Bioloģijas Otrais Kolikvijs

Front 1

Citoskeleta bioloģiskā nozīme

Back 1

Piešķir šūnai formu un mehānisko izturību, nodrošina šūnu kustības, organoellu pārvietošanos citoplazmā, tieša saistība ar šūnas dalīšanās procesu (dalīšanās vārpstas izveide)

Front 2

Kādas proteīnu struktūras veido citoskeletu?

Back 2

1. Starpfilamenti

2.Mikrotubuļi

3. Mikrofilamenti

Front 3

Proteīnu struktūru izkārtojums šūnā

Back 3

1. Starpfilamenti izkārtoti pa visu šūnu un veido dažādu izmēru šūnas sieniņas/ krokas

2. Mikrofilamentus redzēsim tikai pie plazmatiskās membrānas, tie veidos mazas vienāda lieluma caurulītes

3. Mikrotubuļus arī redzēsim caurulīšu veidā, bet tie būs izkārtoti haotiski pa visu šūnu

Front 4

Mikrofilamenti

Back 4

Mazākā grupa, kura veidota no aktīna molekulas. Daudz atrodama muskuļu šūnās tieši α aktīna veidā. Aktīna filamenti nodrošina šūnu pārvietošanos, organoīdu transportu, hromatīna strukturālo maiņu. To spēju polimerizēties vai depolimerizēties noskaka regulatorās olbaltumvielas. Polimerizējoties notiek nukleācija un aktīna filamenti polimerizējas veidojot F-aktīnu jeb jauno pavedienu aktīnu. Depolimerizāciju nodrošina gelozīns, severīns un villīns. Svarīgākākais mikrofilamentu motorais proteīns ir miozīns.

Front 5

Miozīna klasifikācija

Back 5

1. Miozīns I- spēj savienot mikrofilamentus kulīšos, kurus var savienot ar PM, sekretorajām vezikulām. Piedalas arī endocitozē.

2. Miozīns II- nodrošina mugurkaulnieku muskuļu šūnu kontrakcijas, citām šūnām arī kontraktilā gredzena veidošanos un šūnu atdalīšanu citokinēzē

3. V un VI molekulas nodrošina membrānu, vezikulu un organellu transportu.

Front 6

Mikrofilamenti muskuļu šūnās

Back 6

Tās veido paralēli sakārtotas miofibrillas. Tām redzamas tumšākas joslas- sakromēras. Sakromēras veido tievie pavedieni- aktīna mikrofilamenti- resnie pavedieni- miozīna II kompleksi. Muskuļu kontrakciju laikā miozīna II molekulas pārslīd pa aktīna mikrofilamentiem uz to + galu (sakromēras saīsinas), bet miozīna galva cieši pievienojas aktīna molekulām.

Front 7

Starpfilamenti/ starpdiedziņi

Back 7

Veidoti no dažādām proteīnu subvienībām, subvienību nosaka šūnu tips, kurā atrodas, piemēram, muskuļu šūnās atradīsies desmīna starpdiedziņi.

Pēc uzbūves veidojas aminoterminālā galva, kuru veido olbaltumvielas ( keratīns, vimentīns, neirofilamenti, kodola laminas), ir arī karboksilterminālais astes gals. Centrālo daļu veido aminoskabju tandēmi atkārtojumi.

Desmīnu sastopam muskuļu šūnās, tas palīdz pievienot miofibrillas kulīšos.

Periferīns saistīts ar nervu šūnu darbību

Vitemenīns nosaka hromatīna telpisko organizāciju un piedalās transkribētā RNS transportā.

Neirofilamenti sastopami nervu šūnu aksonos.

Front 8

Mikrotubuļi

Back 8

Lielākā citoskeleta elementu grupa, kuru veido tubulīns (globuāra olbaltumviela, kurai piemīt spēja polimerizēties). Mikrotubuļi veidojas α un β subvienībām savienojoties lineārā protofilamenta pavedienā. Tie var polimerizēties un depolimerizēties.

“-“ gals ar γ subvienībām saistas ar saistītājproteīniem. Lai varētu augt nepieciešama enerģija. β- tubulīnam jāsaistas ar GTF, kad notiks depolimerizācija, tas tiks hidrolizēts par GDF.

Front 9

No kā aug mikrotubuļi?

Back 9

No centrosomas

Centrosoma ir primāra mikrotubuļu “-“ gala veidots mikrotubuļu organizēts cents (MTOC). Tas satur divas centriolas, kuras dubultojas S fāzē. Centriolas ir saistītas ar PCM (proteīnu komplekss, kas izkatās pēc mini burbulīšiem, un nodrošina centriolas funkcionalitāti). Centriolas ir veidotas no mikrotubuļu trimēriem un veido dalīšanās vārpstu.

Front 10

Motorie proteīni

Back 10

Citoskeleta funkcijas citoskeleta proteīni nodrošina kā sastatnes, kuras nodrošina motoro proteīnu darbību. To darbībai nepieciešama enerģija -ATF hidrolīze.

Motorie proteīni nodrošina kustību, piemēram kinezīni kustas gar mikrotubuļiem, lai pārvietotu organoīdus plazmatiskās membrānas virzienā.

Front 11

Šūnu dalīšanās bioloģiskā nozīme

Back 11

Nodrošina organisma augšanu un attīstību, audu augšanu, reģenerāciju, augiem veģetatīvu vairošanos.

Front 12

Šūnu dalīšanās

Back 12

Process, kura rezultātā tiek iegūtas divas ģenētiski identiskas meitšūnas

Front 13

Šūnu proliferācija

Back 13

Šūnu skaita palielināšanas dalīšanās rezultātā

Front 14

Kurā šūnu dzīves cikla posmā notiek šūnas dalīšanās?

Back 14

M fāzē

Front 15

Kas veido M fāzi?

Back 15

Kariokinēze- kodola dalīšanās

Citokinēze- šūnas fiziska dalīšanās

** Abi posmi daļēji pārklājas

Front 16

Galvenais M Fāzes regulatorais proteīns

Back 16

Cdks kināzes

Front 17

Cdks kināzes funkcija

Back 17

Nodrošina precīzu šūnas pāreju no vienas stadijas uz nākamo

Front 18

Cdks aktivtāte

Back 18

1. Lai aktivētu proteīnkināzi (Cdks) nepieciešams aktivētājproteīns- ciklīns

2. Cdks skaits šūnā ir nemainīgs, bet ciklīnu skaits ir mainīgs

3. ciklīnu skaita izmaiņas nodrošina Cdks aktivitātes izmaiņas

4. Ciklīnu skaits ir mainīgs, jo tie tiek noārdīti proteosomās

Front 19

Kā ciklīns spēj izraisīt funkcionālas izmaiņas Cdks?

Back 19

1. Proteīnkināzes (ciklīni) ir enzīmi, kuri var pievienot fosfātu grupu citai molekulai.

2. Fosforilēt var teorīnu, serīnu, tirozīnu

3. Fosforilēšana nodrošina kināžu funkcionālās izmaiņas

Front 20

Vai specifiskas kināzes saistas ar specifiskiem ciklīniem?

Back 20

Kā nu ne!?

1. Cdk1 saistas ar ciklīnu B, tam ir liela nozīme pārejā no G1 uz M stadiju, tā aktivē APC/C kompleksu. Regulē G2/M kontrolpunktu

2. Cdk2 saistas ar ciklīnu E, kas ir nozīmīgs pārejā no G stadijas uz S stadiju. Saistas arī ar ciklīnu A, kas nozīmīgs pārejā no G1uz S stadiju, veicina DNS sintēzi un ietekmē helikāzi un polimerāzes.

3. Cdk4 un Cdk6 saistās ar ciklīnu D, kas Reaģē uz eksogēniem faktoriem un mitogēniem signāliem. Regulē retinoblastomas audzēja supresora (pRB) fosforilēšanu G1, ļaujot ekspresēt DNS sintēzei nepieciešamos gēnus.

3.

Front 21

Ciklīnu aktivitātes sadalījums atkarībā no šūnas dzīves cikla fāzēm

Back 21

Front 22

Ciklīnu ekspresija šūnu dzīves cikla laikā

Back 22

Front 23

Kas vēl regulē šūnas dalīšanos proteīnus fosforilējot?

Back 23

1. Plk- Polo līdzīgās kināzes, piemēram, fotofosfāzes cdc25 noņem inhibācijas faktoru no Cdks, bet cdc25 aktivē Plk.

2. Aurora kināzes

Front 24

Plk un Aurora kināžu funkcijas

Back 24

Regulē centrosomu funkciju, dalīšanās vārpstu, hromosomu segregāciju, citokinēzi. Galvenokārt darbība mērķēta uz dalīšanās vārpstas piesaisti hromosomām, hromosomu kustību kariokinēzē.

Front 25

Pirms profāzes

Back 25

G2 stadijā ir centrosomu pāris, dublicēts hromatīns un kodols

Front 26

Profāze

Back 26

1. Hromosomas kondensējas ( DNS ar histoniem veido nukleosomu-> DNS apvijas ap 8 histoniem-> pievienojas H1 histons un izveidojas hromatosoma).

2. Pēc hromatosomas iegūšanas, hromatīns spiraizējas līdz 300 nm cilpām, lai tās saturētos kopā piesaistas kondensīni.

3. Cdk1 kontrolē H1 fosforilēšanos un saistīšanos ar kondensīniem

4. Aurora kināze veic H3 histona fosforilēšanu (svarīgi, lai vēlāk varētu nodrošināt hromosomu izlīdzināšanos un segregāciju, nodrošina kinetohora un mikrotubuļu precīzu piesaisti)

5. Proteīnu grupa (kohezīni) veidos gredzenu, kurš saturēs kopā māshromatīdas līdz atvilkšanai uz poliem. Tie tiek sintezēti G1 fāzē (transkipcija un translācija), tie pievienojas DNS dubultspirālei S fāzē, ar acetilēšanas palīdzību piedalas hromatosomu izveidē. Kad beigusies kondensācija, tas satur māshromatīdas kopā, kad notiek dalīšanās, tas enzimātiski tiek noārdīts.

4. Nenotiek gēnu ekspresija, apstājas translācija un DNS sintēze, Kodola membrānas sadalās mazās vezikulās (nozīme jaunās meitšūnas kodola apvalka veidošanā)

5. Veidojas dalīšanās vārpsta- centriolas saplūst ar pericentriālo materiālu, aktivitāte tajās pieaug, veidojas un polimerizējas mikrotubuļi. Plk un Aurora kināzes nodrošina cetrosomas virzību uz šūnas poliem.

Front 27

Prometafāze

Back 27

Pilnīgi izveidojusies dalīšanās vārpsta

Hromosomas vārpstai pievienojas ar centromēras kinetohoru

Centromēru vadītas hromosomas pārvietojas ekvatroiālās plaknes jeb metafāzes plātnītes virzienā

Front 28

Metafāze

Back 28

Hromosomas izkārtotas metafāzes plātnītē, visas centromēras caur kinetohoru ir savienojušās ar dalīšanās vārpstu.

Centriolas ir skaidri nostājušās šūnas pretējos polos

Nozīmīgākais šūnas cikla kontrolpunkts- dalīšanās vārpstas kontrolpunkts, kļūdas gadījumā tieši šajā brīdī var tikt apturēta šūnas dalīšanās

Apturēšanu regulē APC/C komplekss (augšanu veicinošs faktors/ ciklosoma) un Ciklīni A un B. Svarīgs anafāzes veicināšanai. Tiek pārbaudīts vai visas hromosomas pievienojās vārpstai

Front 29

Anafāze

Back 29

Sākas ar hromosomas māshromatīdu atiešanu.

Tiek degradēti kohezīni, lai to fiziski varētu izdarīt

Notiek mikrotubuļu garumu maiņa, kas nodrošina māshromatīdu kustību uz poliem. atgājušās hromosomas veido jaunās hromosomas

Front 30

Mikrotubuļu darbības mehānisms māshromatīdu vilkšanas laikā.

Back 30

1. Astrālie mikrotubuļi nodrošina centriolu pozicionēšanu tieši šūnas polos, tie to notur un piedalas vilkšanas spēka veidošanā

2. Kinetohora mikrotubuļi piesaistas pie hromosomas centosomas, un, lai tās vilktu uz poliem, depolimerizējas

3. Interceluārie mikrotubuļli- iet pāri ekvatoriālajai plaknei, starp tiem atrodas motorie proteīni. Rada pretējo spēku hromatīdu vilkšanas laikā polimerizējoties. Rada spēku uz poliem, kas atgrūš tos attālāk vienu no otra.

Front 31

Mikrotubuļu darbībai nepieciešamie proteīni

Back 31

1. Kināze 5- polu atgrūšanās

2. Dienīni- polu pozicionēšana

3. Dienīni- Hromosomu kustība

4. Hromosomu atgrūšana- Kināze 4 un 10

5. Kināze 7- Kinetohoru transports uz ekvatoriālo plakni.

Front 32

Telofāze

Back 32

Hromosomas ir sasniegušas polus, dalīšanās vārpsta noārdās. Mazās vezikulas, kuras satur kodola membrānas, izveido kodola apvalku un kodola poras ap hromosomas komplektu šūnas polos. Hromosomas zaudē spiralizācijas pakāpi, sākas proteīnu sintēze, veidojas kodoliņš (hromosomu akrocentriskie jeb īsie pleci savienojas, atsākas rRNS sintēze un ribosomu subvienību veidošanās. Tiek iniciēta kodola apvalka veidošanās, ko nodrošina fotofāzes, kuras defosforilē laminu katrā šūnas polā, kā rezultātā atjaunojas kodola apvalks un lamina. Regulatorais proteīns iniciē nākamās fāzes.

Front 33

Citokinēze

Back 33

Jau ir uzsākusies telofāzē.

Procesā iesaistas aktīna filamenti, kuri izveidos dalīšanās rievu kopā ar miozīnu.

Izveidojas kontraktilais gredzens, kurš savelkoties veido dalīšanās rievu, kuras pozīciju nodrošina dalīšanās vārpstas pozīcīja jeb astrālo un interpolāro mikrotubuļu novietojums anafāzē.

Aktīna miozīns kontrahējās, saraujoties līdz pēdējam brīdim gan cenšās noturēties kopā fleminga ķermenītī.

