A sejt szerkezete és az epigenetikus információk átadása Csaba György munkásságának tükrében

A sejt az élet alapvető egysége, amelynek komplex szerkezete és működése kulcsfontosságú az élőlények fennmaradásához. A sejtbiológia tudománya folyamatosan fejlődik, és egyre mélyebb betekintést nyerünk abba, hogyan szerveződik a sejt, hogyan zajlanak benne a folyamatok, és hogyan öröklődnek az információk. Csaba György professzor, a magyar sejtbiológia kiemelkedő alakja, jelentős mértékben hozzájárult a sejtstruktúra, a hormonreceptorok, és különösen az epigenetikus öröklődés megértéséhez.

A sejt alapvető felépítése

Minden sejtben megtalálható egy örökítőanyag, amely információtartalmát meghatározza. Ez az örökítőanyag a DNS, amely a fehérjék aminosavsorrendjét determinálja, és a sejt felépítéséért és működéséért felelős. A teljes génállományt genomnak nevezzük. Minden testi sejtben ugyanaz a genom van, de minden sejttípusban más nyilvánul meg belőle, ezt nevezzük génexpressziónak. Az eukarióta sejtekben a sejtmagban található kromoszómák, melyek DNS-ből és fehérjékből állnak, és kromatinállománynak nevezzük. Ez a kromatin funkcionális állapotában kibomlik, míg inaktív állapotban feltekeredik. A kromatin alapvető egysége a nukleoszóma, ami körül mintegy 147 DNS bázispár található.

A sejtmembrán és a sejtfelszín képletei

A sejtmembrán elhatárolja a sejtet a külvilágtól, és szabályozza az anyagok áramlását. A sejtfelszínen különböző képletek, mint például a mikrobolyhok, részt vesznek a sejtek közötti kommunikációban és a tápanyagfelvételben. A sejtmembránt borító képződmények, mint például a veseglomerulus bazálmembránja, kulcsszerepet játszanak a szervek működésében. A képek egyidejűleg demonstrálják a metszetek alapján történő térbeli rekonstrukció lehetőségét is.

Intracitoplazmatikus membránrendszer és szekréció

A sejt belsejében egy bonyolult membránrendszer található, amely számos szintetikus folyamatban és a szekrécióban vesz részt. A riboszómák felelősek a fehérjeszintézisét, míg a Golgi-komplex a fehérjék feldolgozásáért és szállításáért. A szekréció, vagyis az anyagok sejtből való kiválasztása, létfontosságú folyamat. Csaba György vizsgálatai kiterjedtek a 3H-5 hidroxitriptofán lokalizációjára patkány mellékvese-velő sejtjeiben a szekréció különböző fázisaiban. Az autoradiográfiás felvételek segítségével nyomon követhető a hormonprekurzor transzportja.

Mitokondriumok, peroxiszómák, plasztiszok

A mitokondriumok a sejtek "erőművei", amelyek az energia termeléséért felelősek. A peroxiszómák különböző anyagcsere-folyamatokban vesznek részt, míg a plasztiszok (növényi sejtekben) a fotoszintézis helyszínei.

A sejtmag

A sejtmag az eukarióta sejtek központi eleme, amely tartalmazza a sejt genetikai anyagát. Itt zajlik a DNS replikációja és az RNS szintézise.

Citoszkeleton és sejtmozgás

A citoszkeleton, vagyis a sejt belső vázrendszere, alapvető a sejt alakjának fenntartásában és mozgásában. A centriolum, bazális test, csillók és ostorok a sejtmozgásban játszanak szerepet. A miofibrillumok alkotják az izomszerkezetet, amelyek az izomösszehúzódásért felelősek. Az amőboid mozgás a sejtek helyváltoztatásának egy speciális formája.

Ingerlékenység és kommunikáció

Az élőlények és sejtek ingerlékenysége alapvető életjelenség. Az ingerlékenység az első találkozást jelenti, amely után az egysejtű reakciója eltérő, ami azt jelenti, hogy a találkozással szerzett információ az utódsejtekre (akár 1000 generáció után is) átadódik. Csaba György kimutatta, hogy az egysejtűeknek receptora van a magasabbrendűek hormonjaira, amit követett az egysejtűekben e hormonok és szignál utak kimutatása mások és saját maga által. A sejtek közötti kommunikáció alapja a receptorok működése. Ha a sejt receptorai és a másik sejtben termelődő hormon illeszkednek egymáshoz, információcsere jön létre. Ha azonban a receptor valamilyen okból hibás, a kapcsolat nem alakul ki.

Endocitózis és raktározás

Az endocitózis során a sejtek anyagokat vesznek fel a külvilágból. Ennek egyik formája a fagocitózis, amikor nagyobb részecskéket, például baktériumokat kebeleznek be. A vörösvértestek retikulumsejtek általi fagocitózisa patkány hemolimfás nyirokcsomójában is megfigyelhető. A pinocitózis a folyékony anyagok felvételét jelenti, míg a transzcitózis és a kaveolák a sejten keresztüli anyagtranszportban játszanak szerepet. A sejtek képesek anyagokat raktározni is a későbbi felhasználás céljából.

A sejtosztódás és az epigenetikus öröklődés

A sejtosztódás, például a mitózis, alapvető a szervezetek növekedéséhez és regenerálódásához. Fontos megjegyezni, hogy nem csak a DNS sorrendje, hanem a génen kívüli öröklődés (epigenetika) is polgárjogot nyert. Az epigenetika azokat a génexpressziós változásokat vizsgálja, amelyek nem járnak a DNS-szekvencia megváltozásával, de öröklődhetnek az utódokra. Csaba György az elsők között bizonyította sejtszinten az epigenetikus öröklődést, melyet hormonális imprintingnek nevezett el. A hormonális imprinting nem csak perinatálisan, hanem a pubertás korban és bármikor az élet folyamán, differenciálódó sejtekben is létrejöhet. A hormonanalógok (gyógyszerek, vitaminok, környezetszennyező molekulák) hibás imprintinget hozhatnak létre, életre szóló következményekkel. Az imprinting transzgenerációsan is átadódik, ami nemcsak medicinális vonatkozásokat, de az ember jelenkori evolúciójába való beleszólást is jelenti.

Az epigenetikus öröklődés során a gének funkcionális állapota öröklődik, attól függően, hogy az apai vagy anyai gén által kódolt-e. A DNS metilációja végzi el a gátlást, amely a gén átírását akadályozza. Ez az epigenetikus információ öröklődik. A metilációt enzimek végzik, amelyek működését például az 5-azacitidin gátolja. A sejtosztódás során, az epigenom esetében még inkább így van az, hogy mutációk esnek. Egyes őssejtek képesek bármivé átalakulni, és öröklődő jelenségnél észlelték a metiláció tartós megváltozását.

tags: #csaba #gy #a #sejt #szerkezete