Hücre Biyolojisi NOTLARI

Hücre Biyolojisi ders notları

Hücre

Karbon bileşiklerinden (organik moleküllerden) oluşur. Hücreler 4 ana küçük organik molekül türü içerir: ŞEKERLER, YAĞ ASİTLERİ, AMİNO ASİTLER, NÜKLEOTİTLER.

Ribozomlar

Ribonükleik asit ve proteinden yapılmıştır, hem ökaryotik hem de prokaryotik hücrelerde bulunabilirler. mRNA dizisi boyunca, kodon kodon, 5'den 3' yönüne doğru hareket eder. Her kodon işlenirken, mRNA ve tRNA'nın etkileşimi ile bir amino asit tercüme edilir. Ökaryotik hücrelerde çekirdekte, daha doğrusu nükleozomda bulunurlar.

Meiyoz

Ana hücredeki kromozom sayısını yarıya indiren ve dört gamet hücresi üreten bir hücre bölünmesi türüdür. Bu işlem, cinsel üreme için yumurta ve sperm hücreleri üretmek için gereklidir. İki haploid hücre üretilir. Sadece gonadlarda gerçekleşir.

Meiyoz I

İnterfaz: hücre G1 sırasında büyür, kromozomlarını S fazında kopyalar, G2 sırasında bölünmeye hazırlanır. Büyüme 1 (G1) fazı: Bu çok aktif fazda hücre, geliştirme ve büyüme için ihtiyaç duyacağı enzimler ve yapısal proteinler de dahil olmak üzere çok çeşitli proteinlerini sentezler.

Sentez (S) fazı

Kalıtsal materyal kopyalanır; hücrenin kromozomlarının her biri, bir sentromerde birleşmiş iki ayırt edilemeyen kardeş kromatit olmak üzere çoğalır.

Crossing over

Meiyoz sırasında homolog kromozomların kardeş olmayan kromatitleri arasında, yavru hücrelerde yeni allelik kombinasyonlarla sonuçlanan genetik materyal değişimidir. Homologları bir arada tutan synaptonemal kompleksi adı verilen bir protein yapısı tarafından desteklenir.

Golgi cihazı ve ER

Protein sentezi için gereken ana organellerdir. ER proteinleri değiştirir ve katlar ve Golgi onları taşıma için paketler. Post-translasyonel modifikasyonlar ER'de gerçekleşir ve protein olgunlaşmasına ve aktivasyonuna yol açan katlama, glikosilasyon, multimerik protein montajı ve proteolitik yarılmayı içerir.

ER sinyal dizilerini ER zarına yönlendirmeye yardımcı olan 2 ana protein

Sinyal tanıma partikülü (SRP) ve ER membranına gömülü bir SRP reseptörüdür.

Düz Endoplazmik Retikulum

Lipoprotein partiküllerinin üretimi, kolesterolden steroid hormonunun sentezi, detoks reaksiyonları.

Mitokondri

Ökaryotik hücrelerde metabolik enerji üretiminde kritik bir rol oynar. Karbonhidratların ve yağ asitlerinin parçalanmasından elde edilen yararlı enerjinin çoğundan sorumludurlar, bu enerji oksidatif fosforilasyon süreci ile ATP'ye dönüştürülür.

Siklin bağımlı kinazlar (CDK'lar)

Enzimatik aktivite için gerekli alanları sağlayan ayrı bir alt birim - bir siklin - gerektiren protein kinazlardır. CDK'lar hücre bölünmesinin kontrolünde önemli roller oynar ve çeşitli ekstra ve hücre içi ipuçlarına yanıt olarak transkripsiyonu modüle eder.

Apoptosis

Programlanmış hücre ölümü. Bir hücredeki bir dizi moleküler adımın ölümüne yol açtığı bir hücre ölümü türü. Bu, vücudun ihtiyaç duyulmayan veya anormal hücrelerden kurtulmak için kullandığı bir yöntemdir.

Fosforilasyon

Bir moleküle bir fosforil (PO3) grubunun eklenmesidir. Biyolojik sistemlerde bu reaksiyon, enerji taşıyıcı molekülleri kullanarak serbest enerjinin hücresel depolanması ve transferi için hayati öneme sahiptir.

Sitozol

Sitoplazmanın bir parçasıdır, hücre içi zarlarda bulunmayan kısımdır. Birçok kimyasal reaksiyonun yeridir (burada ribozomlar protein yapar).