Front 34

Citokinēze ar nepilnīgu dalīšanos

Back 34

Epitēlijšūnās, kuras neatdalas pilnīgi izveidojas starpšūnu kontakti, kuri atstāj pārejas spraugu no vienas šūnas uz otru.

Front 35

Mejoze

Back 35

Process, kura rezultātā no diploīdas šūnas tiek iegūta haploīda gameta. Tas tiek panākts apvienojot divreizēju dalīšanos ar vienu DNS replikācijas reizi. Raksturīgs dzimumšūnām (Gonādas (dzimumšūnu priekšteči) dalās mitotiski līdz saņem signālu dalīties mejotiski.

Front 36

No kā atkarīga mejoze cilvēka šūnās?

Back 36

Tā atkarīga no dzimuma gan laika, gan ātruma ziņā. No vīrišķām dzimumšūnām attīstas spermatozoīdi, bet sievišķām- olšūna

Front 37

Mejoze I

Back 37

sastāv no četriem periodiem- Profāze I, Metafāze I, Anafāze I, telofāze I

Front 38

Profāze I

Back 38

Visilgtošākais un komplicētākais posms. Par profāzes sākumu tiek uzskatīta stadija, kad hromosomas, lēnām spiralizējoties, kļūst redzamas gaismas mikroskopā. Ieda;as piecās fāzēs

Front 39

Profāze I- Leptotēna

Back 39

Hromosomas sāk saīsināties, spiralizēties (veidojas hromatīna cilpas). starp abām māshromatīdām atrodas ass elements, kuru veido kohezīna kompleksi. Homologās hromosomas sāk tuvināties, ko izskaidro homologās DNS nukleotīdu secības. Endonukleāze Spo11 rada daudzus divpavedienu DNS pārrāvumus, jau sākas ģenētiskā rekombinācija (veidojas DNS tilti) - homologu hromosomu apmaiņa ar atbilstošiem rajoniem.

Front 40

Profāze I- Zigotēna

Back 40

Notiek hromosomu kojugācija. Homologās hromosomas novietojas blakus, tās kopā notur sinaptomeālais komplekss. Notiek homologā konjugācija (ģenētiskā materiāla apmaiņa starp divām blakus esošām hromatīdām), kura nodrošina krustmiju. Izveidotos homologo hromosomu pārus sauc par bivalentiem. Katrā bivalentā ir divas hromosomas, un katra no tām sastāv no divām ar kohezīna kompleksiem saistītām māshromatīdām. Zigotēna beidzas, kad homologās kromosomas ir konjugējušas visā to garumā un ir pilnībā izveidojušies sinaptonemālie kompleksi.

Front 41

Sinaptonemālais komplekss

Back 41

Veidots no divām homologām hromosomām (katra no savas māshromatīdas). Pa vidu homologajām hromosomām veidojas sinaptonemālais komplekss, kas tās saturēs kopā. Tas ir proteīnu komplekss, kuru veido 2 laterāli elementi (veido ass elementi) un centrālais elements (veido laterālos elementus savienojošie proteīnu šķērselementi).

Nodrošina hromosomu stāju identiski blakus.

Front 42

Profāze I- pahitēna

Back 42

Sinaptonemālais komplekss ir pilnībā izveidojies, katrs homologo hromosomu pāris veido bivalentu, hromosomām konjugējot, notiek krustmija.

Front 43

Diploitēna

Back 43

Pēc krustmijas sinaptonemālais komplekss degradējas un homologās hromosomas atgrūžas, paliekot saistītas tikai krustmijas vietā- hiasmā.

Front 44

Diakinēze

Back 44

Hromosomas vēl vairāk kondensējas un paliek saistītas tikai hiasmā.

Front 45

Krustmijas bioloģiskā loma

Back 45

ģenētiskās daudzveidības veicināšana/ ģenētisko variāciju veicināšana. Viena NT nomaiņas rezultātā katra hromosoma iegūst allēlisko variantu.

Front 46

Krustmija

Back 46

Ģenētiskā meteriāla apmaiņa starp homologu hromosomu nesaistītajām mashromatīdām jeb nemāshromatīdām mejozes laikā. Šis veids tiek saukts par reciproka hromosomu rekombināciju Rodas jaunas allēļu kombinācijas.

*** Ir iespējama arī apmaiņa starp homologu hromosomu saistītajām māshromatīdām

*** Ir iespējama nereciproka hromosomu rekombinācija- vienas hromosomas vienas hromatīdas fragments tiek nomainīts ar otras homologās hromosomas fragmenta kopiju. Tā ir gēnu konversija (viena hromosoma mainas, otra, nē)

Front 47

Krustmija (turpinājums)

Back 47

1.Krustmiju nodrošina homologā rekombinācija- process, kura laikā DNS tiek pārgriezts, un iegūtie fragmenti tiek atkal apvienoti jaunās kombinācijās

2. Pamatā ir DNS dubultspirāles pārrāvumi, kurus atkal savieno pēc homologās reparācijas principa. To nodrošina rekombinācijas komplekss (satur DNS reparācijas enzīmus un katalizē homologo rekombināciju) ar sinaptonemālo kompleksu.

3. DNS dubultspirāles pārrāvumu katalizē proteīni ar topoizomerāzes aktivitāti (pasargā no DNS superspiralizācijas). Endonukleāze spol11 iniciē hromatīdu krustošanos un DNS pārrāvumus.

Front 48

Krustmijas nozīme tālākajā šūnas dzīves ciklā

Back 48

1.Krustmija ir nosasījums veiksmīgai hromosomu atiešanai I mejotiskās dalīšanās procesā. Ja krustmija nenotiek, arī hromosomas netaiet uz šūnas poliem

2. Rezultātā tiks zaudēta vai iegūta lieka hromosoma meitšūnā.

3. Bez krustmijas hromosoma nespēj precīzi pārvietoties ekvatoriālajā plaknē, jo bivalentu pārim neizveidojas hiasma, un, degradējoties sinaptonemālajam kompleksam homologās hromosomas nevarēs noturēties kopā, kas noved pie pārāk vājas pāra saistības.

4. Var tikt iegūta vai zaudēta hromosoma meitšūnā, kas rezultējas auglības problēmās.

Front 49

Homologās rekombinācijas mehānisms

Back 49

1. Leptotēna-

Hromosomas nostājas

Dubultspirāles pārrāvumi (konjugācija)

2. Zigotēna-

Mijiedarbība (veidojas tiltiņš)

Nozīmīga pavedienu mijiedarbība noved pie sinaptonemālā komplekas izveides

3. Pahitēna-

DNS sintēze

Sinaptonemālā kompleksa stabilizācija

Dubultsavienojuma izveide

Front 50

Metafāze I

Back 50

Kodola apvalka noārdīšanās, dalīšanās vaŗpstas izveide, bivalenti nostājas ekvatoriālajā plaknē, centromēras ir orientētas uz poliem.

Front 51

Anafāze I

Back 51

Homologās hromosomas (katra satur 2 māshromatīdas), atiet uz šūnas poliem. Notiek hromosomu segregācija jeb seperācija. Atraisas hiasmas, bivalenti sadalas. APC/C noārda kohezīnu kompleksus visā hromatīdu garumā, izņemot centromēras.

Front 52

Telofāze I

Back 52

Divi haploīdie hromosomu komplekti sagrupējas šūnas pretējos polos

Front 53

Citokinēze

Back 53

1.Šūnas dalās divās haploīdās meitšūnās un ieiet mejozes interfāzē.

2. Pretstatā mitozei mejoze ir īsa- to sauc par interkinēzi, sākas mejozē II

Front 54

otra dalīšanās

Back 54

Līdzīga mitozei, tikai ir haploīds hromosomu komplekts, DNS replikācija nenotiek.

Front 55

Triploīdija

Back 55

1. var veidoties diviem spermatozoīdiem apauguļojot vienu olšūnu

2. Mejozes kļūda- veidojas diploīds spermatzoīds vai olšūna, kura pēc apauguļošanās var veidot triploīdu zigotu

Front 56

Aneiploīdija

Back 56

1. Biežākais iemesls ir hromosomu neatiešana mejozē I ovoģenēzē. Var neizveidoties hiasma, jo nenotiek krustmija.

2. Biežākā pataloģija ir Dauna sindroms, kura iemesls 90-95% gadījumu ir hromosomu neatiešana vai translokācija, kuru 90% gadījumu izraisa maternālā meitšūna, 2-4% Mozaīcisms

Front 57

Dauna sindroms

Back 57

1. Hromosomu neatiešana mejozē I vai mejozē II ir biežāka sievietēm (sevisķi gados vecām). Tas saistāms ar ilgo diktiotēnas periodu ovoģenēzē vai arī pataloģiskām izmaiņām sievietes dzimumšūnās, jo tās ilgāku laiku atradušās olnīcās un olvados pirms apauguļošanās. Uzskata, ka samazinoties kohezīnu kompleksu daudzumam, atraisas hiasmas, tātad hromosomas nespēj pareizi pārvietoties ekvatoriālajā plaknē, un anafāzē homologās hromosomas nenoturēsies kopā- tiek zaudēta/iegūta hromosoma. Ja tas notiek mejozē I- embriji ar trisomiju un monosomiju, bet ja mejozē II- gan normāli embriji, gan embriji ar trisomiju.

Front 58

Šūnu dzīves cikls

Back 58

Šūnas cikls starp divām secīgām dalīšanās reizēm, ietver arī mitozi.

Front 59

Prokariotu šūnu dzīves cikls jeb binārā dalīšanās

Back 59

Normāls baktēriju dzīves cikls, kuru iedala replikācijas fāzē, dalīšanās fāzē un intervālā fāzē

1. Reflikācijas fāze- dubultojas cirkulārā hromosoma. Tiek iegūta jaunsintezētā hromosoma ar piesaistes punktu pie plazmatiskās membrānas. Pēc šīs fāzes izveidojas divi nukleoīdi

2. Dalīšanās fāze- šūna sadalās divās meitšūnās, kam nepieciešami specifiski proteīni, kuri veido dalīšanās gredzenu, kurš iniciēs šūnas starpsienas veidošanos. Tie ir FtsZ proteīni, kuri uzvedas līdzīgi aktīna filamentiem, jo veido protofilamentus saistoties ar GTF, kuri sastoties ar motorajiem proteīniem (ZipA, ZapA, FtsA) veido kontraktilo gredzenu. Gredzens saraujas ar motoro proteīnu un GTF hidrolīzes ietekmē (rodas GDF), protofilaments saīsinas, atbrīvojot FtsZ proteīnus.

3. Intervāla fāze- īsa, notiek visas šūnas augšana, barības vielu sintēze, enerģijas uzkrāšana.

Front 60

Signāli, kuri regulē šūnas dalīšanos

Back 60

Cieši saistīti ar ārvides faktoriem. Kamēr šūna aug un nav sasniegusi iniciācijas masu, DNS replikācija tiek bloķēta, tiklīdz masa sasniegta ==>DNS repilkācija tiek iniciēta un nukleoīdi sadalās 2x neatkarīgās hromosomās, šūna dalās. Būtisks arī ir oglekļa daudzums vidē un interceluārais glikozes līmenis (enerģija), ja to līmenis nav pietiekams, šūnas sencors aptur dalīšanos. Ja ilglaicīgi ir nelabvēlīgi apstākļi, dalīšanās tomēr tiks atļauta, bet meitšūnas būs mazākas, vārgākas.

Front 61

Eikariotu šūnu spēja dalīties

Back 61

Atkarīga no diferenciācijas un specializācijas.

1. Galēji diferencētās (neironi, eritrocīti) nedalās un atrodas Go stadijā.

2. Daļa šūnu spēj iniciēt šūnu dalīšanos saņemot specifisku signālu (limfocīti un hepatocīti), tiem ir augsta diferenciācijas pakāpe.

3. Šūnas ar augstu mitohondriju aktivitāti (asinsrades cilmes šūnas, epiteliālās šūnas)

Front 62

Interfāze

Back 62

G1,G2, S stadijas. Notiek gatavošanās šūnas dalīšanās procesam.

Front 63

G1

Back 63

Pirmssintēzes jeb stadija pirms DNS sintēzes. Notiek intensīva biosintēze (organoīdu atjaunošanās, barības vielu un enerģijas uzkrāšana, translācija un transkripcija, augšanas faktori stimulē šūnas augšanu, cilvēkam parasti 11h). Pirms S stadijas tiek izieti daudz kontroles posmi, ja tie tiek izieti ir skaidrs, ka šūna dalīsies, ja netiek izieti--> vainu šūna ieies mūžīgā miera stadijā, vainu iesies miera stadijā, līdz saņems specifisku signālu, vai ir kļūda kura jāzlabo miera stadijā esot.

Front 64

S

Back 64

Visa genoma DNS replikācija, beidzas, kad visa genoma DNS ir dubultojusies, Notiek centriolu dubultošanās.

Front 65

G2

Back 65

Pēcsintēzes stadija. Stadija pirms šūnas dalīšanās. Pirms M stadijas atkal jāiziet daudz kontroles punktu.

Front 66

M STADIJA

Back 66

šūnas dalīšanās stadija

Front 67

G0

Back 67

Miera stadija.

Daudzšūnu organismā lielākā daļa galēji diferencētu šūnu atrodas šajā stadijā, kurā pavada visu savu mūžu.

Dažas šūnas no G0 stadijas var atgriezties šūnas ciklā un atsākt dalīties.

Galēji diferenētās nedalas, atrodas šajā stadijā un pilda savu funkciju.

Tās, kuras var vēl pāriet ciklā atrodas miera fāzē.

Te atrodas arī novecojošas šūnas, bet tās vairs nevar atgriezties šūnas ciklā.

Lielākā daļa somatisko šūnu atrodas miera fāzē un ir diferencētas.

Front 68

Šūnu cikla regulācija

CDK- ciklīnatkarīgās kināzes

Back 68

1. Gēni, kuri kodē CDK ir konservatīvi (to gēnu ekspresija ir pastāvīga, nodrošina pamatfunkcijas un homeostāzi šūnā).

2. CDK var saistīties ar dažādiem ciklīniem. CDK komplekss nosaka, kuri proteīni tiks fosforilēti, fosforilācija nodrošina iespēju mainīt proteīna konformāciju, kas ļauj mijiedarboties ar citām molekulām. Parasti tiek fosforilētas Ser, Thy, Thr, bet citrreiz arī Arg un His.

