-
co to jsou cykliny a CDK?
- Cykliny jsou skupinou proteinů, které hrají významnou roli v regulaci buněčného cyklu. Představují regulační podjednotky cyklin-dependentních kináz, enzymů zodpovědných za spouštění procesů probíhajících v jednotlivých fázích cyklu, jako například
- replikace DNA v S fázi,
- kondenzace chromozomů v profázi mitózy,
- rozpuštění jaderné membrány v prometafázi
- nebo oddělení+rozchod chromatid v anafázi.
-
jaká je koncentrace cyklinů a CDK v průběhu bun. cyklu?
- koncentrace cyklinů kolísá v průběhu cyklu
- koncentrace CDK je stabilnější, ale jejich aktivita je bez cyklinu nulová
- cykliny spolurozhodují o výběru substrátu pro fosforylaci kinázou CDK
-
vyjmenuj fáze buněčného cyklu a stručně je charakterizuj
- Buněčný cyklus je cyklus,kterým prochází eukaryotická buňka od svého vzniku po další dělení. Tedy od dělení po dělení buňky. Doba trvání cyklu se nazývá generační doba.
- Buněčný cyklus se skládá z několika fází přípravných (souborně nazývaných jako interfáze – období od konce jedné mitózy po začátek druhé) a vlastního buněčného dělení (nejčastěji mitózy).
- Buněčný cyklus lze rozdělit na 4 základní fáze podle "přípravných" procesů v buňce, které mají vztah k rozdělení buňky. Časy zde uvedené jsou pouze orientační a liší se druh od druhu a buňka od buňky:
- G1 (growth) fáze (cca 50 % cyklu) – zdvojení buněčné hmoty, buňka roste, tvoří se RNA a proteiny, připravuje se zásoba nukleotidů a enzymů pro replikaci DNA. Hlavní kontrolní uzel
- S (synthesis) fáze (cca 30 % cyklu) – DNA se replikuje na dvojnásobné množství, každý chromosom je na konci této fáze zdvojený, buňka je de facto tetraploidní
- G2 fáze (cca 15 % cyklu) – zdvojování organel, tvorba struktur potřebných pro dělení buňky – mitotické vřeténko
- M (mitosis) fáze (cca 5 % cyklu) – dělení jádra (karyokineze), dělení buňky (cytokineze), výsledkem jsou dvě buňky o stejném počtu chromozómů (ekvační dělení)
Každá "přípravná" fáze je zakončena kontrolním uzlem, který má za úkol ověřit, je-li buňka připravena na přechod do další fáze. Nejvýznamnějším ze všech je kontrolní uzel v G1 fázi, který může za určitých okolností uvést buňku do tzv. G0 fáze, ve které se buňka nepřipravuje na dělení. V G0 fázi mohou buňky vydržet i desítky let (nervová či svalová buňka obratlovců)
-
Jaké typy cyklinů jsou spjaty s kterými fázemi bun. cyklu?
- Cyklin fáze G1: cyklin D
- Cyklin fáze G1/S: cyklin E
- Cyklin fáze S/G2: cyklin A
- Cyklin fáze M: cyklin B
-
jaké jsou Tři funkční stavy Cdk?
- A) inaktivní - bez cyklinu, aktivní místo Cdk je blokováno částí proteinu zvanou T-smyčka
- B) částečně aktivní - po navázání cyklinu opouští T-smyčka aktivní místo Cdk a částečně jej tak aktivuje
- C) plně aktivní - fosforylace treoninu T smyčky Cdk kinázou CAK (Cdk-activating kinase): konformační změna, zvýšení afinity pro příslušné substráty
-
co je Fosforylace?
Fosforylace je adice fosfátových skupin (PO3−4 ) na proteiny nebo jiné organické molekuly. Může měnit strukturu proteinů v enzymech a tím i jejich funkci a činnost
-
aktivitu Cdk určuje primárně...
vazba cyklinů
-
vyjmenuj pomocné mechanismy přispívající k jemné regulaci aktivity Cdk
- - fosforylace dvojice AK v blízkosti aktivního místa kinázou Wee1 inhibuje aktivitu komplexu cyklin/Cdk
- Kináza Wee1 – inhibuje komplexy cyklin Cdk
- - defosforylace těchto AK fosfatázou Cdc25 zvyšuje aktivitu komplexu cyklin/Cdk
- Fosfatáza Cdc25 – aktivuje komplexy cyklin-Cdk
- - další aktivační fosfát přidává CAK na T smyčku
-
proteiny CKI:význam?
