BIO111 Μικροβιολογια ιαλεξη 8 Κυτταρικη ιαιρεση

Transcript

1 BIO111 Μικροβιολογια ιαλεξη 8 Κυτταρικη ιαιρεση

2 Τα χαρακτηριστικα της Ζωης

3 Τα χαρακτηριστικα της Ζωης

4 Περιεχοµενα 1. Πως κληρονοµείται η πληροφορία-aναδιπλασιασµός χρωµοσωµικού και πλασµιδιακού DNA. 2. Kατά το διπλασιασµό του DNA γίνονται και µερικά λάθη που όµως διορθώνονται. 3. Αύξηση του κυτταρικού τοιχώµατος µε de novo σύνθεση πεπτιδογλυκάνης. 4. ιπλασιασµός του DNA ακολουθείται από σύσφιξη του του κυτταρικού τοιχώµατος και διαίρεση του κυττάρου στα δύο.

5 ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΙΑΙΡΕΣΗ H βακτηριακή κυτταρική µηχανή µεταφέρει τη γενετική πληροφορία στο διηνεκές παράγοντας αντίγραφα του εαυτού της

6 Κυτταρικη ιαιρεση

7 Κυτταρικο Τοιχωµα Gram - Gram +

8 Κυτταρικη ιαιρεση

9 Κυτταρικη ιαιρεση

10 ΤΑ ΣΤΑ ΙΑ ΤΗΣ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΙΑΙΡΕΣΗΣ ΤΩΝ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ 1. Τοπική υδρόλυση πεπτιδογλυκάνης (µε δράση αυτολυσινών) 2. Σύνθεση νέας πεπτιδογλυκάνης και σύνθεση λιπιδίων 3. ιπλασιασµός και χωρισµός χρωµοσωµάτων 4. Σχηµατισµός δακτυλίου περίσφιξης στον ισηµερινό (µε δράση των πρωτεϊνών Min, FtsZ, κλπ) 5. Αποκόλληση των δύο θυγατρικών κυττάρων

11 Ôï âáêôçñéáêï êõôôáñï áõîáíåé áπï ôïí éóçìåñéíï

12 ΤΑ ΣΤΑ ΙΑ ΤΗΣ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΙΑΙΡΕΣΗΣ ΤΩΝ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ 1. Τοπική υδρόλυση πεπτιδογλυκάνης (µε δράση αυτολυσινών) 2. Σύνθεση νέας πεπτιδογλυκάνης και σύνθεση λιπιδίων 3. ιπλασιασµός και χωρισµός χρωµοσωµάτων 4. Σχηµατισµός δακτυλίου περίσφιξης στον ισηµερινό (µε δράση των πρωτεϊνών Min, FtsZ, κλπ) 5. Αποκόλληση των δύο θυγατρικών κυττάρων

13 Βακτηριακο Κυτταρο- Το περιπλασµα You are here

14 Κυτταρικο τοιχωµα Gram-

15 Πεπτιδογλυκανη

16 ΤΑ ΣΤΑ ΙΑ ΤΗΣ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΙΑΙΡΕΣΗΣ ΤΩΝ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ 1. Τοπική υδρόλυση πεπτιδογλυκάνης (µε δράση αυτολυσινών) 2. Σύνθεση νέας πεπτιδογλυκάνης και σύνθεση λιπιδίων 3. ιπλασιασµός και χωρισµός χρωµοσωµάτων 4. Σχηµατισµός δακτυλίου περίσφιξης στον ισηµερινό (µε δράση των πρωτεϊνών Min, FtsZ, κλπ) 5. Αποκόλληση των δύο θυγατρικών κυττάρων

17 Πεπτιδογλυκανη

18 Πεπτιδογλυκανη DAP Λυσινη

19 Πεπτιδογλυκανη Gram-

20 Πεπτιδογλυκανη Gram+

21

22 Σύνθεση νέας πεπτιδογλυκάνης 1. "Φόρτωµα" Βακτοπρενόλης µε ολιγοµερή σακχάρων-πεπτιδίων βακτ. -P-P-P βακτ. -P-P βακτ. -P-P ΝΑΜ ΝΑΜ NAG ΝΑΜ α α α α α α α α α α α α α α α NAG 2. Μεταφορά ολιγοµερών στο περίπλασµα 3. Μάτισµα και σχηµατισµός πεπτιδικών δεσµών (transpeptidation)

