Wyklad5cyklkom-1.pdf

Regulacja cyklu komórkowego –

część pierwsza

Cykl komórkowy – proces podziału komórki

macierzystej na dwie potomne

Zatrzymanie podziałów

i końcowe różnicowanie

lub wejście w stan spoczynku

Wykład 5

Mitoza

Przerwa 2

(Gap 2)

Przerwa 1

(Gap 1)

Synteza DNA

Mitoza: profaza, metafaza, anafaza, telofaza

Interfaza: G1, S, G2

Organizmy modelowe do badań nad cyklem

komórkowym

Punkty kontrolne cyklu komórkowego -

checkpoints

Drożdże rozszczepkowe

Schizosaccharomycespombe

Drożdże piekarnicze

Saccharomycescerevisiae

Punkt START

Punkt restrykcyjny

2,5 godziny

2 godziny

Zaburzenia

ułożenia

chromosomów

Wielkość

komórki

Uszkodzenia

DNA

Zaburzona

replikacja

Uszkodzenia

DNA

Wielkość

komórki

Uszkodzenia

DNA

intra-S lub

replikacyjny

G2/M

metafaza/

anafaza

G1/S

16 godzin

Przepływ komórek i układ pomiarowy

Cytometria przepływowa

Cytometria przepływowa to metoda pomiaru

pojedynczych komórek lub cząsteczek

przepływających przez aparat w strumieniu cieczy

WIELOPARAMETROWA

ANALIZA

Parametry mierzalne za pomocą

cytometru przepływowego

• STRUKTURALNE

¾ rozmiar,

¾ kształt,

¾ cytoplazmatyczna ziarnistość,

¾ zawartość barwnika np.: hemoglobina, barwniki fotosyntetyczne, porfiryny,

¾ aminokwasy fluoryzujące w białkach np.:tryptofan, tyrozyna,

¾ zawartość DNA, RNA, wszystkich białek, lipidów, cukrów powierzchniowych, antygenów

Do analizy i obrazowania danych stosuje

si ę kilka typów wykresów :

¾ jednowymiarowe (histogram),

• FUNKCJONALNE

¾ ładunek powierzchniowy,

¾ ekspresja receptorów powierzchniowych,

¾ integralność błony (żywotność),

¾ aktywność endocytarna,

¾ organizacja cytoszkieletu,

¾ aktywność enzymów

¾ dwuwymiarowe (kropkowy)

WYKRES DWUWYMIAROWY

(KROPKOWY)

Histogram DNA

G 0 -G 1

G 2 -M

G 0 -G 1

G 2 -M

komórki martwe

• PI – jodek propidyny

– barwi DNA martwych

komórek

• Aneksyna- FITC

(fluoresceina) –łączy się

z fosfatydyloseryną

obecną w na zewnątrz

błony komórek

apoptotycznych

aneksyna V-FITC

• FL1-H

intensywność fluorescencji

komórki apoptotyczne

komórki żywe

Decyzja o

podziale

Replikacja

genomu

Tworzenie

wrzeciona

Segregacja

chromosomów

Koniec

mitozy

Decyzja o

podziale

1N 2N

Pierwsze dowody na regulację cyklu

komórkowego

Sposoby na synchronizacje komórek w

jednej fazie cyklu komórkowego

Klasyczny eksperyment fuzji jąder wykonanych

przez Rao i Johnsona na przełomie lat 60/70

•

Faza G1: feromon alfa (u S. cerevisiae)

lub głodzenie (u S. pombe)

Wniosek: jądro w fazie S uwalnia

jakiś czynnik, który indukuje przejście

jądra G1 do fazy S

Wniosek: jądro w fazie G2 jest odporne

na czynnik promujący fazę S (S-phase

Promoting Factor: SPF)

Wniosek: jądra w fazie G1 i G2 nie

wpływają na siebie

Wniosek: jądra w fazie mitozy uwalnia

czynnik promujący mitozę (Maturation

Promoting Factor: MPF), który indukuje

mitozę we wszystkich jądrach interfazowych

•

Faza S: hydroksymocznik, zahamowanie

produkcji dNTP, co prowadzi do

zatrzymania replikacji

•

Faza G2/M: nokodazol,

depolimeryzacja mikrotubul, co

prowadzi do rozpadu wrzeciona

Pierwsze dowody na regulację cyklu

komórkowego

Nobel 2001 z fizjologii i medycyny

za odkrycie mechanizmów

regulacji cyklu komórkowego

1. Aktywność MPF zmienia się

w trakcie cyklu komórkowego

2. MPF ma aktywność kinazy

3. MPF zawiera dwie podjednostki

1. Ilość cyklin zmienia się

w trakcie cyklu komórkowego

Izolacja mutantów cdc(celldivision

control) u S. cerevisiae,które miały

zablokowany cykl komórkowy;

zajmował się regulacją punktu kontrolnego

G1/S; odkrywca kinazy Cdc28; wprowadził

pojęcie „checkpoint” i „start” dla określenia

przejścia z fazy G1 do S; lata 70-te

Odkrywca cyklin regulujący

aktywność kinaz Cdc; cykliny

zaobserwowano po raz pierwszy

w oocytach jeżowca Arbacia;

lata 80-te

Izolacja mutantów cdcu S. pombe,

które przyspieszały cykl komórkowy;

badał regulację przejścia z fazy G2 do

mitozy; odkrywca kinazy cdc2;

lata 70-te

Cdc28 + Clb1,2

(Cdk1)

SPF = cyclin D + Cdk4 kinase

Cdc28 + Cln1,2

U ssaków poszczególne etapy cyklu

komórkowego są regulowane przez cztery różne

kinazy zależne od cyklin

(Cdk – Cyclin-dependent kinase)

Czynnikami indukującymi fazę S

(SPF) oraz czynnikami promującymi

mitozę (MPF) u wszystkich badanych

organizmów okazały się być

pochodzące z jednej rodziny białka,

które nazwano Cdk

(cyclin-dependent kinase - kinazy

zależne od cyklin)

Cyclin D

CDK4,6

U drożdży występuje 5 kinaz zależnych od

cyklin, ale tylko jedna Cdc28/Cdk1

reguluje cały cykl komórkowy

U drożdży Cdc28 (Cdk1) reguluje cały cykl komórkowy,

ale łączy się z 9-cioma różnymi cyklinami pojawiającymi

się okresowo w różnych fazach cyklu

•

Cdc28 (9 cyklin): regulacja wszystkich etapów cyklu

komórkowego

•

Pho85 (10 cyklin): odpowiedź na zmiany środowiska,

stres; regulacja cyklu komórkowego

•

Kin28 (Ccl1): regulacja transkrypcji

•

Ssn3 (Ssn8): regulacja transkrypcji

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: