Bezmembránové buněčné organely - funkce a metody studia

Abstract

Membraneless organelles, also called biomolecular condensates or protein droplets, are liquid spheric bodies present in an every cell compartment. Their composition and density is only slightly different from their surroundings. They consist of hundreds of types of proteins and nucleic acids and they are responsible for various biological functions. They are formed via liquid-liquid phase separation that creates a phase boundary in a solution of macromolecules in order to decrease the low free energy of the system. This process is initiated by external stress, internal cell processes or mutations in DNA. There are many identified types of membraneless organelles and each year there are more added on the list. Their functions include localization of macromolecules and related biochemical reactions, tuning of biochemical reactions and transport of macromolecules throughout the cell. This thesis presents a brief summary of the topic of membraneless organelles with several specific examples and very briefly describes several selected methods of their study.

Bezmembránové organely, také nazývané jako biomolekulární kondenzáty nebo proteinové kapénky, jsou kapalné, sférické útvary tvořící se ve všech buněčných kompartmentech se složením jen o málo odlišným od svého okolí. Obsahují zpravidla stovky různých typů proteinů a nukleových kyselin a plní v buňce mnoho významných funkcí. Vznikají procesem zvaným fázová separace dvou kapalin, kdy se v roztoku vytvoří fázové rozhraní za účelem snížení celkové volné energie systému. Takový proces může být iniciován vnějším stresem, vnitřními procesy buňky nebo mutacemi v DNA. Existuje mnoho známých typů bezmembránových organel a každým rokem přibývají další. Jejich funkce zahrnují především lokalizaci jednotlivých makromolekul a biochemických reakcí s nimi spojených, regulaci biochemických reakcí a transport makromolekul v buňce. Tato práce představuje stručné shrnutí tématiky bezmembránových organel s několika konkrétními příklady a velmi stručně popisuje několik vybraných metod jejich studia.