cellbiologi

Cellbiologi med Immunologi
Kursansvarig: Jacob Odeberg, KTH
email: [email protected]
08-5537 8332
• Cellbiologi
Jacob Odeberg
• Immunologi
Adnane Achour, KI
http://www.biotech.kth.se/courses/gru/courselist/3A1512/index.html
CELLBIOLOGI:
• VÄVNADER
• CYTOSKELETT OCH
CELLRÖRELSE
• CELLSIGNALERING
• CELLKÄRNAN
• CELLDELNING
• CANCER
• DIFFERENTIERING
FÖRKUNSKAPER
KEMI: kolhydrater
lipider = fett
proteiner
ENERGI:
ATP etc.
ARVSANLAG:
DNA
RNA
protein
CELLENS ORGANISATION
kärna
ER, golgi, lysosomer
mitokondr., kloropl.,
peroxisomer
cellytan
Allmän information
• Kurslitteratur:
’The Cell, a molecular approach’
Cooper och Hausman
– (4th edition ) s 345-347 (i kap 8)
samt kapitel 9, 12, 14, 15, 16, 17, 18
• Föreläsningar: 9 dubbeltimmar
• Jacob Odeberg [email protected]
Schema 2009
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Ons 14 jan
13:00-15:00 FR4
Tors 15 jan
13:00-15:00 FD5
Mån 19 jan
13:00-15:00 FD5
Tis 20 jan
10:00-12:00 FD5
Ons 21 jan
13:00-15:00 FR4
Tis 27 jan
10:00-12:00 FD5
Ons 28 jan
13:00-15:00 M1
Tor 29 jan
13:00-15:00 FD5
Repetition 26 feb 12-15 FD5
KS: 2 feb 8-10, FB51, FB52, FB53, FB55
Tentamen: 5 mars 14-18 FB51-FB55
Obs: dubbelkolla på KTH webben för ev ändringar
Föreläsningsinnehåll (prel.)
vävnader
cytoskelett, cellrörelse
cellsignalering
cellkärnan
celldelning - mitos
cellcykelreglering
cancer
•
•
•
•
•
•
•
•
Ons 14 jan
Tors 15 jan
Mån 19 jan
Tis 20 jan
Ons 21 jan
Tis 27 jan
Ons 28 jan
Tor 29 jan
•
Föreläsning 9 – repetition (26 februari preliminärt)
kap 14 (4th ed)
kap 12
kap 15
kap 9
kap 16+s521
kap 16+s344-346
kap 18+s690-700
meios, differentiering, stamceller: kap17+678-685
(All text tas inte upp på föreläsningar, se läsanvisningar på:
http://www.biotech.kth.se/courses/gru/courselist/3A1512/index.html
http://www.biotech.kth.se/courses/gru/courselist/3A1512/index.html
• Kursinnehåll
• Gamla tentor (utan
facit)
• Litteratur
• OH:s (temporära)
• Kontaktuppgifter
• Svar på FAQ
VÄVNADER
Föreläsningsinnehåll
•
•
•
•
•
•
Organ och vävnader
Bindväv, eptielial vävnad
Cellvägg
Extracellulärmatrix
Cell-matrix bindning
Cell-cell bindning
människor
organ
vävnader
celler
• ORGAN
• organiserad struktur av
vävnader
• VÄVNADER
• Organiserad struktur av
celler och
extracellulärmatrix
–
–
–
–
–
–
bindväv,
epitel
Muskelvävnad
nervvävnad,
lymfoid vävnad
…
Vävnadernas struktur
• Påverkas av cellerna
• vissa vävnader kan regenereras/läka
– benbrott, skavsår, magsår, munsår etc.)
• Bindvävs-omvandling vid större skada
– Skadan så stor att arkitekturen är
påverkad,
– Bindväv ”plastic padding” (= ärr bildning)
Bindväv
Ex. ben, brosk, senor, hud
Få celler!
Extracellulär matrix!
- Draghållfasthet,
- hårdhet
- kemisk/mekanisk motståndskraft,
- stötdämpning (”gummipackning”)
- utfyllnad
- flexibilitet
bindvävsceller
Epitelvävnad
Basal lamina
EXTRACELLULÄR MATRIX
• Binder ihop celler och vävnader
• Struktur-proteiner och polysackarider
– Hållfasta proteinfibrer i gel-liknande
polysackarid-rik grundsubstans
• Adhesionsproteiner
KOLLAGEN
Fiber-protein
->Draghållfasthet
Kollagen - struktur
•
•
•
•
Repetitiv sekvens (Gly – X – Y)
’X’ är ofta prolin
’Y’ är ofta hydroxyprolin
Kollagen bildar trippelhelix
Kollagen fibriller
Kollagen – syntes och assembly
KOLLAGEN
• Olika typer I, II, III, ……
– Fibrill-kollagen (typ I, II, III, V, XI)
– Fibrill-associerat kollagen
(IX, XII, XIV, XVI)
– ’nätverksbyggande’ (typ IV)
• i basal laminae
– ’anchoring filaments’ (typ VII)
• fäster basal laminae till underliggande bindväv
Ex. Typ IV kollagen
Bildar nätverk i basal lamina
ELASTIN
• I elastiska vävnader tillsammans
med icke-elastiska kollagenfibriller
• lungor, kärlväggar etc
•’gummiband’
Glukosaminoglykaner - GAG
•Ogrenade polysackaridkedjor
•Disackaridenheter
•hydrerad (vattenberikad) porös gel
• fri diffusion.
