+ All Categories
Home > Documents > Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Date post: 04-Jan-2016
Category:
Upload: xantha-hopkins
View: 35 times
Download: 2 times
Share this document with a friend
Description:
Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění. Mitóza. Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill. Průběh mitózy v buněčné kultuře fibroblastů. Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill. Buněčný cyklus. - PowerPoint PPT Presentation
57
Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění
Transcript
Page 1: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Page 2: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Mitóza

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 3: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Průběh mitózy v buněčné kultuře fibroblastů

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 4: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Buněčný cyklus

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 5: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Kinázy závislé na cyklinech kontrolují buněčný cyklus

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 6: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Kontrola vstupu do mitózy - výsledek využití různých buněčných modelů

Page 7: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Experimental Systems Important for Cell Cycle Studies

Arbacia punctulata

Xenopus laevisSchizosaccharomyces pombe

Saccharomyces cerevisiae

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 8: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Cyclin was Discovered in Sea Urchin Embryos

ProteinLevel

Time

cyclin A cyclin B

M M M

can stimulate to

lay lots of eggs

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 9: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Frog life cycle

1 mm

spermtadpole feeds, grows

and becomes an adult frog

OOCYTE GROWS WITHOUT DIVIDING(MONTHS) FERTILIZATION

FERTILIZED EGG DIVIDES WITHOUT GROWING(HOURS)

Page 10: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

The Maturation of Frog Eggs

An Assay for Maturation Promoting Factor (MPF)

Yoshio Masui, 1971

Page 11: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

MPF Activity Peaks Before Each Cell Division

Moreover, MPF has kinase activity

Page 12: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 13: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Purification of MPF: The Birthof Cyclin Dependent Kinases

This is cdc2+!!(Cdc28 in

S. cerevisiae)

This is cyclin!!

Which = cdc13+

in S. pombe

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 14: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Fission yeast: Schizosaccharomyces pombe

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 15: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Budding Yeast Saccharomyces cerevisiae

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 16: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Permissive (low) temperature Restrictive (high) temperature

Cdc Mutants Arrest at the Same Cell Cycle Phase

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 17: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Cdc Genes Encode Proteins Needed for the G2-M Transition:