3. Trīs galvenie ciklīnu-CDK kompleksi ir G1ciklīna-CDK, S stadijas ciklīna-CDK, mitozes ciklīna- CDK

Front 69

G1 ciklīna- CDK

Back 69

-G1 Fāzē aktivās kināzes nodrošina DNS pirmssintēzes replikācijas kompleksu sintēzi (vajadzīgi S fāzei).

-G1 ciklīni fosforilē S-fāzes inhibitoru, kas mazina inhibitora aktivitāti un ļauj aktivēt S-fāzes ciklīna- CDK, kas tālāk aktivēs proteosomu, kura nodrošina proteīnu degradāciju un inhibitoru degradāciju.

-S fāzes- CDK aktivēs arī pre-replikācijas kompleksu.

-Tālāk tiek aktivēts arī mitozes ciklīna-CDK, kas mijiedarbojas ar APC/C kompleksu, kurš aktivē proteosomu, kura inaktivēs sekurīnu.

-Sekurīns saista kopā hromosomas, to degradējot šūna var uzsākt anafāzi.

-Tālāk APC-Cdk1 proteosoma degradē mitotiskos ciklīnus.

Front 70

Kontrolpunkti

Back 70

-Nodrošina būtiskos procesus, kas nepieciešami, lai šūna sadalītos veiksmīgi, bez kļūdām.

-Tie ir uzraudzības mehānismi, kas nodrošina cikla secīgos notikumus, integritāti un precizitāti (šūnas izmērs, replikācija, hromosomu segregācija).

-Konstatējot defektu notiek šūnas cikla arests, tas notiek līdz brīdim kamēr šūna spēj izlabot kļūdu, ja nav iespējams, tad

šūna var iet bojā.

Front 71

G1/restrikcijas kontrolpunkts

Back 71

Kontrolē šūnas izmēru, vielmaiņu, augšanas faktorus, DNS bojājumus.

Primārs lēmums par to vai šūna turpinās tālāk dalīties vai nē.

Šūnai ir jāiziet G1 restrikcijas punkts. Pēc tā sākas augšanas faktoru neatkarīga cikla progresija ==> pāreja S stadijā.

Līdz restrikcijas punktam šūna saņem signālus no ārpuses, bet, kad tā gatavojas DNS replikācijai, tas tiek pārtraukts un šūna nodrošina tikai tajā notiekošos procesus.

Ja tiek konstatēti bojājumi ir vairāki varianti-

1. Pāriet G0 stadijā, veic kļūdu labojumus, bet, ja tie nav iespējami- apoptoze

2. Kad tiek atrasta kļūda tiek aktivēti specifiski proteīni, piemēram, p53 (kā atbildes reakcija), kura aktivēs p21 proteīnu, kurš saistoties ar ciklīnu CDK inkibē kināzes aktivitāti, kas noved pie G1 un G2 (ja kļūdu atklāj šajā kontroles punktā) stadijas aresta.

Front 72

S stadijas kontrolpunkts

Back 72

*Uzraudzības , mehānisms, kas reaģē uz DNS bojājumu (kļūdas replikācijas procesā- izsīkst dNTF, polimerizācijas aktivitātes mazināšanās, novirzes DNS struktūrā). Var tikt aizkavēta replikācija līdz, piemēram, pietiek dNTF.

*Ārējo faktoru ietekmē var rasties DNS dubultspirāles pārrāvumi, un replikācija tiek aizkavēta līdz lūzums tiek novērsts.

*Tas stabilizē replikācijas dakšu, kas nodrošina šūnas izdzīvošanu un genoma stabilitāti.

*Kontrolpunkti ir signālu kaskāde, kura aiztur replikāciju līdz problēma ir atrisināta.

Front 73

G2 kontrolpunkts

Back 73

DNS bojājuma kontrolpunkts novērš šūnas pāriešanu mitozē, ja konstatēts DNS bojājums jau pēc replikācijas (vai nav kaut kas palicis neizlabots replikācijas laikā vai nav radušies citi bojājumi pēc replikācijas)

Darbojas daudz konservatīvu proteīnu, kas atpazīst DNS bojājumu. Būtiska bojājuma gadījumā var aktivēt p53, kas var inducēt apoptozi.

Front 74

M stadijas kontrolpunkts

Back 74

**Kontrolē dalīšanās vārpstas precīzu piesaisti hromosomām.

**Aizkavē homologo hromososmu atiešanu pirms dalīšanās vārpstas pilnīgas izveides un piesaistes hromosomām.

**Kļūdas gadījumā bloķē anafāzi, arī APC/C kompleksu, līdz visas hromosomas saistas ar vārpstu.

Front 75

P53 proteīns

Back 75

Spēj reaģēt uz DNS bojājumu un aktivēt dažādus ceļus. Tas ir DNS saistošs fosfoproteīns, kurš spēj atpazīt attiecīgās DNS secības. Tas ir stabilāks un aktīvam proteīnam ir ilgāks pussabrukšanas periods un palielināts translācijas iniciācijas ātrums. Izdzīvošanas ilgumu un stabilitāti nodrošina pēctranslācijas modifikācijas arī alternatīvais splaisings nodrošina stabilu proteīnu formu izveidi. Saistīšanās ar regulatorajiem proteīniem ir iesaistīta p53 aktivācijā.

Front 76

Mitogēnie faktori

Back 76

Faktori, kuri veicina šūnas dalīšanos

Front 77

pRB

Back 77

Galvenais šūnu dalīšanās regulators, audzēja nomācējs.

Kad to fosforilē CDK3/Ciklīns3, tiek veicināta pāreja no G0 uz G1 stadiju.

Front 78

Kontorles cikli ar pRB

Back 78

Parasti: Šūnu dalīšanos iniciē mitogēnie faktori->Cdks+pRB (fosforilēšana) -> Proliferācija

DNS bojājums, tiek aktivēts p53: 1. p53->p21 bloķē Cdks aktivitāti->

** Ja nebojāts pRB-> šūnas cikla apturēšana

** Ja bojāts pRB (ir neaktīvs)-> konfiktējošs signāls-> apoptoze

** Ja bojāts pRB (ir neaktīvs)->nekontrolēts šūnas dzīves cikls-> audzējs

Front 79

Rb1

Back 79

Kodē p53, funkcionē kā transkripcijas regulators.

Proteīns dēļ patogēniem variantiem RB1 nukleotīdu secībā ir neakaktīvs.

Šo allēlisko variantu var novēror daļā somatisko šūnu, tas var izraisīt retinoblastomu, osteostomu.

Allēlisks variants dzimumšūnās jeb visās organisma šūnās noved pie ģimenes retinoblastomas

Front 80

TP53

Back 80

Kodē p53.

Funkcionē kā transkripcijas faktors.

Atrodams 50% visu audzēju, somatiskajās šūnās

Ja ir allēliskais variants dzimumšūnās jeb visās organisma šūnās, būs Li-fraumeni sindroms.

Front 81

P16

Back 81

Kodē p53

CDKs inhibitors (atceramies, ka CDKs nosaka fosforilāciju, kas nosaka mijiedarbību ar citiem proteīniem)

Somatisko šūnu allēliskajos variantos atrodams 20-25% audzēju

Ja ir dzimumšūnu allēliskais variants- ģimenes aizkuņģa dziedzera karcionoma

Front 82

APC

Back 82

Kodē p53

Regulē p-katenīna funkciju, proteīnu degradāciju un mitozi

Ja ir allēliskais variants somatiskajās šūnās- Kolorektālais audzējs

Jai ir allēliskais variants dzimumšūnās jeb visās organisma šūnās- Gardinera sindroms

Front 83

šūnas novecošanās

Back 83

Neatgriezenisks šūnu proliferācijas arests. Nonāk G0 fāzē. Iesaitīti p53/p21 ceļi un p16/pRb ceļi

1. Genoma stress-> DNS bojājuma atbildes reakcija (ilgstoša)-> p53->p21->augšanas arests

2. Citi stresa faktori->p16->pRB->izmaiņas heterohromatīnā->augšanas arests

Front 84

Apoptoze

Back 84

Sūnas programmēta nāve, kura var notikt šūnās ar genoma bojājumu, novecojušās šūnās, šūnās, kuras nav vajadzīgas.

Front 85

Apoptozes inducēšana intracelluāri

Back 85

Aktivē proteāžu (piemīt spēja degradēt proteīnus) saimes- kaspāzes.

Kaspāzes tiek sintezētas kā neaktīvs preursors- prokaspāze.

Tas tiek aktivizētas, šķeļot polipeptīdu asp pozīcijā, ko nodrošina citas kaspāzes, signālu pārnese vai citi proteīni.

Proteāžu kaskāde ir neatgriezeniska, sasniedzot kritisku destrukscijas punktu process vairs nav apstādināms.

Aktivāciju inducē Bel-2 proteīns

Mitohondriju membrānas penetrācija->atbrīvojas citohroma C->Citohroma saistas adapterproteīnu-> adapterproteīns saista neaktīvu prokaspāzi 9->saistoties notiek prokaspāzes sķelšana-> aktivējas kaspāze->apoptoze.

Front 86

Apoptozes inducēšana ārējā ceļā

Back 86

Apoptozi var ierosināt ekstracelluārais signāla proteīns- audzēja nekrozes proteīns (TNF)

1. TNF saistas ar nāves receptoriem-> Aktivizējas signālu kaskāde ->pie receptora piesaistas adaptorproteīns ->piesaistas neaktīva prokaspāze 8 pie adaptorproteīna ->inicējas prokaspāzes sķelšana -> aktivējas kaspāze 8 -> apoptoze.

Front 87

Pēc apoptozes ceļa aktivācijas

Back 87

Šūna saraujas un kondensējas, sabrūk citoskelets, dezintegrējas kodola apvalks, fragmentējas DNS, mainas šūnas virsma.

Front 88

DNS reparācijas

Back 88

Lai šūnas pasargātu no eksogēnu un endogēnu faktoru ietekmes, kas var novest pie DNS bojājuma gan prokariotos, gan eikariotos notiek DNS reparācija procesi, kuros iesaistas daudzi, augsti konservatīvi proteīni.

DNS reparācijas kontrole cieši saistas ar šūnas cikla regulāciju

Kontrolpunktu mehānisms nodrošina nebojātu DNS pirms tā tiek replicēta un sākas šūnas dalīšanās. Kļūda mehānismā noved pie bojājumu akumulēšanas.

Problēmas rodas, ja ir kļūdas pašos reparācijas mehānismos vai to kodējošos gēnos.

Front 89

Atbildes uz DNS bojājumu

Back 89

Ja ir neliels bojājums- tolerance

Ja ir masīvs bojājums- šūnas apoptoze

Kļūdu labošana

Kontrolpunktu aktivācija, kas noved pie šūnas cikla aresta.

Front 90

MMR

Back 90

- Izmanto, ja replikācijas laikā iegūts nepareizs nukleotīds uz jaunsintezētā pavediena pēc komplementaritātes principa vai polimerāzes slīdēšanas dēļ veidojas cilpas

- Pavedienu specifisks (saprot, kurš pavediens ir DNS un kurš ir jaunsintezētais pavediens). Pie viena nukleotīda neatbilstības kļūdu labos hPMS2, hMLH1, hMSH6, kuri atradīs enzīmu, kurš izgriezīs kļūdu, rekutēs DNS polimerāzi, kura sintezēs pareizo nukleotīdu, saligēs visu.

- Ja ir cilpas, tad kļūdu labos hMSH6 un hMSH3, atkal atrod neatbilstību, to izgriež, rekutē DNS polimerāzi, kura sintezēs pareizos nukleotīdus, saligēs visu.

- Ja ir kļūdas labošanas proteīnu nukleotīdu secībās, tas ir iemesls Linča predispozīcijai, bet tas ir allēlisku variantu mantošanas gadījumā.

Front 91

NER

Back 91

- Pielieto, ja ir UV gaismas vai kancerogēnu efektu radītas kļūdas. Veidojas dimēri vai nukleotīdiem piesaistas citas ķīmiskas grupas

- Viens ceļs ir transkripcionāli aktīvas DNS labošanai (TC-NER), darbība turpinās tur, kur notiek aktīva gēnu ekspresija. Ir arī otrais visa genoma laboošanai (GG-NER), kur nenotiek aktīva gēnu ekspresija

- Abiem labošanas mehānismiem sākotnēsji pēc proteīna piesaistīšanas notiek bojājuma izgriešana un labojuma sintēze

XCP atpazīst bojājumu-> XPA apstiprina bojājumu-> TFIIH atritina DNS dubultspirāli-> bojājumu izgriež endonukleāzes XPF un XPG-> PNCA un DNS polimerāze ε sintezē pareizos nukleotīdus-> DNS ligāze 1 saligē visu kopā.

- TC-NER ceļā sākotnēji ir jāapstādina RNS polimerāzes darbība ar proteīniem CSA un CSB

Front 92

Xeroderma pigmentosum

Back 92

Fenotips- ādas fotosensitivitāte, ādas vēža risks, ādas telangiektāzija, izmaiņas acu rojonā, garīga atpalicība

Rodas, jo XP proteīni ir saistīti ar transkripciju ( hromatīna remodelējošajiem kompleksiem). Slimību izraisa mantoti kodējošo gēnu allēliskie varianti

Front 93

Cocakayne sindroms

Back 93

Fenotips- garīga atpalicība, fiziskās attīstības atpalicība, fotosensitivitāte, sensoneirāls dzirdes zudums, īss augums, neirodeģenerācija

- ir iesaistīts defekts NER, bet arī citi repatrācijad mehānismi un transkripcija

- CS- proteīni ir iesaistīti transkripcionāli aktīvā NER, kas izraisa fotosensitivitāti

- CS proteīni oksidatīvā stresa gadījumā mijiedarbojas ar mitohondrija proteīniem, defekta gadījumā noved pie priekšlaicīgas novecošanas

Front 94

BER

Back 94

- Pielieto alkilēšanas, oksidēšanas, deaminēšanas gadījumā. Tiek izgriezti bāzu pāri

- īsajā tiek aktivēta DNS glikolāze, kura atpazīst bojāto bāzi, APE 1 endonukleāze izgriež bojāto bāzi, polimerāze beta sintezē pareizo nukleotīdu, DNS ligāze III un XRCC1 saligē.