PROTEOGLYKANER
• GAG-kedjor bundna
till ’core proteins
• Motståndskraft mot
kompression
• Volymsutfyllnad
Komplex av Aggrecan och Hyaluronan
Aggrecan –
proteoglykan i
broskvävnad
Hyaluronan –
GAG som enkel lång
polysackaridkedja
ADHESIONS-PROTEINER
•
•
•
•
Länkar ihop komponenter i EM
Länkar ihop EM med celler
Ex. Fibronektin, Laminin, Entactin
Kopplar till cell via Integrin
Fibronektin
via integrin
Typ III fibronektin ”repeat”
RGD-sekvens
(Arg-Gly-Asp)
Bindningsställe för celler
Hos fler extracellulära matrix-proteiner
α
Laminin
β
- i basal laminae
- bildar nät-liknande
- proteinpolymerer
- komplex med kollagen IV
γ
Cellförband
(cell junctions)
Cell-matrix bindningar
• Focal adhesions
• Hemidesmosomes
Cell-cell bindningar
• Adherens junctions
• Desmosomes
• Tight junctions
• Gap junctions
CELL-MATRIX BINDNINGAR
• Integrin - receptor på ytan av cellerna
• Transmembrana proteoglykaner
• Olika matrixproteiner
fibronektin, kollagen, laminin etc.
Integriner
•Transmembran hetero-dimer
• cell-matrix och cell-cell
interaktioner
• kommunikation cytoskelettet/
extracellulärmatrix
• signaltransduktion
Mekanisk spänning överförs via integrin och
fibronektin från cytoskelett till kollagen
Focal adhesion
Aktinfilament
Aktinbindande proteiner
integrin
extracellulärmatrix
Hemidesmosombinder celler till
basal laminae
Intermediärfilament
Plectin
integrin
Laminin
Storskaliga ordnade strukturer
Extracellulär matrix kan vidarebefodra ordning
från en cell till en annan
2
1
2
2
4
3
5
Cell 1 sekreterar
och orienterar
extracellulär matrix
(E.M)
4
3
5
E.M når cell 2 och 3, som
orienterar sitt cytoskelett
efter E.M.
4
3
5
Cell 2+3 sekreterar
och orienterar E.M
som når cell 4 o 5
Integriner kan regleras
CELL-CELL BINDNINGAR
• I multicellulära organismer!!
– Transienta – cell migrering
– Stabila – förankring
– Adhesionsmolekyler
•
•
•
•
Selektin
Integrin
Ig superfamily (ICAMs, N-CAMs etc.)
Cadheriner
Adhesion mellan Leukocyter
och Endotelceller
Selektiner
• binder till kolhydrater
• Övergående bindning
– Vita blodkroppar/endotel
ICAMs – InterCellular Adh.
Molec.
• Binder integriner
• Stabilare bindning
Cadherin
• Stabil förankring av celler i vävnader
– Adherens junctions
– desmosomer
• Homofil adhesion
• Viktiga i embryonalutveckling
Junctional complex
Adherens junctions
Desmosom
(Linked to cadherings
via plakophilin and
plakoglobin)
Desmosomer
Tight Junctions – skapar polaritet och begränsar
lateral diffusion
Polaritet – olika membranproteiner
på olika sidor av en cell
Tight junction proteins
Protein-nätverk runt hela cellen
Transmembrana regioner på
grannceller interagerar
Gap junctions
•Öppna kanaler
•Joner och små molekyler passerar
•Metabol och elektrisk aktivitet kan
föras vidare från cell till cell
•Connexiner – 6 st bildar en por
•Plasmamembran från två celler
hålls isär av connexinernas
extracellulära delar = ’gap’ bildas
•
•
•
•
Organ och vävnader
Bindväv, epitel
Cellvägg – bakterier, växter
Extracellulärmatrix
–
–
–
–
Sammanfattning
Kollagen
Elastin
GAG / proteoglykaner
adhesionsproteiner
• Cell-matrix binding
– Integrin
– Focal adhesion
– Hemidesmosom
• Cell-cell bindning
–
–
–
–
–
Adhesionsmolekyler
Adherens junctions
Desmosomes
Tight junctions
Gap junctions
instuderingsuppgift 1
• Epidermolysis bullosa- genetisk sjukdom!
– 1) kort förklaring/beskrivning
– 2) Vilka olika vävnadsstrukturer och komponenter
(proteiner) från dagens föreläsning kan vara defekta?
• 3 huvudtyper finns av sjukdomen, beroende på vilken
funktion/typ av struktur/proteiner som är skadade.
Exempel på tentafrågor
• Var i kroppen hittar man epitelvävnad?
• Beskriv epitelvävnadens struktur och ingående
komponenter.
• På vad sätt är epitel-cellerna ”polära” och vilken
funktion kan detta ha?
• Vilka är de olika cell-matrix och cell-cell förband
(junctions) som man kan se på epitelceller.
• Vilka funktioner har de.
• Epitelceller är utsatta och omsätts därför snabbt.
Hur förnyas epitelcellsvävnad?
• Beskriv kollagensyntesen i 5-6 steg