23

24

25 Αναστολη τρανσπεπτιδασης απο πενικιλλινη

26 ΤΑ ΣΤΑ ΙΑ ΤΗΣ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΙΑΙΡΕΣΗΣ ΤΩΝ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ 1. Τοπική υδρόλυση πεπτιδογλυκάνης (µε δράση αυτολυσινών) 2. Σύνθεση νέας πεπτιδογλυκάνης και σύνθεση λιπιδίων 3. ιπλασιασµός και χωρισµός χρωµοσωµάτων 4. Σχηµατισµός δακτυλίου περίσφιξης στον ισηµερινό (µε δράση των πρωτεϊνών Min, FtsZ, κλπ) 5. Αποκόλληση των δύο θυγατρικών κυττάρων

27 Τοποισοµερασες αφελικωνουν το DNA

28 Τοποισοµερασες αφελικωνουν το DNA

29 ΚΥΤΤΑΡΟΠΟΥΛΟΣ ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ DNA ΣΤΑ ΒΑΚΤΗΡΙΑ οι παίκτες 1. Εκκινιτάση (primase) 2. DNA πολυµεράση ΙΙΙ 3. DNA πολυµεράση Ι 4. Λιγάση (Ligase) 5. Ελικάση (helicase) 6. Πρωτείνη που δεσµεύει µονόκλωνο DNA (SSB, single stranded DNA binding protein)

30 ΑΝΤΙΓΡΑΦΩ DNA= πολυµερίζω δεσοξυριβονουκλεοτίδια 5 -> 3

31 Πολυµερισµος δεσοξυριβονουκλεοτίδιων

32 Συµπληρωµατικο ζευγαρωµα δεσοξυριβονουκλεοτίδιων

33 ικλωνο πολυµερες δεσοξυριβονουκλεοτίδιων

34 ικλωνο πολυµερες δεσοξυριβονουκλεοτίδιων

35 H αντιγραφη DNA ειναι ηµισυντηρητικη Μητρικο µοριο Θυγατρικα µορια

36 ΚΥΤΤΑΡΟΠΟΥΛΟΣ ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ DNA ΣΤΑ ΒΑΚΤΗΡΙΑ οι παίκτες 1. Εκκινιτάση (primase) 2. DNA πολυµεράση ΙΙΙ 3. DNA πολυµεράση Ι 4. Λιγάση (Ligase) 5. Ελικάση (helicase) 6. Πρωτείνη που δεσµεύει µονόκλωνο DNA (SSB, single stranded DNA binding protein)

37 H αντιγραφη DNA ξεκινα µε ολιγονουκλεοτιδια RNA απο την RNA πριµαση

38 ΚΥΤΤΑΡΟΠΟΥΛΟΣ ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ DNA ΣΤΑ ΒΑΚΤΗΡΙΑ οι παίκτες 1. Εκκινιτάση (primase) 2. DNA πολυµεράση ΙΙΙ 3. DNA πολυµεράση Ι 4. Λιγάση (Ligase) 5. Ελικάση (helicase) 6. Πρωτείνη που δεσµεύει µονόκλωνο DNA (SSB, single stranded DNA binding protein)

39 H αντιγραφη DNA επιτελειται απο την DNA Pol III... DNA Πολυµεραση ΙΙΙ DNA Πολυµεραση Ι

40 Κανονες που διεπουν τη λειτουργια των DNA πολυµερασων του E.coli 1. Ο πολυµερισµος ειναι µονο 5' > 3' 2. Ο πολυµερισµος γινεται πανω σε µια µητρα: το συµπληρωµατικο κλωνο. 3. Ο πολυµερισµος χρειαζεται 4 dntps: datp, dgtp, dctp, dttp) 4. Ο πολυµερισµος χρειαζεται ενα προυπαρχον primer (εκκινητη) απο τον οποιο αρχιζει την επεκταση. Ο εκκινητης στα βακτηρια ειναι RNA.

