Informacija

Kuo skiriasi citoplazminis baseinas ir granulių saugojimo baseinas?

Kuo skiriasi citoplazminis baseinas ir granulių saugojimo baseinas?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Koks skirtumas tarp Citoplazminis baseinas ir Granuliuotas saugojimo baseinas, kai kalbame apie neurotransmiterius ir sinapsinį plyšį. Susidūriau čia:

Taigi amfetamino veikimo mechanizmas priklauso nuo citoplazminio, naujai susintetinto, greitai metabolizuojamo dopamino telkinio. Metilfenidato veikimo mechanizmas priklauso nuo granulių saugojimo baseino (Brust, 2004)

Nuoroda

Brust, J. C. M. (2004). Neurologiniai piktnaudžiavimo narkotikais aspektai. Filadelfija, PA, Elsevier.


Neurotransmiteriai, tokie kaip dopaminas, sintetinami citoplazmoje ir importuojami į sinaptines pūsleles. Kai neurotransmiteriai išsiskiria, sinaptinė pūslelė susilieja su neurono ląstelės membrana, ištuštinant turinį į sinapsinį plyšį. Neurotransmiterio pakartotinį įsisavinimą atgal į priešsinapsinio neurono citoplazmą atlieka aktyvūs pernešėjai, dopamino atveju DAT. Citoplazminis telkinys reiškia dopaminą citoplazmoje, o granuliuotas telkinys – dopaminą, saugomą sinaptinėse pūslelėse.


Kuo skiriasi prokariotinės ir eukariotinės chromosomos

The pagrindinis skirtumas Tarp prokariotinių ir eukariotinių chromosomų yra ta prokariotinės chromosomos yra trumpos, apskritos DNR molekulės, o eukariotinės chromosomos yra ilgos linijinės molekulės. Be to, prokariotinės chromosomos atsiranda citoplazmoje, o eukariotinės chromosomos yra branduolio viduje. Be to, prokariotuose yra viena chromosoma vienoje ląstelėje, o chromosomų skaičius eukariotuose priklauso nuo rūšies.

Prokariotinės ir eukariotinės chromosomos yra dvi ląstelės DNR organizacijos, skirtos supakuoti ląstelės viduje. Dvigrandė DNR sudaro abiejų tipų chromosomas.

Pagrindinės aprėptos sritys

Pagrindinės sąlygos

Chromosomų struktūra, eukariotinės chromosomos, pakuotė, prokariotinės chromosomos, kiekis, replikacija


Prieigos parinktys

Gaukite visą žurnalo prieigą 1 metams

Visos kainos nurodytos NET.
PVM bus pridėtas vėliau kasoje.
Mokesčių apskaičiavimas bus baigtas apmokėjimo metu.

Gaukite ribotą laiką arba visą straipsnių prieigą „ReadCube“.

Visos kainos nurodytos NET.


NAD+ pavertimas NADH ir atvirkščiai yra esminės reakcijos kuriant ATP vadinamojo ląstelių kvėpavimo metu. Maistas, kurį vartojate, pereina tris fazes, kad taptų energija: glikolizės, Krebso ciklo ir elektronų transportavimo grandinės.

Glikolizės ir Krebso ciklo metu NADH molekulės susidaro iš NAD+. Tuo tarpu elektronų transportavimo grandinėje visos NADH molekulės vėliau suskaidomos į NAD+, taip pat susidaro H+ ir pora elektronų. H+ naudojami tam tikram „siurbliui“, kuris yra ant vidinės mitochondrijų membranos, maitinti ir sukuria daug energijos ATP pavidalu. Kai H+ pereina per siurblį, jie vėliau susilieja su elektronais ir deguonies molekule, sudarydami vandenį. Visos trys kvėpavimo fazės generuoja ATP, tačiau didžiausias ATP išeiga yra elektronų transportavimo grandinėje.

Ląstelė NAD+ ir NADH naudoja ir kitose reakcijose, nesusijusiose su ATP gamyba. Pavyzdžiui, kepenų ląstelėse fermentai alkoholio dehidrogenazė (ADH) ir aldehiddehidrogenazė (ALDH) naudoja NAD+ kaip oksidatorių, kad etanolį iš alkoholinių gėrimų suskaidytų į mažiau toksišką junginį, vadinamą acetatu. Kiekvienoje fermentinėje reakcijoje NAD+ priima du elektronus ir H+ iš etanolio, kad susidarytų NADH.


Diskusija

Rezultatai yra pirmasis tiesioginis įrodymas, kad sinaptinių pūslelių perdirbimo ir poilsio baseinai skiriasi molekuline sudėtimi. Kaip ir VGLUT1 ir daugelis kitų sinaptinių pūslelių baltymų, VAMP7, reaguodamas į stimuliaciją, patiria egzocitozę, o savybės yra labai panašios į VGLUT1. Ir atvirkščiai, didelė dalis VGLUT1 ir kitų pūslelių baltymų nereaguoja į stimuliaciją (Fernandez-Alfonso ir Ryan, 2008), panašiai kaip VAMP7. Taigi VGLUT1, VAMP7 ir kiti sinapsiniai pūslelių baltymai yra skirti ir perdirbamiesiems, ir poilsio telkiniams. Tačiau dabar matome, kad proporcijos labai skiriasi: perdirbimo baseine VGLUT1 ir VAMP2, o poilsio baseine – VAMP7.

Ankstesnis darbas parodė, kad sinapsinės pūslelės, kurios spontaniškai išsiskiria, priklauso grupei, kuri skiriasi nuo tų, kurios reaguoja į stimuliaciją (Chung ir kt., 2010 Fredj ir Burrone, 2009 Sara ir kt., 2005). Nors ši hipotezė pasirodė prieštaringa (Groemer ir Klingauf, 2007 Hua ir kt., 2010 Wilhelm ir kt., 2010), ji numato, kad ramybės baseinas, kuris iš esmės nereaguoja į stimuliaciją, vis tiek gali spontaniškai išsilaisvinti. Iš tiesų, dabar pastebime, kad VAMP7, praturtintas poilsio baseino pūslelėmis, spontaniškai išsiskiria greičiau nei VGLUT1, kuris yra praturtintas perdirbimo baseine. Taigi spontaniškas VAMP7 išsiskyrimas negali tiesiog atspindėti perdirbimo baseino dydžio ir iš dalies gali kilti iš poilsio baseino. Kadangi atsakas į spontanišką vienos pūslelės išsiskyrimą (kvantinis dydis) buvo naudojamas interpretuojant atsaką į sukeltą išsiskyrimą, skirtinga šių dviejų įvykių kilmė turėtų svarbių pasekmių sinapsinei fiziologijai. Tačiau rezultatai neatmeta perdirbimo grupės vaidmens spontaniškame išleidime. Iš tiesų, nuosekli spontaniško ir sukelto išsiskyrimo tose pačiose vietose analizė rodo, kad spontaniškas išsiskyrimas gali užblokuoti stimuliacijos poveikį, o tai rodo, kad savaiminis išsiskyrimas atsiranda dėl perdirbimo ir poilsio baseinų.

Akivaizdus atsako į stimuliavimą trūkumas padidina galimybę, kad VAMP7 + ramybės baseino pūslelės gali atitikti membranų populiaciją, išskyrus sinapsines pūsleles, o heterologinė ekspresija sukelia klaidingą lokalizaciją perdirbimo telkinyje. Ankstesnis darbas iš tiesų parodė, kad VAMP7 gali lokalizuotis tik tam tikroje presinapsinių galų dalyje, pavyzdžiui, hipokampo samanų pluoštuose (Coco ir kt., 1999 Muzerelle ir kt., 2003). Tačiau neseniai atliktas darbas parodė VAMP7 lokalizaciją sinaptinėse pūslelėse (Newell-Litwa ir kt., 2009), o išgrynintų sinaptinių pūslelių iš visos smegenų proteominė analizė taip pat nustatė VAMP7 (Takamori ir kt., 2006). Be to, patvirtiname endogeninio VAMP7 lokalizaciją presinapsinėse vietose imunofluorescencijos būdu ir sinapsinėse pūslelėse, frakcionuodami tankio gradientą ir imunoizoliuodami. Ultrastruktūrinė VAMP7 + pūslelių, pažymėtų liumeniniu HRP, analizė taip pat rodo, kad jos pasižymi tipiška maža, apvalia sinapsinių pūslelių išvaizda. Taigi morfologiškai nesiskiriančios perdirbimo ir poilsio baseino pūslelės turi kiekybinius baltymų sudėties skirtumus.

Koks fiziologinis poilsio baseino vaidmuo? Spontaniškas išsiskyrimas iš šio telkinio gali prisidėti prie struktūrinių pokyčių, tokių kaip proceso išplėtimas (Martinez-Arca ir kt., 2000). Neseniai atliktas darbas taip pat įtraukė spontanišką išsiskyrimą reguliuojant sinapsinį stiprumą (McKinney ir kt., 1999 Sutton ir Schuman, 2006), o tai rodo papildomus vystymosi ir plastiškumo vaidmenis. Nors santykinai nedidelė VGLUT1 dalis (�%), lokalizuota ramybės baseine, gali reikšti, kad šis baseinas nepalaiko siųstuvo išsiskyrimo, neseniai pastebėjome, kad, kaip ir VAMP7, vezikulinis monoamino transporteris VMAT2, kuris užpildo sinapsines pūsleles monoaminais, taip pat rodo. lengvatinė lokalizacija poilsio baseine (Onoa ir kt., 2010). Taigi telkiniai gali būti specializuoti skirtingų siųstuvų išleidimui, o naujausi įrodymai apie skirtingą aceticholino ir GABA išsiskyrimą iš tinklainės žvaigždžių amakrininių ląstelių atitinka šią galimybę (Lee ir kt., 2010). Be to, spontaniškas sinapsinių pūslelių išsiskyrimas gali prisidėti prie sinapsės augimo (Huntwork ir Littleton, 2007) arba endosominės prekybos receptoriais ir kanalais.