- Regulace aktivity Cdk
- vážou se na komplexy cyklin/Cdk a inhibují je v důsledku změny konformace aktivního místa Cdk
-
vyjmenuj členy rodiny Cip/Kip
tři členové u savců: p21 Cip1, p27 Kip1,p57 Kip2
-
co dělá p21Cip1?
p21 se indukuje při poškození DNA pomocí proteinu p53, pozastavuje cyklus ve fázích G1 a G2
-
vyjmenuj členy rodiny INK4
- p16INK4A
- p15INK4B
- p18INK4C
- p19INK4D
-
jaký význam má rodina INK4?
- inhibice tvorby komplexů cyklinů D a CDK4/CDK6 a inaktivace již vytvořených komplexů
- zastavení buněčného cyklu ve fázi G1 (před bodem restrikce)
-
jaké znáš inhibitory Cdk?
- rodina INK4
- rodina Cip/Kip
-
jaká je fce Kontrolních bodů cyklu?
- molekulární brzdy
- A. Kontrolují
- 1. iniciaci fáze S
- 2. iniciaci mitózy
- 3. rozdělení dceřiných chromozomů v anafázi
- 4. začátek telofáze a cytokineze
- 5. celistvost DNA
- B. zajišťují, aby hlavní události cyklu probíhaly v pevně daném pořadí
- C. sensory sledují klíčové děje cyklu a poskytují řídícímu systému zpětnou vazbu
- D. je-li zaznamenána chyba, řídící systém prodlouží danou fázi, aby chyba mohla být opravena
- E. zajišťují extrémní přesnost buněčného dělení (příjem správného počtu řádně replikovaných chromozomů dceřinou buňkou)
-
-
kontrolní body kontrolují aktivity kterých látek?
kontrolují aktivity komplexů cyklin-CDK a ubikvitinligáz SCF a APC/C
-
jaká mechanismy používají kontrolní body ke kontrole aktivit komplexů cyklin-CDK a ubikvitinligáz SCF a APC/C?
- regulace syntézy a degradace cyklinů
- fosforylace CDK v inhibičních a aktivačních místech
- regulace syntézy a stability inhibitorů CDK
-
Buněčný cyklus reaguje na signály z vnějšího i vnitřního prostředí, uveď příklady takových signálů
- Vnější podněty:
- signální molekuly
- živiny a růstové faktory
- Vnitřní podněty:
- stupeň dokončení předchozích fází
- poškození DNA
Na základě těchto podnětů může být buněčný cyklus pozastaven.
-
jaký znáš Důkaz existence regulátorů cyklu?
- fúze savčích buněk
- (Johnson a Rao, 1970)
-
-
popiš Výhody kvasinkového modelu
- dostupnost údajů o sekvenci genomu
- haploidní status - usnadnění genetických analýz
- snadná kultivace, vysoká rychlost cyklu
- snadné vizuální vyhodnocení fáze buněčného cyklu mikroskopickou analýzou morfologie buněk
-
popiš vizuální vyhodnocení fáze buněčného cyklu mikroskopickou analýzou morfologie buněk u kvasinek
- u pučících kvasinek (Saccharomyces cerevisiae)
- nepřítomnost pupene – značí fázi G1, přítomnost pupene menšího než u rodičovské buňky – značí fázi S,
- přítomnost pupene podobné velikosti jako u rodičovské buňky – značí fázi G2
- - u štěpících se kvasinek (Schizosaccharomyces pombe) lze na fázi
- cyklu usuzovat z délky buněk
-
co je to dominový efekt?Vysvětli na příkladu buněčného cyklu kvasinek a cdc genů
nová fáze cyklu může nastat až po dokončení fáze předchozí – dominový efekt
- mutace v genech nutných pro průchod danou fází cyklu (cdc) se projeví synchronizací celé populace kvasinkových buněk – jejich cyklus se zastaví ve stejné fázi
- Geny cdc jsou esenciální, proto kvasinky defektní v cdc nejsou životaschopné – připraveny podmínečně letální mutanti
|
|
