Interakce buněk s mezibuněčnou hmotou. B. Dvořánková

Interakce buněk s mezibuněčnou hmotou B. Dvořánková

Obsah přednášky • • • •

Buňka a její organely Extracelulární matrix Interakce buněk s ECM i navzájem Kultivace buněk in vitro

Buněčné jádro • Buněčná membrána – fosfolipidová dvouvrstva s póry • Chromatin – všechny chromozomy DNA řídí veškerou činnost buňky - RNA • Jadérko – sestavují se ribosomy, pak průchod do cytoplazmy Alberts: Molecular Biology of the Cell

Jadérko • kompartment v jádře, kde se sestavuji ribosomy • ribosomy pak procházejí do cytoplazmy póry v jaderné membráně stejně jako RNA • ribosomy a RNA pak spolupracují vně jádra a vytvářejí veškeré proteiny, potřebné pro život buňky

Mitochondrie • Vlastní DNA • Základní zdroj energie • Probíhá oxidativní fosforylace - štěpení cukrů na oxid uhličitý a vodu - zdroj ATP

Alberts: Molecular Biology of the Cell

Ribozomy

Volně v cytoplazmě – produkce proteinů pro potřeby v buňce

Uchycené na ER – produkce proteinů na export a pro bun. membránu

• Nemají vlastní membránu • Syntéza proteinů • Jsou to komplexy RNA – bílkovina, složené ze dvou jednotek • Připojují se k mRNA


Endoplazmatické retikulum • Drsné ER x hladké ER • Největší orgán buňky, systém kanálků a cisteren • Zvětšuje vnitřní povrch buňky- význam pro její metabolizmus • Syntéza strukturálních • Napojeno na jádro a Golgiho aparát i enzymatických bílkovin a jejich transport Alberts: Molecular Biology of the Cell

Golgiho komplex • Soustava buněčných váčků, které slouží k přechovávání, úpravě a transportu bílkovin • Probíhají zde posttranslační úpravy – proteolytický rozklad, ostraňování a navazování nebílkovinných složek Alberts: Molecular Biology of the Cell

Cytoskelet • Síť proteinových vláken a tubulů • Opora buňky- udržení tvaru • Ukotvení buněčných organel • Transport látek • Účast při buněčném dělení

• Mikrofilamenta • Intermediární filament • Mikrotubuly

Cytoskelet Krátká, pružná –vytvářejí stresová vlákna; spolupůsobí s myosinem

Silná vlákna, nejsou schopná kontrakce; mechanická pevnost buňky Diagnostika tumorů

Transport struktur a látek po buňce; dutá vlákna z tubulinů, ukotvena v centrozómu Alberts: Molecular Biology of the Cell

Cytoplazmatická membrána • Dvě vrstvy fosfolipidů • Fosfolipidové molekuly jsou bipolární – hydrofilní konce jsou na povrchu dvojvrstvy, hydrofobní směřují dovnitř • Proteiny, cholesterol Alberts: Molecular Biology of the Cell

Extracelulární matrix • Tkáně jsou tvořeny nejenom buňkami, velký podíl „mezibuněčného prostoru“ – extracelulární matrix • Složena z celé řady proteinů a polysacharidů, které jsou lokálně sekretovány buňkami a následně uspořádány do sítí • Úzce spojena s povrchem produkujících buněk, ovlivňují jejich vývoj, polaritu i chování • Určuje fyzikální vlastnosti tkání • Škála komponent i jejich uspořádání umožňuje velkou variabilitu ECM podle funkčních potřeb tkáně (kost, rohovka, šlacha) • ECM je vytvářena a orientována buňkami v ní obsaženými

Glykosaminoglykany • Nerozvětvené polysacharidové řetězce – disacharidová jednotka – aminocukr + kyselina uronová • negativně nabité – silně hydrofilní – vytváří porézní hydrogely • Méně než 10 w%, ale vyplňují téměř veškerý prostor • Hyaluronan, chondroitin sulfát, heparan sulfát, keratan sulfát

Proteoglykany • • • •

GAG vázané na bílkovinné jádro (většinou glykoprotein) Proteoglykany x glykoproteiny 95 w% cukrů x 1-60 w% cukrů Vázáné na plazmatické membráně mohou fungovat jako ko-receptory

Proteiny ECM • Kolageny – hlavní proteiny ECM – Pojivová tkáň - I,II,III, XI - kolagenní vlákna – Bazální lamina – IV – sítě

• Elastin – pružnost tkání • Fibronectin – adhezivní protein – vazba buněk na ECM • Glykoproteiny – migrace buněk, migrační dráhy při vývoji embrya • Laminin – bazální lamina

Extracelulární matrix


Bazální lamina

Na rozhraní mezi epitelovými buňkami a pojivovou tkání vytváří matrix bazální laminu – tenkou, ale pevnou vrstvu, která významně ovlivňuje chování buněk


Bazální lamina • 40-120 nm • Kolagen IV tvoří rošt • Heparansulfátproteoglykan • Laminin • Entakti


Integriny • Vazba buněk k ECM • Transmembránové heterodimery – nekovalentně vázané glykoproteiny, α + β • Vazba na cytoskelet • Umožňují komunikaci cytoskeletu a ECM přes buněčnou membránu • Buňky mohou regulovat aktivitu svých integrinových receptorů


Interakce buňka - ECM • Integriny – – – –

Mnoho typů Vždy 2 různé řetězce Ukotveny na aktin Na intermediární filamenta – α6β4 − hemidesmosomy

• Transmembránové proteoglykany - syndekany


Kultivace buněk in vitro • Nepřirozené podmínky • Studium buněčné stavby, chování buněk, vývojová biologie • Medicínský výzkum – studium nádorových buněk i dalších chorob • Možnost využít in vitro namnožených buněk či vytvořených transplantátů v léčbě pacientů

Kultivace buněk in vitro • Zdroje buněk – Vzorky tkání nebo izolace z krve, exudátu… – Buněčné linie

• Adheze buněk – Sklo – Plastik – PS – úprava – Potahování – kolagen, fibronecti, želatina – 3-D kultury bio- nebo biosyntetické sítě

800 700 600 500 400 300 200 100 0

BSA PBS Man-BSA Hep Fuc-BSA

24 H

72 H

144 H

Time (Hours)

Growth of human keratinocytes on polystyrene with preadsorbed neoglycoligand containing mannose clusters, influence of presence of Ca cations

N um ber of keratino cytes

Epidermal cells without feeders cultured on

6 00 5 00

Absorbance (%)

Absorbance (%)

Cultured keratinocyte grafting

Man -BSA Man -BSA ( -Ca)

4 00

α-D-Man-BSA

3 00 2 00 1 00 0 24 H

72 H

Time (Hour s)

Cultured keratinocyte grafting ConA binding

Fkuorescence intensity

160 140 120 100 80 60 40 20 0 pHEMA

pHEMA-MA-(CH2)5-aMan

Polymer

Cultured keratinocyte grafting Migration of cultured keratonocytes from discs with mannose clusters to dishes precolonized with 3T3 cells

Interakce buněk s mezibuněčnou hmotou. B. Dvořánková

Recommend Documents