Prezentace
Prezentace
Prezentace
Transforme seus PDFs em revista digital e aumente sua receita!
Otimize suas revistas digitais para SEO, use backlinks fortes e conteúdo multimídia para aumentar sua visibilidade e receita.
Buněčný cyklus<br />
Replikace DNA a dělení buňky
2<br />
Regulace buněčného dělení<br />
•buněčný cyklus:<br />
•buněčné dělení<br />
•buněčný růst<br />
• kontrola kvality „potomstva“<br />
(dceřinných buněk)<br />
•bránípřenosu nekompletně zreplikovaných<br />
genomů – body kontroly „checkpoints“<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
3<br />
Buněčný cyklus E. coli<br />
syntéza DNA (replikace<br />
genomu)<br />
40 min<br />
rozdělení buňky<br />
20 minut od dokončení<br />
replikace<br />
„generační doba“ i méně<br />
než 60 min (40+20)<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
Buněčný cyklus<br />
4<br />
probíhá v krocích<br />
zajištěn specializovanými protein kinázami, fosfatázami, proteázami<br />
modely Saccharomyces, Schizosaccharomyces, Drosophila<br />
buněčné mechanismy cyklu dělení u eukaryot vysoce konzervovány:<br />
protein kinázy<br />
enzymy DNA replikace<br />
cytoskeletárních struktury (mitóza - pohyb chromozomů)<br />
mechanismy degradace proteinů (ubiquitin-dependentní pathway)<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
5<br />
Buněčné dělení<br />
specifika u rostlin:<br />
buněčná stěna - tvorba buněčné přepážky/přehrádky (ne<br />
kontraktilního kroužku) při dělení<br />
replikace 3 genomů (jaderný, organelární)<br />
opakovaná tvorba nových orgánů, náhrada odumřelých či<br />
poškozených orgánů (kontrolovaná buněčná proliferace)<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
Mitóza<br />
6<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
7<br />
Fúze protoplastů v odlišných<br />
fázích buněčného cyklu<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
Buněčný cyklus 8<br />
interfáze x mitóza<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
velmi striktní<br />
iniciace DNA<br />
syntézy inhibována<br />
v G2, M a G1<br />
Kontrola<br />
replikace DNA<br />
9<br />
syntéza z počátků<br />
replikace (2D á 66<br />
kb, 1D á 47 kb)<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
10<br />
replikační počátky<br />
• v průběhu BC vazba ORC (origin recognition complex) (Orc proteiny)<br />
• ORC proteiny interagují s dalšími proteiny<br />
– Cdc (cell division control)<br />
– MCM (iniciace replikace – pouze jednou v průběhu cyklu – „licencing<br />
factor“)<br />
– DNA polymerázy<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
11<br />
Iniciace<br />
replikace<br />
pivovarská kvasinka<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
Gen PROLIFERA<br />
12<br />
Arabidopsis, produktem Mcm7, mutace letální<br />
Springer et al. (2000) Development 127; 1815.<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
13<br />
Další proteiny replikace<br />
navození vhodných podmínek replikace<br />
např. dráha syntézy dNTPs – substráty DNA<br />
syntézy – stimulována těsně před začátkem S<br />
fáze<br />
v časné S fázi silně stimulována syntéza histonů<br />
(chromatin)<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
14<br />
Syntéza histonů<br />
v S fázi<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
APC (anaphase-promoting<br />
15<br />
complex)<br />
-destrukce<br />
specifických<br />
proteinů<br />
-degradace<br />
mitotických<br />
cyklinů (konec<br />
metafáze)<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
Konec M<br />
16<br />
fáze –<br />
nástup G1<br />
pivovarská kvasinka<br />
Cdc6 vazba<br />
na ORC<br />
komplex<br />
• pouze v<br />
absenci<br />
aktivity<br />
mitotické<br />
kinázy<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
Iniciace mitózy 17<br />
iniciace mitózy v S fázi<br />
úplná kondenzace<br />
chromozomu v profázi<br />
kinetochory –proteinové<br />
komplexy vázané na<br />
centromery, vazebná<br />
místa pro mikrotubuly<br />
dělícího vřeténka,<br />
APC (anaphase-promoting<br />
complex) označí inhibitor<br />
mitózy (Pds1p) pro<br />
proteolýzu<br />
destrukce kohezních<br />
proteinů, které vážou<br />
sesterské chromatidy<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
18<br />
Kontrola BC změnami aktivity CDKs<br />
(cyclin-dependent<br />
kinases)<br />
CDKs:<br />
aktivace<br />
katalytické<br />
podjenotky<br />
asociací s<br />
cyklinem<br />
CDK komplexy:<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
19<br />
Cykliny<br />
nezbytné pro<br />
aktivitu CDK<br />
udávají specifitu<br />
komplexu cyklin-<br />
CDK<br />
určují subcelulární<br />
lokalizaci CDK<br />
malá skupina<br />
proteinů, které se<br />
objevují a mizí<br />
během BC<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
20<br />
Cykliny<br />
1. mitotické<br />
B-type/M.....přechod G2 do M<br />
A-type/S.....S fáze<br />
„cyclin box“<br />
„mitotic destruction<br />
box“<br />
2. G1 cykliny<br />
(D-type a E-type)<br />
převážně všechny D-type<br />
–v G1, degradace na<br />
začátku S fáze<br />
(některé v malém<br />
množství v průběhu<br />
celého cyklu)<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
21<br />
Kontrola CDK aktivity<br />
kinázy, fosfatázy, specifické inhibitory – příklad od kvasinek<br />
fosforylace CDK inhibuje protein kinázovou aktivitu enzymu<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
Kontrola CDK aktivity 22<br />
CKI: inhibitory CDK<br />
asociace s aktivovaným CDKcyklin<br />
komplexem brání<br />
komplexu ve fosforylaci jeho<br />
substrátu<br />
Arabidopsis – gen ICK1<br />
kóduje CKI, indukce ABA, asi<br />
zprostředkuje „cell cycle<br />
arrest“<br />
Weinl et al. (2005) Plant Cell 17; 1704<br />
v trichomechpůsobí závisle na<br />
koncentraci: ve vysokých konc.<br />
blokuje přechod G1-S, v<br />
nízkých konc. blokuje G2-M<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
Proteolýza a BC<br />
23<br />
proteolýza CKI<br />
(transice G1-S)<br />
degradace kohezních<br />
proteinů (metafázeanafáze)<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
24<br />
u rostlin<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
25<br />
fáze G0<br />
Klidové<br />
(quiescent)<br />
buňky,<br />
neproliferují<br />
bez signálu<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
organizace meristémů<br />
(SAM)<br />
26<br />
Geny pro správnou funkci<br />
meristémů<br />
• zajistí vytvoření a<br />
udržení nediferencované<br />
centrální zóny (znovuobnovení<br />
meristému)<br />
• řídí diferenciaci<br />
v orgánových primordiích<br />
• lokalizují buněčn dělení v<br />
orgánových primordiích<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
27<br />
Zachování tří genomů<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
Arabidopsis<br />
28<br />
regulace BC<br />
rostlinnými<br />
hormony a<br />
dalšími<br />
regulátory<br />
Lucie Perry<br />
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech republic
Mudar idioma