Transcript Hücre iletişimi ve hücre döngüsü

Hücreler Arası İletişim ve Hücre
Döngüsü
Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü
Hücrelerarası iletişim(Sinyalleşme)
Sinyalleşme Şekilleri
1-Salgılanan moleküller ile sinyal gönderme
2-Plazma membranına bağlı moleküller ile sinyal
gönderme
Sinyal molekülleri:
Protein,küçük peptid,amino asid,
nukleotid,steroid,vit D3,retinoid,yağ asidi türevleri,
çözünmüş gazlar (Nitrik oksid,CO )
Hücreler Arası İletişimler
• 4 Metod
• 75 trilyon hücre iletişim
Gap junctions/Plazmodezma:
ağını iki yolla sağlar.
Bitişik-komşu- hücreler arası
direkt iletişim
Elektriksel
Temasa bağımlı iletişim: Komşu
Kimyasal
membran molekülleri
arasındaki etkileşim
Lokal iletişim: Otokrin ve
Parakrin sinyal iletimi
Uzak mesafeli iletişim:
-Kimyasallar (hormonlar) ile
yavaş.
-Elektriksel (nörotransmitter)
ileti hızlı
Hücre iletişim metodları
Direkt İletişim
Plasma membranes
Gap junctions
between animal cells
Figure 11.3
Plasmodesmata
between plant cells
(a) Cell junctions. Both animals and plants have cell junctions that allow molecules
to pass readily between adjacent cells without crossing plasma membranes.
Temasa Bağımlı İletişim
Lokal İletişim
Local signaling
Target cell
Electrical signal
along nerve cell
triggers release of
neurotransmitter
Neurotransmitter
diffuses across
synapse
Secretory
vesicle
Local regulator
diffuses through
extracellular fluid
Figure 11.4 A B
(a) Paracrine signaling. A secreting cell acts
on nearby target cells by discharging
molecules of a local regulator (a growth
factor, for example) into the extracellular
fluid.
Target cell
is stimulated
(b) Synaptic signaling. A nerve cell
releases neurotransmitter molecules
into a synapse, stimulating the
target cell.
Parakrin
Otokrin
• PARAKRİN
Hücrenin yakın çevresindeki hücreler etkilenir.
• SİNAPTİK
Vücudun birbirinden çok uzaktaki kısımları arasında sinyal
iletimi.(Sinir hücresi uzantısı ile hedef hücreye)
• ENDOKRİN
Sinyal molekülleri (hormon) kan dolaşımına salınır (tüm
vücuttaki hedef hücreler )
• OTOKRİN
– Sinyal moleküllerini kendi üretir ve bu sinyallerden kendi etkilenir.
Sinyal İletiminin Prensibi:
Signal
molecule
Sinyal İletiminin
Özgünlüğü
Receptor
Relay
molecules
Response 1
Cell A. Pathway leads
to a single response
Response 2
Response 3
Cell B. Pathway branches,
leading to two responses
Activation
or inhibition
Response 4
Cell C. Cross-talk occurs
between two pathways
Response 5
Cell D. Different receptor
leads to a different response
Sinyal Molekülleri
Protein,küçük peptid,amino asid,
nukleotid,steroid,vit D3,retinoid,yağ asidi
türevleri, çözünmüş gazlar (Nitrik oksid,CO )
Reseptör sınıfları
Hücre içi reseptörler:
- Sinyal iletici moleküller
steroid hormones, retinoids,
thyroxine, vb
- receptör-hormon compleksi
bir transcription factor
olarak gen transkripsitonunu
etkiler
Hücre yüzey reseptörleri :
- Sinyal iletici molekül
peptid hormonlar, katekolaminler, insulin, growth
factors, cytokines, etc
-Bağlanma ile sitozolik
sekonder messenger
derişiminde ,veya 
Tetikler; buda hücre içi
Protein aktivitelerinde
Değişikler oluşmasına
Neden olur.
