14 A B Ö LÜ M 1 Sağlık ve Hastalık Durumlarında Hücre LİZOZOMAL YIKIM Endoplazmik retikulum Nükleus Endositoz Endozom Yaşlanmış organlar Denatüre olmuş proteinler Lizozomlar LC3 Fagozom OTOFAJİ Otofagozom Fagolizozom Fagositoz HETEROFAJİ Ekzositoz B PROTEAZOMAL YIKIM SİTOZOL Şaperonlar (eşlikçiler) Yeni oluşan peptid zincirleri Yaş, UV, ısı, reaktif oksijen türevleri Kıvrımlanmış Yaşlanmış ya da protein denatüre olmuş protein E1, E2, E3 Ligazlar Multiple ubikuitinler Proteazom Serbest ubikitin Metabolik değişiklikler (örn. pH) Genetik mutasyonlar Viral enfeksiyonlar Fazla miktarda yanlış kıvrımlanmış protein “ER stress” (kıvrımlanmamış protein cevabı) Protein sentezi Protein sentezi Peptid parçaları APOPTOZ ENDOPLAZMİK RETİKULUM Resim 1.10 Hücre içi katabolizma. (A) Lizozomdaki yıkım. Heterofajide (sağ taraf) lizozomlar, endozomlar ya da fagozomlar ile birleşerek hücre içine alınan materyalin yıkımını gerçekleştirir (Bkz Resim 1.8). Sonuçta ortaya çıkan ürünler, ya sitozole salınır ve nütrisyon için kullanılır ya da ekstrasellüler boşluğa bırakılır (ekzositoz). Otofajide (sol taraf), yaşlanmış organeller ya da denatüre olmuş proteinler lizozomların hedefi olur. Bunlar ER’dan kaynaklanan çift tabakalı membran tarafından çevrelenirler ve LC3 proteinleri (mikrotubüller ve ilişkili protein IA/IB-hafif zincir 3) tarafından işaretlenirler. Besinlerin yetersiz olması ya da belirli intrasellüler enfeksiyonlar gibi hücreye stres kaynağı olan etkenler de otofagositik yolakları tetikleyebilirler. (B) Proteazomlardaki yıkım. Geri dönüşümü yapılacak olan sitozolik proteinler (örn. transkripsiyon faktörleri ya da düzenleyici proteinler), yaşlanmış proteinler ya da ekstrinsik mekanik ya da kimyasal stresler nedeniyle denatüre olmuş proteinler multipl ubikuitin proteinleri ile işaretlenirler (E1, E2 ve E3 ubikuitin ligazların aktivitesiyle). Böylece proteinler, proteazomlar ve proteinleri küçük peptid parçalarına ayıran sitozolik multialtbirim (multisubuit) kompleksleri tarafından yıkıma hedef olmuş olurlar. ER’de fazla miktarda yanlış kıvrımlanmış protein varlığı, koruyucu kıvrımlanmamış protein cevabını tetikler. Bu cevap, protein sentezinin büyük ölçüde azalmasına, ancak eşlikçi proteinlerde spesifik artışlara yol açar. Bu artışlar, proteinlerin yeniden kıvrımlanmasını sağlar. Bu yol, yanlış kıvrımlanmış proteinlerle başa çıkmada yetersiz kalırsa apoptoz başlar. talıklar ya da serbest oksijen radikalleri nedeniyle meydana gelebilecek dejeneratif değişiklikleri geciktirerek düzenli olarak yenilenirler. Mitokondri döngüsü hızlıdır. Mitokondrilerin 1 gün ile 10 gün arasında değişen tahmini yarılanma ömrü, dokuya, beslenme durumuna, metabolik taleplere ve araya giren hasarlara bağlı olarak değişir. Sitoplazmik organellerin büyük bir bölümü, fertilize olmuş olan zigota ovumdan geçer. Bu nedenle, mitokondriyal DNA’nın neredeyse tamamı anne tarafından gelir. Ancak, mitokondrilerin protein içeriği hem nükleer hem de mitokondriyal genetik transkripsiyon sonucu oluştuğundan, mitokondriyal hastalıklar X’e bağlı, otozomal geçişli ya da anneden geçişli olabilir.