Hücre Döngüsü

Hücre döngüsü veya hücre bölünmesi döngüsü, bir hücrede meydana gelen ve DNA'sının (DNA replikasyonu) bölünmesine ve çoğaltılmasına yol açarak iki yavru hücre üretilmesine neden olan olaylar dizisidir.

İnterfaz

G1 fazı: hücre fiziksel olarak daha büyük büyür, organelleri kopyalar ve daha sonraki adımlarda ihtiyaç duyacağı moleküler yapı taşlarını yapar. S fazı: hücre çekirdeğindeki DNA'nın tam bir kopyasını sentezler. Ayrıca sentrozom adı verilen bir mikrotübül düzenleyici yapıyı da çoğaltır. Sentrozomlar DNA'yı M fazı sırasında ayırmaya yardımcı olur. G2 Fazı: hücre daha fazla büyür, proteinler ve organeller yapar ve mitoza hazırlanmak için içeriğini yeniden düzenlemeye başlar.

Ekstrinsik apoptoz yolu

Bir hücrenin dışında başlar, hücre dışı ortamdaki koşullar bir hücrenin ölmesi gerektiğini belirlediğinde. Yol, ölüm reseptörüne bir ölüm ligandının bağlanmasıyla tetiklenir, örneğin TNF-α'nın TNFR1'e bağlanmasıyla.

MikroRNA

Post-transkripsiyonel gen düzenlemesinde önemli roller oynayan küçük kodlanmayan RNA'lardır. Hayvan hücrelerinde, mikroRNA'lar hedeflerini translasyonel inhibisyon ve mRNA kararsızlaştırması ile düzenler. miRNA, hedefini negatif olarak düzenlemek için hedef mRNA ile baz eşleşmesi yaparak bir kılavuz görevi görür.

Tata Kutusu

TATA kutusu bağlama proteini adı verilen bir protein yapmak için talimatlar sağlar. Bu protein, vücudun her yerindeki hücrelerde ve dokularda aktiftir ve çoğu genin aktivitesini düzenlemede temel bir rol oynar. TATA kutusu, bir genetik dizinin nerede okunabileceğini ve kodunun çözülebileceğini gösteren bir DNA dizisidir.

Post-transkripsiyonel modifikasyonlar

Transkripsiyon meydana geldikten sonra ve bir protein ürününe çevrilmeden önce yeni transkribe edilmiş bir birincil RNA transkriptinde (hnRNA) meydana gelen değişikliklerdir.

Sitokeleton

Hücrelerin şeklini ve iç organizasyonunu korumaya yardımcı olan ve ayrıca hücrelerin bölünme ve hareket gibi temel işlevleri yerine getirmesini sağlayan mekanik destek sağlayan bir yapıdır.

Veziküller

Bir zarla oluşturulmuş ve sıvıyla dolu küçük bir kesedir. Hücrelerin içindeki veziküller, maddeleri hücrenin içine veya dışına taşır. Vücuttaki hücrelere ilaç taşımak için kullanılabilecek veziküller bile laboratuvarlarda yapabiliriz. Zarlardan tomurcuklanan veziküller genellikle sitozolik yüzeylerinde belirgin bir protein kaplamasına sahiptir, bu nedenle bunlara ''kaplamalı veziküller'' denir.

Mikrotübüller ve motor proteinlerle etkileşim

Mikrotübül motor proteinleri, hücre içinde hücresel kargoyu taşıyarak mikrotübül üzerinde hareket eder. Farklı mikrotübül motor protein sınıfları, tübülin alt birimleriyle etkileşimleri yoluyla hareket sağlar.

Endositoz

Hücreler sürekli olarak sıvıyı ve ayrıca büyük ve küçük molekülleri endositoz yoluyla alırlar. Uzmanlaşmış hücreler ayrıca endositik veziküller kullanarak büyük partikülleri yutabilirler. Yutulan materyal, plazma zarına geri dönüştürülebilecekleri veya sindirim için lizozomlara gönderilebilecekleri endozomlara gönderilir.

DNA replikasyonu

Deoksiribonükleik asitten oluşur ve vücuttaki tüm proteinler için genetik planı sağlar. Bir hücredeki DNA yaklaşık 2 metre uzunluğundadır; tüm bu DNA'yı küçük bir hücre çekirdeğine paketlemek için, histonların etrafında birkaç seviyede sarılır.

Transkripsiyon

Mesajcı RNA'nın (mRNA) ürünü, DNA'daki genetik talimatların çekirdekteki mRNA'ya aktarılmasıdır. Başlangıç, uzama ve sonlandırma olmak üzere üç adım içerir. Üç nükleotidin her kümesi bir kodon oluşturur. Her kodon bir amino aside karşılık gelir.