© 2000 by W. H. Freeman and Company. All rights reserved.
Hedef hücre reseptörleri:
Membran Reseptörleri
Membran reseptörleri
1. İyon Kanalları:
– Asetilkolin, muscarinic ve nicotinic receptörler üzerinde
etkilidir.
– GABA: Beyin ve spinal kord da nörotransmitter
inhibitörüdür,
– Glutamat: MSS üzerinde depolarizasyon, Na+, K+ and Ca2+
iyonlarına karşı geçirgenliğin artırılması
2. Enzimatik aktiviteye sahip reseptörler
3. G protein bağlı reseptörler
– Beta-adrenergik reseptörler
– Alpha -adrenergik reseptörler
4. Integrin reseptörler
– Hücre adesyon reseptörleri
1. İyon kanalları
Ion channel linked receptors
2. Enzimatik aktiviteye sahip reseptörler
• Reseptör hücre membranının dışındadır.
• Enzimatik aktivite hücre içerisindedir.
• ÖRNEK: Tirozin kinaz:Fosfat grubu ATP den proteindeki
Tirozin üzerine aktarılır – growth receptors
• Guanilsiklaz: GTP’nin cGMP’ ye dönüşümü (nitric oxid)
Tirozin kinaz
3. G-Protein bağlı reseptörler
•
Yüzlerce tipi mevcuttur
•
GDP / GTP bağlar (adını da burdan alır !)
•
Aktive edilen G proteinleri
1. İyon kanallarını açar
2. Adenilat siklaz aracılığı ile aktivite çoğaltılır cAMP
second messenger  protein kinaz aktivasyonu 
________________
Hücreiçi sinyal iletimi G-protein bağlı membran reseptörleri
aracılığı ile yapılır
Reseptör; İletici (G protein): Effektör (membrane-bound enzyme);
Second messenger (cAMP,Ca2+ vb); Yanıt ( protein fosforilasyonları)
RESEPTÖR:Membranı 7
kez kat eden integralheliks membran proteini
Ligand bağlayan domain
(extracellular bölge)
-adrenergic reseptör
Gs bağlayan bölge
(intracellular site)
CREB (cAMP
Response
Element Binding
protein).
4. İntegrin Reseptörler
Fosforilisayon Zinciri
Signal molecule
Activated relay
molecule
Receptor
Inactive
protein kinase
1
Active
protein
kinase
1
Inactive
protein kinase
2
ATP
Active
protein
kinase
2
ADP
P
PP
i
Inactive
protein kinase
3
ATP
Pi
P
Active
protein
kinase
3
ADP
PP
Inactive
protein
ATP
Pi
PP
ADP
P
Active
protein
P
Cellular
response
Reception
Binding of epinephrine to G-protein-linked receptor (1 molecule)
Transduction
Inactive G protein
Active G protein (102 molecules)
Inactive adenylyl cyclase
Active adenylyl cyclase (102)
ATP
Cyclic AMP (104)
Inactive protein kinase A
Active protein kinase A (104)
Inactive phosphorylase kinase
Active phosphorylase kinase (105)
Inactive glycogen phosphorylase
Active glycogen phosphorylase (106)
Response
Glycogen
Glucose-1-phosphate
(108 molecules)
Signal
molecule
Receptor
Sinyal iletiminin Özgünlüğü
Relay
molecules
Response 1
Cell A. Pathway leads
to a single response
Response 2
Response 3
Cell B. Pathway branches,
leading to two responses
Activation
or inhibition
Response 4
Cell C. Cross-talk occurs
between two pathways
Response 5
Cell D. Different receptor
leads to a different response
HÜCRE DÖNGÜSÜ
Hücre döngüsü nedir?
• Bir bölünmenin tamamlanmasından bir sonraki
bölünmeye kadar geçen olaylar dizisi.
Hücre döngüsünün evreleri:
• Mikroskopta gözlendiğinde, hücre döngüsü
mitoz ve interfaz olmak üzere iki temel
bölüme ayrılır.