Pirmenybė teikiama VAMP7 lokalizacijai ramybėje, o ne perdirbant sinapsines pūsleles, matyt, atspindi skirtingų telkinių formavimosi skirtumus. Paprastai manoma, kad perdirbamos baseino pūslelės susidaro dėl nuo klatrino ir AP2 priklausomos endocitozės (Di Paolo ir De Camilli, 2006 Granseth ir kt., 2006 Kim ir Ryan, 2009), o ramybės baseino pūslelės gali naudoti atskirą mechanizmą, galbūt apimantį AP- 3 (Voglmaier ir Edwards, 2007) arba AP-1 (Glyvuk ir kt., 2010 Kim ir Ryan, 2009). Iš tiesų, šiems eksperimentams pasirinkome VAMP7 dėl jo priklausomybės nuo AP-3 (Scheuber ir kt., 2006). Atsižvelgdami į atskirą endocitinį kelią, pastebime, kad VAMP7 endocitozė vyksta daug lėčiau nei kiti sinaptinių pūslelių baltymai, o ankstesnis darbas parodė, kad po stimuliacijos internalizuotos pūslelės gali lėčiau reaguoti į pakartotinę stimuliaciją (Richards ir kt., 2000 Richards ir kt.). , 2003). Tačiau endocitozės vėlavimas gali atspindėti neveiksmingą taikymą į endocitinį kelią ir iš esmės lėtą kelią. Kita vertus, ištrynus longin domeną, kuris sąveikauja su AP-3, VAMP7 perskirstomas į perdirbimo baseiną. Taigi AP-3 sąveika su longin domenu nukreipia VAMP7 į ramybės būseną sinapsinių pūslelių telkinį. Taip pat pastebime, kad poliprolino motyvų ištrynimas VGLUT1 C gale padidina spontanišką transporterio egzocitozę, o tai rodo šių sekų vaidmenį nukreipiant į sinaptinių pūslelių pogrupį, turintį mažą spontaniško išsiskyrimo greitį. Spontaniškas VAMP7 perdirbimas taip pat priklauso nuo aktino, o tai akivaizdžiai skiriasi nuo sukelto išsiskyrimo (Holt ir kt., 2004 Sankaranarayanan ir kt., 2003). Taigi, atrodo, kad skirtingi endocitiniai mechanizmai lemia sinaptinių pūslelių baltymų nukreipimą į skirtingus telkinius.

Kadangi VAMP2 ir 7 skiriasi išsiskyrimo savybėmis ir priklauso v-SNARE, dalyvaujančių membranų sintezėje, šeimai, toliau išbandėme galimybę, kad, kaip ir VAMP2, VAMP7 gali prisidėti prie sinaptinių pūslelių elgesio. Nors per didelė laukinio tipo VAMP7 ekspresija neturi akivaizdaus poveikio sinapsinei pūslelinei egzocitozei, vien autoinhibuojančio N-galinio longin domeno ištrynimas padidina spontanišką VAMP7 išsiskyrimą 2–3 kartus, o ši mutacija paveikia pūslelių, kuriose yra laukinio tipo, elgseną. VAMP7, o ne tik paties VAMP7-ND reporterio prekyba. Longin domeno ištrynimas taip pat padidina spontanišką VAMP7 išsiskyrimą po VAMP2 skilimo su stabligės toksinu, o tai rodo, kad VAMP7 gali palaikyti spontanišką išsiskyrimą net ir nesant VAMP2. Be to, ND mutantas padidina sukeltą išsiskyrimą net esant stabligės toksinui, o tai rodo, kad mutantas VAMP7 taip pat gali tarpininkauti recirkuliuojančių pūslelių egzocitozei, reaguodamas į stimuliaciją. Taigi, kai VAMP7 slopinamas pašalinus longin domeną, jis gali turėti įtakos sinapsinei pūslelinei egzocitozei. Įdomu, moka pelėms būdingi asinchroninio ir spontaniško išsiskyrimo pokyčiai, galbūt dėl ​​​​VAMP7 praradimo (Scheuber ir kt., 2006).

Nors baltymų sudėties skirtumai tikriausiai prisideda prie sinaptinių pūslelių telkinių elgesio skirtumų, mažai tikėtina, kad atsakingi tik v-SNARE. Skirtingas kitų sinaptinių pūslelių baltymų, tokių kaip kalcio jutiklio sinaptotagminų šeima (Maximov ir kt., 2007 Xu ir kt., 2009), taikymas tikriausiai prisideda prie skirtumo tarp telkinių. Neseniai atliktas darbas iš tikrųjų susijęs su susijusiu kalciui jautriu C2 domeno baltymu DOC2, ypač spontanišku, o ne sukeltu išsiskyrimu (Groffen ir kt., 2010), nors DOC2 yra tirpus baltymas ir jo ryšys su skirtingais pūslelių telkiniais lieka neaiškus. Parodydami, kad skirtinguose sinaptinių pūslelių telkiniuose yra skirtingų baltymų, mūsų darbas dabar suteikia pagrindą apsvarstyti jų individualų indėlį į šių telkinių elgesį ir šių telkinių vaidmenį sinapsių vystyme, funkcijoje ir plastiškume.


CITOTOKSINIŲ GRANULIŲ BALTYMŲ FUNKCIJOS

Tikslinė ląstelių mirtis

Esminis pfp vaidmuo tapo akivaizdus, ​​kai kelios laboratorijos sukūrė pfp stokojančias, genų išjungtas peles (pfp −/−) [8, 9, 47]. Šioms pelėms būdingas normalus T ir NK ląstelių vystymasis [8], tačiau jų citolitiniai limfocitai yra pažeisti, o pelės yra labai jautrios tam tikriems tarpląsteliniams patogenams [8, 9, 48]. In vitro, pfp trūkumas turinčiose CTL ir NK ląstelėse sunaikinamos atitinkamai aloreaktyvios arba ksenoreaktyvios naviko ląstelių linijos ir NK jautrios tikslinės ląstelės [49, 50]. Nepaisant aiškios biologinės svarbos, mažai žinoma apie pfp molekulinę funkciją ir tik neseniai buvo suabejota dogmomis apie jo veikimo mechanizmą. Iki šiol nesugebėjimas priskirti pfp funkcijų atskiroms molekulės dalims yra didelė mūsų supratimo apie efektorinių limfocitų biologiją spraga. Pfp turi funkcinių, antigeninių ir ultrastruktūrinių panašumų su komplemento baltymais C6-C9, kaip aprašyta prieš kurį laiką, o tokios funkcijos kaip membranos įterpimas ir polimerizacija buvo preliminariai paaiškintos remiantis šiais panašumais [51 52 53 54]. Kaip jau buvo aptarta, atsirado galutinių įrodymų, kad pfp C-galinis domenas yra kalcio jonų surišimo vieta ir inicijuoja lipidų įterpimą [16]. Remiantis sinaptotagmino ir susijusių molekulių struktūra, daroma prielaida, kad po skilimo karboksi terminale kelios C2 domeno aspartato liekanos tampa apytiksliai trimis matmenimis, kad elektrostatiškai surištų kalcio joną. Iš naujo sulankstyta pfp molekulė tampa labai reaktyvi su lipidais dėl amfipatinių domenų poveikio kitose molekulės vietose ir gali prisijungti prie plazmos membranos ir būti įterpta į ją.

Pfp receptorius?

Nors pfp gali sudaryti transmembraninius kanalus sintetinėse lipidinėse membranose, kuriose nėra baltymų, ilgą laiką buvo įtariama, kad, pavyzdžiui, dėl labai skirtingo įvairių tipų ląstelių jautrumo pfp, kiti veiksniai, išskyrus lipidų sudėtį, gali reguliuoti ląstelių aktyvumą. pfp. Naujausi Berthou tyrimai ir kt. [55] pateikė keletą šio teiginio įrodymų. Šie tyrėjai pasiūlė, kad lizolipidas PAF (žinomas kaip trombocitus aktyvinantis faktorius, nes skatina trombocitų agregaciją) išsiskiria kartu su pfp, kai NK ląstelės degranuliuojasi, ir gali sustiprinti pfp lizę, sudarydamas molekulinį tiltą tarp pfp ir PAF receptoriaus (PAF-R). ) Taigi, trijų komponentų kompleksai, kurių sudėtyje yra PAF, PAF-R ir pfp, gali efektyviau suardyti membraną, sustiprindami pfp prisijungimą prie fosforilcholino. Be to, kadangi PAF-R ekspresija yra indukuojama interferonais (IFN), vietiniai uždegiminiai mediatoriai gali modifikuoti ląstelių jautrumą pfp infekcijos židinyje. Jei patikrinta, Berthou tyrimai ir kt. [55] taip pat gali suteikti galimybę manipuliuoti pfp funkcija eksperimentiniais ir net gydymo tikslais.

Ką iš tikrųjų daro pfp?

