SINTEZA ŞI SECREŢIA PROTEINELOR

informaţia genetică este

exprimată,

menţinută,

replicată şi

ocazional ameliorată

printr-o serie de procese specifice cum ar fi:

sinteza ARN şi a proteinelor,

repararea ADN,

replicarea ADN şi

recombinarea genică.

NECESAR DE „MATERIALE”

-“cărămizi” – aminoacizi

-“transportorii” – ARNt specifici

-“constructori” – ribozomii

- “un plan”, ARNm

ARNt 70-90 nucleotide

Subunitatea mică - cap, platformă, bază sau corp (2/3 din unitate). Subunitatea mare - protuberanţă centrală, tulpină şi creastă.

RIBOZOMII

70-100.000 nucleotide

Sinteza pe baza secvenţelor promotor

ARNm – planul construcţiei proteice

“Citirea” ARNm ARNm - ARNt - antiparalele

Direcţia 5’-3’3 nucleotide odată - CODON

CODUL GENETIC - DEGENERAT

4 nucleotide 3 posibilităţi de aranjare

64 combinaţii posibile3 codoni stop

61 combinaţii posibilepentru

20 aminoacizi

IPOTEZA WOBBLE

•Dogma centrala a biologiei celulare: ADN → ARNm → AA → PROTEINE

•Aminoacizii - specificaţi de codonii ARNm = triplete de nucleotide.

•Translaţia - molecule adaptor = ARNt – anticodoni – care corespund codonilor din ARNm. ARNt vor insera aminoacizi în poziţiile lor specifice din lanţul polipeptidic.

•AUG – START - UAA, UAG şi UGA - STOP.

•Codul genetic standard este degenerat: prezintă multiple cuvinte cod pentru aproape fiecare aminoacid.

•Cuvintele de cod sunt universale la toate speciile cunoscute, cu mici excepţii la mitocondrii şi unele unicelulare.

•A treia poziţie din fiecare codon este mai puţin specifică decât primele două.

REZUMAT

3 ETAPE PRINCIPALE – INIŢIERE, ELONGARE, TERMINALIZARE2 ETAPE ACCESORII – PRESINTETICĂ + POSTSINTETICĂ

ETAPELE SINTEZEI PROTEICE

ETAPA PRESINTETICĂACTIVAREA AA ŞI FORMAREA COMPLEXULUI AA-ARNt

ETAPELE SINTEZEI PROTEICEETAPA PRESINTETICĂ

ACTIVAREA AA ŞI FORMAREA COMPLEXULUI AA-ARNt

3 ETAPE PRINCIPALE – INIŢIERE, ELONGARE, TERMINALIZARE2 ETAPE ACCESORII – PRESINTETICĂ + POSTSINTETICĂ

ETAPELE SINTEZEI PROTEICE

ETAPA PRESINTETICĂACTIVAREA AA ŞI FORMAREA COMPLEXULUI AA-ARNt

3 ETAPE PRINCIPALE – INIŢIERE, ELONGARE, TERMINALIZARE2 ETAPE ACCESORII – PRESINTETICĂ + POSTSINTETICĂ

ETAPELE SINTEZEI PROTEICE

ETAPA DE INIŢIERE

NECESAR: SUBUNITĂŢI RIBOZOMALE DISOCIATEFACTORI DE INIŢIERE – eIF1 – eIF5Energie – GTP, ATP

ETAPELE SINTEZEI PROTEICE ETAPA DE INIŢIERE

IF3- esenţial pt. găsirea AUG

eIF4 - ARNm este monocatenar

fixarea capului 5’

NECESAR: SUBUNITĂŢI RIBOZOMALE DISOCIATEFACTORI DE INIŢIERE – eIF1 – eIF5Energie – GTP, ATP

ETAPELE SINTEZEI PROTEICE ETAPA DE INIŢIERE

NECESAR: SUBUNITĂŢI RIBOZOMALE ASAMBLATE

factori de elongare (EFTu, EFTs şi EF-G la eucariote)Energie – GTP

ETAPELE SINTEZEI PROTEICE ETAPA DE ELONGARE

INSERŢIA

NECESAR: SUBUNITĂŢI RIBOZOMALE ASAMBLATE

factori de elongare (EFTu, EFTs şi EF-G la eucariote)Energie – GTP

ETAPELE SINTEZEI PROTEICE ETAPA DE ELONGARE

TRANSLARE

NECESAR: SUBUNITĂŢI RIBOZOMALE ASAMBLATE

factori de elongare (EFTu, EFTs şi EF-G la eucariote)Energie – GTP

ETAPELE SINTEZEI PROTEICE

ETAPA DE ELONGARE

TRANSLOCARE

NECESAR: SUBUNITĂŢI RIBOZOMALE ASAMBLATE

factori de elongare (EFTu, EFTs şi EF-G la eucariote)Energie – GTP

ETAPELE SINTEZEI PROTEICE

ETAPA DE ELONGARE

TRANSLOCARE

NECESAR: SUBUNITĂŢI RIBOZOMALE ASAMBLATE

factori de elongare (EFTu, EFTs şi EF-G la eucariote)Energie – GTP

ETAPELE SINTEZEI PROTEICE

ETAPA DE ELONGARE

TRANSLOCARE

NECESAR: SUBUNITĂŢI RIBOZOMALE ASAMBLATE

factori de eliberare (RF1 şi RF2)

ETAPELE SINTEZEI PROTEICE

ETAPA DE TERMINALIZARE

To resume

ETAPELE POSTSINTETICE

ETAPELE POSTSINTETICE

ETAPA POSTSINTETICĂ

RETICULUL ENDOPLASMATICRUGOS (RER)

MO - formaţiune bazofilă perinucleară.