• Mitoz ve sitokinez sadece 1 saat sürer, hücre
döngüsünün %95’i interfazda geçer.
• İnterfaz: (Bölünmeye hazırlık evresi)
– Hücre büyümesi
– DNA replikasyonu
Hücre döngüsü 4 evreden oluşur:
–
–
–
–
G1
S
G2
M
G1: RNA sentezi + Protein sentezi
S : DNA sentezi + RNA sentezi + Protein sentezi (Histonlar,
enzimler)
G2 : RNA sentezi + Protein sentezi
Toplam döngü süresi 24 saat olan ve hızlı
çoğalan bir insan hücresi için;
• G1→11saat
• S → 8 saat
• G2→ 4 saat
• M → 1 saat
Embriyonik evrede hücre siklusu farklıdır!
G1 evresi olayları
• En uzun evredir (memeli hücrelerinde 9-16
saat)
• RNA & protein sentezi
• DNA sentezi için hazırlık
Sinir hücreleri ömür boyu bölünmezler.
Böbrek, karaciğer ve akciğer hücreleri
Go fazındadır.
S evresi olayları
•
•
•
•
•
•
RNA sentezi G1 deki gibi devam eder.
6 saat kadar sürer.
Protein sentezi en yüksek düzeye ulaşır.
DNA sentezi başlar.
DNA 2 katına çıkar.
Sentrozom kendini eşlemeye başlar.
S evresinde 1 tane replikasyon gerçekleşir.
Ökaryot hücre:
• G1→diploid (2n)
• S →(4n)
• G2→(4n)
• M’nin başında→ (4n)
• M’nin sonunda→(2n)
G2 evresi olayları
•
•
•
•
•
En kısa süren evredir.
3-4 saat ya da daha kısa
DNA sentezi durur
RNA ve protein sentezi devam eder.
Sentrozom duplikasyonu tamamlanır.
M evresi olayları
Hücre döngüsünün düzenlenmesi
• HÜCRE DIŞI SİNYALLER
Büyüme faktörleri
• HÜCRESEL OLAYLAR
Hücre büyümesi
DNA replikasyonu
Mitoz
Hücre döngüsünün farklı evrelerinde
düzenlenme, bir seri kontrol noktası ile sağlanır.
Hücre döngüsünün kontrol noktaları
• G1 kontrol noktası
Hücre yeterince büyüdü mü?
Çevre uygun mu?
Hasar var mı?
• G2 kontrol noktası
Bütün DNA replike oldu mu?
Çevre uygun mu?
Hücre yeterince büyüdü mü?
Hasar var mı?
• Metafaz kontrol noktası
Bütün kromozomlar ipliklere
bağlandı mı?
• Oosit hücrelerinde hücre döngüsünün
kontrolü G2 fazında yapılmaktadır.
• İnsanlarda oositler G2 de onlarca yıl bekler,
hormonlar tarafından yapılan uyarılar ile M
fazına geçerler.
Hücre siklusunun kontrol noktaları:
• G1 kontrol noktasında
DNA’nın hasarı kontrol
edilir. Bu noktada
hasarın onarılması ile
ilgili hücreye zaman
tanınır.
• P53 mutasyonları
hücresel genomda
mutasyonları arttırır.
Hücre siklusunun düzenlenmesi
• Ökaryotik hücrelerin hücre siklusunun
kontrolünde siklinler ve siklin bağımlı protein
kinazlar (Cdk) görev almaktadır.
• Kinazlar kontrol noktalarından geçişte önemli
rol oynarlar.
Hücre döngüsünün düzenleyicileri
• Bütün
eukaryotlarda
hücre döngüsü
bir grup
korunmuş
protein kinaz
tarafından
kontrol edilir.
Hücre döngüsünün düzenleyicileri
• Bu protein
kinazlar hücre
döngüsünün
evrelerine
geçişleri
tetiklemektedirler.
Hücre siklusunun siklin-Cdk kompleksleri