Kaip ir komplemento atveju, išgrynintas pfp gali sukelti ląstelių lizę, sudarydamas atskiras 12–20 nm skersmens poras, tačiau pats savaime negali atsižvelgti į morfologinius apoptozės pokyčius, tokius kaip chromatino kondensacija ir DNR fragmentacija [56]. Branduoliniai pokyčiai įvyksta prieš ląstelės membranos pažeidimą [57, 58] ir yra atkuriami in vitro su pfp koncentracijomis, kurios sukelia minimalius, membranos pralaidumo pokyčius [21]. Taigi teiginys, kad didelės membranos poros yra būtinos grz prieigai prie tikslinės ląstelės citozolio, neseniai kilo. Nepaisant išgryninto pfp ir komplemento suformuotų porų struktūrinių panašumų, grzB nesukėlė tikslinių ląstelių apoptozės, kai buvo pristatytas komplemento [21]. Tačiau listeriolizinas (LLO), virulentiškumo faktorius Listeria monocytogenes (LM), sukeliantis endosomų lizę, galėjo stipriai pristatyti grzB, nesant išmatuojamo plazmos membranos pažeidimo [21]. LLP proapoptozinis aktyvumas buvo slopinamas, kai endolizosomų pH buvo pakeltas iki neutralaus amonio chloridu arba bafilomicinu [21]. Tiesioginis pfp endosomolitinės funkcijos palaikymas atsirado stebint, kad brefeldinas A (BFA) slopino pfp sukeltą grzB išsiskyrimą iš endosomų, blokavo jo perkėlimą į branduolį ir slopino ląstelių mirtį. Atsižvelgiant į tai, kad BFA neturi įtakos receptorių sukeltam įsisavinimui per endocitozę, BFA neturėjo jokios įtakos grzB įsisavinimui į ląstelę kinetiniu ar absoliučiu dydžiu, kai nėra pfp [21].

Kadangi pfp koncentracija, kurią CTL patenka į tikslinės ląstelės paviršių, nebuvo nustatyta, pagrindinis klausimas yra, ar endosomolizė yra fiziologiškai svarbi, kai pfp koncentracija sukelia pastebimą ląstelių membranos pažeidimą. Mes nustatėme, kad kai tikslinės ląstelės yra inkubuojamos su pfp koncentracijomis, kurios sukėlė 100% 51 Cr išsiskyrimą, laisvai difuzuojantys, fluorescenciniai 9–13 kDa baltymai lieka neįtraukti ilgiau nei 1 val., o 32 kDa grzB ir 65 kDa grzA tęsiasi. kad per kelias minutes būtų pristatytos į citoplazmą ir branduolį [21]. Tai rodo, kad apoptozinių mediatorių tiekimas per pfp iš tiesų yra labai selektyvus, todėl grz patekimas į ląsteles negali būti siejamas su pasyvia difuzija tiesiog per pfp poras, net jei tikslinės ląstelės patiria didelį osmosinį stresą.

Ankstesnėse apžvalgose aprašyta grz šeimos narių genų struktūra, chromosomų lokusai ir proteazių specifiškumas [29, 30, 59, 60]. Svarbiausias naujausias pažanga grz struktūros atžvilgiu buvo grzB kristalinės struktūros aprašymas komplekse su makromolekuliniu inhibitoriumi. Pirminis Asp likučių specifiškumas atsiranda dėl šoninės sąveikos su „palaidota“ granzimo B Arg 226 šonine grandine. Dar devynios aminorūgštys kontaktuoja su substratu ir diktuoja išplėstinį substrato specifiškumo profilį [31]. Taip pat buvo padaryta didelė pažanga toliau aiškinantis grz vaidmenį apoptozėje [60]. Ankstyvieji tyrimai nedviprasmiškai iliustravo, kad grzA ir B gali bendradarbiauti su pfp, kad sunaikintų tikslines ląsteles [57, 61, 62]. Šiame kontekste stipriausias granzimas yra grzB, o pelėms, kurioms trūksta grzB, susilpnėjo gebėjimas sukelti greitą DNR fragmentaciją tikslinėje ląstelėje [63]. Buvo išgryninti dar du grz, kurie daug lėtesne kinetika sukelia tikslinės ląstelės DNR fragmentaciją, ir tai buvo triptazės grzA ir triptazė-2 [57]. Tačiau pelėms, kurioms trūksta grzA, nėra apibendrinto tikslinės ląstelės DNR fragmentacijos defekto, o tai rodo, kad skirtingai nei grzB, grzA nebuvimą gali kompensuoti kiti grz [64]. Mes ir kiti [65 66 67 68] parodėme, kad grzB, kurio gausu citolitinėse granulėse, yra proteazė, daugiausia atsakinga už apoptozės branduolinių pokyčių sukėlimą. Mes ir keletas kitų grupių [67 68 69] parodėme, kad grz gali patekti į ląsteles nepriklausomai nuo pfp, bet likti atskirtas endosomose ir taip nepažeidžia ląstelių, nebent yra ir pfp. Taigi, kad grz patektų į tikslinės ląstelės citoplazmą, pfp membranos porų aprūpinimas nėra būtinas. 125 I-grzB prisijungimas prie ląstelės paviršiaus yra įsotinamas ir gali konkuruoti nepažymėtu grz [69], o tai rodo, kad jis patenka per specifinį receptorių. Neseniai buvo įrodyta, kad 270 kDa, nuo katijonų nepriklausomas, manozės 6-fosfato receptorius yra receptorius, per kurį grzB gali patekti į endosominį skyrių [70]. Labiausiai stebina tai, kad buvo teigiama, kad to paties receptoriaus ekspresija H2k ekspresuojančiuose fibroblastuose buvo reikalinga, kad alogeninės T ląstelės juos atmestų, o tai rodo pagrindinį grzB vaidmenį alogeninio efektoriaus atsake ir numatė tolesnį galimą imuninės sistemos pabėgimo mechanizmą. navikai [70].

GrzB funkcija ląstelių mirtyje: lemiamas Bid skilimo, o ne tiesioginio kaspazės aktyvinimo vaidmuo

Sublitinis pfp gali sukelti grzB arba dimerinio grzA (65 kDa) persiskirstymą iš endosomų į citozolį ir gali labai sustiprinti grz pasisavinimą ląstelėse [67]. Apoptoziniai pokyčiai pastebimi vos per 2 min., o grzB migracija iš endosomų ir jo atsiradimas branduolyje yra tikslūs apoptozinės mirties prognozės [65]. Be to, kad grzB sukelia užprogramuotus ląstelių mirties kelius, veikiančius per kaspazes, jis gali tiesiogiai skaidyti citoplazminius substratus, tokius kaip aktiną surišantis baltymas, filaminas [71] ir branduolio poli(ADPribozės) polimerazę (PARP) ir branduolinės matricos antigeną skirtingose ​​vietose. nei tie, kuriems pirmenybę teikia kaspazės [72]. Grz patekimas į branduolį įvyksta prieš apoptotinį, branduolinės membranos ardymą [58] ir yra priklausomas nuo nežinomo citozolinio baltymo nešiklio, bet nereikalauja energijos sąnaudų [67].

Dėl savo unikalaus gebėjimo skilti po aspartato likučių, grzB gali suskaidyti daug pro-kaspazių. in vitro [ 73 74 75 ]. Tačiau nepažeistose ląstelėse egzistuoja mitochondrijų perturbacijos reikalavimas [76, 77], be kurio tiesioginė kaspazės aktyvacija vyksta tik labai lėtai [78] (1 pav) Neseniai parodėme, kad gyvybiškai svarbi apoptozinio signalo, kurį grzB perduoda mitochondrijoms, dalis yra tiesioginis proapoptotinio, tik BH3, Bcl-2 šeimos nario Bid skilimas, kuris yra specialiai suskaidomas 16 aminorūgščių žemiau. srautas to, kurį naudoja kaspazės [78]. Stebėtina, kad grzB taip pat gali sukelti mirtį per nuo kaspazės nepriklausomą mechanizmą, kuris susijęs su nebranduolinių struktūrų pažeidimu ir tikriausiai yra tarpininkaujant tiesioginiam, grz sąlygojamam mitochondrijų sutrikimui [66, 79, 80]. Šie nuo kaspazės nepriklausomi keliai gali apsisaugoti nuo virusų, kurie atitolina užprogramuotą ląstelių mirtį, ekspresuodami serpinus, tokius kaip karvių raupų viruso kaspazės-8 inhibitorius, citokinų atsako modifikatorius A (crmA) [81].

Supaprastinta ląstelių mirties schema, kurią tarpininkauja grzB. Po to, kai endocitozės būdu grzB patenka į tikslinę ląstelę ir pfp jį išlaisvina į citozolį, pagrindinis grzB (storos rodyklės) vaidmuo yra suskaidyti proapoptotinę į Bcl-2 panašią molekulę Bid, ypač grzB skilimo vietoje. vieta 75 aminorūgštyje, kuri yra stipriai konservuota tarp pelės ir žmogaus. Tiesioginis kaspazių apdorojimas grzB yra neefektyvus, jei nėra mitochondrijų perturbacijos (punktyrinė linija). Sutrumpintas pasiūlymas sutrikdo mitochondrijas, todėl išsiskiria proapoptotiniai mediatoriai, kurių tikslus pobūdis šiuo metu nežinomas (punktyrinė rodyklė). Šie tarpininkai gali būti Diablo / Smac ir galbūt citochromas c ir sukelti veiksmingą kaspazės apdorojimą ir bendrąją kaspazės sukeltą ląstelių mirtį. Sutrumpinto Bid įterpimas ir apoptotinių mediatorių išsiskyrimas iš mitochondrijų gali būti neigiamai reguliuojamas dėl per didelio Bcl-2 ekspresijos. Ląstelių mirtis, reaguojant į grzB, taip pat gali įvykti be veiksmingos kaspazės aktyvacijos per nebranduolinį mechanizmą, kuris yra menkai suprantamas, tačiau gali būti susijęs su citoskeleto elementų skilimu (brūkšninė rodyklė, kad paaiškintumėte daugiau, žr. tekstą ir nuorodą [76]).