Çeviri

Çeviri, hücre sitoplazmasındaki ribozomlarda gerçekleşir, burada mRNA'da bulunan genetik kod okunur ve sentezlenen proteini oluşturan belirli bir amino asit zinciri sırasına çevrilir.

Protein sentezi

Protein sentezi, hücrelerin protein yaptığı süreçtir. İki aşamada gerçekleşir: transkripsiyon ve translasyon. Transkripsiyon, mesajcı RNA'nın (mRNA) ürünü, DNA'daki genetik talimatların çekirdekteki mRNA'ya aktarılmasıdır. Başlangıç, uzama ve sonlandırma olmak üzere üç adım içerir. Üç nükleotidin her kümesi bir kodon oluşturur. Her kodon bir amino aside karşılık gelir.

DNA polimeraz ve RNA polimeraz arasındaki farklar

RNA polimeraz ribonükleotid trifosfatları substrat olarak kullanır, bu nedenle deoksiribonükleotidlerin değil ribonükleotidlerin bağlantısını katalize eder. DNA replikasyonunda yer alan DNA polimerazından farklı olarak, RNA polimerazları bir primer olmadan bir RNA zincirini başlatabilirler.

DNA kırılması

Bu ikinci tür hasar, onarım için farklı bir strateji gerektirir, çünkü her iki iplik de hasar görmüştür. Bunu ele almak için hücreler 2 strateji geliştirdi: 1) Homolog olmayan uç birleşmesi: kırık uçları “temizleyen” ve DNA ligasyonu ile yeniden birleştiren özel bir enzim grubu tarafından gerçekleştirilir.

Okazaki parçaları

Okazaki parçaları, DNA replikasyonu sırasında gecikme ipliğinin süreksiz sentezi sırasında oluşan kısa DNA bölümleridir. Hücre bölünmesi için gerekli olan her iki yavru ipliğin sentezine izin verdiği için gereklidir.

DNA onarım mekanizmaları

DNA hatalarının onarımında 3 temel adım vardır: 1) Hasarlı DNA tanınır ve çeşitli mekanizmalarla çıkarılır. 2) Bir onarım DNA polimerazı kesilmiş DNA ipliğinin 3'-hidroksil ucuna bağlanır (daha sonra hasarsız iplikte depolanan bilgilerin tamamlayıcı bir kopyasını yaparak boşluğu doldurur) 3) Onarım DNA polimerazı boşluğu doldurduğunda, onarılan ipliğin şeker-fosfat omurgasında bir kırılma kalır.

Farklı DNA hasarı türleri

Mutasyonlar evrim için iyi olsa bile, tek bir bireysel çok hücreli organizmada gerçekten tehlikeli olabilirler. DNA bir dizi şekilde zarar görür: Endojen kaynaklar ve Çevresel kaynaklarDNA hasarının çoğu yalnızca geçicidir, çünkü hemen “DNA ONARIMI” adı verilen bir işlemle düzeltilir.

DNA MUTASYONLARI

DNA mutasyonunda, germ hattı ve somatik mutasyonları ayırt ediyoruz. Mutasyonlardan bahsederken, farklı türleri ayırt etmeliyiz: 1) Nokta mutasyonu- DNA dizisindeki bireysel nükleotitler değişir. 2) Yerleştirme mutasyonu- DNA çift sarmalına bir veya daha fazla nükleotit çifti yerleştirilir. 3) Silme mutasyonu- çift sarmaldan bir veya daha fazla nükleotit çifti çıkarılır. 4) Evirme- orijinal nükleotit(ler) kırılır ve ters çevrilmiş dizi yeniden yerleştirilir.

DNA ve RNA

Merkezi dogma için akış şöyledir: DNA'dan RNA'ya ve PROTEİN'e - farklar, RNA riboz şekerini içerirken, DNA hafifçe farklı şeker deoksiribozu içerir, bir oksijen atomu eksik bir riboz türüdür ve (RNA'da nükleobaz urasil bulunurken DNA'da timin bulunur, ancak benzerdirler, böylece her ikisi de adeninle eşleşebilirler). Ayrıca yapıdan bahsederken, DNA'da çift sarmal ve rna'da sadece bir sarmal bulunur.

telomeraz

Replikasyon çatalı bir kromozomun ucuna yaklaşırken ciddi bir sorun ortaya çıktığını belirtebiliriz: lider zincir kromozom ucuna kadar kopyalanabilse de, gecikme zinciri kopyalanamaz. Gecikme zincirindeki Pinal RNA primeri çıkarıldığında, onu değiştirmenin hiçbir yolu yoktur. Bu nedenle, gecikme zinciri her DNA replikasyonu turunda daha kısalacaktır; tekrarlanan tüm bölünmelerden sonra, kromozomlar küçülür ve sonunda değerli genetik bilgileri kaybederdi.

