ΔΗΜΟΠΟΥΛΟΥ ΣΠΥΡΙΔΟΥΛΑ ΕΥΓΕΝΙΟΥ ΜΙΧΑΗΛ ΤΕΙ ΑΘΗΝΑΣ ΣΧΟΛΗ ΕΠΑΓΓΕΛΑΜΤΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟΝΟΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΙΡΙΩΝ ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ‘’ΤΙ ΑΝΑΝΕΩΘΗΚΕ ΜΕ ΤΟ ΝΟΜΠΕΛ ΙΑΤΡΙΚΗΣ 2013’’ ΣΠΟΥΔΑΣΤΕΣ: ΔΗΜΟΠΟΥΛΟΥ ΣΠΥΡΙΔΟΥΛΑ ΕΥΓΕΝΙΟΥ ΜΙΧΑΗΛ ΕΙΣΗΓΗΤΡΙΑ: ΑΘΗΝΑ ΜΑΥΡΙΔΟΥ Αιγάλεω 2013

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ ΝΟΜΠΕΛ ΙΑΤΡΙΚΗΣ 2013 ΠΑΘΗΤΙΚΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΕΝΕΡΓΗΤΙΚΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΕΝΔΟΚΥΤΤΑΡΩΣΗ ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΩΣΗ ΝΟΜΠΕΛ ΙΑΤΡΙΚΗΣ 2013 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ S. Singer & G. Nicolson (1972) THE FLUID MOSAIC MODEL 1972 S.J SINGER, G.L NICOLSON S. Singer & G. Nicolson (1972)

ΔΟΜΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ Φωσφολιπίδια Χοληστερόλη Φωσφατιδυλαμίνη Φωσφατιδυλοσερίνη Φωσφατιδυλοχολίνη Σφυγγομυελίνη Φωσφατιδυλινοσιτόλη Εικόνες wikimedia.org

ΔΩΜΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ Πρωτεΐνες Περμεάσες (μεταφορικές πρωτεΐνες) Δίαυλοι Εικόνα απο MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL 3RD EDITION B. ΑLBERTS, D. BRAY, J. D. WATSON, K.ROBERTS, D.BRAY, J.LEWIS

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ Μεταφορά ουσιών από και προς το κύτταρο: Παθητική μεταφορά Ενεργητική μεταφορά MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL 3RD EDITION B. ALBERTS, D. BRAY, J. D. WATSON, K.ROBERTS, D.BRAY, J.LEWIS

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ ΕΞΙΣΩΣΗ ΤΟΥ NERNST V= το δυναμικό ισορροπίας Co, Ci= η συγκέντρωση της ουσίας στον εσωκυττάριο και τον εξωκυττάριο χώρο αντίστοιχα. R= η παγκόσμιο σταθερά των αερίων 1.987 T= η απόλυτη θερμοκρασία σε K F= η σταθερά του Faraday 2.3 x 104 ­ z= το φορτίο του ιόντος

ΠΑΘΗΤΙΚΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑ

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ Παθητική μεταφορά Παθητική διάχυση Διευκολυνόμενη διάχυση Ώσμωση Διήθηση

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ Παθητική διάχυση 1ος νόμος του Fick Q ο ρυθμός διάχυσης ΔC η διαφορά συγκέντρωσης D ο συντελεστής διάχυσης Α το εμβαδό της επιφάνειας της μεμβράνης Μw το μοριακό βάρος του υλικού ΔΧ το πάχος της μεμβράνης

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ Διευκολυνόμενη διάχυση χρήση φορέων Πρωτεΐνες Δέσμευση ιόντων Μεταβολή τεταρτοταγούς δομής. employees.csbsju.edu

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ Απλή διάχυση vs. Διευκολυμένη διάχυση Ανταγωνιστικότητα Αναστολείς Ειδικότητα Κορεσμός

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ Ώσμωση V= η ροή του νερού σ= ο συντελεστής ανάκλασης L= η σταθερά ηλεκτρική αγωγιμότητας Α= η επιφάνεια της μεμβράνης p= ωσμωτική πίεση www.answers.com

ΕΝΕΡΓΗΤΙΚΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑ

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ Ενεργητική μεταφορά Πρωτογενής ενεργητική μεταφορά Δευτερογενής ενεργητική μεταφορά

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ ΠΡΩΤΟΓΕΝΗΣ ΕΝΕΡΓΗΤΙΚΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑ

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ ΕΙΔΗ ΜΕΤΑΦΟΡΙΚΩΝ ATP (αντλίες) ΑΤΡάσες τύπου Ρ ATPάση Ca2+ (σαρκοπλασματική) ΑΤΡάση που μεταφέρει Η+ από τα επιθηλιακά κύτταρα στο εσωτερικό του στοµάχου ΑΤΡάση που μεταφέρει Η+ έξω από τα κύτταρα των ανώτερων φυτών κ.α ΑΤΡάσες τύπου V ΑΤΡάσες τύπου F ATPάση Na+/K+

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ ΑΝΤΛΙΑ Νa+/Κ+ 3 Na+ στον εξωκυττάριο χώρο 2 K+ στον εσωκυττάριο χώρο κατανάλωση 1ΑΤΡ www.mdpi.com

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΗΣ ΕΝΕΡΓΗΤΙΚΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑ Ξεχωριστή τάξη πρωτεϊνών Εισάγουν/Εξάγουν μικρά μόρια Εκμετάλλευση ενέργειας από παθητική μεταφορά

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ Συν-μεταφορά (synport) Αντι-μεταφορά (antiport) www.brooklyn.cuny.edu

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ Ελεγχόμενη μεταφορά Διαμεμβρανική μεταφορά 3. Μεταφορά με κυστίδια Εικόνα απο MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL 3RD EDITION B. ΑLBERTS, D. BRAY, J. D. WATSON, K.ROBERTS, D.BRAY, J.LEWIS

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ Μεταφορά μέσω κυστιδίων Ενδοκυττάρωση Πινοκύττωση Φαγοκυττάρωση Εξωκυττάρωση Ιδιοσύστατη Ρυθμιζόμενη

ΕΝΔΟΚΥΤΤΑΡΩΣΗ

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ ΦΑΓΟΚΥΤΤΑΡΩΣΗ Έως 250nm Ενεργοποίηση υποδοχέων (μέσω ενεργοποιητών) αντισώματα

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ ΠΙΝΟΚΥΤΤΩΣΗ Έως 150 nm Υγρά Διαλυτές ουσίες Κυστίδια με πρωτεϊνικό κάλυμμα www.ncbi.com

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ CLATHRIN MEDIATED ENDOCYTTOSIS Κλαθρίνη AP-2 complex www.nature.com

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ TRANSCYTOSIS Ενδοθηλιακά κύτταρα Νευρικά κύτταρα Οστεοκλάστες www.ncbi.gov

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ COP I, COP II ER Golgi

ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΩΣΗ

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΩΣΗ Σχηματισμός κυστιδίων Εξωκυττάριο σήμα Εκκίνηση διαδικασίας έκκρισης Σύνδεση με κινητήριες πρωτεΐνες Κίνηση στον κυτταροσκελετό Σύντηξη μεμβρανών Απεγκόλπωση ουσιών και μεμβρανών

www.nature.com

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ ΙΔΙΟΣΥΣΤΑΤΗ ΕΚΚΡΙΤΙΚΗ ΟΔΟΣ Τροφοδότηση μεμβράνης Πρωτεΐνες Λιπίδια Περιφερικές πρωτεΐνες Εξωκυττάρια ύλη

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ ΡΥΘΜΙΖΟΜΕΝΗ ΕΚΚΡΙΤΙΚΗ ΟΔΟΣ Δευτερεύουσα εκκριτική οδός Αποθηκευμένες ουσίες Πακετάρισμα με πρωτεΐνες Eξωκυτταρικό σήμα Δέσμευση υποδοχέων Αύξηση Ca +2 Σύντηξη μεμβράνης Απεγκόλπωση

NOBEL 2013

NOBEL ΙΑΤΡΙΚΗΣ 2013 Nobel Ιατρικής 1974 G. E. Palade ‘’Οργάνωση και δομή του κυττάρου’’ Nobel Ιατρικής 1999 G. Blobel ‘’Ανακάλυψη σημάτων ενεργοποίησης των κυττάρων για των εντοπισμό και την μεταφορά’’ Εικόνες Nobelprize.org