GrzA funkcija ląstelių mirtyje

GrzA yra specifinė triptazė, kuri koncentruojasi tikslinių ląstelių branduolyje ir sinergiškai sustiprina grzB ir pfp sukeltą DNR fragmentaciją [58]. Mažai žinoma apie grzA sukeltą ląstelių mirtį. Naudojant rekombinantinį, mutantinį, neaktyvų grzA, buvo išskirti du grzA jungiantys baltymai, PHAP (tariamas su HLA susijęs baltymas) II ir šilumos šoko baltymas (hsp)27 [82], tačiau nė vienas iš jų dar neįrodytas kaip svarbus. apoptozė, kurią sukelia grz. GrzA sukeltas membranos sutrikimas, branduolio kondensacija ir DNR pažeidimai nepažeidžiami kaspazės blokados, tačiau grA patekimą į branduolį visiškai slopina Bcl-2 perteklinė ekspresija [83]. Neseniai buvo įrodyta, kad grzA sukelia vienos grandinės DNR pertraukas, o ne oligonukleosomų fragmentaciją [84]. GrzA padidina DNR prieinamumą egzogeninėms endonukleazėms ir skaido histoną H1in vitro į ~16 kDa fragmentus. Histonų virškinimas gali suteikti mechanizmą sutankinto chromatino išsiskleidimui, palengvinančiam endogeninės DNazės patekimą į DNR [85]. Pelių, kurioms trūksta grzA ir grzB (grzAB -/- ), CTL ir NK ląstelės tikslinėse ląstelėse sukėlė 51 Cr išsiskyrimą tokiu lygiu ir kinetika, panašia į normalių pelių [86]. Tai prieštarauja jų nesugebėjimui sukelti apoptozinių branduolinių pažeidimų tikslinėse ląstelėse, o tai rodo, kad grzA ir -B yra labai svarbūs CTL/NK granulių sukeltai nukleolizei, o grzB yra pagrindinis veiksnys, o tikslinių ląstelių mirtis priklauso nuo pfp ir nepriklauso nuo abi proteazės.


Toksoplazmos sekreciniai baltymai ir jų vaidmuo ląstelių invazijoje ir tarpląsteliniame išgyvenime

M. Lebrūnas , . M.-F. Cesbron-Delauw, Toxoplasma Gondii, 2007 m

11.6.2 Tankiųjų granulių organelių biogenezė: dvigubi konstitucinių ir reguliuojamų sekrecijos takų bruožai

Tankios granulės yra vienalytės sferinės elektronų tankios pūslelės,

200 nm skersmens ir apgaubta vienetine membrana. Tankių granulių, kuriose saugomi specifiniai GRA, pogrupių egzistavimas buvo ištirtas dvigubu arba trigubu ženklinimu specifiniais antikūnais. Visos tankios granulės buvo paženklintos daugybe žymenų, rodančių skirtingų GRA lokalizaciją tose pačiose granulėse (Sibley ir kt., 1995 Fergusonas ir kt., 1999a Labruyere ir kt., 1999). GD skaičius įvairiose infekcijos stadijose skiriasi. Didžiausi skaičiai (

15) buvo pastebėti tachizoituose ir sporozoituose, su tarpiniais skaičiais (8–10) bradizoituose ir nedaug (3–6) merozoituose. Tai gali koreliuoti su išreikštų GRA skaičiumi ir suformuoto PV tipu (žr. toliau).

Vis dar yra keletas neišspręstų klausimų dėl tankių granulių susidarymo ir GRA baltymų rūšiavimo į šias organeles. Visų pirma, ar tankios granulės yra funkciškai analogiškos konstitucinėms prieš reguliuojamos sekrecijos pūslelės nėra visiškai nustatytos. Kitose eukariotinėse ląstelėse baltymai rūšiuojami į konstitucinius prieš vyksta reguliuojami sekrecijos keliai trans-Golgi tinklas (TGN). Baltymai, skirti reguliuojamai sekrecijai, kaupiasi ir supakuojami į nesubrendusias sekrecines granules (ISG). Klatrinu padengtos pūslelės atsiranda iš šių ISG ir grąžina baltymus atgal į TGN arba endosomas, todėl sekreciniai baltymai toliau koncentruojasi. Specifiniai apvalkalo baltymai, nustatyti TGN, apima ir adapterio baltymus, AP1 ir AP3, ir su adapteriu susijusius baltymus, GGA (peržiūrą žr. Arvan ir Castle, 1998).

Į Toksoplazma, nesubrendusių tankių granulių niekada nebuvo pastebėta. Be to, trumpalaikė ir stabili kelių tirpių reporterių baltymų ekspresija Toksoplazma parodė, kad bet koks tirpus baltymas, su sąlyga, kad jis turi signalinį peptidą, patenka į tankias granules ir vėliau išskiriamas į PV. Priešingai, pridėjus GPI signalo inkarą, tas pats reporterio baltymas nukreipiamas į plazmos membraną per transportavimo pūsleles (Karsten ir kt., 1998). Ir atvirkščiai, TgSAG1 baltymas, kurio GPI signalo inkaro domenas buvo ištrintas, per tankias granules (Striepen) nukreipiamas į PV ir kt., 1998). Taigi tankios granulės yra numatytasis konstitucinis tirpių baltymų kelias Toksoplazma.

Tačiau morfologiškai tankios granulės primena tankias šerdies granules, dalyvaujančias reguliuojamoje žinduolių ląstelių sekrecijoje, o tai rodo, kad formuojant tankias granules gali atsirasti sekrecijos produktų susilaikymas ir kondensacija. Vyraujantis rūšiavimo pagal sulaikymą aukštesniuosiuose organizmuose modelis yra selektyvus reguliuojamų, bet ne konstitucinių sekrecinių baltymų agregacija, o tai riboja pirmųjų galimybę pabėgti iš bręstančių granulių konstitucinio pūslelių pumpuravimo proceso metu (Arvan ir Castle, 1998). . Šis kondensatas gali atsirasti dėl reguliuojamų sekrecijos baltymų būdingos savybės agreguotis per subtilius besiformuojančios granulės pokyčius, o judėjimas vyksta per skirtingus sekrecijos kelio skyrius. Šie pokyčiai apima nedidelį rūgštėjimą arba didėjančią dvivalenčių katijonų, tokių kaip kalcis, koncentraciją (Chanat ir Huttner, 1991).

Dauguma GRA baltymų nėra savaime tirpūs ir prognozuojami kaip 1 tipo transmembraniniai baltymai. Iš tiesų, po sekrecijos į PV jie tampa susieti su membrana (Lecordier ir kt., 1999). Tankiose granulėse GRA iš esmės randamos kaip tirpios ir agreguotos formos ( Labruyere ir kt., 1999 Lecordier ir kt., 1999). Nežinomas mechanizmas, kuriuo šie baltymai lieka pašalinti iš parazito endomembraninės sistemos.

Ar yra signalų, kurie tarpininkauja GRA nukreipimui ir (arba) agregacijai į tankias granules? Kadangi niekada nebuvo pranešta, kad tankios granulės sudaro rūgštinį skyrių, mažai tikėtina, kad dėl didelio pH sumažėjimo susidarys baltymų kondensacija. AP-1 ortologas buvo lokalizuotas trans- dauguma Golgi aparato cisternų (Ngo ir kt., 2003) ir, nepaisant to, kad YXXϕ motyvai buvo lokalizuoti dviejų GRA baltymų (GRA4 ir GRA7) citoplazminėse uodegose, jų neatpažino Toksoplazma AP-I (Ngo ir kt., 2003). Ar GRA tiekimas į tankias granules priklauso nuo jų transmembraninio domeno (TMD) ypatumų (Karsten ir kt., 2004) arba baltymų ir baltymų sąveika dar nėra visiškai įrodyta (Gendrin, Braun ir Cesbron-Delauw, nepaskelbta). Atsižvelgiant į tai, kad GRA1, gausiausias tankių granulių produktas, yra kalcį surišantis baltymas (Cesbron-Delauw ir kt., 1989), Ca 2+ vaidmuo reguliuojant agregaciją išlieka galimybė.


