים אליהם ומונעים את הבנייה וכך דוחפים אותם לכיוון הפירוק.

2. חלבוני קושרי אקטין - Nucleating protein - חלבוני שנקשרים לקצה המינוס של הסיבים וגורמים להם להתארך לכיוון קצה הפלוס.

3. חלבוני קיבוץ - Bundling protein - מאפשרים קישור בין סיבים רבים.

4. חלבונים מצליבים - Cross linking protein - מאפשרים קישור בין סיבים בניצב אחד לשני.

5. חלבוני קאפ - capping proteins - מייצבים את קצה פלוס ומזרזים את הבניה מקצה זה.

6. חלבוני מנוע - Motor proteins - מאפשרים תנועה על גבי סיבי האקטין.

כל מונומר של אקטין מגיע עם ATP, לאחר שהוא נקשר מתבצעת הידרוליזה של הATP והקישור פחות חזק והוא יכול לצאת מהסיב. בניה והפירוק יכולים להתבצע משני הקצוות.

יש מספיק מונומרים סביב הסיב כך שיש פירוק באותה מידה כמו הבנייה ואורך הסיב לא משתנה.

מעל הריכוז הקריטי יש בנייה ומתחתיו יש פירוק.

יהיה פירוק של קצה מינוס אך בנייה של קצה פלוס ולכן הסיב יישאר באותו אורך אך תהיה תנועה של הסיב כלפי קצה פלוס. תכונה זו נקראת Treadmiling.

מיוזין.

לקצה פלוס בלבד!

אם בא לכם לקרוא זה בעמוד 246-248

1. צמתי אטימה - Tight junctions - אחם צעבר של חומרים והם נמצאים בתאי האפיתל.

2. צמתי עגינה Adhesion junctions. ישנם שלושה סוגים.

3. צמתי תקשורת - Gap junctions

את צמתי האטימה יוצר חלבון הקלאודין שיוצר קשירה חזקה בין שתי ממברנות סמוכות של תאים.

תפקידם הוא אדהזיה בין תאים ואדהזיה בין התא לחומר החוץ תאי.

שלושת הסוגים הם: אהדזיה בין תאים (אקטין), אדהזיה בין תאים (פילמנטים), אדהזיה למטריקס (אקטין).

מעבר של חומרים ושליחת אותות.

על גבי הפרומוטור של האופרון יש אתר המכונה אופרטור שאליו נקשרים חלבוני רגולטוריים - רפרסורים או אקטיבטורים.

הבקרה היא בקרה שלילית - יש רפרסור. הרפרסור פעיל בנוכחות הליגנד, הליגנד הוא טריפטופן.

כאשר יש טריפטופן בתא אין צורך ביצירתו ולכן, היא נקשרת לרפרסור וכך הוא מסוגל להיקשר לאופרטוא ולמנוע קשירה של הפולימראז.

גם על ידי פקטורי שיעתוק שונים ועל ידי קשירה של ליגנדים מוסימים לפקטורים והעלאת הזיקה שלהם להבאת הפולימראז. בעיקר בקרה הורמונאלית.

1. גנים מקובצת Hose keeping genes - חלבונים שצריך בכל תא.

2. גנים מקבוצת Tissue specific Genes - גנים ספציפיים לתא ברקמה מסוימת.

3. גנים מקבוצת Regulatory genes - אקטיבטוקים, רפרסורים ומנגנוני בקרה נוספים. הם יכולים להיות חלק מהHouse keeping ויכולים להיות ספציפיים לכל רקמה.

4. גנים מקבוצת Master genes - גנים שיכולים לשלוט בהתמיינות ובתפקוד של כל סוגי התאים.

לביצית - יכולת להתמיין לכל תא שהוא.

1. דחיסות הכרומטין.

2. פקטורי שיעתוק הספציפיים לרקמה.

גידול שפיר הוא גידול עם קצת מוטציות.

גידול ממאיר הוא גידול עם הרבה מוטציות ובעל אי יציבות גנטית וכתוצאה מכך הוא מקבל גם את היכולת לנדוד למקומות אחרים.

במניעת סרטן - Tumor suppressor genes.

ביצירת סרטן, כאשר עובדים לא טוב - Proto-Oncogenes.

ביצירת סרטן על ידי וירוסים - Viral-Oncogenes.