NOBEL ΙΑΤΡΙΚΗΣ 2013 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΙΣΜΟΙ ΤΟΥ PALADE Ποιες πρωτεΐνες συμμετείχαν Πως δημιουργούνταν τα κυστίδια Ποιοι ήταν οι μηχανισμοί της σύντηξης και της εξόδου από την μεμβράνη Πως αποστέλλονται έγκαιρα όπου πρέπει

NOBEL ΙΑΤΡΙΚΗΣ 2013 J. ROTHMAN R. SCHEKMAN T. SUDHOF   Εικόνες Nobelprize.org

NOBEL ΙΑΤΡΙΚΗΣ 2013 ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ ΤΟΥ ROTHMAN Βιοχημεία Ανακάλυψε πρωτεΐνες Χρησιμοποιώντας σημασμένες πρωτεΐνες Ξεκίνησε το 1980 40+ δημοσιεύσεις Συνεχιστής του Blobel

NOBEL ΙΑΤΡΙΚΗΣ 2013 ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ In vitro διαδικασία VSV-G Ορατή στo TGN

NOBEL ΙΑΤΡΙΚΗΣ 2013 NSF SNAP’s SNARE’s Syntaxin VAMP SNAP-25 V-SNARE’s Wikipedia.org Syntaxin VAMP SNAP-25 V-SNARE’s T-SNARE’s

No No

NOBEL ΙΑΤΡΙΚΗΣ 2013 ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ ΤΟΥ SCHEKMAN Γενετική Πρωτεΐνες ‘’κλειδιά’’ Χρησιμοποίησε μεταλλαγμένα κύτταρα ζύμης (Saccharomyces cerevisiae) Σήμανση μέσω γλυκοπροτεϊνών Δημιουργία γενετικής βάσης

NOBEL ΙΑΤΡΙΚΗΣ 2013 Μετάλλαξε γονίδια σε κύτταρα ζύμης Αναστολή λειτουργίας περμεασών Συσσώρευση εκκριτικών ενζύμων Παρατήρηση και αξιολόγηση αποτελεσμάτων Ncbi.gov

NOBEL ΙΑΤΡΙΚΗΣ 2013 Sec (secretory genes) 1-23 Κυκλοφορία από ER Κυκλοφορία από Golgi Σύντηξη (sec1) Palatepress.com

NOBEL ΙΑΤΡΙΚΗΣ 2013 ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ ΤΟΥ SUDHOF Πως ελέγχεται η κυτταρική σύντηξη Ποιος είναι ο ρόλος του Ca+2 Πως γίνεται η άμεση ανταλλαγή ουσιών Νευροδιαβιβαστές Ινσουλίνη Complexin, Synaptotagmin-1

NOBEL ΙΑΤΡΙΚΗΣ 2013 Complexin knock-out mice Μείωση στην έκκριση νευροδιαβιβαστών Λόγο της έλλειψης Ca+ στην συνοπτική διαδικασία Synaptotagmin-1 Εξαρτώμενος από Ca+ υποδοχέας Ενεργοποιεί την έξοδο νευροδιαβιβαστών στην σύναψη Hhmi.org

NOBEL ΙΑΤΡΙΚΗΣ 2013 Munc18 knock-out mice Απουσία πρωτεΐνης S/M Παντελής ανικανότητα έκκρισης νευροδιαβιβαστών

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ ‘’Without this exquisitely Στοιχειώδης μηχανισμός μεταφοράς και επικοινωνίας. Μηχανισμός κυστιδιακής σύντηξης και μεταφοράς Κοινό γενετικό υπόβαθρο ‘’Without this exquisitely precise organization, the cell would lapse into chaos‘’ ‘’Juleen R. Zierath’’ Karolinska Institutet

ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ www.ncbi.nlm.nih.gov www.nobelprize.org www.nature.com JCB vol. 203 no. 4 559-561 *Εξώφυλλο: www.nobel.org *Οπισθόφυλλο: keepcalm-o-matic.co.uk