Garais ceļš izgriež 2-10 bāzu pāru bojājumus. tiek aktivēta DNS glikolāze, kura atpazīst bojāto bāzi, APE 1 endonukleāze izgriež bojātās bāzes, DNS polimerāze tiek aktivēta DNS glikolāze, kura atpazīst bojāto bāzi, APE 1 endonukleāze izgriež bojāto bāzi, DNS polimerāze epsilona sintezē vārtu veidā Atbilstošos nukleotīdus, FEN1 endonukleāzes tos pārbauda un aizver, DNS ligāze viens visu saligē

Front 95

HR

Back 95

Homologo rekombināciju pielieto, ja ir jonizācijas radiācijas faktoru ietkeme, kura izraisa dubultspirāles lūzumus (DBS).

Var tikt iesaistīt tikai pēc S stadijas, jo ir nepieciešama DNS replikācija.

Izmanto homologo DNS matricu, lai uzsintezētu pareizo nukleotīdu secību pārrāvuma vietā.

Mehānisms patiesībā ir ļoti sarezģīts:

PARP1 atpazīst bojājumu->BRCA1,BARD1, Clt1 uzsāk 5′–3' degradāciju, kurā divpavedienu DNS 5' gals tiek modificēts, nogriežot dažus nukleotīdus , lai iegūtu 3' OH grupu. ->EXO1 un/vai DNS2 komplekss pagarina 3' OH pārkari,->3' pārkari pārklāj RPA (replikācijas proteīna) komplekss->BRCA2, BRCA1, PALB2 piesaista RAD51 presinaptisko kompleksu tur, kur bija RPA-> Pārkares gals atšķetina divpavedienu DNS replicētajam, homlogajam māshromatīdas pavedienam, izveidojas replikācijas dakša.-> Homologais māshromatīdas pavediens kļūst par matricu bojātajam DNS pavedienam-> Uzsākas DNS sintēze abos DNS pavedienos-> Pēc pārrāvuma vietas DNS uzsintezēšanas, pārkares gals, kurš veidoja replikācijas dakšu atkal savienojas ar sava pavediena 5' galu-> Viss tiek saligēts.

Front 96

NHEJ

Back 96

Arī savieno DNS dubultspirāles lūzumus, bet ir nehomolgo galu savienošana.

NHEJ savieno bez homologas matricas, bet gan vienārši saligē abus galus kopā.

Ku70-80 atpazīst bojājumu->Piesaistas DNS-PKcs, kuras veido sinapses-> Piesaistas artemis, kas veicina DNS galu Nobriešanu-> XLF, XRCC4 un DNS ligāze savieno pārrāvuma galus.

Bīstams, jo var pazaudēt nukleotīdus.

Front 97

Gametoģenēze

Back 97

Haploidālu dzimumšūnu- nobriedušu ovocītu un spermatozoīdu attīstība diploīdā organismā ar mejozes palīdzību

Front 98

Organisms ir

Back 98

diploīds

Front 99

Dzimumšūnu izcelsme

Back 99

**Dzimumšūnu veidošanās sākas grūtniecības 4. nedēļā.

**Dzimumšūnu aizmetņi jeb primārās dzimumšūnas (PGC) veidojas ārpus embrija- dzeltenuma maisā

**Grūtniecības 4-6 nedēļā PGC migrē uz ģenitālo kori jeb biseksuālo gonādu, kas atrodas abpus embrionālajai nierei

**PGC migrēšanu var pierādīt, kad dzimušūnas ekspresē enzīmu- sārmaino fosfotāzi, kuru var nokrāsot ar speciālu krāsvielu, kura pierāda enzīma klātbūtni.

Front 100

PGC migrācija

Back 100

-Migrācijas laikā šūnas ļoti aktīvi vairojas jeb proliferē, bet nediferencējas jeb paliek PGC stāvoklī.

-Migrējot no dorsālās mezintērijas uz ģenitālo kori PGC atrod pareizo ceļu, jo embrionālie audi, uz kuriem jāmigrē, ekspresē daudz proteīnu, piemēram, IFITM1 un IFITM3, kuri darbojas kā signālmolekulas.

-Darbojoties kā signālmolekulas tās pārnes signālu uz atbilstošo receptoru, kuri ir noteiktajās PGC

-KITL jeb cilmes šūnu faktors ekspresējas somatiskajās šūnās ģenitālās kores rajonā, un receptors C-KIT atrodas PGC, rodas kaskāde signālmolekula-->signāls-->receptors, kas sākotnēji palīdz migrēt un izdzīvot, vēlāk diferencēties.

Front 101

PGC, kuras aizceļo uz biseksuālo gonādu

Back 101

- Ja ir y hromosoma, tad attīstas serdes daļa, no biseksuālās gonādas attīstas spermatozoīdi, no epitēlijšūnām- sēklinieki. Ja nav, attīstas garozas daļa, no PGC attīstas ovogoniji, bet no epitēlijšūnām- embrionālās šūnas.

Front 102

Gēni x un y hromosomā, iespējamas krustmijas sekas

Back 102

- Y hromosomā ir ļoti būtisks gēns- SRY.

-Tas hromosomā ir lokalizēts bīstami tuvu PAR1 rajonam

-Lokācija ir būtiska, jo, lai arī x un y hromosomām krustmija parasti nav novērojama, ja tā tomēr notiek, tad tieši starp PAR1 un PAR2 rajoniem. Notiekot krustmijai SRY gēns var tikt parauts līdzi, un translokēties uz X hromosomas. Rezultātā attīstiesies sieviete uz zēna pusi.

Front 103

Augļa agrīnā gonādu diferenciācija ģenitālajā korē

Back 103

- Sākotnējai augļa attīstībai ir nepieciešami vispārējie transkripcijas faktori, svarīgākie- SF1, WT1.

- Pelēm, kurām izslēdz WT1 ekspresiju- nav aknas un nieres

-Sākotnējā attīstība abiem dzimumiem vienāda

- Ja ir Y hromosoma, ir SRY gēns, kura ekspresijaun mijiearbība ar citiem proteīniem aktivizē SOX9

- Ja ir augsta SOX9 aktivitāte, tiek veicināta sēklinieku attīstība, otrkārt, inhibē proteīnus, kuri nepieciešami olnīcu attīstībai

- Ja nav Y hromosomas, SOX 9 ir zemā aktivitātes līmenī un var aktivēties proteīni, kas nepieciešami olnīcu attīstībai

Front 104

Vēl par SRY

Back 104

- Rajons y hromosomā

- Galvenā funkcija- SOX9 ativitātes regulācija

- Ekspresējas gan dzimumšūnās, gan sertoli šūnās

- Pēc SOX 9 aktivācijas ir divi ceļi

a. Spēj uzturēt ekspresiju pateicoties atgriezenisko saišū mehānismiem, regulē sertoli šūnu attīstību

b. Netiek aktivēts, tādēļ ļoti zema SOX 9 aktivitāte, kuru papildus inhibē sievietes ceļu ierosinošie proteīni, attīstas olnīcas

- SOX 9 ekspresijas laiks nosaka attīstību par sievieti vai vīrieti

Front 105

SOX9-SRY

Back 105

- SOX9 ir autosomāls gēns (neatrodas hromosomā, bet autosomā), tā kodējošais proteīns pieder HMG saimei. Šie proteīni ir hromosomāli proteīni, kuri iesaistīti dažādu procesu regulācijā, piemēram, transkripcijā, replikācijā.

- Galvenais sertoli šūnu attīstības reģions

- Pēc SRY gēna aktivitātes SOX 9 šūnas attīstas tikai par sertoli šūnām

- SOX 9 zemā līmenī ekspresējas indiferentās gonādās abiem dzimumiem (regulē SF1)

Front 106

Epiģenētiskā regulācija gametoģenēzē

Back 106

- Daži ovocīta un spermatozoīda gēni tiek imprintēti hromosomās atšķirīgi un izpaužas dažādi

- Gēni ar imprintētiem rajoniem tiek nodoti nākamajām paaudzēm, tādēļ

a. Zigotas stadijā esošās imprintētās zīmes ir jāizdzēš, bet kaut kādā brīdī atkal jāatjauno

b. Imprintinga atjaunošanu nosaka tās ir somatiskas vai dzimumšūnas

c. Somatiskajās šūnās imprintings paliek un netiek mainīts, paliek identisks vecāku mantotajam

d. Imprintingu saņem no mātes un tēva atšķirīgi, bet embrija stadija viss tiek dzēsts.

Front 107

Imprintinga atjaunošana dzimumšūnās

Back 107

- PGC notiek plašas de-metilācijas genoma līmenī. Pilnīgi visas no vecākiem mantotās metilgrupas tiek izdzēstas, sasniedzot bāzes līmeni

-Otrs DNS de-metilācijas vilnis notiek, kad PGC sasniedz gonādas.

- Re-metilācija notiek dzimumšūnās vēlāk, atkarīgs no dzimuma.

a. Sievietei uzliek metilgrupas pēc maternālā principa gandrīz pirms ovulācijas pubertātē. Svarīgai, ka 3-7 attīstības dienā viena X hromosoma tiek inaktivēta (barra ķermenīts), pavisam drīz atkal tiek aktivēta, samazinoties XIST RNS sintēzei. Reaktivācijas mērķis- radot pecnācējus viena olšūna nebūs aktīvāka par otru.

b. Vīrietim uzliek metilgrupas pēc paternālā principa vēl pirms dzimšanas- 13,5 embrionālas attīstības nedēļā

Front 108

Ovoģenēze

Back 108

- nodrošina mitoze un mejoze

- mejoze ovoģenēzē ir modificēta, tai ir viena pauze mejozes I profāzē- diktiotēnā

- 2 pauze or Mejozes II metafāze

- ir 3 periodi- vairošanās, augšana, nobriešana

Front 109

Kas notiek pirms dzimšanas?

Back 109

Ļoti liela daļa gametoģenēzes notiek jau prenatālajā posmā, organisms ļoti agri rūpējas par spēju radīt pēcnācējus.

Ovoģenēze sākas jau 3.attīstības mēnesī, no PCG veidojas ovogoniji, kuri mitotiski dalās, veidojot sekundāros ovogonijus.

Izveidojas aptuveni 7 miljoni ovogoniju (tas īstenībā nav daudz)

Front 110

Augšanas periods ovoģenēzē

Back 110

Sākas 4-6 embrionālās attīstības mēnesī, veidojas ovocīts I no ovogonijiem. No folikula, kuri ir klāsteros apvienoti ovogoniji, attīstas viens ovocīts I. Tas aug, akumulē barības vielas. Ovocītu I skaits ir vislielākais 5. Grūtniecības mēnesī. Daudz izteiktāks nekā spermatozoīdiem, jo embrijam būs nepieciešamas barības vielas, lai tas spētu izdzīvot ( spermatozoīds tās nenodrošinās).

Front 111

Nobriešanas periods

Back 111

Sākas 7-8 grūtniecības mēnesī, sākas mejoze I. Daļa ovocītu sāk mejozi I un apstājas profāzes I diktiotēnas stadijā. Augšana šajā stadijā turpinas, šķērsgriezumā tie redzami kā ap plazmatisko membrānu izkārtoti mazi folikuli.

Front 112

Dzimšana jeb postnatālais periods.

Back 112

Ovocīti I ir un paliek diktiotēnas stadijā, bet pārējie ovocīti deģenerējas.

Mejozē II sākas ar ovulāciju

Līdz pubertātei nekas nemainas, pubertātes laikā ovocītu attīstība notiek dažādi, jo katru mēnesi tikai daži ovocīti I turpina savu attīstību.

Tiem, kuri turpina attīstību var beigties un var nebeigties mejoze. ( atkarīgs no tā vai tiks apauguļotas)

Front 113

Mejozes regulācija ovoģenēzes laikā

Back 113

Mejozi regulē ciklinatkarīgās kināzes.

Ovocītu mejozi regulē nobriešanu veicinošais faktors- MPF- komplekss, kas sastāv no Cdk2 un ciklīna B.

Mainoties MPF līmeņiem, mainas fāze, kurā atrodas šūnas.

Hormosomu stimulācijas laikā MPF līmenis paaugstinas, kas inducē hromosomu kondensāciju, kodola apvalka sarukšanu un dalīšanās vārpstas veidošanos (ovocīts no diktiotēnas pāriet uz Metafāzi I).

Notiekot pārejai no metafāzes I uz anafāziI, tiek aktivēts anafāzi veicinošais komplekss- APC/C un samazinas MPF līmenis.

Pēc citokinēzes MPF līmenis atkal paaugstinas, un tiek uzturēts augstā koncentrācijā, kas novērš ciklīna B proteolīzi. Mos proteīna kināze saglabā aopstāšanos metafāzē II inhibējot APC/C kompleksu.

Mos tiek sintezēts ovocītos, kad beidzas Mejoze I, kas palielina MPF aktivitāti līdz pakāpei, kad var novērst ciklīna B degredāciju. Mos arī aktivē citasproteīna kināzes- MEK, ERK, Rsk

Beidzoties mejozei I nekavējoties aktivējas Cdk1 un tiek bloķēta DNS replikācija, tiek aktivēta proteīnkināze mos un nomākta Cdk1 inhibējošās proteīnkināzes Weel.

Front 114

Embrionālais folikuls

Back 114

Ovocītus I embrionālajās šūnās apņem folikulārās šunas, kuras veido embrionālo folikulu.

Pubertātē embrionālie folikuli ( plakani) pamazām transformējas par primāriem folikuliem, kuriem ir kubveida forma.

Front 115

Primārie folikuli

Back 115

Primāros folikulus veido ovocīts I un folikulārās šūnas. Primārie folikuli ir embrionālo folikulu pēcteči. Vidū atrodas ovocīts I ar kodolu, citoplazmu, plazmatisko membrānu. Tam apkārt ir caurspīdīgā zona, kuru apņem viens folikulāro šūnu slānis. Ovocīts I ir lielākā šūna sievietes organismā. Caurspīdīgā zona ir glikoproteīnu slānis, kurš ovocītu pasargā, nodrošina barības vielu iekļūšanu ovocītā, uz tā atrodas receptori, kuri atpazīst spermatozoīdus, kam ir liela nozīme apauguļošanās procesā

Katru mēnesi apmēram 15 pirmējie ovocīti turpinās mejozi, no primārā folikula attīstīsies sekundārais folikuls

Front 116

Kādēļ tikai daži primāri folikuli turpina attīstību?

