1 / 28

RNDr. Radek Trojanec, Ph.D. Mgr. Vladimíra Palková

Reprodukce buněk a buněčný cyklus Mitóza, meióza Chromozómy a jejich aberace 20.11.08 + 27.11.2008 + 4.12.2008. RNDr. Radek Trojanec, Ph.D. Mgr. Vladimíra Palková. CYTOGENETICKÁ LABORATOŘ. Laboratoř experimentální medicíny (LEM). www.LEM-Olomouc.cz. Reprodukce buněk a buněčný cyklus.

derex
Download Presentation

RNDr. Radek Trojanec, Ph.D. Mgr. Vladimíra Palková

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Reprodukce buněk a buněčný cyklus Mitóza, meióza Chromozómy a jejich aberace 20.11.08 + 27.11.2008 + 4.12.2008 RNDr. Radek Trojanec, Ph.D. Mgr. Vladimíra Palková CYTOGENETICKÁ LABORATOŘ Laboratoř experimentální medicíny (LEM) www.LEM-Olomouc.cz

  2. Reprodukce buněk a buněčný cyklus RNDr. Radek Trojanec, Ph.D. Mgr. Vladimíra Palková CYTOGENETICKÁ LABORATOŘ Laboratoř experimentální medicíny (LEM) www.LEM-Olomouc.cz

  3. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE • Buněčné dělení: proces, při kterém se mateřská buňka rozdělí na 2 • dceřinné • Mitóza (rovnostní dělení) • Meióza (redukční dělení) • Amitóza (zaškrcení)

  4. Mitogenní signalizace

  5. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE

  6. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE • Buněčný cyklus (BC): • sled dějů, vedoucí k rozdělení 1 buňky (mateřské) na 2 buňky • dceřinné • velice precizní kontrola, principy jsou podobné ve všech • eukaryotních buňkách • poruchy kontrolních mechanizmů BC mohou vést • nádorovému bujení

  7. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE • Fáze BC eukaryotní buňky: • Interfáze = G1, S a G2 fáze • M-fáze = mitóza s cytokinezí

  8. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE Interfáze G1 fáze: intenzivní metabolismus, tvoří se ATP, RNA, proteiny a jiné metabolity S fáze: replikace DNA G2 fáze: příprava na mitózu, syntéza specifických proteinů, organizace cytoskeletu M fáze: dochází k mitóze, následnému zaškrcení a rozdělení celé buňky

  9. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE Systém regulace BC je řízen fosforylací klíčových proteinů, iniciujících nebo regulujících replikaci DNA, mitózu a cytokinezi. Fosforylační reakce zprostředkovávají proteinkinázy, které jsou přítomny v cytoplasmě v průběhu celého BC, aktivovány jsou však cyklicky vazbou na cyklin, tzv. cyklin-dependentní kinázy – CDK (koncentrace cyklinů se v průběhu BC mění)

  10. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE

  11. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE Aktivita CDK je regulována: • navázáním/odbouráním cyklinu • fosforylací cyklin-CDK komplexu (aktivační i deaktivační) • vazbou inhibitorů (fungují i jako mol. chaperony-např. p21 a CDK4/6) • účinnost CDK závisí na vytvoření komplexu s různými cykliny

  12. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE Regulace BC

  13. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE * Kontrolní body (checkpoints ) (M) (G2) BC je sled jednotlivých kroků - může být přerušen/zastaven, není-li splněna některá z podmínek pro další vývin buňky. Např. Je DNA nepoškozena? Je okolí vhodné pro další růst buňky? Je buňka dostatečně připravena? * * * (G1) Nejsou-li podmínky splněny, BC se zastaví v G1 kontrolním bodu. Kontrolní body G1, G2 a M

  14. Tumor-supresorový gen TP53 • pozastavení BC v kontrolním bodě G1/ jako reakce na poškození DNA a různé typy stresu • protein p53 - jaderný fosfoprotein, transkripční faktor pro několik cílových genů se zásadním významem pro regulaci buněčného cyklu (CIP1/WAF1), reparaci poškození genetického materiálu (GADD 45- Growth Arrest and DNA Damage), navození apoptózy (BAX ) • CIP1/WAF1- protein 21 (p21), váže se k cyklin-dependentním proteinkinázám a inhibuje jejich aktivitu v G1/S kontrolním bodě • p21 může tlumit replikaci zpomalením postupu replikační vidlice,inhibuje katalitickou aktivitu PCNA-dependentní-DNA-polymerázy-delta • GADD 45– exprese indukována aktivním p53, interakce s PCNA – blokace replikace a oprav DNA • Gen BAX (proapoptotický člen rodiny Bcl-2) – řízené navození apoptózy