Branduolinės sritys

Žinduolių ląstelės branduolys yra su membrana surišta organelė, kurioje yra mechanizmai, būtini genų ekspresijai. Nors ankstyvieji tyrimai parodė, kad šiame skyriuje yra mažai organizuotumo, šiuolaikiniai tyrimai nustatė vis daugiau specializuotų domenų arba subbranduolinių organelių branduolyje (Lamond ir Earnshaw, 1998EF7 Spector, 1993EF15). Kai kuriais atvejais buvo įrodyta, kad šie domenai yra dinamiškos struktūros, be to, tarp daugelio domenų ir nukleoplazmos vyksta greitas baltymų mainas (Misteli, 2001EF10). Šiuo metu daugybė laboratorijų deda daug pastangų, kad nustatytų biologinę (-es) funkciją (-as), susijusią (-as) su kiekviena sritimi. Pridedamame plakate pateikiama dažniausiai stebimų branduolinių sričių apžvalga.1 pav

Branduolį riboja a branduolinis apvalkalas, dvigubos membranos struktūra, kurios išorinė membrana ribojasi su grubiu endoplazminiu tinklu ir dažnai yra nusėta ribosomomis. Vidinė ir išorinė branduolio membranos vietomis susilieja, susidaro branduolinės poroskurie tarnauja medžiagų tranzitu tarp branduolio ir citoplazmos (Stoffler ir kt., 1999EF16). Nustatyta, kad branduolinių porų kompleksas turi puikią struktūrą, kurioje krepšelis tęsiasi į nukleoplazmą. The periferinė branduolinė plokštelė yra branduolio apvalkalo viduje ir yra sudarytas iš A / C ir B sluoksnių ir, kaip manoma, atlieka svarbų vaidmenį reguliuojant branduolio apvalkalo struktūrą ir įtvirtinant tarpfazinį chromatiną branduolio periferijoje. Vidinės laminato baltymo dėmės taip pat yra nukleoplazmoje (Moir ir kt., 2000EF11). Karikatūra vaizduoja didžiąją dalį branduolinio apvalkalo / periferinės plokštės kaip skaidrios, kad būtų lengviau stebėti vidines struktūras.

Nukleoplazmoje chromosomos yra išdėstytos į chromosomų teritorijos, ir manoma, kad aktyvūs genai yra visame laisvai supakuotų teritorijų paviršiuje (Cremer ir kt., 2000EF1). Atrodo, kad tarpfaziniuose žinduolių branduoliuose homologai nėra suporuoti. Kai kuriuose ląstelių tipuose yra juostaheterochromatinas (inactive chromatin) is observed just internal to and associated with the nuclear lamina. In addition, varying amounts of heterochromatin are also observed in more internal nuclear regions. PcG bodies containing polycomb group proteins (i.e. RING1, BMI1 and hPc2) have been observed associated with pericentromeric heterochromatin (Saurin et al.,1998EF13). These domains vary in number (two to several hundred), size (0.2-1.5 μm) and protein composition. It is currently unclear whether these domains are storage compartments or are directly involved in silencing.

Pre-mRNA splicing factors are localized in a pattern of 25-50 nuclear speckles as well as being diffusely distributed throughout the nucleoplasm(Spector, 1993EF15). Many of the larger speckles correspond to interchromatin granule clusters (IGCs). These clusters measure 0.8-1.8 μm in diameter and are composed of 20-25-nm diameter particles that appear connected in places. IGCs have been proposed to be involved in the assembly and/or modification of pre-mRNA splicing factors. Nuclear speckles are dynamic structures, and factors are recruited from them to sites of transcription (perichromatin fibrils). Transcription sitesare observed throughout the nucleoplasm, including on the periphery of IGCs,as several thousand foci. In addition to being diffusely distributed, several transcription factors have also been shown to be concentrated in one to three compartments termed OPT (Oct1/PTF/transcription) domenai. These domains are 1.0-1.5 μm in diameter and also contain nascent transcripts as well as other transcription factors, but they contain few, if any, factors involved in RNA processing (Grande et al.,1997EF4 Pombo et al.,1998EF12). The OPT domain appears in G1 phase, when it often resides next to nucleoli, and it disappears during S phase. Its function is unknown.

In many cell types, pre-mRNA splicing factors are also localized in 1-10Cajal bodies, previously called Coiled Bodies (Gall,2000EF3). These dynamic nuclear bodies are 0.2-1.0 μm in diameter and are thought to play a role in snRNP biogenesis and in the trafficking of snRNPs and snoRNPs. Spliceosomal U1, U2,U4/U6 and U5 snRNPs, as well as the U7 snRNP involved in histone 3′-end processing, and U3 and U8 snoRNPs involved in processing of pre-rRNA, all localize to this structure. It has been proposed that these factors move through the Cajal body en route to nuclear speckles (snRNPs) or nucleoli(snoRNPs). In addition, the Cajal body has been shown to associate with histone loci as well as U1, U2 and U3 gene clusters (Matera,1999EF8).

Brangakmeniai (gemini of Cajal bodies) are found in the nucleoplasm and are coincident with or adjacent to Cajal bodies, depending upon the cell line examined, and they have been characterized by the presence of the survival of motor neurons gene product (SMN) and an associated factor, Gemin2 (Matera,1999EF8). The cytoplasmic pool of SMN and Gemin2 has been implicated in the assembly of snRNPs, and the nuclear pool may play an additional role in snRNP maturation. Interestingly, spinal muscular atrophy, a motor neuron degenerative disease, results from reduced levels of, or a mutation in, the SMN protein.

Several factors specifically involved in the cleavage and polyadenylation steps of pre-mRNA processing (e.g. CstF and CPSF) have a diffuse distribution pattern in the nucleus and in addition are concentrated in 1-4 foci, each 0.3-1.0 μm in diameter, called cleavage bodies (Schul et al.,1996EF14). These structures either overlap with or are localized adjacent to Cajal bodies. The subset of cleavage bodies that do not overlap with Cajal bodies contain newly synthesized RNA.

The Nukleolis is the site of rRNA synthesis, rRNA processing, and assembly of ribosomal subunits (Spector,1993EF15) and is perhaps the most obvious internal nuclear compartment. Most mamalian cells contain 1-5 nucleoli, each 0.5-5.0 μm in diameter. The nucleolus is differentiated into three clearly identifiable regions. The fibrillar centers (shown as green ovals within the nucleolus) are regions that are thought to be the interphase equivalent of nucleolar-organizing regions (NORs) of chromosomes. Human cells contain approximately 250 copies of rDNA located at NORs on five different pairs of chromosomes. Transcription and processing of rRNA is thought to occur within the dense fibrillar component (shown as a blue reticulum), a region that surrounds and in some cases extends between the fibrillar centers. The granular region (shown as green granules) of the nucleolus is made up of pre-ribosomal particles at different stages of maturation, as well as large and small ribosomal subunits.

The perinucleolar compartment (PNC) and the SAM68 nuclear body (Huang, 2000EF5) have been identified as unique structures that are associated with the surface of nucleoli and are thought to play a role in RNA metabolism. They range in size from 0.25-1.0 μm in diameter, and 1-10 are observed per nucleus. The PNC contains a series of small RNAs transcribed by RNA polymerase III and several RNA-binding proteins, including poly-pyrimidine-tract-binding (PTB) protein. SAM68 nuclear bodies contain members of a group of RNA-binding proteins that contain a GSG domain, also called the STAR (signal transduction and activation of RNA) domain, which is a 100-residue sequence highly homologous to the KH domain found in hnRNP K. Although the functions of the PNC and SAM68 nuclear bodies are unknown, both of these structures are predominantly found in cancer cells, and they are rarely observed in primary cells.

PML bodies (Maul et al.,2000EF9) vary in size from 0.3μm to 1.0 μm in diameter, and a typical mammalian nucleus contains 10-30 of these structures. PML bodies have also been called ND10, PODs (PML oncogenic domains) and Kr bodies. In addition to the PML protein, several other proteins, including Sp100, SUMO1, HAUSP and CBP, have been localized to this nuclear domain in addition to being diffusely distributed in the nucleoplasm. PML bodies have been suggested to play a role in aspects of transcriptional regulation and appear to be targets of viral infection. Interestingly, individuals suffering from acute promyelocytic leukemia (APL)have a t(15,17) translocation, in which the the PML gene is fused to the gene that encodes the α-retinoic acid receptor, which results in the production of a fusion protein. Cells from these individuals exhibit a break-up of PML bodies into a large number of smaller domains, which are scattered throughout the nucleoplasm. Treatment with retinoic acid, which results in these individuals going into remission, also results in a reformation of typical PML bodies.

In addition to the above domains generally observed in mammalian nuclei,other domains that are specific to cell type or physiological state have also been reported. For example, GATA-1 nuclear bodies containing GATA transcription factors have been observed in murine haemopoietic cells(Elefanty et al., 1996EF2). However, these domains are not active in transcription. HSF1 foci containing the transcription factor, heat shock factor 1, have been observed in nuclei of cells that have been subjected to heat shock, however these domains do not coincide with HSP70 arba HSP90 transcription sites (Jolly et al., 1997EF6).

The above text provides an expanded legend to the accompanying poster it is not meant to serve as a review of primary research papers, and as such much of the primary literature has not been cited here. Readers are encouraged to access the cited reviews in order to locate the primary research papers on particular nuclear bodies. I thank Jim Duffy for his outstanding artistic skills in developing the cartoon, and the following individuals who provided immunofluorescent images for this poster: Mark Frey and Greg Matera (Cajal body and Gem), Paul Mintz (RNA polymerase II transcription factor, nucleoli,peripheral nuclear lamina, perinucleolar compartment, PML body, nuclear speckles), Ana Pombo (OPT domain), Stéphane Richard (Sam68 nuclear body), Thomas Ried and Evelin Schröck (chromosome territory). In addition, I thank Edith Heard, Greg Matera and members of my laboratory for their insight and useful discussions. Research in my laboratory is funded by NIH/NIGMS 42694-12.


Biomolecules Important Extra Questions Very Short Answer Type

Klausimas 1.
What is hydrolysis?
Atsakymas:
During the digestion of carbohydrates, the glycosidic bond between sugar residues is broken by the addition of water and this is called hydrolysis.

