Kiểm soát sự truyền tín hiệu và trao đổi vật chất qua màng tế bào thực vật

23/09/2012

Kiểm soát sự truyền tín hiệu và trao đổi
vật chất qua màng tế bào thực vật
Glycoprotein
Glycolipid
Signals

Phospholipids
Cholesterol
Peripheral
protein

Transmembrane
proteins
Filaments of
cytoskeleton

Sự trao đổi vật chất qua màng
- Nước: thẩm thấu, xuống khuynh độ 
- Ion & chất hữu cơ hòa tan
+ khuếch tán dễ: protein & kênh
+ vận chuyển hoạt động: bơm ATPaz
+ vận chuyển hoạt động cấp hai
- Đại phân tử: nhập bào & xuất bào

1


23/09/2012

Các giai đoạn của sự truyền tín hiệu tế bào
Tín hiệu gián tiếp

Nhận biết kích thích ở màng nguyên sinh chất,
tạo một “tín hiệu”;
Chuyển tín hiệu qua màng nguyên sinh chất;
Chuyên tín hiệu tới phân tử tác động chuyên
biệt (tế bào chất hay nhân TB);
Đáp ứng của tế bào: biểu hiện gen, hoạt hóa
enzym, tổ chức tế bào…;
Dừng phản ứng sau sự bất hoạt các phân tử
truyền tín hiệu.

Tín hiệu trực tiếp
SIGNALING BY GAP JUNCTIONS

6

2


23/09/2012

Truyền tín hiệu thứ cấp

Các kiểu Receptors

Ba kiểu cơ bản truyền tín hiệu qua màng

1. Kênh ion

11

12

3


23/09/2012

2. Protein G

Cơ chế hoạt động
của Protein G khi
được kích hoạt

13

Hai kiểu điều hòa của Protein G
1. Đóng mở kênh ion
2. Enzym trên màng TB

Protein G điều hòa
kênh ion

14

Protein G điều hòa thông qua enzym màng TB để tạo
thông tin thứ cấp

15

16

4


23/09/2012

Gắn hay tách loại phosphate là cách làm biến đổi
hình thể protein trong chuỗi truyền tín hiệu.
Điều hòa biểu
hiện gen bởi
cAMP trong TB

17

18

Phospholipase C kích hoạt truyền tín hiệu kép

19

20

5


23/09/2012

3. Enzyme-linked receptors
Là một thể nhận đơn xuyên màng, khi các tín
hiệu tác động vào thì hệ thống receptorlinked enzyme được kích hoạt
•

Các nhóm enzyme–linked receptors:
– Receptor tyrosine kinases, bao gồm các
chất tan qua màng, hormon, yếu tố kích thích
tăng trưởng…
– Cytokine receptors, thể nhận các hormon,
(kiểm soát sự tăng trưởng hay biệt hóa mô /
tế bào)
21

22

Ví dụ. Receptor tyrosine kinases kích hoạt protein Ras
23

24

6


23/09/2012

Cytokine receptors signal đến nhân tb theo cách trực tiếp

Tóm lại

25

26

1. Chuyển tín hiệu sơ khởi
thành dạng phân tử có
thể kích hoạt các phản
ứng
2. Chuyển tiếp tín hiệu đến
những vùng tác động khác
3. Khuyếch đại tín hiệu đã
nhận được
4. Phân bổ tín hiệu ảnh
hưởng đến những phản
ứng khác
5. Mỗi bước như thế sẽ mở
ra sự điều biến mới cho
những tín hiệu khác
27

9/23/2012

28

7


23/09/2012

Extracellular signals can act slowly or rapidly

9/23/2012

29

Sự duy trì Cacyt liên quan đến kênh Ca2+ và Ca2+-ATPaz
(1) kênh Ca2+,
(2) Bơm Ca2+-ATPaz
(3) protein vận chuyển (H+/Ca2+), (4) protein dính Ca2+

Vai trò thơng tin thứ hai của Ca2+ trong sự đóng khí khẩu

8


23/09/2012

Ion Ca là một thông tin thứ hai quan trọng của tế
bào thực vật nên các dao động và gia tăng tạm
thời hàm lượng calcium cytosol (Cacyt) có vai trò
quan trọng trong sự truyền tín hiệu nhờ ion
calcium (Ca2+ signaling). Sự duy trì hàm lượng
calcium cytosol liên quan tới nhiều sự kiện:
- Các kênh calcium của màng, mạng nội chất và
không bào làm tăng nhanh và tạm thời hàm lượng
calcium cytosol.
- Các Ca2+-ATPase của màng plasma, mạng nội
chất, ti thể, golgi, không bào và các thể vận chuyển
Ca2+ được dẫn bởi các khuynh độ điện hóa của các
ion khác, đặc biệt là các thể vận chuyển H+/Ca2+,

làm giảm nhanh chóng hàm lượng calcium
cytosol.

Schematic representation of pollen tube growth.
(A) Expansive growth in pollen tubes proceeds by insertion of
new cell wall material into the apical cell wall (exocytosis). The
new cell wall material (pectins) is delivered to the apical region
by actin-mediated transport (black arrows). A continuous and
excess flow of vesicles ensures that their availability in the apex
is not a limiting factor [59]. The viscosity of the newly deposited
wall material is lower than that of the existing wall.
(B) Calcium is supplied to the apical cytosol from the outside
through plasma membrane located calcium channels.
Sequestration into organelles generates a spatial gradient in the
cytosolic calcium concentration between the apex and the shank
of the tube.
(C) Events during one cycle of growth in an oscillating pollen
tube. t1 through t4 indicate four different moments during the
cycle ending at t1` with the time interval Dt being equal between
all time points. (t1) The tube elongates at an accelerating rate,
but the rate of cell wall deformation is below the threshold
necessary to open the calcium channels (blue). (t2) The cell wall
stress and growth rate (elongation rate) are maximal. The
calcium channels open, allow calcium influx into the cytoplasm
(red) and induce the onset of massive secretion events. (t3)
Following secretion, the cell wall (green) has reached a high
thickness and is under a low stress. The calcium channels are
closed. (t4) The cell wall stretches
as a result of rapid expansion and low secretion. Given that all
time intervals Dt are equal, the relative lengths of the arrows are

indicative of the different growth rates during the cycle. Objects
are not drawn to scale.

Vận chuyển succrose
Sự chuyển nhận sucrose đóng
vai trò trung tâm, chủ yếu
thông qua đồng vận chuyển
hay đối chuyển suc/H+ trên
màng cytosol và màng không
bào.
Việc điều hòa vận chuyển suc
chủ yếu thông qua hoạt động
điều hòa phosphorylation.
Ngoài ra, sự tương tác các thể
protein vận chuyển với nhau,
mức độ điều hòa sau phiên
mã… cũng là những cơ chế
điều hòa quá trình này.

9


23/09/2012

Mimosa pudica, the
sensitive plant
Pulvinus

Pulvinus: bulbous structure in the base of
leaves, contains a number of large thin-walled

motor cells

Giả thuyết về sự hình thành SUT1 ở tế bào Khoai tây
(Ku¨hn C. 2010 (13): 288-298 Plant Biol.)

38

Pulvinus cells:

39

10