- poziţie bazală.

- hepatocite - concentric în jurul nucleului - corpii Berg

- neuroni - corpii Nissl.

- membranele RER se continuă cu membrana nucleară externă iar lumenul RER se continuă cu spaţiul perinuclear

RETICULUL ENDOPLASMATIC NETED(REN)

- reţea de canalicule (canale mai mici) care comunică cu sacii care formează RER. - nu prezintă ribosomi la suprafaţă. - se poate găsi în toate tipurile celulare, dar este mai bine dezvoltat în: celule care sintetizează hormoni steroizi: suprarenală, celule interstiţiale din testicul şi ovar;celule care sintetizează mari cantităţi de glicogen: hepatocite, miocite;celule care sintetizează pigmenţi: melanocite.

RETICULUL ENDOPLASMATIC

Structura chimică a RE60% proteine40% lipide – fosfolipide şi colesterolEnzimele cele mai frecvent întâlnite la RE sunt: NADH citocromul b5, ATPaza, şi enzima marker – glucozo-6-fosfatază.Originea RE nu este clară: este posibil să provină prin înmugurirea membranei nucleare externe.

RETICULUL ENDOPLASMATIC

Funcţiile RE

Funcţii specifice RER- sinteza proteinelor prin prezenţa ribosomilor ataşaţi;- glicozilarea lanţului polipeptidic;- modificări ale lanţurilor laterale de aminoacizi prin formarea de punţi disulfidice;

Funcţii specifice REN- sinteza lipidelor, mai ales în celulele gonadelor, celulele mucoasei intestinale;- detoxifiere, prin enzime care participă la reacţii de oxidare, hidroliză, reducere sau conjugare;- eliberarea glucozei din glicogen în special la nivelul hepatocitelor: enzima implicată - enzima marker glucozo-6-fosfataza.

Funcţii comune RER şi REN- RE este un sistem circulator intracitoplasmatic- RE sintetizează fosfolipide;- RE joacă rol de suport mecanic pentru citoplasmă;- RE este o fabrică de membrane pentru care sintetizează lipide şi proteine.

COMPLEXUL GOLGI

organit celular membranar format dintr-un grup heterogen de compartimente delimitate de membrane – un grup de cisterne

COMPLEXUL GOLGI

Structura în microscopia fotonică- vizibil prin coloraţii speciale - impregnaţia argentică. - organit polimorf, cu variate aspecte morfologice: vacuole, trabecule anastomozate etc. - poziţia CG în celulă variază în funcţie de tipul şi funcţia celulei.

- În neuroni CG - perinuclear. - În celulele glandelor cu secreţie exocrină CG - între nucleu şi polul apical, aproape de zona de sinteză a produşilor de secreţie. - În celulele endocrine - între nucleu şi polul bazal. - Structură dinamică, situându-se în zonele din celulă unde activitatea metabolică este mai accentuată.

COMPLEXUL GOLGI

Structura în microscopia electronică (ultrastructura)Două componente delimitate de membrane:- un grup de saci aplatizaţi (cisterne) care prezintă dilataţii la extremităţi. Mai multe cisterne formează un dichtiozom. Fiecare dichtiozom are două feţe:

- o faţă de formare, denumită cis, care este convexă şi orientată spre nucleu;

- o faţă de maturare, denumită trans, orientată spre plasmalemă;

- microvezicule care vin dinspre RER către faţa cis cu care pot fuziona;- macrovezicule care se desprind de pe faţa trans.

COMPLEXUL GOLGI

Funcţiile CGFuncţii în secreţia celulară- Formarea de granule de secreţie;- Glicozilarea terminală a proteinelor: produşii de secreţie proveniţi din RE sunt glicozilaţi terminal în prezenţa glicozil-transferazei şi -manozidazei;- Glicozilarea gangliozidelor şi cerebrozidelor are loc în celulele din creier şi rinichi şi este asistată de glicoziltransferază;- Sulfatarea produşilor proveniţi din RE, în prezenţa sulfotransferazelor: CG are un rol important în secreţia mucopolizaharidelor;- Concentrarea produşilor de secreţie: are loc în sacii CG;- Maturarea produşilor de secreţie: proinsulina este transformată în insulină-Biogeneza lizozomilor: enzimele lizozomale prezintă un marker, manoză-6-fosfat, pentru care există receptori la nivelul zonelor dilatate din coarnele CG. Aici enzimele sunt împachetate în vezicule care se desprind ca lizozomi primari.

COMPLEXUL GOLGI

Funcţiile CG

- Traficul de membrane şi reciclarea membranelor: traficul de membrane presupune transferul de vezicule de la RE la CG urmat de formarea de macrovezicule pe fata de maturare cu exocitoza acestora. Circuitul endocitoză-sinteză-exocitoză face ca suprafaţa totală a plasmalemei să rămână constantă