2 klausimas.
Define fatty acid.
Atsakymas:
Fatty acids are organic acids with a hydrocarbon chain ending in a carboxyl group.

3 klausimas.
What are iso-enzymes?
Atsakymas:
The enzymes possessing slightly different molecular structures but similar in their bio-catalytic action.

4 klausimas.
Give the names of 2 non-polar organic solvents that are used for lipid extraction from cells.
Atsakymas:
Chloroform, Ether.

5 klausimas.
Name one monosaccharide sugar that is found in the blood plasma of human beings.
Atsakymas:
Glucose.

6 klausimas.
What is the function of calcium in the human body?
Atsakymas:
Calcium in bones and teeth provides strength and rigidity to them.

7 klausimas.
Name the bonds uniting the monosaccharide subunits.
Atsakymas:
Monosaccharide sub-units are joined together by glycoside bonds.

8 klausimas.
What are lygases?
Atsakymas:
Lygases are the enzymes that join two substrate molecules.

9 klausimas.
Name the ending group of fatty acids which are organic acids with a hydrocarbon chain.
Atsakymas:
Carboxyl.

10 klausimas.
Which is the most common form of sugar in fruits?
Atsakymas:
Fructose.

11 klausimas.
How can we overcome the deficiency of iodine?
Atsakymas:
By using iodized common salt.

12 klausimas.
Names the important food storage of carbohydrates.
Atsakymas:
Starch and Glycogen.

13 klausimas.
Define allosteric modulation.
Atsakymas:
It regulates the activity of some enzymes internally.

14 klausimas.
Mention two functions of the sodium and potassium ions in the body.
Atsakymas:
Functions of the sodium and potassium ions in the body are:

  1. To maintain the volumes of extracellular and intracellular fluids.
  2. Transmission of nerve impulses.

15 klausimas.
Name the small molecules of the cell.
Atsakymas:
The small molecules of the cell are:

  1. Mineralai
  2. Vanduo
  3. Amino rūgštys
  4. Cukrus
  5. Lipidai
  6. Nucleotides.

Biomolecules Important Extra Questions Short Answer Type

Klausimas 1.
What are monosaccharides? Give few examples.
Atsakymas:
Monosaccharides are the simplest carbohydrates that cannot be hydrolyzed into still smaller carbohydrates. The general formula is Cn H2n On pvz. Ribose, Glucose, Fructose.

2 klausimas.
What is a disaccharide?
Atsakymas:
A disaccharide is a sugar molecule composed of two monosaccharide sub-units e.g. a molecule of sucrose is formed from a molecule of glucose and a molecule of fructose by dehydration.

3 klausimas.
Why do fats release more energy than carbohydrates on oxidation?
Atsakymas:
Like carbohydrates, fats are made up of C, H, and O but they contain fewer oxygen molecules than carbohydrates. On oxidation they consume more oxygen releasing more energy.

4 klausimas.
What is the function of calcium in our body? In what form is calcium deposited in the middle lamella?
Atsakymas:
Calcium is impregnated in bones and teeth. It provides them with strength and rigidity.
Calcium is deposited in the middle lamella in the form of calcium pectate.

5 klausimas.
Define cellular pool. What are the characteristics of a small molecule in the cellular pool?
Atsakymas:
The collection of various types of molecules in a cell is termed a cellular pool.

The characteristics of small molecules in the cellular pool are

6 klausimas.
What are lipids or fats? State their characteristic. What are the functions of subcutaneous fat in our body?
Atsakymas:
Fat or lipids are esters of glycerol and fatty acids. They are made up of C, H, and O but include proportionately less oxygen as compared to carbohydrates. They are insoluble in water and soluble in non-polar organic solvents.

Functions of subcutaneous fat are

7 klausimas.
How are amino acids linked to form a peptide chain?
Atsakymas:
Amino acids are condensed together to form a peptide chain. The bond is formed between the carboxyl group of one amino acid and the amino group of adjacent amino acid. This is called a peptide bond and it is formed by dehydration.

8 klausimas.
What are phospholipids?
Atsakymas:
Phospholipids are lipids containing phosphate groups e.g. phosphoglyceride. They have a hydrophilic polar head and a hydrophobic non-polar tail.

9 klausimas.
What are macromolecules? Pateikite pavyzdžių.
Atsakymas:
Simple molecules assemble and form large and complex molecules called macromolecules e.g. proteins, lipids, nucleic acid, and carbohydrates.

10 klausimas.
Give two examples of storage polysaccharides.
Atsakymas:
Two advantages of storing carbohydrates in the form of polysaccharides:

  1. Food storage polysaccharides are starch and glycogen. Starch is found in rice, wheat, etc. Glycogen is stored in the liver. During their formation, many molecules of water are removed from monosaccharides.
  2. If necessary, polysaccharides are broken down by enzymes for the release of energy.

11 klausimas.
What is chitin?
Atsakymas:
Chitin: Chitin is similar to cellulose in many ways except its basic units are not glucose, but a similar molecule that contains nitrogen (N-acetyl glucosamine) and is soft as well as leathery.

12 klausimas.
Explain how glycosidic bonds are formed?
Atsakymas:
Formation of Glycosidic Bonds: The aldehyde or ketone group of a monosaccharide can react and bind with an alcoholic group of another

Glycosidic bond

organic compound to join the two compounds together. This bond is known as a glycosidic bond. This bond may be hydrolyzed to give the original compounds. Monosaccharides by uniting together through glycosidic bonds give rise to compound carbohydrates.

13 klausimas.
Describe functions of polysaccharides in living organisms.
Atsakymas:
Food storage polysaccharides: As the name suggests saccharides which perform the function of storing food. Examples are starch, glycogen.

Starch: It is formed as a result of photosynthesis. It is found in large quantities in rice, wheat, cereals, legumes, potato, tapioca, and bananas. It is an energy-giving substance as it stores energy.

Glycogen: It is found in the muscles and liver of mammals and stores energy. There are distinct advantages of storing carbohydrates in the form of polysaccharides

  1. During the formation, many molecules of water get removed and bulk reduced
  2. Polysaccharides are relatively easy to store and get broken down easily by enzymes to release energy.

Structural Polysaccharides: Examples of these are cellulose and chitin. These take part in the formation of the organism.

Cellulose: It is a plant product. It is perhaps the most abundant material found in the living world. If forms cell walls. It is a fibrous polysaccharide that has high tensile strength. Wood and cotton have large quantities of cellulose.

Chitin: Chitin is similar to cellulose in many ways except that its basic unit is not glucose, but a similar molecule that contains nitrogen (N-acetyl glucosamine). Chitin is soft and leathery, it becomes hard when it gets impregnated with calcium carbonate or certain proteins. The insolubility of these polysaccharides in water helps in retaining the particular form it also helps in strengthening the structure of organisms.

14 klausimas.
What is meant by the tertiary structure of proteins?
Atsakymas:
The tertiary structure of proteins: Many amino acid units form polypeptides. The peptide bonds holding the amino acids together in a particular way constitute the primary structure of the protein. A functional protein contains one or more polypeptide chains.

Through the formation of hydrogen bonds, peptide chains assume a secondary structure. Secondary protein may be in the form of a twisted helix or pleated sheet.

When the individual peptide chains of the secondary structure of the protein are further extensively coiled and folded into sphere-like shapes with the hydrogen bonds between the amino and carboxyl group and various other kinds of bonds cross-linking on-chain to another they form tertiary structure.

The ability of proteins to carry out specific reactions is the result of their primary, secondary, and tertiary structure.

The tertiary structure (myoglobin)

15 klausimas.
Explain the composition of triglycerides.
Atsakymas:
Fat is esters of fatty acids with glycerol. Each molecule of glycerol can react with 3molecules of fatty acid. On the basis of fatty acids that are attached to the glycerol molecule, the esters are called either mono, di, or triglycerides.

Triglyceride-Tripalmitin

16 klausimas.
Mention the difference between saturated and unsaturated fat?
Atsakymas:
Differences between saturated and unsaturated fat:

Saturated fat Unsaturated fat
(i) They have higher melting points (i) lower melting points
(ii) Carbon align in the chain (ii) Double or triple banded
(iii) Remain in solid form at 20°c but on heating become liquids (iii) Remain in liquid form at 20°c even in water

17 klausimas.
Describe the structure of phospholipid. How are they arranged in the cell membrane?
Atsakymas:
Structure of phospholipids: Phospholipids are a class of lipids that serve as the structural component of the cell membrane. Phospholipids have only 2 fatty acids attached to the glycerol while the 3rd glycerol binding site holds a phosphate group. This phosphate is bound to alcohol.

These lipids have both hydrophilic and hydrophobic pans due to a charge on the phosphoric acid/alcohol head of a molecule and lack a charge of the long tail of the molecule (made by fatty acids). When exposed to an aqueous solution the charged heads are attracted to the water phase and the non-polar tails are repelled from the water phase.

Fosfolipidai
When two layers of polar lipids come together to make a double layer, the outer hydrophilic face of every single layer will orient itself towards the solution, and the hydrophobic part will become immersed in the core of the bilayer.

Water acts as a solvent for polar molecules and the arrangement of phospholipids in the lipid bilayer of membranes is dependent on water.

18 klausimas.
Write short notes on
(i) Steroids
Atsakymas:
Steroids: Steroids are complex compounds mostly found in animal hormones and cell membranes. The best example of steroids is cholesterol. The cell membrane of fungi contains ergosterol. The prostaglandins are fatty acid derivatives. They occur in minute amounts and function in blood clotting, smooth muscle contraction, and allergic reactions, etc.