Back 116

- Nav līdz galam skaidrs

- ir teorija, ka tie, kuri pubertātes sākumā attīstijās ātrāk ir jutīgāki uz FSH stimulējošo efektu.

Front 117

Dzimšana jeb postnatālais periods.

Back 117

Ovocīti I ir un paliek diktiotēnas stadijā, bet pārējie ovocīti deģenerējas.

Mejozē II sākas ar ovulāciju

Līdz pubertātei nekas nemainas, pubertātes laikā ovocītu attīstība notiek dažādi, jo katru mēnesi tikai daži ovocīti I turpina savu attīstību.

Tiem, kuri turpina attīstību var beigties un var nebeigties mejoze. ( atkarīgs no tā vai tiks apauguļotas)

Front 118

Sekundārie folikuli

Back 118

- augot primārajam folikulam izveidojas sekundārais folikuls

- galvenā atšķirība- granulozo šūnu skaits, veidojas dobums ar folikulāro šķīdumu

- ovocītu joprojām apņem caurspīdīgā zona

-Apkārt šunai sastājas atbalsta jeb techa šūnas

Front 119

Nobriedis folikuls

Back 119

- nobriestot sekundārajam folikulam izveidojas nobriedis folikuls

- ovocītu apņem caurspīdīgā zona

-tam ir izteiktas iezīmes

- diferencējas folikulāro šūnu slāņi, starainais vainags apņem caurspīdīgo zonu, bet pārējās folikulārās šūnas veido ovocīta pauguru, šūnu masu, kurā iegremdēts ovocīts.

- ir liels dobums ar folikulāro šķīdumu

Front 120

Folikulārās šūnas iedalījums

Back 120

1. Granulozās šūnas- atrodas vidū, sekretē estrogēnus un progestoronu, reaģē uz hormoniem, sekretē augšanas faktorus

2. Theca šūnas- saistaudu šūnas, iekšējās producē androgēnus un progestoronus un ārējās darbojas kā muskuļi, saraujoties notiek pareiza ovulācija

Front 121

Ovocīts II

Back 121

No 15 ovocītiem, kuri turpināja mejozi, tikai viens pabeigs mejozi I un izveidosies ovocīts II, kas turpinās mejozi II un apstāsies metafāzē II. Protams, izveidojas arī pirmējais polārais ķermenītis.

Citokinēze arī notiek ar aktīna filamentiem, kuri kopā ar miozīnu veido kontraktilo grezdenu, kurš savelkoties veido dalīšanās rievu. Tas, ka polārajā ķermenītī ir mazāk citoplazmas ( ja tas tīri domāts, lai atbrīvotos no liekajām hromosomām) notiek asimetrijas dēļ.

Ovocīts II no olnīcas nokļūst olvadā, kur var apauguļoties. Tikai apauguļošanās pabeigs mejozi.

Citādi, šuna iet bojā.

Front 122

Spermatoģenēze

Back 122

- sākas pubertātē un turpinas visu mūžu.

- cikla ilgums ir 64-72 dienas

- notiek sēkliniekos- izlocītjos kanāliņos

Front 123

Prenetālais periods

Back 123

-No PGC veidojas spermatogoniji, no atbalsta šūnām- sertoli šūnas

- neuzskāk mitozi, jo vidusniere, indiferencētās gonādas, plaušas, virsnieru dziedzeri producē retīnskābi, kura reaģējot ar atbalsta receptoriem inducē mejozi, bet FGF9 un CYP26B1 ir enzīmi, kuri katabolizē mejozi. Ir arī NANOS2.

Galvenā doma- ir enzīmi, kuri producē proteīnus, kuri aptur mejozi.

Front 124

Posnetālais periods

Back 124

- dzimumšūnas vel atrodas ģenitājajā korē

- prinārās gonādas=> sēklinieki => nenobriedušas dzimumšūnas ( PGC) => spermatozoīdi

- atbalsta šūnas-> sertoli šūnas

Front 125

Sertoli šūnas

Back 125

-liels kodols

- daudz eihromatīna (augsta gēnh ekspresija), goldži komplekss, mitohondriji, palielināts gludais EPT. Dzimumšūnām nav tieša kontakta ar asinsvadiem, nesaņem barības vielas, bet sertoli šūnas ar dzimumšūnām saista slēdzošais kontakts, kurš veido hemato- testikulāro barjieru, kas nodrošina dzimumšūnas ar barības vielām

Producē visu, kas nepieciešams attīstībai par spermatozoīdiem

Šķērsgriezumos pie izlocītā kanāla malām vienmēr mazāk attīstītas pakāpes dzimumšūnas, centrā vairāk attīstītas

Front 126

Vairošanās

Back 126

Ļoti izteikts periods, jo tiek producēts liels daudzums spermatogoniju.

Embrionālās attīstības laikā sertoli šūnas producē vīriešu mejozes inhibitoru- PGD2

Front 127

Augšanas periods

Back 127

Aug, nenotiek dalīšanās

Front 128

Nobriešanas periods

Back 128

Ilgst 22-24 dienas, pēc mejozes I rodas spermatocīti II

Vīriešu dzimumšūnu attīstībā ir svarīgi, lai šūnas visu laiku būtu saistītas ar citoplazmas tiltiņiem- veidojas tīklojums jeb sintīcijs.

Sintīcijs sinhronizē spermioģenēzi vienā sēklas izsviedējkanālā.

AKAP 82- proteīns, kas nepieciešams astes noformēšanai, atrodas X hromosomā, tātad, ja nebūtu tiltiņu, pusei nebūtu astes

Citokinēze arī notiek ar aktīna filamentu kontraktilo gredzenu, simetriski, bet ne līdz galam.

Front 129

Gametoģenēzes laiks

Back 129

A. Vīrietim tikai neliela daļa norisinas gametoģenēzē, pārsvarā sākas pubertātē, un turpinas visu mūžu

B. Sievietēm liela daļa norisinas prenatālajā posmā (līdz mejozes I profāzes diktiotēnas stadijai) pēc pubertātes tā turpinas, un pilnīgi mejoze beidzas tikai apauguļošanās brīdī. Gametoģenēze pavisam beidzas iestājoties menopauzei.

Front 130

Spermioģenēze

Back 130

Akrosomas izveide-> izmaiņas kodolā-> astes veidošanās-> organoīdu pārveidnes-> citoplazmas izveidošanas

Front 131

Akrosoma

Back 131

Specializēta lizosoma, kura izveidojusies no goldži kompleksa. Tā noriešas kā akrosomālā granula kodola priekšā, pārtop par akrosomālo vezikulu, kad iegūst iegareno formu. Tā satur akrozīnu, neiramidāzi, hidrolāzes, hialronudiāzi, kura šķīdina olšūnas apvalku apauguļošanās laikā

Front 132

Kodols

Back 132

Kodola forma mainas no apaļas iz ovālu, tas kļūst blīvāks, notiek hromatīna kondensācija

Lai notiktu tiek izmantoti specifiski histoni- protoamīni

Būtība ir ģenētiskās informācijas nosargāšana

Front 133

Aste un mitohondriji

Back 133

Mikrotubuļi attiecībā 9:2

Distālā centriola pagarinas un spiež plazmatisko membrānu uz leju, asti apņems arī citoplazma un plazmatiskā membrāna

Mitohondriji == enerģijas avots astes kustināšanai, sastājas spirāles veidā kakliņā.

Front 134

Kas ar pārejiem organoīdiem?

Back 134

Centiolu paturēs

Pārveidnes paturēs

Lielākā daļa citoplazmas un citu organoīdu tiek zaudēti rezuidālo ķemenīšu veidā.

Front 135

Pārveidņu funkcija

Back 135

Nogādāt hromosomas līdz ovocītam un to aktivēt.

Front 136

Ejakulāta pataloģijas

Back 136

Tetratozoospermija- ejakulātā ir liels daudzums nepareizu spermatozoīdu

Azoospermija- ejakulātā nav spermatozoīdu

Oligoospermija- zems spermatozoīdu skaits (< 20 milj. 1ml ejakulāta

Tikai sertoli šūnu sindroms- izlocītajā kanālā ir tikai sertoli šūnās

Front 137

Kartigenera sindroms- cillārā diskinēzija

Back 137

Ģenētisks defekts, izraisa traucētu skropstiņu kustību, kas deguna, ausu, rīkles sinusa infekcijas un neauglību, jo astes nekustas.

Autosomāli recesīva, var izraisīt allēliski varianti dažādos gēnos, piemēram, DNAH 11, kas ir daļa no motorajiem proteīniem- dienīniem, kas palīdz mikrotubuļiem kustēties. Situs inversus- orgāni ortā pusē, jo PGC diferenciācija par noteiktiem orgānu sistēmas audiem ==> nepareizu skropstiņu kustība

Front 138

Apauguļošanās mehānisms

Back 138

1.Akrosomas eksocitoze- spermatozoīda galvas akrosomas vezikula atbrīvo hidrolāzes, kuras šķeļ staru vainagu

2. Pēc staru vainaga šķelšanas uz spermatozoīda galvas esošie proteinī- galaktotransferāzes var piekļūt uz caurspīdīgās zonas esaošajiem ZP3 receptoriem

3. Saistoties pēc atslēgas slēdzenes principa receptoram un proteīnam, caurspīdīgā zona tiek šķelta.

4. Spermatazoīds nonāk pie ovocīta (mitoze joprojām nav beigusies) plazmatiskās membrānas

5. Uz plazmatiskās membrānas ir ZP2 receptori, kuriem piesaistas spermatozoīda proteīns ADAM, un membrānas saplūst

6. Saplūšana aktivē Ca jonu kanālu atvēršanos ovocīta iekšienē, kas izraisa koncentrācijas paaugstināšanos ovocīta citoplazmā.

7. Ca jonu koncentrācijas paaugstināšanās ==> signāls mejozes pabeigšanai ( APC/C tiek aktivēta un ovocītā tiek pabeigta mejoze II)

8. Ca jonu koncentrācijas palielināšanās ir arī signāls, lai notiktu kortikālā reakcija, kas nobloķē polispermiju

9. Kortikālā reakcija ir sekretoro granulu eksocitoze starp plazmatisko membrānu un caurspīdīgo zonu. Tā izmaina ekstracelluāro vidi, notiprina caurspīdīgo zonu. Kad notiek sekretoro granulu eksocitoze no plazmatiskās membrānas arī atbrīvojas ZP2 receptori.

10. Pēc kortikālās reakcijas spermas viciņas bazālais ķermenīts jeb centriola dalas un veido zigotas centriolu, abu dzimumšunu prekodoli saplūst.

Front 139

Ca jonu koncentrācijas paaugstināšanās mehānisms

Back 139

Ar GDF saistītais proteīns ir noenkurots plazmatiskajā membrānā.

Spermatozoīdam saistoties ar G proteīnu, noenkurotā proteīna trimērs un pats G proteīns maina savu konformāciju.

Mainoties trimēra konformācijai atbrīvojas GDF, un atdalas beta un gamma subvienības

alfa trimēra subvienība saistas ar GTP, kas ļauj saistīties ar fosfolipāzi C.

Saistīšanās brīdī enzīms plazmatiskajā membrānā esošo PIP2 hidrolizē par IP3 un DAG, kurs difundē laterāli un paliek integrēts plazmatiskajā membrānā.

IP3 nonāk citosolā, kur saistas ar Ca jonu kanāliem, kuri atrodas uz EPT membrānas.

DAG aktivē PCK ( otrējo efektormolekulu, kura piesaistas pie PM iekšējās virsmas, kad signālmolekula piesaistas pie receptora)

Otrējās efektormolekulas aktivācija ir signāls kortikālās reakcijas veikšanai.

Front 140

Ekstracelluārais matrikss

Back 140

Proteīnu un ogļhidrātu sarežģīts tīklojums, kas atrodas starp šūnām

Komplekss polisaharīdu tīkls, kuru sekretē šūnas

Izmanto proteīnu- proteīnu mijiedarbības un proteīnu- ogļhidrātu kontaktus savas funkcijas nodrošināšanai

Front 141

Ekstracelluārā tīkla bioloģiskā loma

Back 141

Nodrošina specifisku gēnu atbrīvošanu, aktivāciju precīzā laikā un secībā, kas nodrošina orgānu attīstību.

Front 142

Ekstracelluārā matriksa funkcija

Back 142

Strukturāls uzbūves elements audos, nodrošina mehāniskās īpašības, šūnu savstarpējo komunikāciju, šūnu diferenciāciju

Front 143

Ekstracelluārā matriksa proteīni

Back 143

Kolagēns- proteīnu saime, kas aizņem 25%-35% no kopējā proteīnu satura organismā. Augsta izturība, sevišķi pret stiepšanu

Elastīns- nešķīstoši proteīna polimēri, kuri veido elastīna šķiedras

Front 144

Kolagēna uzbūve

Back 144

Ir noteikta aminoskābju secība -divām aminoskābēm sekos glicīns (-x-y-gly-x-y-gly-x-y-gly-)

Veidojas ar n terminālo un c terminālo polipeptīdu, kurš iniciē trīskāršas spirāles veidošanos

Var veidot šķiedras vai plātne

Lai kolagēns kļūtu aktīvs, terminālie gali jānošķeļ

Front 145

Polisaharīdu daļa- glikoaminoglikāni

Back 145

Liela polisaharīdu molekulu saime, kas veidota no daudzkārt atkārtotām disaharīdu vienībām.

Visbiežāk piesaistas proteīna serdei veidojot proteoglikānus, piemēram, hondroholīna sulfāts bārkstiņu veidā piesaistas serdei.