Farklı RNA türleri ve bunların farklı işlevleri

Genler tarafından kodlanan ve proteinlerin sentezini yönlendirecek olan RNA moleküllerine mesajcı RNA (mRNA'lar) denir. Her mRNA tipik olarak tek bir proteini kodlayan tek bir genden transkribe edilen bilgiyi taşır. Ancak, diğer genlerin nihai ürünü RNA'nın kendisidir. (mesajcı olmayan RNA'lar) Bunlar rRNA'lar, miRNA'lar, tRNA'lar vb.'dir.

Apoptozda fosfolipitler

Apoptoz sırasında, plazma zarının fosfolipitlerinin asimetrik dağılımı kaybolur ve PS plazma zarının dış yaprakçıkına taşınır. Orada PS, fagositozlar tarafından apoptoz hücrelerinin verimli bir şekilde tanınmasını ve alımını sağlayan önemli bir "beni ye" sinyali olarak işlev görür.

Tümör baskılayıcıların örneği (onkosupresör)

(Normal hücreler, inaktive edilmiş veya işlevsel olmayan tümör baskılayıcı genler tarafından bir kanser hücresine dönüştürülür. APC, BRCA1, BRCA2, CDH1, E-cadherin, CDKN2A, INK4a, MEN1, NF1, PTEN, RB, SMAD4, TP53, TSC1, TSC2, VHL ve p53 tümör baskılayıcı genlerdir) Örneğin, TP53 önemli bir tümör baskılayıcı gendir. Hücre bölünmesini kontrol altında tutmaya yardımcı olan p53 proteinini kodlar. TP53 genindeki kalıtsal değişiklikler Li-Fraumeni sendromuna yol açabilir.

Retinoblastom

Retinanın dokularında (gözün arkasındaki ışığa duyarlı sinir dokusu katmanları) oluşan kanser. Retinoblastom genellikle 5 yaşından küçük çocuklarda görülür. Retinoblastom, retinadaki sinir hücrelerinde genetik mutasyonlar geliştiğinde ortaya çıkar. Bu mutasyonlar, sağlıklı hücreler öldüğünde hücrelerin büyümeye ve çoğalmaya devam etmesine neden olur. Biriken bu hücre kütlesi bir tümör oluşturur. Retinoblastom hücreleri göze ve yakındaki yapılara daha fazla nüfuz edebilir.

Plazmatik zar

Hücreyi çevreleyen ve kimyasal bileşenlerini dış ortamdan ayıran ve koruyan yağlardan ve proteinlerden oluşan bir film. Yapı: İçine proteinlerin yerleştirildiği ve ayrıca yüksek seçici kanalların yerleştirildiği ve taşıyıcıların nüfuz ettiği yaklaşık 50 nm kalınlığında iki katlı bir yağ tabakasından oluşur. Önemli Özellikler: Deforme olabilir, esneklik, Esneklik

Membran taşıma proteinleri

Membran taşıma proteinleri, iyonlar, besinler, nörotransmiterler ve sayısız ilaç dahil olmak üzere çözeltilerin membranlar boyunca translokasyonunu katalize ederek her canlı hücrede temel bir işlevi yerine getirir. Bu membran taşıma proteinleri 2 ana sınıfa ayrılır: Şeklini değiştirerek küçük organik molekülleri veya iyonları bir taraftan diğerine kaydıran taşıyıcılar; maddelerin difüzyonla geçebileceği membran boyunca küçük hidrofobik gözenekler oluşturan kanallar Bazı kanallar yalnızca inorganik iyonların geçişine izin verir ve bunlara İyon Kanalları denir. Bu iyonlar elektrikle yüklü olduğundan, hareketleri güçlü bir elektrik kuvveti yaratabilir: voltaj. Na+, hücrenin dışındaki en bol pozitif yüklü iyondur; K+ içindeki en bol olanıdır.

Mitokondride fosfatidilserin ve apoptozdaki rolü

Fosfatidilserin, fosfolipit adı verilen yağlı bir maddedir. Beyninizdeki hücreleri kaplar ve korur ve aralarında mesaj taşır. Fosfatidilserin, zihninizi ve hafızanızı keskin tutmada önemli bir rol oynar. diğer “beni ye” sinyalleriyle birlikte, ölen hücrelerin tanınmasını ve fagositozunu (efferositoz) sağlar ve apoptozun immünolojik olarak sessiz doğasını açıklamaya yardımcı olur.