(ii) Wax.
Atsakymas:
Wax: Waxes are lipids. They are esters formed by the combination of a saturated long-chain fatty acid with long-chain alcohol. They play an important role in protection as tires form a water-proof covering over the root hairs and parts of the body in some organisms. Wax is soft and pliable. The paraffin is hard when cold. Fruits, feathers, leaves, the skin of man, and the exoskeleton of insects are waterproofed by the coating of wax. The bacteria causing TB and leprosy produce wax (Wax D.).

19 klausimas.
Describe the structure and function of ATP.
Atsakymas:
ATP: It is a primary and universal carrier of chemical energy in the cell. Living cells capture, store and transport energy in a chemical form, largely as ATP and it is the ATP that is the carrier and intermediate source of chemical energy to those reactions in the cell which do not occur simultaneously.

These reactions can take place only if the chemical energy is released. It was Fritze Lipmann in 1941 who postulated this unifying concept and proposed the ATP cycle as given in the figure below.

Adenozino trifosfatas

20 klausimas.
How are amino acids bonded together? Describe how these bonds are formed?
Atsakymas:
Proteins are also formed from amino acids but they have small peptides. The two amino acids are linked by the formation of a peptide bond. Successive amino acids can be linked by peptide bonds to form a linear chain of many amino acids.

When a few amino acids are joined together, the molecule is called a peptide. Proteins are macromolecules formed from a large number of amino acids.

Peptide band

21 klausimas.
Draw the structure of amino acid.

(A) Acidic amino acid
Atsakymas:
Amino acids: These are small molecules made of carbon, hydrogen, oxygen, and nitrogen, in certain cases sulfur is also found. Amino acids may be monocarboxylic or dicarboxylic acids bearing one or two amino groups.

The a-carbon is next to the carboxyl – C. The four valencies of the a-carbon of an amino acid hold respectively an amino (NH2) group, a carboxyl (COOH) group, a hydrogen atom, and side-chain fig (B) which may be polar or non-polar.

A free amino group is basic, a free carboxyl group is acidic. Lysine and alanine are basic amino acids because they have two amino groups and one carboxyl group. Glutamic acid and aspartic acid contain one amino and two carboxyl groups each is classified as acidic amino acids.

Alanine, glycine, valine, and phenylalanine are neutral amino acids because these contain one carboxyl group. Two amino acids can be linked by the formation Of a bond called a peptide bond. With the help of peptide bonds, many amino acids form a linear chain of many amino acids.

(B) Non-polar-side chain

22 klausimas.
Describe the primary structure of the protein.
Atsakymas:
Primary Structure of Protein: Proteins are made of amino acids which have carboxyl group (COOH) and amino (group) (-NH2). The COOH end of an amino acid is joined to the -NH2 end of the other amino acid. Many amino acids are joined by peptide bonds which held them together in a particular sequence and constitute the primary structure of proteins. The structure does not make a protein functional.

It is a linear sequence of amino acids.

23 klausimas.
Name different types of RNA.
Atsakymas:
There are three types of RNA.

24 klausimas.
List the differences between DNA and RNA.
Atsakymas:
Differences between DNA and RNA:

DNR RNR
(1) It consists of double-helical two polynucleotide chains. (1) It consists of only one helical of a single polynucleotide chain.
(2) Deoxyribose sugar is present in the nucleotides. (2) Rihose sugar is present in the nucleotides.
(3) Pyrimidine bases are thymine and cytosine. (3) Uracil base is present instead of thymine-Cytosine is the second pyrimidine base.
(4) DNA synthesizes RNA to regulate cell metabolism. (4) RNA is synthesized by DNA and carries information from DNA to regulate cell metabolism.
(5) DNA from the main genetic material of eukaryotes. (5) It is the genetic material of plant viruses.
(6) DNA occurs in one form only. (6) It is the genetic material of plant viruses.
(7) It controls the transmission of hereditary characters. (7) It controls the synthesis of proteins in the cell.

25 klausimas.
Distinguish between prosthetic group and co-factors.
Atsakymas:
Differences between coenzyme, cofactor, and prosthetic groups:

Kofaktorius Coenzyme Prosthetic group
1. It is a non-protein substance or group that gets attached to an enzyme. 1. It is a non-protein group that is loosely attached to the open enzyme in a functional enzyme. 1. It is a non-protein part or group which gets attached to an open enzyme.
2. It is essential for functioning. It may be organic or inorganic or metallic co-factor 2. NAD is a coenzyme for dehydrogenases. 2. Some prosthetic groups have metals e.g. iron porphyrin of the cytochromes.

26 klausimas.
Explain the structure of an enzyme.
Atsakymas:
Structure of an Enzyme: The enzymes are chemical substances. They catalyze the chemical reactions in the cells. They are secreted and synthesized by living cells. Most all the enzymes are proteinous in nature. Some enzymes contain a nonprotein part called the prosthetic group. Some p esthetic groups are metal compounds. NAD is a coenzyme. All enzymes have active sites.

1. the First carbon forms a part of the aldehyde group. 1. Second carbon forms a part of the keto group.
2. Aldoses are most commonly found in nature i.e. glucose, ribose. 2. Ketoses are less common in nature, e.g., ribulose, fructose.

27 klausimas.
Distinguish between Unsaturated fatty acids and Saturated fatty acid
Atsakymas:

Unsaturated fatty acid Saturated fatty acid
(i) Don’t have a double band between the carbon atoms. (i) Have one or more double bonds.
(ii) High melting points (ii) Low melting points
(iii) Can’t be synthesized in an animal body. (iii) Can be synthesized in the animal body
(iv) Don’t cause cardiovascular diseases. (iv) Can cause cardiovascular disease

28 klausimas.
Distinguish between aldose sugar and Ketose sugar
Atsakymas:

Aldose sugar Ketose sugar
(i) First carbon forms a part of the aldehyde group (i) Second carbon forms a part of the Keto group
(ii) Commonly found in nature e.g. glucose, ribose. (ii) Less common in nature, eg. ribulose, fructose.

29 klausimas.
Distinguish between Oil and Fat.
Atsakymas:

Aliejai Riebalai
1. Rich in unsaturated fats. 1. Rich in saturated fats.
2. Liquid at ordinary temperature. 2. Solid or semisolid at ordinary temperature.
3. Contains essential fatty acids. 3. Do not contain essential fatty acids.
4. Do not cause cardiovascular disorders e.g., vegetable oils. 4. Can cause cardio-vascular disorders e.g., Ghee, hydrogenated vegetable oils like Dalda.

Biomolecules Important Extra Questions Long Answer Type

Klausimas 1.
Enlist the functions of small carbohydrates?
Atsakymas:

  1. Monosaccharides are formed during the photosynthetic pathway. They are stored in plants and are utilized by other living organisms depending on them.
  2. Glucose is the blood sugar of many animals and on oxidation, it provides energy for all vital activities.
  3. Nucleotides and nucleosides contain pentose sugar in the form of ribose and deoxyribose sugars. They form a part of nucleic acids.
  4. Lactose of milk is formed from glucose and galactose and mammary glands of mammals.
  5. Glucose is used for the synthesis of fats and amino acids.
  6. Structural polysaccharides like cellulose and oligosaccharides are derived from mono-saccharides.
  7. Food storage polysaccharides like starch and glycogen are derived from monosaccharides.

2 klausimas.
Enumerate the functions of Lipids.
Atsakymas:

  1. Lipids are storage products in plants as well as animals.
    (a) In plants, fats are stored in cotyledons or endosperm to provide nourishment to the developing embryo.
    (b) In animals fats are stored in adipocytes to be used whenever required by the body.
  2. In animals, subcutaneous fats act as an insulation layer and shock absorber.
  3. They form structural components of membranes, phospholipids, glycolipids, and sterols.
  4. They take part in the synthesis of steroid hormones, vitamin D, and bile salts.
  5. Act as a solvent for fat-soluble vitamins i.e., vitamin A, D, E, and K.
  6. The neutral fats form a concentrated fuel producing more than twice as much energy per gram as do the carbohydrates. They thus, represent an economical food reserve in the body.
  7. The wax lipids form a waterproof protective coating on animal furs, plant stem, leaves, and fruits.

3 klausimas.
How does water help in maintaining the constancy of the internal environment of an organism?
Atsakymas:
Some substances, capable of neutralizing acids or bases, remain in solution in the cytoplasm as extracellular fluids, e.g., bicarbonate (HCO3), carbonic acid, dibasic phosphate (HPO4 -2 ). Acids and bases mix in the body fluids with these substances and are neutralized by them. Because of its solvent action water aids in keeping a constant pH.

Water also helps in maintaining constant body temperature by eliminating excess heat through the evaporation of sweat. Elimination of waste products through urine also helps in maintaining the constancy of the internal environment of an organism.

4 klausimas.
What are peroxisomes and phagosomes?
Atsakymas:
Peroxisomes: These were for the first time observed in the kidney of rodents. They are found both in plants and animals. Their size varies from 0.5 to lp in diameter. They are delimited by a single membrane and contain a finely granular matrix. They often possess a central core called nucleoid which may consist of parallel tubules or twisted with strands. Peroxisomes are generally observed in close association with the endoplas¬mic reticulum.