Viss proteoglikāns piestiprinas hialuronskābes mugurgaulam, tas piestiprina starpniekproteīni

Front 146

Glikoproteīni

Back 146

Proteīni ar pievienotām cukura molekulām

A. Fibrionektīni- daudzdomēnu (daudz funkcionālo vienību) glikoproteīns, kuru veido divi polipeptīdi savienoti ar disulfīdu astēm. Ir svarīgs šūnu mijiedarbībā ar ekstracelluāro matriksu, saistīts ar šūnu adhēziju, migrāciju un diferenciāciju

, apakšējā ar integrīnu

Front 147

Glikoproteīni

Back 147

B. Laminīns- mijiedarbojas ar šūnas virsmas receptoriem. Liela glikoproteīnu saime. Primāri saista epitēlijšūnas ar bazālo membrānu, arī integrīniem. Ir aktīvie domēni, augšējā daļa saistas ar kolagēnu, apakšējā ar integrīnu

Front 148

Glikoalikss

Back 148

Glikoproteīnu un ogļhidrātu slānis uz vairuma šūnas plazmas membrānas ekstracelluārās virsmas. Tā uzbūve ietekmē adhēziju, šūnu atpazīšanu, signalizēšanu, asins plūsmas virzienu.

Front 149

Šūnu kontakti

Back 149

Tieša mijiedarbība starp šūnām un ekstracelluāro matriksu, kas ir būtiska organisma attīstībai un eksistencei

Front 150

Šūnu fiziskie kontakti

Back 150

Epitēlijšūnām ir ekstracelluārā matriksa ( bazālā plātnīte), bet ir arī fiziskie kontakti

Front 151

Slēgjūgle

Back 151

Blīvais kontakts, atrodas epitēlijšūnu augšpusē

Necenšas papildināt vielu transportu, drīzāk cenšas to noslēgt, novēršot lielāko daļu izšķīdušo molekulu transporta no viena epitēlijšūnu slāņa puses uz otru. Tas tiek panākts noslēdzot telpu starp blakus esošajām epitēlija šūnām ar transmembrionālajiem proteīniem.

Front 152

Spraugveida kontakts jeb spraugjūgle

Back 152

Novietots tuvu kodola centram

Komunikatīvais kontakts, kas ļauj apmainīties ar joniem un mazām molekulām starp blakus esošo citoplazmu

Tos veido specifiski proteīnu kompleksi- koneksoni, kurus veido koneksīni

Front 153

Enkurojošie kontakti

Back 153

1. Adhezīvais kontakts

(mikrotubuļiem)

2. Desmosoma

3. Pusdesmosoma

Front 154

Adhezīvais kontakts

Back 154

Bez proteīniem, kas savieno ekstracelluāro mehānismu ir arī enkurs jeb specifisks proteīnu disks, kurš ir saistīts ar citoskeleta aktīna filamentiem

Transmembrionālie proteīni ( kadherīni) savieno proteīna diksus, kuri pēctam savieno ar aktīna filamentiem (mikrotubuļiem)

Front 155

Desmosoma

Back 155

Enkurs jeb specifisks proteīnu disks, kurš ir saistīts ar citoskeleta starpdiedziņiem Transmembrionālie proteīni ( kadherīni) savieno proteīna diksus, kuri pēctam savieno ar starpdiedziņiem- keratīnu

Front 156

Pusdesmosoma

Back 156

Specializēts enkurojošais kontakts starp epitēlija šūnām jeb bazālo membrānu, ar kuru savieno integrīni, kas piesaistas diska mugurai. Uz diska atrodas keratīna starpdiedziņi.

Front 157

Signālu pārnese

Back 157

Nodrošina vielmaiņu šūnā, audu augšanu un diferenciāciju, proteīnu sintēzi un sekrēciju, intracelluāro un ekstracelluāro šķiedru sastatnes.

Front 158

Signālu pārnesei vajadzīgs:

Back 158

1. Šūna, kura sintezē signālu

2. Jāatbrīvo signāls

3. Transports uz mērķšūnu

4. Signāla molekulas uztveršana mērķšūnā, tai saistoties ar receptoru, receptori ir specifiski konkrētai molekulai

5. Šūnas atbildes reakcija uz signālu

6. Signālmolekulas atbrīvošana

Front 159

Signālmolekulas

Back 159

Lielākā daļa ir ķīmiskie signāli, kuru pārnesi var iedalīt vairākās grupās- parakīni, endokrīni, autokrīni, neironāli

Front 160

Šūnu adhēzija

Back 160

Process, kurā šūnas savā starpā veido kontaktus ar olbaltumvielu kompleksu palīdzību

Front 161

Parakīni

Back 161

Šūnas atbrīvo signālmolekulu, tā iedarbojas uz blakus esošo šūnu, tādāļ šūnas atrodas tuvu viena otrai. Starp tām ir ECM- veido starpšūntelpu

Signāls-> signālmolekula->asinsrite-> mērķšūnas receptors-> mērķšūna

Piemērs- augšanas faktori

Front 162

Endokrīni

Back 162

Šūnas atrodas tālu viena no otras. Signālšūna sintezē signālmolekulu, tā nonāk asinsritē.

Signālšūna->Signālmolekula->asinsrite-> mērķšūnas repeceptors-> mērķšuna

Piemērs-hormoni

Front 163

Autokrīni

Back 163

Signālmolekula tiek atbrīvota un iedarbojas uz pašu signālšūnu

Piemērs: T-limfocītu atbildes reakcija antigēnu stimulācijai ir antivielu radīšana. Lai šūna to spētu darīt ātrāk un efektīvāk tā pati sintezē augšanas faktorus, kas veicinās tās attīstību un proliferāciju, kas palielinās imūno reakciju

Front 164

Spraugjūgle

Back 164

Saista šūnas ar fizisko kontaktu, notiek tieša jonu un mazu molekulu pārnese starp balkus esošām šūnām. Nav vajadzīgs receptors. Transports saistīts ar jonu/ molekulu koncentrācijas izmaiņām.

Front 165

Neuronālā

Back 165

Signālšūnas (neirona) atbrīvotās ķīmiskās signāls (neiromediators) tiek atbrīvots no šūnas ar aksona izaugumu. Signālmolekula atbrīvojas tuvu mērķšūnai (sinapsei)

Piemērs: muskuļu šūnas

Front 166

Fizisko kontaktu signāls- justakrīna signālu pārvade

Back 166

Tiešs kontakts starp signālšūnas membrānas virsmas molekulu un membrānas ekstracelluāro receptoru.

Starp blakus esošām šūnām notiek signālu pārvade, ja signālšūnas signāls ir integrēts plazmatiskajā membrānā un mērķa šūnas receptors ir integrēts membrānā.

Front 167

Receptori

Back 167

Proteīni, kuri spēj atpazīt konkrētas signālmolekulas. Tie atrodas mērķšūnā

Tos var aktivēt saistoties ar sekrētu vai ar membrānu saistītu molekulu, viemaiņas produktu koncentrācijas izmaiņas, fizikāla iedarbība.

Front 168

Pirmējā signālmolekula == ligands

Back 168

Ligands saistās ar strukturāli komplicētu šūnas virsmas vai intracelluārā matriksa receptora saistīšanās domēnu. Arī intracelluārie receptori saistas ar ligandu

Front 169

Hidrofilās signālmolekulas

Back 169

Saistas ar šūnas virsmas receptoru

Front 170

Hidrofobās signālmolekulas

Back 170

Saistas ar intracelluāriem receprotiem, spēj šķērsot plazmatiskās membrānas lipīdu dubultslāni. Hormoni sķērso plazmantisko membrānu, citoplazmā esošie receptori ir neaktīvi ( tie ir saistīti ar citu proteīnu) , saistoties ar hromonu, receptors tiks aktivēts, iepriekšējais proteīns tiks atbrīvots; notiek dimerizācija un dimērs spēj saistīties ar transkripcijas faktoru un iniciēt vai inhibēt gēna ekspresiju

Front 171

Liganda un receptora mijiedarbība

Back 171

Ligandam saistoties ar receptoru saistīšanās domēnā veidojas vājas, nekovolentas saites, kas nodrošina liganda- receptora mijiedarbību. Pēc tā, cik daudz ligandu nepieciešams receptora mijiedarbībai iedalas divas grupas:

1. Augstas afinitātes receptori- liganda koncentrācija ir zema, bet tas spēj nodrošināt pietiekamu saistīšanos ar receptoru

2. Zemas afinitātes receptori- liganda koncentrācijai ir jābūt augstai, lai notiktu sasaiste.

Ligandam saistoties ar receptoru tiks iniciēta signālu pārnese, tā kādā brīdi ir jāpārtrauc, lai receptors nekļūtu liganda nejūtīgs

Front 172

Lielākā daļa audu šūnu ir saistītas ar

Back 172

Šūnu fiziskajiem kontaktiem

Front 173

Receptora darbības pārtraukšana

Back 173

Ja receptors ir ilgi pakļauts receptora- liganda darbībai, šūna kļūst nejūtīga ligandam

Šūna var zaudēt jutību pret ligandu to pārvietojot. Piemēram, receptoratkarīgās endocitozes gadījumā, saņemot specifisko signālu, ligands tiek atbrīvots no receptora

Šūna var zaudēt jutību pret ligandu, ligandam saistoties ar citu šūnas proteīnu. Signālpārnese tiks pārtraukta, saistoties ar citu šūnas proteīnu

Viens un tas pats ligands spēj izraisīt dažādas reakcijas dažādās šūnās ( adrenalīns sirdsdarbību paātrina, bet atslābina zarnu gludos muskuļus)

Dažādi ligandi spēj izraisīt vienādu reakciju

Front 174

Otrējā signālmolekula

Back 174

Molekula, kura spēj nodot un ievērojami pastiprināt signālu, kuru saņem šūnas virsmas receptors, lai nodotu to tālāk no molekulas uz molekulu citosolā vai kodolā.

Front 175

Otrējās signālmolekulas klases

Back 175

Hidrofilās- citosola molekulas, ūdenī šķīstošas - cikliskie nukleotīdi (cAMF un cGMF), inozitola tripfosfāts (IP3), kalcija joni

Hidrofobās- ar membrānu saistītās - diacilglicerols (DAG) un fosfatdilinitols (PIP3)

Gāzveida- membrānā un citosolā -NO un CO

Front 176

Šūnu atbildes reakcijas

Back 176

-gēnu ekspresija

Diferenciācija- no nediferencētām uz galēji diferencētām

Šūnu dalīšanās

Šūnu augšana

Izmaina šūnas formu

Apoptoze

Front 177

Ekstracelluārie receptori

Back 177

- ar g proteīnu saistītie receptori

Ligands- epinefrīns, glikogēns, serotonīns, vasopresīns, adenozīns

Receptors- septiņas transmembrionālas daļas ( alfa spirāles), g- proteīna piesaistes segments citosolā

Signālu pārnese- tiek iniciēta ar otrējās signālmolekulas ceļu, cAMF vai citiem ciklisiem nukteotīdiem. Var saistīties ar jonu kanāliem; map kināzes ceļu

Front 178

G proteīna receptori

Back 178

G proteīna saistītie receptori ir redzes, ožas un garšas receptori, daudzu neirotransmiteru receptori, lielāka daļa hormonu receptoru, kuri kontrolē ogļhidrātu, aminoskābju un tauku vielmaiņu.

Front 179

G proteīns

Back 179

G proteīna trimērs satur alfa, beta un gamma subvienības. G proteīns ir iesaistīts ar receptoru signālu pārvadi- spej pie konkrētās situācijas saistīties ar receptoru. Kad g proteīns ir aktivēts, tas spēj saistīties ar citiem mērķproteīniem un izmainīt to aktivitāti. Guanozīntrifosfāta saistošais proteīns- g proteīns- ir noenkurots plazmatiskajā membrānā, un miera stadijā ir saistīts ar GDF, kad G proteīnu saistošais receptors tiek aktivēts, piesaistoties ligandam, receptors izmaina savu konformāciju- atšķeļas GDF , kura vietā piesaistas GTF un pēc tam arī diasocējas alfa un beta subvienības.

Aktivēts g proteīns var ietekmēt kālija un kalcija jonu kanālus (atvērt vai aizvērt) , spēj aktivēt kināzes, ietekmēt otrējo signālmolekulu- aktivēt efektormolekulu, kas ģenerē, piemēram, cAMF. G proteīna subvienības inhibē vai aktivē mērķproteīnus saistoties ar tiem un ierosinot signālu pārnesi. Alfa subvienība hidrolizējot GTF par GDF kļust neaktīva, kas izsauc subvienību apvienošanos.

Front 180

Signālu pārneses kaskāde, kas ietver cAMF

Back 180

Adrenalīns sasniedzot adrenalīna receptoru iniciē G proteīna konformācijas izmaiņu, tiek atbrīvots GDF, piesaistīts GTF, subvienības beta un gamma diasocējas. Alfa subvienība saistas ar adenilciklāzi. Atšķeļas viena fosfātgrupa, jo tiek hidrolizēts GTF, kas nodrošina enzīma aktivitāti. Enzīms ar ATF palīdzību sintezē cAMF. Kad sasintezeti vairāki cAMF, tiek amplifēts signāls ar otrējo signālmolekulu. cAMF saistoties ar proteīnkināzi A to aktivē, un tā fosforilē citus proteīnus, kuri, piemēram, kodolā aktivē transkripcijas faktorus, kuri promotera rajonā, piesaistoties noteiktam gēnam, aktivē noteiktā gēna transkripciju.

Front 181

Ar g proteīnu saistītas pataloģijas

Back 181

Holēra ( infekcijas slimība, kas izraisa akūtu diariju un organisma atūdeņošanos)

Izraisa- infekcija ar baktēriju- vibrio cholerae. Baktērijas izdalītais toksīns inhibē g proteīna alfa subvienību, GTP āzes aktivitāti. Alfa subvienība nespēj aktivēt enzīmu- adenilciklāzi un neidarbojas sekundārās signālmolekulas. Tiek pārtraukta normāla signālu kaskāde, kas noved pie nekontrolētas šķidruma sekrēcijas zarnu trakta lumenā.

Front 182

Šūnas var mijiedarboties izmantojot

Back 182

Šūnu membrānas molekulas

Integrīnus- transmembrionālos adhēzijas proteīnus

Front 183

Ar enzīmiem saistītie receptori

Back 183

Receptorkināze

Kināzes- enzīmi, kuri spēj fosforilēt citus proteīnus vai tirokināzes gadījumā- savu asti jeb tyr atlikumus.

