1 / 50

İleti Geçişi

İleti Geçişi. Prof Dr Süheyla Ünal. Sinapsın anatomisi. Mi kroflamanlar, mikrotübüller, nöroflamanlar Mito kondriler S inaptik veziküller Sisterna Pres inaptik membran Taşıyıcılar Posts inaptik membran Reseptörler İkinci haberciler Protein kinazlar Transkripsiyon faktörleri Gen.

sanjiv
Download Presentation

İleti Geçişi

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. İleti Geçişi Prof Dr Süheyla Ünal

  2. Sinapsın anatomisi • Mikroflamanlar, mikrotübüller, nöroflamanlar • Mitokondriler • Sinaptik veziküller • Sisterna • Presinaptik membran • Taşıyıcılar • Postsinaptik membran • Reseptörler • İkinci haberciler • Protein kinazlar • Transkripsiyon faktörleri • Gen

  3. Mikroflamanlar, mikrotübüller, nöroflamanlar • Nöron içi taşınmayı sağlamak • Hücre iskeletinin reorganizasyonunun kontrolü • Sinapsın aktif zonunu organize ve ekzositozu regüle etmek

  4. Mitokondriler Sisterna • Yassılaşmış ER ve Golgi aygıtından oluşur • Nörotransmitterleri rejenere eder • Rüptüre olmuş vezikülleri yeniden doldurur Pinel JPJ (1990) Biopsychology. Boston, MA Allyn & Bacon • Perikaryon, dentrit, akson ve presinaptik uçta yer alır • Enerji sağlar

  5. Sinaptik veziküller • Nöron çekirdeğinde yapılırlar • Mikrotübüller aracılığı ile taşınırlar • Sinaptik terminalde sisterna tarafından nörotransmitterle doldurulur

  6. Nörotransmitterlerin salınımı • Depolarizasyon • Voltaj kapılı Ca++kanallarının açılması • Ca++ inflaksı • Ca++ -kalmodulinin protein kinazları aktifleştirmesi • Sinapsin I’in fosforilasyonu • Veziküllerin aktif zona hareket etmesi • SNARE kompleksinin oluşması • Sinaptik veziküllerin presinaptik membranla birleşmesi • NT’in sinaps aralığına salınması (ekzositoz) • Diffüzyon

  7. SNARE Kompleksi • Sinaptobrevin • Sinaptik vezikül proteini • Sintaksin • Plazma membran proteini • SNAP-25 • Sinaptozomla bağlantılı protein • Plazma proteinine palmitil bağı ile bağlanır

  8. Nörotransmitterlerin salınımı • Sintaksin molekülleri sinaptotagmine bağlanır • Sinaptotagmin kalsiyum kanallarına bağlanır • Rab3, NSF ve SNAP gibi enerji kaynaklarından sağlanan enerji ile NT sinaptik aralığa salınır

  9. Membran taşıyıcıları Sodyum ve klora bağımlı taşıyıcılar • Presinaptik membrana gömülüdürler • Serotonin, NE ve Dop taşırlar Vesiküler taşıyıcılar • Nörotransmitterleri veziküle taşırlar Sodyuma bağlı taşıyıcılar • Glia hücrelerinin membranlarında lokalize olurlar • GABA, glutamat ya da aspartat taşırlar

  10. β-neurexin-neuroligin-1 bağlantısı (nöronlar arası iletişim) • Postsinaptik sinir hücresi (neuroligin-1) ile presinaptik NT salınımını sağlayan yapılar (β-neurexin) arasında sinyal iletimini sağlar • Bu retrograd sinyal iletimi, sinaptik bağlantıda öğrenmeye bağlı değişiklikler oluşturarak öğrenme süreçleri açısından önem taşır

  11. β-neurexin-neuroligin-1 link • Glikozaminglikanlar(GAGs)iki nöron membranı arasında bağlantı oluştururlar • İntrasinaptikproteoglikan molekülleri ( fosfakan veya CAT-301 gibi) ve distroglikan kompleksleri (DGC)su molekülü ve beta-neurexin-neuroligin-1 bağlantısındaki negatif kimyasal gruplara projekte olur

  12. Postsinaptik membran • Hidrofobik iki lipid tabakası (fosfolipidler, glikolipidler, sfingomyelin, kolesterol) • Integral ve periferal proteinler (iyon kanalları, reseptörler, enzimler, taşıyıcılar)

  13. Membran potansiyeli • Sinir hücresine ileti özelliği kazandırır • Nöron için 70mV • Voltaj ya da potansiyel farkının oluşturduğu iki uç (+,-) bulunmaktadır • 3 etken rol oynar • Sodyum/potasyumpompasının etkinliği • İki farklı iyonun geçirgenlik farklılığı • Hücreden ayrılamayan sabit anyonların(-) varlığı

  14. İyon geçişini sağlayan güçler • Elektrostatik güçler • Zıt yükler birbirini çeker, benzeri yükler birbirini iter • Konsantrasyon güçleri • Diffüzyon – Yarı geçirgen zardan iyon hareketleri ile geçiş • Osmoz – Suyun yüksek konsantrasyondan düşük konsantrasyona doğru hareketi • Hidrostatik güçler • Osmoz üzerine yerçekimi etkisi