GC adası: nerede?

5 konumunda, promotörün yakınında CpG adaları, ilgili genin transkripsiyonel susturulması yoluyla gen ifadesini düzenlediği bilinen promotörlerdeki DNA metilasyon bölgeleridir. CpG adalarındaki DNA metilasyonu, gen ifadesi ve dokuya özgü süreçler için çok önemlidir. CpG adaları genellikle 300–3000 baz çifti boyunca uzanır. Memeli gen promotörlerinin yaklaşık %40'ının içinde ve yakınında bulunurlar.

Mikro RNA

MikroRNA'lar (miRNA'lar), gen ifadesini belirli mRNA'lar ile baz eşleşmesi yaparak ve stabilitelerini ve proteinlere çevrilmelerini azaltarak kontrol eder, küçük kodlanmayan RNA'lardır, ortalama 22 nükleotit uzunluğundadır. Genellikle hedef mRNA'larının 3'-UTR'sine (translasyona çevrilmeyen bölge) bağlanırlar ve mRNA'yı dengesizleştirerek ve translasyonel susturmayı yaparak protein üretimini baskılarlar.

Ekleme adımları

ekleme, kaplama ve poladenilasyon ile birlikte rna işleme adımlarından biridir; EKLEME'de: ön mRNA'lar işlev gören mRNA'lar olmadan önce ek bir işleme adımından geçmelidir. Çoğu ökaryotik genin kodlama sekansları, intron adı verilen uzun, kodlanmayan, araya giren sekanslar tarafından kesintiye uğratılır. Kodlama sekansının parçalarına ekzon denir (genellikle intronlardan daha kısadır). Kaplamadan sonra ve RNA polimeraz geni transkribe etmeye devam ettikten sonra, RNA budama işlemi başlar.yeni sentezlenen RNA'dan intronların çıkarıldığı ve ekzonların birbirine dikildiği işlem. Bir transkript budanmış ve 5' ve 3' uçları değiştirildikten sonra, RNA artık çekirdeği terk edebilen ve proteine çevrilebilen işlevsel bir mRNA molekülüdür. Her intron, her intronun sonunda veya yakınında bulunan, ekleme makinesini intron'u ‘’lariat’’ yapısı şeklinde kesmeye yönlendiren nükleotit sekansları içerir. Bu sekanslar, küçük nükleer ribonükleoproteinler (snRNP'ler) (küçük nükleer RNA'lar + ek proteinler) tarafından tanınır. snRNP'ler, RNA bileşenleri ile ön mRNA'daki sekanslar arasında tamamlayıcı baz eşleşmesi yoluyla ekleme yeri sekanslarını tanır. Birlikte, bu snRNP'ler, çekirdekte RNA budaması gerçekleştiren büyük RNA ve protein moleküllerinden oluşan bir topluluk olan spliceozomun çekirdeğini oluşturur.

Transkripsiyon sonrası kontroller

Bu kontroller, transkripsiyon başladıktan sonra çalışır ve neredeyse tüm genlerin ifadesini düzenlemede önemli bir rol oynar. Bu transkripsiyon sonrası mekanizmaların çoğu, kendi bozulmalarını ve translasyonlarını etkileyebilen RNA moleküllerine dayanır. kodlanmayan RNA'ların çoğu, düzenleyici RNA'lar olarak adlandırılır (3 tür) -mikroRNA'lar (miRNA'lar), belirli mRNA'lar ile baz eşleşmesi yaparak ve stabilitelerini ve proteine çevrilmelerini azaltarak gen ifadesini kontrol eder -küçük müdahale eden RNA'lar, hücreleri enfeksiyondan korumak için (RNA interferansı adı verilen bir işlem) çift sarmallı, yabancı RNA'lardan (birçok virüs tarafından üretilir) üretilir -uzun kodlanmayan RNA'lar işlevleri belirsizdir.

Ribozimler

Ribozim, kimyasal bir reaksiyonu katalize eden bir ribonükleik asit (RNA) enzimdir. Ribozim, protein enzimleri gibi belirli reaksiyonları katalize eder. Katalitik RNA olarak da adlandırılan ribozimler, ribozomda amino asitleri bir araya getirerek protein zincirleri oluşturdukları yerde bulunur.

Sinir sinyalleşmesi

Elektrik sinyali kimyasal sinyale nasıl dönüştürülür