Saistas ar dažādiem ligandiem- insulīns, epidermālais augšanas faktors, fibroblastu augšanas faktors, neirotropīns, citi augšanas faktori

Receptors ir viena tramsmembrionāla alfa spirāle. Pats receptors satur enzimātisku aktivitātes domēnu, kurš pie konkrētas aktivitātes spēj fosforilēt pats savu asti.

Signāla pārnesē ir iesaistīts Ras-MAP kināzes ceļš, IP3/DAG ceļš, PI3 kināzes ceļš

Front 184

Ras- MAP kināzes ceļš

Back 184

Hormons piesaistas receptoram (alfa spirālei), kas izraisa diferenciāciju un citosola astes fosforilāciju. Blakus monomēram atrodas neaktīvs Ras, kas atrodoties miera stāvoklī ir saistījies ar GDF. Pēc dimerizācijas sākas nākamais signāla pārvades posms- fosforilētas tirozīnmolekulas saistīšanas ar proteīniem, piemēram SH1 un SH3, kas veido GB2 kompleksu, kas saistas ar sos, kurš , mainot konformāciju, saistīsies ar Ras. SOS iniciē GDF atbrīvošanos un sasaisti ar GTF, nodošinot signāla pārnesi. Ras kļūst aktīvs un diasociē no SOS, jo mainīja konformāciju.

Front 185

Tirozīnkināze atver intracelluāro Ca kanālu

Back 185

Ligands piesaistas receptoram jeb alfa spirālei, kas izraisa dimerizāciju un konformācijas izmaiņu.

Front 186

Receptortirozīnkināžu pataloģijas

Back 186

Androhoplāzija

Pundurisma forma. Allēliskais variants- vienas AS nomaiņa 380 pozīcijā, fibroblastu augšanas faktora receptora 3 transmembrionālajā domēnā (FGFR3) . FGFR3 veicina skrimšļu diferenciāciju kaulaudos. Skrimšļa zona, šūnām proliferējot, veicina speciālo šūnu veidošanos, kuras saņemot vai aktivējot signālu caur FGFR3 receptoru veicina šūnu proliferāciju. Mainoties aminoskābei FGFR3 iegūst funkcijas guvumu- nepareiza funkcija vai nepareizā funkcija noteiktā laikā un vietā. Tas izraisa hondrocītu šūnu augšanas inhibīciju, kuru izraisa nepārtraukta receptora aktivācija. Tas noved pie pāragras skrimšļaudu pārkaulošanās un skeleta defektiem.

Front 187

Receptoru- jonu kanāli

Back 187

Saistas ar dažādiem ligandiem- neirotransmiteriem (acetilholīns, glutamāts) , CGMF, fizikāliem faktoriem. Receptors ir četras vai piecas homologu segmentu secības, kuras veido jonu kanālu. Var izraisīt izmaiņas membrānas potenciālā jonu pieplūduma rezultātā vai citosola Ca koncentrācijas izmaņas.

Front 188

Acetilholīna regulēts jonu kanāls

Back 188

Kanāls atrodas plazmas membrānā, ligands ir acetilholīns, kas saistās ar subvienību, kas izraisīs konformācijas izmaiņas un atvers jonu kanālu, kas ļaus joniem izkļūt caur atvērto kanālu.

Acetilholīns tiek uzkrāts vezikulās, kuras ar reguleti eksocitozi tiek atbrīvotas sinapsē starp motoro neironu un muskuļšūnu. Eksocitoze notiek palielinoties kalcija jonu koncentrācijai sinapsē. Atbrīvotais acetilholīns saistas ar acetilholīna nikotīnjutīgo receptoru, un to atver, izmainot receptora konformāciju, tas noved pie na jonu ieplūšanas muskuļšūnā. Na jonu ieplūšana izmaina potenciālu abpus plazmatiskās membrānas, kas aktivēpotenciālatkarīgo Na kanālu, kuram atveroties notiek krietni lielāka na jonu ieplūšana šūnā. Paaugstinātā na koncentrācija izmaina potenciālatkarīgo kalcija kanālu, kas atbrīvo sakroplazmatiskajā retikulā uzkrātos kalcija jonus, atbrīvojot ca jonus notiek muskuļu kontrakcija.

Front 189

Intracelluārie receptori

Back 189

Receptori- satur transkripcijas aktivācijas domēnu, DNS saistītājdomēnu, liganda saīsināšanās domēnu

Ligands var būt stereoīdais hormons, tireotropais hormons, d vitamīns.

Receptora- liganda komplekss saistas ar gēna promotera rajonu. Ja ligands ir hormons, tad DNS daļu sauc par hormona atbildes elementu (HRE)

Intracelluārie ligandi spēj izšķīst lipīdu dubultslānī un šķērsot plazmatisko membrānu. Hormons šķērso plazmatisko membrānu, un citoplazmā esošais kodola receptors ir saistīts ar karstumšoka proteīnu, kas to inaktivē. Hormonam saistoties karstumšoka proteīns noārdasz kodola receptors un hormons veido kompleksu, kurš dimerizējas. Dimērs caur KAPK nonāk kodolā, kurs saistas ar hormona receptora elementu. HRE ir noteikta secība gēna promotera rajonā, kuru spēj atpazīt dimērs. Tiek aktivēta mērķa gēna ekspresija, tiek sintezēta mRNS, kura nonāk citoplazmā, nodrošinot konkrēta proteīna sintēzi, notiek šūnas atbildes reakcija uz hormona signālu.

Front 190

Pataloģija

Back 190

Miastētiskais sindroms- agrīns progresējošs muskuļu vājums. To izraisa allēliskais variants CHRNA1 gēnā, kas ir atbildīgs par acetilholīna nikotīnjutīgo receptoru. Slimību izraisa kinētiskas izmaiņas ACCR - īslaicīga kanāla atvēršanās un aktivitāte nespēj nodrošināt membrānas depolarizācijas sliekšņa sasniegšanu. Nav pietiekams Na jonu ieplūdums šūnā, nākamais na kanāls nespēj atvērties, nenotiek muskuļu kontrakcija.

Front 191

Androgēnu nejūtības sindroms

Back 191

Androgēni pieder pie ligandatkarīgā kodola receptoru saimes. Funkcionē kā DNS saustītājproteīni- transkripcijas faktors, kurš regulē šūnas ciklu un proliferāciju, diferenciāciju un apoptozi. Regulē šūnas attīstību, proliferāciju, diferenciāciju un apoptozi.

Zigota-> bipotenciālas gonādas-> SRY-> SOX9-> sēklinieki-> Ja nespēj saistīties ar hormonu, būs cais, neveidojas millera vadi, bet neveidosies arī vulfa vadi. Veidosies sievišķie dzimumorgāni un fenotips

Front 192

Vielu transports

Back 192

--

Front 193

Endoplazmatiskais tīkls

Back 193

Saistīts ar kodola apvalka ārējo membrānu. Graudainais EPT atrodas tieši blakus kodolam, jo ribososmas tie sinetezētas kodoliņā, un caur kodola poras kompleksu nonāk uz graudainā EPT virsmas, kur notiks proteīna sintēze

Jaunais polipeptīdsnonāk lūmenā, kur notiks polipetīda konformācija un procesēšana

Veidots no plazmatiskās membrānas, veido cisternas, kuras atrodas lūmenā, kurā atrodas enzīmi, piemēram, izomerāzes, kas nodrošina bioķīmiskos procesus. Gludais EPT atrodas aiz graudainā, veiddo cisternu sistēmu no perifērajiem kanāliņiem, kuros atrodas lūmens.

Front 194

Graudainā EPT funkcijas

Back 194

- Proteīnu sintēze

- Proteīnu pārveidošana un konformācija

- Glikozilēšana, kas piešķir proteīnas funkcionālo aktivitāti, bet process tiek pilnīgi pabeigts goldži kompleksā

- Disulfīdu veidošana, kas stabilizē proteīnu trešējo un ceturtējo struktūru

Front 195

Gludā EPT funkcijas

Back 195

- Lipīdu sintēze

- Glikogēna sintēze

- Stereoīdu sintēze

- Ogļhidrātu metabolisms

- Detoksifikācijas funkcija

- Ca jonu uzkrāšana

Front 196

Goldžī komplekss

Back 196

Cisternu saplacināta sistēma saistīta ar lūmenu. Cis daļa ir vienmēr vērsta pret kodolu, tā saņem ienākošā transporta vezikulu (transportē proteīnus no graudainā uz gludo EPT tālākai procesēšanai).

Kad tā izgājusi nepieciešamās modifikācijas, iziet trans daļā, kur tas funkcionēs vai ārpus šūnas.

Front 197

Transports tālāk

Back 197

Visi iepriekš minētie organoīdi ir veidoti no plazmatiskās membrānas un tiem ir iespējami trīs vezikulu transporta veidi

Front 198

Visiem ir vienāds process pirms vezikulu noriešanas

Back 198

Graudaudainais EPT sintezē proteīnus, kuri iziet konformāciju->noriešas vezikula, kura saplūst ar goldži komplekacis daļas plazmatisko membrānu->tajāatrbīvojas prteīns->Goldži kompleksā notiek modifikācijas, proteīns nobriest->trans daļā noriešas skretorās vezikulas veidā-> iespējami tālākie trīs ceļi

Front 199

Pirmais ceļš

Back 199

Ja proteīnam tālāk jāfunkcionē endoplazmatiskajā tīklā, vezikula tajā atrgiežas

Front 200

otrais ceļš

Back 200

Ja proteīnam tālāk jāfunkciōonē ārpus šūnas, vezikulas turpinās sekretoro ceļu, un, saplūstot ar plamatiskajām membrānām, atbrīvosies ekstracelluārajā vidē

Front 201

trešais ceļš

Back 201

Ja proteīns tālāk funkcionēs kā hidrolītiskais enzīms, veidojot lizosomu, tad lizosomu veidojošie enzīmi saplūst ar endosomu. Endosoma veidojas fagocitozes ceļā, piemēram, šūnā transportējotiesbaktērijai, tā pārvēršas par agrīno endosomu, tad vēlīno endosmu, kura saplūst ar lizosomu un hidrolītiskie enzīmi baktēriju degradē

Front 202

Plazmatiskā membrāna

Back 202

1. Apņem šūnu, to norobežo no ekstracelluārās telpas, kura tiek saukta par eksoplazmatisko pusi, puse, kura vērsta uz citosolu tiek saukta par citosola pusi. Organoīdiem citosola puse ir ārpusē, bet iekšpusē ir eksoplazmatiskā puse.

2. Veido divi kopā apvienoti lipīdu slāņi, ir holestorols, kas nodrošina plastiskumu, perifērie proteīni un transmembrionālie proteīni

3. Uz eksopklazmatiskās puses iar transmembrionālajiem proteīniem saistas ogļhidrātu ķēdes, kuras nodrošina receptoru signālu uztveri.

Galvenais veidojošais elements ir lipīdi, kuras ir amfipātiskas molekulas ar divām dabām-hidrofobu un hidrofilu. Dažādās dabas un Van Der Vālsa spēki nodrošina lipīdu mijiedarbību veidojot dubultslāni.

Front 203

Plazmatiskās membrānas lipīdu veidi

Back 203

1. Fosofoglicerīdi- visbiežāk sastopamie, fosfolipīda galvu veido fosfāts un alkohols, bet asti taukskābes

2. Sfingolipīdi- galvu veido sfingozīni (aminoalkohols) un garo ķēžu taukskābes.

3. Steroli- pamata struktūru veido četri cikliskie gredzeni un hidroksilgrupa. Piemēram, holestrols lielā daudzumā sastopams dzīvnieku šūnās.

Front 204

Plazmatisko membrānu veidojošie proteīni

Back 204

1. Integrētie membrānas proteīni- pilnīgi šķērso fosfolipīdu dubultslāni, uz āršūnas vidi vērstie ir hidrofili un spēj mijiedarboties ar citām molekulām. Membrānu šķēršojošus domēnus veido hidrofobas amnioskābes, parasti alfa spirāles.

2. Ar lipīdiem saistīti membrānas proteīni kovalenti saistās ar vainu vai vairākām lipīdu molekulām

3. Perifērie proteīni- atrodas uz virsmas, ir saistīti ar hidrofīlo daļu, integrētiem proteīniem vai abiem kopā.

Front 205

Plazmatiskās membrānas funkcijas

Back 205

1. Organoīdu norobežošana

2. Vieta bioķīmiskām aktivitātēm

3. Selektīvais transports

4. izsķīdušo vielu transports

5. Iesaistas šūnu komunikācijā

6. signālu pārnese

Front 206

Mazas molekulas

Back 206

ūdens, neorganiski joni, relatīvi mazas molekulas (cukuri, vitamīni, taukskābes). To kopējā masa ir 75-80% organisma. Tās tiek importētas šūnā.

Šūna sintezē un modificē daudzas mazas molekulas.

Prekursori molekulu sintezē, uzkrāj un nodrošina enerģiju visiem proteīniem šūnā, nodrošina signālfunkciju pašās darbojoties kā molekulas vai nododot signālu.

Front 207

Caurlaidība caur plazmatisno membrānu

Back 207

**Plazmatiskā membrāna ir selektīvi caurlaidīga pret mazām molekulām

- Caurlaidību nosaka izmērs, lādiņa šķīdība

- Pārsvarā mazas, hidrofobas molekulas ir spējīgas šķērsot fosfolipīdu dubultslāni

- Caurlaidīgs gāzēm un polārām molekulām bez lādiņa (urīnviela, etanols)

- Necaurlaidīga lielām molekulām bez lādiņa, joniem, lādētām polārām molekulām.

Front 208

Transporta mehānismi

Back 208

1. Vienkāršā difūzija

2. Atvieglotā difūzija

3. Primāri aktīvs transports

4. Sajūgtais transports

Front 209

Vienkaršā difūzija

Back 209

Molekulas izšķīst fosfolipīdu dubultslānī, šķērso to, izšķīst šķidrumā otrpus membrānai

Virzību nosaka relatīvā koncentrācijas starpība

Transports ir spontāna rakstura, to nodošina entropijas izmaiņas- haosa paaugstināšanās un brīvās enerģijas samazināšanās

Front 210

Atvieglotā difūzija

Back 210

Ļauj šķērsot membrānu polārām un lādētām molekulām (ogļhidrāti, aminoskābes, joni)

Notiek gradienta virzienā

Front 211

Atvieglotā difūzija (pārnesējproteīni)

Back 211

Pārnesējproteīnu

--Saista transportējamo savienojumu membrānas vienā pusē. sauc par pārnesēj permiāzēm, transportieriem.