  15. İyon kanalları • Membranda yer alan protein yapısında köprülerdir • Akım geçişine izin verir • Depolarizasyon, hiperpolarizasyonu kolaylaştırır

  16. İyon kanalları • Pasif, sızıntı kanalları • Her zaman açık • Ligand kapılı kanallar • Özgün bir NT’e bağlandığında açılırlar • Voltaj kapılı kanallar • Membran potansiyeli değişikliği ile açılırlar • Mekanik kapılı kanallar • Reseptörlerin fiziksel deformasyonuna tepki olarak açılıp kapanırlar

  17. Sızıntı kanalları Na K Cl KK Konsantrasyon gradiyentlerine ve elektriksel yüklerine göre akış

  18. Na-K pompası • Bu yolla dış ortamdaki yüksek konsantrasyon nedeniyle hücre içine sızan Na+’un fazlası hücre dışına pompalanırken K+ hücre içine alınır. Böylece iyon dengesi korunur. • Gereken enerji hücre membranında yer alan Na+-K+-ATPaz enzimi ile hidrolize edilen ATP’den sağlanır.

  19. Ligand-kapılı kanallar • NT (ya da ilaç), iyonotropik reseptöre bağlandığında kanal açılır • İyon konsantrasyon gradiyenti ile hücre içine girer • Hızlı bir süreçtir, hızla geriye döner • Nikotinik Ach reseptörleri Na kanalı ile eşleşir • GABAA reseptörleri Cl kanalı ile eşleşir İyonotropik reseptörler

  20. Voltaj kapılı kanallar • Hücre içi ortam negatif olduğunda kapalıdır • Hücre içi ortam pozitife dönüştüğünde açılır ve iyon içeri girer

  21. Membran potansiyeli Membran potansiyelindeki değişiklik iki tür sinyal üretir 1-Azalan potansiyel (kısa mesafe) 2- Aksiyon potansiyeli (uzun mesafe)

  22. AKSİYON POTANSİYELİ

  23. Postsinaptik potansiyel (PSP) • Membran iletkenliğinin değişmesi ile oluşur • EPSP = Eksitatör PSP = 0 potansiyele doğru depolarizasyon, postsinaptik hücreyi uyarır • IPSP = Inhibitör PSP = hiperpolarizasyon, postsinaptik hücreyi inhibe eder

  24. PSP

  25. Mekansal ve zamansal birikim Mekansal birikim Birçok presinaptik uçtan salınan NT’in bir nöron üzerine etki etmesi Zamansal birikim Aynı nöronun ardarda deşerjlarının bir sonraki nöron üzerine etkisi

  26. İleti ağı tipleri • Diverjan-Bir nöronun birden fazla nöronu uyarması • Konverjan-Bir nöronun birçok nöron tarafından uyarılması • Reverberating – Ağda daha önceki nöronun sonraki nöronlar tarafındantekrar tekrar uyarımı (kısa süreli bellek ve ritmik aktivitelerin kontrolü) • Deşarj sonrası paralel iletiler- Bir nöron birçok postsinaptik hücrenin oluşturduğu bir ağ tarafından paralel olarak uyarılır

  27. Aksiyon potansiyelinin ilerlemesi

  28. Uyarı şiddeti • Uyarının şiddeti arttıkça AP sıklığı artar

  29. Reseptörler • Bilginin geçişini sağlamak için özelleşmiş makromoleküllerdir • Aktivasyonlarını arttırma ya da azaltma özelliğine sahiptirler • Sayı değişikliği (down-regulation, up-regulation) • Reseptörün özelliğinde değişiklik (desensitisation, hypersensitivity) • Bu özellikleriyle reseptör sonrası olayları düzenlerler

  30. Reseptör kompleksi • Özel bağlanma bölgeleri • Transduksiyon elemanları • Effektör sistem İkinci haberci sistemi etkinleştiren adenil siklaz, fosfolipaz gibi enzimleri tanımlar

  31. Reseptör tipleri • Doğrudan iyon kanallarına bağlanan reseptor • G proteinine bağlanan reseptör • İntrinsik guanilil siklaz aktiviteli reseptör • İntrinsiktirozin kinaz aktiviteli reseptör

  32. İyonotropikReseptörler • Ligand-kapılı iyon kanallarıdır • Hızlı nörotransmisyon sağlarlar • İnhibitör Nörotransmitter Cl inflaksına ve hiperpolarizasyona neden olur • Eksitatör Nörotransmitter Na inflaksına ve depolarizasyona neden olur

  33. MetabotropikReseptörler • İkinci haberci sistemi harekete geçirirler • G proteine bağlı reseptörler • Hücre içi enzim sistemlerini aktive eder • Yavaş nörotransmisyon ve nöromodülasyon sağlarlar • Etkisi daha uzun sürelidir

  34. Postsinaptik dansite (PSD) • Presinaptik uçtan gelen eksitatör sinyali ayarlayan, oldukça organize bir transduksiyon makinasıdır • Yüzlerce protein izole edilmiştir • glutamat reseptörleri • kinazlar • yapı iskelesi, bağlantı ve hücre iskeleti proteinleri gibi

  35. Anterograd ileti • Postsinaptik olarak Neuroliginler çeşitli PDZ-domaini içeren proteinlere bağlanır (PSD95, PSD93, SAP102, and S-SCAM) • Bunlar da postsinaptik sinyal transduksiyonunu sağlayan proteinlere bağlanır (NMDA R2, K+ kanalları, GKAP, SynGAP, ve CRIPT)

  36. P. Greengard, Science, 2001

  37. Nörotransmitterlerin ortamdan uzaklaştırılması • Enzimlerle parçalanma • Astrositlerce alınma • Sinaptik aralığa difüzyonla dağılma • Presinaptik uca geri alınma

  38. Postsinaptik ileti süreci • İkinci haberciler (cAMP, cGMP,IP3, DAG, Ca2+…) • Protein kinaz aracılı fosforilasyon kaskadı • Protein-protein etkileşimi ile adaptör ve iskele proteinlerinin yapılandırılması

  39. İkinci haberciler • İyon kanallarını açıp, kapatmak • Kinaz enzimlerini aktive etmek • Kanal proteinlerini fosforile etmek • Genleri aktive etmek ve protein sentezini başlatmak

  40. Nörötransmitter Reseptörü Aktive Eder G - Proteini Aktive Olur G - Proteini Aktive Olur G - Proteini Aktive Olur G - Proteini Aktive Olur G - Proteini Aktive Olur Fosfolipaz C Aktive Olur Adenilat Siklaz İnhibe Olur Adenilat Siklaz Aktive Olur Fosfolipaz A2 Aktive Olur Araşidonik Asid Salınır İnozitol Trifosfat Salınır Diaçilgliserol Salınır cAMP Azalır cAMP Artar Protein Kinaz Aktivitesi Artar Protein Kinaz Aktivitesi Azalır Protein Kinaz Aktivitesi Artar Hücre İçinde Depolanan Ca++ Salınır Kanal Fosforilasyonu Azalır Kanal Fosforilasyonu Artar Kanal Fosforilasyonu Artar İyon Kanallarının Özellikleri Değişir Membran Yük Dağılımı Değişir Sinaptik Potansiyel

  41. Gen aktivasyonu Başlangıç fazı • Hızlı erken genlerin indüksiyonu (IEGs)(e.g., cfos, c-jun, zif-268, etc.) • protein üretiminin ikinci fazı başlatması İkinci faz • Geç başlangıçlı genlerin indüksiyonu • Ürünlerin hücre işlevini değiştirmesi

  42. Gen regülasyonu R= regulatory subunit C= catalytic subunit CREB (cAMP responseelement binding protein) gen transkripsiyonunu uyarır ve düzenler

  43. CREB üzerine etkiler Aynı transkripsiyon faktörü farklı uyarı yolları ile gen transkripsiyonunu değiştirebilir

  44. Excitatory input Glutamate Neuromodulatory inputs Neuromodulatory inputs ACh GluR NE M1 b1 Ca2+ 5-HT DA IP3 + DG D1 Ca2+-dependent Kinases/phosphatases cAMP PKC 5-HT2C Hist Hist PKA Down-stream substrates H2 H1 Gene expression Short-term synaptic modification Long-term synaptic modification

  45. transcription translation Genden proteine PROTEIN DNA RNA GENE FUNCTION GENE GENE PRODUCTS

  46. KAYNAKLAR • Danko Dimchev Georgiev. On The Dynamic Timescale Of Mind-Brain InteractionPresentation for the Quantum Mind 2003 Conference:“Consciousness, Quantum Physics and the Brain” • Danko D. Georgiev, Stelios N. Papaioanou, and James F. Glazebrook. NEURONIC SYSTEM INSIDE NEURONS: MOLECULAR BIOLOGYAND BIOPHYSICS OF NEURONAL MICROTUBULES. Biomedical Reviews 2004; 15: 67-75. • Jiří Raboch. Biochemistry and Biological Psychiatry • Cellular and Molecular Biology of the Neuron. psychology.rutgers.edu/~rypma/courses/ fall_2004/CellularandMolecularBiologyoftheNeuron.ppt • Anagnostaras SG.Synaptic Transmission. Lecture 5 psy.ucsd.edu/~sanagnos/181lec5.pdf - Ek Sonuç

  47. KAYNAKLAR • Fundamentals of the Nervous System and Nervous Tissue Chapter 11. www.aug.edu/biology/ch11.htm • Alagia S. Nervous system overview www.grossmont.edu/shinaalagia/ lectures/144/neural%20tissue%20updated-2005.ppt • Signal transduction. www.hartnell.cc.ca.us/faculty/ awright/powerpoint/b1part21sigtrans.ppt • Principles of Neuroscience. www.eou.edu/psych/documents/Chap02.ppt • Sweatt JD. The Biochemistry of LTP Induction. sensor.neusc.bcm.tmc.edu/David/Book%20files/ teaching%20materials/lectures/Lecture%205.ppt • System Biology. www.dbi.tju.edu/dbi/staticpages/sysbio_projects.ppt

More Related