  15. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE Regulace BC pomocí TP53

  16. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE Průběh buněčného cyklu • START (G1 fáze) • Cykliny D (D1, D2, D3, D4) • Preferenční k cdk4 a cdk6 • Koncentrace neosciluje, exprese vzrůstá – mitogenní signál • Během G1 dochází pomocí komplexu Cyklin D1/cdk4 k aktivaci RB1 uvolnění E2F transkripčních faktorů DNA syntéza

  17. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE Regulace tumor supresorového genu RB1

  18. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE Průběh buněčného cyklu • G1 / S fáze • Cyklin E • nutný pro iniciaci replikace, duplikaci • centrozómu • exprimován na konci G1 (E2F regulace) • váže se k CDK2 • na počátku S fáze je cyklin E degradován a CDK2 uvolněna pro cyklin A v další fázi • -kontrolní bod p53 (viz předchozí text)

  19. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE Průběh buněčného cyklu • S fáze • Cyklin A • Exprimován od S-fáze až po M • Váže se nejprve s CDK2 (S-fáze), později (G2/M) s CDK1 (CDC2) • Exprese je aktivována E2F; komplex CDK2-cyklin A zpětně E2F inaktivuje (pozitivní zpětná vazba)

  20. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE Průběh buněčného cyklu M (mitóza) Zajištění genetické identity dceřiných buněk, rovnostním dělením Vstup do M inicializován tvorbou komplexu cyklinu B s CDK1, kontrolujícího mikrotubulární aparát Cyklin B/CDK1 se kumuluje během S a G2 fáze v cytoplazmě, ale teprve na konci G2 je aktivován fosfatázou (do té doby neaktivní, fosforylován) – transport do jádra

  21. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE Za regulaci a kontrolu buněčné proliferace jsou odpovědné zejména 3 skupiny genů: protoonkogeny a tumor-supresorové geny, které mají zásadní význam pro regulaci buněčného dělení a mutátorové geny, které kontrolují stabilitu genomu (podílejí se na opravě chyb, získaných během replikace).

  22. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE Poruchy buněčné proliferace / buněčného cyklu Přeměna buňky v buňku nádorovou je několika stupňový proces, při němž se kumulují mutace v protoonkogenech, tumor-supresorových genech a mutátorových genech. Mutace vedou k nekontrolovanému množení transformovaných buněk, což je hlavní rys maligního zvratu.

  23. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE Příklady cytogenetických aberací, ovlivňujících buněčné dělení /buněčný cyklus

  24. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE t(9;22)(q34;q11) Philadelphia (Ph) chromozóm(Nowell,Hungerford,1962)BCR-ABL CML, ALL, AML, ST STI-571 (Glivec) t(11;14)(q13;q32) CCND1-IgH Del p53: ztráta fce kontrolního bodu

  25. CEP 17 LSI Her-2/neu

  26. Common Approaches to Targeting HER1/EGFR P P P TK inhibitors Ligand– toxin conjugates Anti-ligand- blocking antibodies P Antibody– toxin conjugates Anti-HER1/EGFR-blocking antibodies Slamon DJ, Leyland-Jones B, Shak S, et al. N Engl J Med. 2001;344:783-792; Mendelsohn J, Baselga J. Oncogene. 2000;19:6550-6565; Noonberg SB, Benz CC. Drugs. 2000;59:753-767; Raymond E, Faivre S, Armann JP. Drugs. 2000;60(Suppl 1):15-23; Arteaga C. J Clin Oncol. 2001;19:32s-40s; Pedersen MW, Meltom M, Damstrup L, et al. Ann Oncol. 2001;12:745-760.

  27. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE Grafy, obrázky, schémata a texty apod. byly přejaty a zpracovány s použitím Alberts et al., Molecular biology of the cell, Garland Science, New York, 2002 Stanislav Rosypal: Úvod do molekularni biologie, Praha, 2006

  28. LABORATORY OF EXPERIMENTAL MEDICINE Děkuji za pozornost Laboratoř experimentální medicíny Dětská klinika FN a UP v Olomouci Puškinova 6, 775 20 Olomouc www.LEM-Olomouc.cz

More Related