--Visi ir transmembrionalie proteīni ar vairākiem membrānu šķēršojošajiem segmentiem, kas ir alfa spirāles.

--Tie ir uniports- pārnes vienu molekulu koncentrācijas gradienta virzienā. Kad gradients nav līdzsvarā, pārnesējproteīns saista molekulu, un to transportē iekšienē.

--Tā ir neefektīva, jo nespēj mainīt savu ātrumu, nespēj strauji izmainīt koncentrāciju.

Front 212

Atvieglotā difūzija (kanālproteīni)

Back 212

kanālproteīnu

--Veido ar H2O pildītas poras, transportē atbilstoša izmēra un lādiņa jonus caur fosfolipīda dubultslāni.

--Transportē gradienta virzienā, neregulētie ir pastāvīgi atvērti, bet regulētie atveras tikai saņemot specifisku signālu, piemēram akvaporīni, kuri transportē H2O, kurš caur šiem kanāliem difundē daudz ātrāk, kam ir liela nozīma osmotiskā spiediena regulācijā, tātad to būs vairāk ādā, tauku šūnās, endokrīnajos dziedzeros.

Front 213

Jonu kanāli

Back 213

--Ir regulējami

--Tas ir ātrs un efektīvs transports,bet augsti selektīvs, šauro poru dēļ.

--Receptoratkarīgie kanāli atveras kā atbildes reakcija uz ligandu.

--Potenciālatkarīgie kanāli atveras tikai mainoties elektriskā potenciāla starpībai ārpus membrānai.

--Mehāniski jutīgie kanāli atveras un aizveras reaģējot uz mehānisku vibrāciju vai spiedienu

Front 214

Sajūgtais transports

Back 214

-- Paralēli divu molekulu vai jonu transports, kam nepieciešama elektroķīmiskā gradienta enerģija.

--Simporta gadījumā molekula, kura tiek transportēta gradienta virzienā, rada enerģiju, kura tiks izmantota, lai transportētu otru molekulu pretēji gradienta virzienam, abi tiek transportēti iekšā šūnā.

-- Antiporta gadījumā viens tiks transportēts ārpus šūnai, otrs iekšpus.

Front 215

Primāri aktīvais transports

Back 215

--Pārnese pretēji elektroķimiskajam gradientam

--Jonu sūknis nodrošina jonu gradienta abpus plazmatiskajai membrānai. ATF darbinātie sūkņi ir ATF āzes, kuras izmanto ATF hidrolīzes enerģiju. ATF āze ir proteīns. Transortu veic transmembrionāli pārnesējproteīni.

Front 216

Pataloģija- Cistiskā fibroze

Back 216

--Allēlisks variants CTFR gēnā, transmembrionāli regulētā cl jona kanāla proteīns.

--Gēns kodē AMF regulētu transmembrionālu proteīnu, kas ekspresēsies epitēlijā.

--Izraisa bieza, viskoza sekrēta rašanos elpceļos un aizkuņģa dziederī.

--Autosomāli recesīva (allēliskais variants abās allēlēs).

-- Savvaļas tipam proteīns sintezējas EPT graudainajā , nonāk goldži kompleksā, Plazmatiskajā membrānā, sasitoties ar cAMF iniciējas jonu kanāla atvēršana, cl joni var tik vadīti.

Front 217

I klases CF

Back 217

Parasti:

--DNS, kas atrodas šūnas kodolā satur informāciju, kura nepieciešama CFTR gēna kodēšanai.

-- Promotera iniciējas translācija-Sākotnēji klāsteri saistās ar 5’ gala regulatorajām secībām promotera rajonā jeb transkripcijas iniciācijas kompleksu(vispārējie transkripcijas faktori, DNS saistītājproteīni, Aktivatora molekulas), tam piesaistas RNS polimerāze II, izveidojas transkripcijas burbulis, kas iniciē brīvo ribuonukleozīdu polimerizāciju starta vietā, tiek atvērts DNS dubultspirāles fragments, kas ļauj pēc komplementaritātes principa piesaistīt pirmos divus ribonukleozīdus 5’-3’ virzienā ar fosfordiester saitēm, trešais saistas ar jaunās RNS molekulas 3’OH grupu.

Turpinas elongācijas process, veidojas jaunais mRNS.

Parādas AATAA secība, kas kalpo kā signāls RNS polimerāzei terminēt transriptu.

Primārais transkripts tiek atbrīvots no RNS polimerāzes.

RNS polimerāzes atdalas no DNS matricas pavediena. Notiek jaunā mRNS pavediena procesēšana (kepēšana, tiek izveidojas poly-a aste, kas notiek pēc tam, kad endonukleāze atbrīvo 3’OH grupu, notiek splaisings).

--Ja ir I klases CF, tad defekts ir tieši neiniciēta gēna ekspresija, gēns netiek sintezēts, Cl jonu kanāls netiek izveidots.

--Biežākais allēliskais variants- Arg553X

Front 218

II klases CF

Back 218

Parasti:

--mRNS tiek transportēts uz graudaino EPT.

--Notiek mRNS translācija - t-RNS metpiesaistas mRNS (AUG, P piesaistes vietā),tad piesaistas pārējie tRNS ribosomas Apiesaistes vietā. Pieslēdzoties lielajaisubvienībai noslēdzas iniciācijas komplekss,procesu nodrošina iniciācijas faktori. Tālāknotiek elongācija. tRNS pārvietojoties pavienu vietu uz priekšu, kustoties uz priekšuizveidojas jauns polipeptīds, jo katrsnākamais tRNS uzsintezētā aminoskābesaistījās pie polipeptīda N gala C galavirzienā, līdz stop kodonam, kas iniciētermināciju.

--Jaunsintezētie polipeptīdigraudainajā endoplazmatiskajā tīklā(lūmenā) iegūst tiem vajadzīgo telpiskostruktūru (notiek konformācija), konodrošina šaperoni, kas ir atbildīgi par cituproteīnu pareizu telpiskas struktūras izveidi un tās saglabāšanu, intracelluāro transportuun arī bojāto proteīnu noārdīšanu.

-- Pēc procesēšanasproteīns noriešas kā transporta vezikula tiektransportēts uz goldži kompleksa cis daļu.

** II klases CF, Transportējot vezikulu iespējama nepareiza konformācija- ASphe zaudēšana- tās sekas izpaužas, vezikulas transportēšanā uzproteosomu, nevis goldži kompleksu, jo defektu atpazīst keratīns 8. Proteosomā vezikula tiks degradēta, lai arī ir funkcionēt spējīga, kas noved pie jonu kanāla neizveidošanas.

-- Biežākais allēliskais variants- p.Phe508del

Front 219

III klases CF

Back 219

--CFTR proteīnatransportēšanu līdz tā galīgajai lokalizācijaiplazmas membrānā nodrošina no goldži kompleksa noriesošās sekretorās vezikulas vezikulārais transports.

--Proteīns, saplūstot membrānām, paliekintegrēts plazmatiskajā membrānā jonu kanāla veidā, un,saistoties cAMF, inicējas jonu kanālaatvēršanās, notiek Cl jonu transports.

-- Ja ir traucēts aktīvais domēns, kuršiniciēs kanāla atvēršanos, vērojama IIIklases CF.

-- Biežākais allētiskais vairants- Gly551Asp

Front 220

IV klases CF

Back 220

Proteīns tiek sintezēts un integrēts plazmatiskajā membrānā, bet ir traucēts molekulu transports caur šo kanālu.

Front 221

V klases CF

Back 221

Sajā gadījumā proteīns tiek sintezēts un integrēts plazmatiskajā membrānā, bet samazināts transkriptadaudzums vai nepareizs spaisings, kasneļauj CFTR gēnam fukcionēt pilnīgi, tas nonāk līdzplazmatiskajai membrānai, bet sintezē mazāk proteīnu.

Front 222

VI klases CF

Back 222

-- Sajā gadījumā proteīns tiek sintezēts un integrēts plazmatiskajā membrānā, betVērojams defekts tieši vajadzīgāstelpiskās struktūras izveidē (konformācijā),kas notiek graudainajā EPT. Sintezētie proteīni degradējas ātrāk.

-- Pēc procesēšanasproteīns noriešas kā transporta vezikula tiektransportēts uz goldži kompleksa cis daļu, jo keratīns 8 šādu defektu neatpazīs--> nenotiks degradācija proteosomā

Front 223

Makromolekulas

Back 223

--Lielas, komplekas molekulas- nukleīnskābes,m proteīni, ogļhidrāti, lipīdi.

--Eirkaiotu šūnas spēj uzņemt makromolekulas no apkārtējās vides ar endocitozes plaīdzību, ieslēdzot tās vezikulās jeb plazmatiskās membrānas pūslīšos

Front 224

Endocitoze

Back 224

1.Pinocitoze

2. Fagocitoze

Front 225

Pinocitoze

Back 225

Šķīstošu sķidrumu uzņemšana sūnā, veidojot vezikulas. Zarnu bārkstiņas aiztur šķidrumus, veidojas Plazmatiskās membrānas ieliekumi, kuri noriešas kā vezikuals, kuras lēnām tiek transportētas citosolā

Front 226

fagocitoze

Back 226

--Tā nav specifiska, bet ir iesaistīta šūnu atpazīšanā ar receptoru.

--Mikroorganismi un atmirušas šūnas tiek transportētas lielās endocitotiskās vezikulās- fagosomās.

--Nespecifiskas daļiņas piesaistas receptoram-> receptora signāls izsauc pseidipodiju pagarīnāšanos, ko nodrošina aktīna kustības (citoskeleta un mototie proteīni)->Saplūstot_-> pseidopodijām veidojas fagosomas

--Fagosomai saplūstot ar lizosomu veidojas fagolizosomas.

Front 227

Zīdītājiem ir trīs fagocitētājšūnas

Back 227

1. makrofāgi

2. neitrofili

3. denddrītšūnas

Front 228

Receptoru endocitoze

Back 228

Klaratīnu mediēta

Selektīvs transports, kuru iniciē receptori ar secīgu klaratīnskābes bedrītes veidošanos. Signāls, kurš nonāks līdz aktīna filamentiem veidos klaritīnklātu virsmu citosola pusē, kura veidos vezikulu. Kad receptora pusē nav specifiskās molekulas, citosola pusē ir adapterproteīni, kuri ar signāla palīdzību saista klaritīnus. Izveidojas klaritīna slānis, plazmatiskā membrāna turpina ieliekties, aktīna filamentu darbībai. motorajiem proteīniem (diamīnam), veidojas klaritīna klāta vezikula.

Hloesterīnu transportē kā lipoproteīnu, zināmākais ir zema blīvuma lipoproteīns (ZBL).

Front 229

Pataloģija- ģimenes hiperholesterolemija

Back 229

--Augsts holesterīna līmenis asinīs.

--To izraisa LDLR gēna allēliskais variants.

--Receptora aste nodrošina signāla pārvadi un klaritīna slāņa veidošanos, vezikulas veidošanos.

--Defekta gadījumā citoplazmas astei Tyr var būt izmainīts uz Cys, aste nespēj saistīt klaritīnu.

--Parasti, ligandam saistories ar receptoru notiek signāla pārnese, kura piesaistīs APr, kas piesaistīs klaritīnu, veidojot bedrīti, no kuras vēlāk nories klaritīna klāta vezikula, kura palīdz transportēt ZBL nepieciešamajā vietā, kad ir atrasta vieta, klaritīni atbrīvojas un tiek izmantoti atkal.

--Defekta gadījumā bedrīte neveidojas, holesterīns (ZBL) netiek transportēts un izgulsnējas asinsvados.

Front 230

Eksocitoze

Back 230

Sintezēto molekulu transports ārpus šūnas

Front 231

Konstitutīvā

Back 231

--pārnes molekulas no goldži aparāta uz šūnas virsmu

--transports ir neselektīvs un notiek nepārtrukti

--goldži vezikulas saskaroties ar plazmatisko membrānu atbrīvo prteīnus ekstracelluārajā telpā.

Front 232

Regulētā

Back 232

--Regulēta sekrēcija ir atbildes reakcija uz specifiskiem apstākļiem, signāliem, bioķīmiskiem ierosinātājiem.

--Pēc šiem principiem sekretē citokīnus, hormonus, neirotransmiterus, mazas signālmolekulas.

--Sekretoros proteīnus sapako sekretorās vezikulās, atbrīvo tikai, kad saņemts specifisks signāls.

--Signālam vajdzīgs receptors.

--Signālu ievada citoplazmā, kas noved pie regulētas membrānu saplūšanas, kas ļauj atbrīvot proteīnus.

--Piemērs- aizkuņģa dziedzeru beta šūnu sekrēta insulīna atbrīvošanai nepieciešams signāls- glikozes līmeņa maiņa asinīs.

-- Signālu izsauc kalcija jonu koncentrācijas izmaiņas.

--Glikozes līmenim palielinoties ar pasīvo transportu, glikoze tiek ievadīta šūnā, kas izraisa daudz ATF molekulu saražošanu, kas maina ADF un ATF attiecību.

--Tas nodrošina ATF kanāla aizvēršanos, mainas elektroķimiskais gradients un atveras kalcija jonu kanāls, kas izsauc insulīna sekretoro vezikulu saplūšanu ar plazmatisko membrānu un insulīna atbrīvošanu.

--saplūstot vezikulas kļūst par plazmatiskās membrānas daļu, bet tie ārti pazūd no tās, pateicoties endocitozei.

Front 233

Papildus

Back 233

-Vezikulas ir specifisks pūslīšu proteīnu pārklājums, kas palīdz atpazīt specifiskas membrānas un to pārneses mērķi

- Klaritīnklātas nodrošina transportu no plazmatiskās membrānas uz goldži kompleksu

- COPI un COP II nodrošina transportu starp endoplazmatisko tīklu un goldži cisternam.

-Pirms vezikulas saplūst ar plazmatisko membrānu tāz zaudē proteīnu apvalku, savstarpēji mijiedarbojoties notiek membrānu saplūšana.