300 likes | 635 Views
MITOKONDRI ÁLIS BETEGSÉGEK. A légzési lánc betegségei a mtDNS mutációi által okozott betegségek a nDNS mutációi által okozott betegségek A mitokondriális fehérje transzport betegségei A mitokondriumok mozgásának rendellenességei Öregedés és késői kezdetű neurodegeneratív betegségek
E N D
MITOKONDRIÁLIS BETEGSÉGEK • A légzési lánc betegségei • a mtDNS mutációi által okozott betegségek • a nDNS mutációi által okozott betegségek • A mitokondriális fehérje transzport betegségei • A mitokondriumok mozgásának rendellenességei • Öregedés és késői kezdetű neurodegeneratív betegségek Mitokondriumok és neurodegeneráció A nukleáris DNS mutációi által okozott neurodegeneratív betegségek • Az mPTP nyílása
A légzési lánc betegségeiA mtDNS mutációi által okozott betegségek 37 gén 2 rRNS 22 tRNS 12 struktúrgén
A mitokondriális genetika alapjai Homoplazmy, heteroplazmy Minimum kritikus mutációs terhelés (ált. 80-90 %) – küszöb effektus Mitotikus szegregáció – a mtDNS változások okozta betegségek fenotípusa a korral változik. Anyai öröklődés – anyáról mindenkire, de csak a lányok örökítik
A Leigh szindróma okai MRI Leigh szindróma: kora gyermekkori neurodegeneratív betegség Cisztás üregképződés, érproliferáció, idegsejtpusztulás, demieleinizáció az agytörzsben, a bazális ganglionokban, gerincvelő hátsó oszlopában
Mutációk „kisegítő” génekben Fehérjék összeépülését segítő gének Prosztetikus csoportok beépítését végző fehérjék Primer CoQ10 deficiencia – legalább 9 fehérje a szintézisben Intergenomikus kommunikáció zavarai
A mitokondriális fehérje import betegségei Több, mint 1300 fehérje, ebből a saját 13-on kívül minden mást importálni kell HSP-k kb 60 Mitokondriális targeting szignálok, TOM és TIM (translocase in the outer, inner membrane) SAM sorting and assembling machinery
A mitokondrium dinamika zavarai A mitokondriumok: mozognak, fuzionálnak, osztódnak
Mitokondrium fuzio és hasadás (fission) Fúzió • Mitofuzinok (GTPase) külső membrán (Mfn1, Mfn2) • OPA1 (GTPase) dynamin családból intermembrán tér Hasadás • Drp1 (GTPase) diszkrét pontokon Fúzió nélkül: intrauterin elhalás Fission: részt vesz az apoptóziban
Mitokondrium dinamika és neurodegeneráció • Mfn2 mutáció - -Charcot-Marie-Tooth betegség 2A-motoneuron és érzőneuron megbetegedés • Dominant optic atrophy (DOA) – OPA1 mutáció
Mitokondriumok és öregedés Mitokondriumok és reaktív oxigénszármazékok (ROS)
Group I (modulator) (anti) • Bcl-2, Bcl-xL, Bcl-w, Mcl-1, 1/Bfl1,Boo/Diva and Nrf3 • BH1–BH4 domains • C-terminal hydrophobic to attach ER & mitochondria • Group II (output) (pro) • Bax, Bak and Bok/Mtd • No BH4 domain • membrane permeabilization: pore formation (Bax tetramer + cardiolipin) • Group III (sensor) (pro) • Bid, Bad, Bik, Bim, Blk, Bmf, Hrk, Bnip3, Nix, Noxa and Puma • responds to a wide variety of pro-apoptotic stimuli • removal oftrophic factors • cytoskeletal alterations • DNA damage TRENDS in Cell Biology Vol.11 No.12 December 2001
The mitochondrial permeability transition • Reguláció. • ANT ligandok: • ADP, bongkrekate (-) • Atractyloside (+) • Metabolitok: • Glucose and creatine inhibit (-) (action on hexokinase and creatine kinase) • Coenzyme Q (-) • Long-chain fatty acids, ceramide and ganglioside GD3 (+) • Anti- and pro-apoptotic members of the Bcl-2 family. • Multiple conductance state • Low conductance state for selective permeation of H+ or Ca2+
Metabolikus következmények • A légzési lánc szétkapcsolása a proton grádiens összeomlása • Az ATP szintézis megszűnése • Matrix Ca2+kiáramlás • Redukált glutation kiáramlás • NAD(P)H depléció • Hypergeneration of O2 .- • Release of intermembrane proteins • Önsokszorozó folyamat (hat a környező mitokondriumokra)
Physiologiai functio • Periodikus reverzibilis mPTP nyílás lehetővé teszi • A Ca felszabadulását a mátrixból, így az részt vesz a Ca homeosztázisban, Ca hullámok képzésében • Az ANT/VDAC pár (és a HK, CPK) részt vehetnek az ATP/ADP transzportban, szintézisben • Irreverzibilis permeability transition • triggers mitochondrial autophagy (a sejt saját citoplazmáját emészti), apoptosis or necrosis.
A mitokondriális Ca2+ felvétel citoszolikus hatásai #3 • Permeability transition • gyors Ca2+ leadás • Mitokondriális Ca2+ aktiválta Ca2+ release (mCICR) • ER eredetű Ca2+ tranziensek felerősítése hepatocitában • Neuronban pathológiás szerep? Ca2+ túltöltés esetén