Peroxisomes in different plant and animal cells differ con¬siderably in their enzymatic make-up, but they contain some peroxide-producing enzymes like urate, oxidase, D-amino acid oxidase, B-hydroxy acid oxidase, and catalase. Peroxisomes are somehow associated with some metabolic processes like photorespiration and lipid metabolism in animal cells.

Sphaerosomes: There are cell organelles bounded by a single membrane. They contain enzymes and are visible under the light microscope. These show some affinities for fat stains, including Sudan stain and sodium tetroxide.

These organelles originate from E.R. by budding. They contain enzymatic proteins which help in synthesizing oils and fats. Further devel¬opment of phagosomes takes place through an increase in the lipid content with a concomitant decrease in protein.

5 klausimas.
Enumerate the importance of Energy carriers.
Atsakymas:
Energy carriers consist of nucleotides having one or two additional phosphate groups linked up at their phosphate end forming diphosphates and triphosphates. Linkage of additional phosphate groups occurs at the cost of a large amount of energy. This energy is provided by the oxidation of food mainly glucose and by photosynthesis.

Separation of the additional phosphate groups from the nucleotides by enzymatic hydrolysis releases a correspondingly large amount of energy.

Thus, ADP and ATP provide ready energy for biological activities.

The bonds joining the additional phosphate groups to the nucleotides are called high energy or energy-rich bonds, as they carry a great deal of energy. The nucleotides having more than one phosphate group are called higher nucleotides.

The energy of energy carriers, when set free is utilized for driving energy-dependent reactions in the cell and is biologically useful energy. ATP is the most common energy carrier in cells and is often called the energy currency of the cell.

6 klausimas.
Explain the functions of amino acids.
Atsakymas:

  1. Amino acids are the building blocks for proteins.
  2. The amino acid Tyrosine takes part in the formation of the skin pigment melanin as well as hormones thyroxine and adrenaline.
  3. Glycine is important for the formation of heme.
  4. Tryptophan takes part in the formation of the vitamin nicotinamide.
  5. In plants, tryptophan forms the growth hormone indole-3- acetic acid.
  6. Amino acids are converted into glucose by deamination.
  7. Histamine and other biogenic amines are formed by the removal of carboxyl groups from amino acids.

7 klausimas.
Give reasons for following
(i) Salts dissolve in water but oil does not
Atsakymas:
Water molecules are hydrogen-bonded to form short-lived macromolecular aggregates. To dissolve in water, a solute molecule must form hydrogen bonds with water molecules. Salts are polar compounds, their hydrophilic polar groups form hydrogen bonds with water molecules. So they dissolve oils having hydrophobic non-polar groups that cannot join the lattice structure of water. Thus non-polar molecules of oil do not dissolve in water.

(ii) Amino acid can be basic
Atsakymas:
A free amino group is basic and a free carboxyl group is acidic. Amino acids can be basic because they may carry two amino groups and one carboxyl group e.g., Arginine. One free amino group causes amino acids to be basic.

(iii) Phospholipids form a thin layer on the surface of an aqueous medium.
Atsakymas:
Phospholipids form a thin layer on the surface of an aqueous medium due to the simultaneous presence of both polar and non-polar groups in the molecule. As a result, the phospholipid molecules may arrange themselves in a double-layered membrane in aqueous media.

8 klausimas.
Illustrate lock and key hypothesis of enzyme action?
Atsakymas:
Mechanism of Enzyme action: The working of enzymes is a complex one. All enzymes first of all combine with the reactions they catalyze. In other words, enzymes with substrates form an intermediate complex before decomposition of the substrate can occur.

This two-way reaction can be represented as follows.
1st step: Enzyme substrate complex = Enzyme + Product.
Formation of the enzyme-substrate complex during enzyme action.

From the above, it is clear that the enzymes must combine first with substrate molecules in order to act. In order to explain the mode of action of an enzyme. Fischer proposed a lock and key theory. According to him if the right key fits in the right lock. The lock can be opened, otherwise not.

Model of enzyme activity

To explain the above in context with the enzyme action it is believed that molecules have specific configurations into which other molecules can fit. The molecules which are acted upon by the enzymes are called substrates of the enzymes. Under the above assumption, only those substrate molecules with the proper geometric shape can fit into the active site of the enzymes.

If this happens, the above molecules may compete with the substrate, and the reaction may either slow down or stop. Substances are called competitive inhibitors because they act to prevent the production of a substance.

An induced-fit model of enzyme action was given by Koshland (1959). Buttressing and catalytic are two groups of the active site of the enzyme. Their site when the substrate attaches to its bonds is broken.

9 klausimas.
What is the structure of DNA?
Atsakymas:
The nucleic acids are among the largest of all molecules found in living beings. They contain three types of molecules (a) 5 carbon sugar, (b) Phosphoric acid (usually called phosphates when in chemical combi¬nation), and nitrogen-containing bases (Purines and Pyrimidines). The three join together to form a nucleotide i.e., sugar+ base + phosphate = Nucleotide. Only a few nucleotides are possible. They differ only in the kind of purines or pyrimidine (nitrogen-containing bases).

In 1953 J.D. Watson and F.H.C. Crick working in Cambridge Uni¬versity, England prepared a model of DNA molecule elucidating the struc¬ture of DNA molecule. They were awarded the Nobel Prize for this outstanding work.

Structure of DNA

Watson and Crick model of DNA: According to Watson and Crick, the DNA molecule consisted of two strands twisted around each other in the form of a helix. Each strand is made of polynucleotides, each polynucleotide consisting of many nucleotides which remain united with its complimentary’ chain with the help of bases.

Adenine always unites with thymine and cytosine with guanine. It means that one polynucleotide chain of DNA molecule is complementary to the other.

The distance between two chains of the helix is about 20 A and the helix turns over every 34 A. Each mm of the chain consists of about 10 nucleotides.

Structure of DNA

10 klausimas.
How does the substrate concentration affect the velocity of enzyme reaction?
Atsakymas:
Michaelis constant or more appropriately Michaelis-Menten constant (Km) is a mathematical derivation given by Leonor Michaelis and Monde Menten in 1913 with the help of which velocity of reaction can be calculated for any substrate concentration.

Effect of substrate concentration on enzyme action

Km or Michaelis constant is the substrate concentration at which the chemical reaction attains half its maximum velocity. The constant is an inverse measure of the affinity of an enzyme for its substrate, that is the smaller the Km the greater the substrate affinity and vice versa. The value usually lies between 10 4 – 10 5 M


Conclusion and Future Prospects

The past few decades have been exciting in terms of identifying and characterizing a variety of RNP granules induced by stress. RNP granules have received additional attention as broadly conserved examples of phase separation. The preponderance of studies utilize yeast and mammalian cell culture for their ease however, these studies are limited in the insights they can provide regarding the in vivo functions of RNP granules during stress. In particular, the germ line has unique requirements for regulating gene expression, and its adaptive stress responses may differ from those in somatic cells. At a basic level, we still do not know what the visible phase separation of RNP granules means at a molecular level. Many hypotheses exist as to whether stress-induced RNP granules assemble to: maintain the protein or RNA components within them, prime cells for rapid protein synthesis and recovery after stress ceases, reduce the concentration of RNA binding proteins in the bulk cytoplasm surrounding the granules, or whether the granules are just a consequence of more global remodeling occurring throughout the cell (Guzikowski et al., 2019). Creative in vitro studies have identified many types of interactions that promote phase separation outside of cells: protein-protein, RNA-RNA binding protein, roles of intrinsically disordered regions of proteins, RNA-RNA, and electrostatic interactions between RNA and protein. Triggers of phase separation in vitro also include the concentration of proteins and RNA, phosphorylation state, and salt concentration (Kato et al., 2012 Kwon et al., 2013 Su et al., 2016). Because RNP granules in vivo are more complex than those in vitro, the relative contributions of these various triggers are not yet clear. Complementary in vivo studies have also revealed regulators of RNP granule assembly. Chaperone proteins have now been implicated in regulating RNP granule assembly in both somatic cells and in the germ line (Spiess et al., 2004 Tam et al., 2006 Curran et al., 2009 Updike and Strome, 2009 Nadler-Holly et al., 2012 Hubstenberger et al., 2013 Jain et al., 2016 Wood et al., 2016). The role of single transcript RNPs in seeding stress-induced RNP granules is also worth exploring based on Drosophila studies showing germ granule assembly is regulated by recruitment of single transcript RNPs to homotypic clusters (Nielpielko et al., 2018). Autophagy has been implicated in the homeostasis of the chromatoid body, a unique RNP granule in mouse spermatocytes, and in regulating germ granule components in C. elegans (Da Ros et al., 2017 Min et al., 2019) therefore, it may also be worth investigating in the context of stress-induced RNP granules. Much remains to be discovered as to the regulation and function of RNP granules induced by stress in the germ line however, the future is promising with advances in in vitro reconstitution assays, improved single molecule FISH methods, and increased attention on the impact of RNP remodeling on gene expression. Combinations of in vitro ir in vivo approaches will likely be important to illuminate the function of stress-induced RNP granules in the germ line.


Žiūrėti video įrašą: OP baseinai (Birželis 2022).


Komentarai:

  1. Swain

    Esate neteisus. Aš esu tikras. Aš galiu tai įrodyti. Rašyk man į PM.

  2. Zulkidal

    it was interesting to read.

  3. Secgwic

    It is the precious phrase

  4. Kordale

    Post removed

  5. Lateef

    This fun information

  6. Wodeleah

    Manau, kad tu klysti. Aš galiu tai įrodyti. Rašyk į PM, pasikalbėsime.



Parašykite pranešimą