41 ΚΥΤΤΑΡΟΠΟΥΛΟΣ ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ DNA ΣΤΑ ΒΑΚΤΗΡΙΑ οι παίκτες 1. Εκκινιτάση (primase) 2. DNA πολυµεράση ΙΙΙ 3. DNA πολυµεράση Ι 4. Λιγάση (Ligase) 5. Ελικάση (helicase) 6. Πρωτείνη που δεσµεύει µονόκλωνο DNA (SSB, single stranded DNA binding protein)

42 ...και συνεχιζεται µε αφαιρεση των primer απο την DNA Pol Ι... DNA Πολυµεραση ΙΙΙ 5 >3 εξωνεουκλεαση DNA Πολυµεραση Ι

43 ...που ακολουθειται απο πολυµερισµο του κενου απο την DNA Pol Ι... DNA Πολυµεραση Ι 5 >3 πολυµεραση

44 ΚΥΤΤΑΡΟΠΟΥΛΟΣ ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ DNA ΣΤΑ ΒΑΚΤΗΡΙΑ οι παίκτες 1. Εκκινιτάση (primase) 2. DNA πολυµεράση ΙΙΙ 3. DNA πολυµεράση Ι 4. Λιγάση (Ligase) 5. Ελικάση (helicase) 6. Πρωτείνη που δεσµεύει µονόκλωνο DNA (SSB, single stranded DNA binding protein)

45 ...και ολoκληρωνεται απο την DNA λιγαση DNA Πολυµεραση Ι DNA λιγαση DNA λιγαση

46 ΚΥΤΤΑΡΟΠΟΥΛΟΣ ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ DNA ΣΤΑ ΒΑΚΤΗΡΙΑ οι παίκτες 1. Εκκινιτάση (primase) 2. DNA πολυµεράση ΙΙΙ 3. DNA πολυµεράση Ι 4. Λιγάση (Ligase) 5. Ελικάση (helicase) 6. Πρωτείνη που δεσµεύει µονόκλωνο DNA (SSB, single stranded DNA binding protein)

47 H διχαλα διπλασιασµου ΙΙΙ

48 υο διχαλες διπλασιασµου στην Εναρξη (Ori)

49 οµες «Θ» η δοµες Cairnes Τερµατισµος (ter)

50 ΤΟ ΕΡΓΟΣΤΑΣΙΟ ΤΟΥ ΙΠΛΑΣΙΑΣΜΟΥ

51 ΤΟ ΕΡΓΟΣΤΑΣΙΟ ΤΟΥ ΙΠΛΑΣΙΑΣΜΟΥ

52 H DNA Pol III κανει λαθη, πολλα απο τα οποια τα διορθωνει αµεσως 3 >5 εξωνεουκλεαση

53 Τρελλαινοµαι για µεταλλαξεις

54 ΤΑ ΣΤΑ ΙΑ ΤΗΣ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΙΑΙΡΕΣΗΣ ΤΩΝ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ 1. Τοπική υδρόλυση πεπτιδογλυκάνης (µε δράση αυτολυσινών) 2. Σύνθεση νέας πεπτιδογλυκάνης και σύνθεση λιπιδίων 3. ιπλασιασµός και χωρισµός χρωµοσωµάτων 4. Σχηµατισµός δακτυλίου περίσφιξης στον ισηµερινό (µε δράση των πρωτεϊνών Min, FtsZ, κλπ) 5. Αποκόλληση των δύο θυγατρικών κυττάρων

55 Σχηµατισµός δακτυλίου περίσφιξης στον ισηµερινό ΥΝΑΜΙKH ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΤΗΣ ΠΡΩΤΕΙΝΗΣ FtsZ ΚΑΤΑ ΤΗΕ ΙΑΡΚΕΙΑ ΤΟΥ ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΥ ΚΥΚΛΟΥ ακτυλιος Ζ Σε νεογένητα κύτταρα, πιθανολογείται πως ο σχηµατισµός του ακτύλιου Ζ ξεκινά από ένα µοναδικό σηµείο στην εσωτερική µεµβράνη. Η διαδικασία αυτή είναι ταχεία και ολοκληρώνεται σε ένα λεπτό. Κατά τη διάρκεια της διαίρεσης, η διάµετρος του ακτύλιου Ζ αρχίζει να ελλατώνεται σχηµατίζοντας έτσι την αύλακα της διαίρεσης στον ισηµερινό του κύτταρου. εν είναι γνωστό το πόσοι ακριβώς ακτύλιοι Ζ σχηµατίζονται. Πάντως το E.coli έχει αρκετή FtsZ πρωτείνη για το σχηµατισµό ~20 δακτυλίων.

56 Κυτταρικη ιαιρεση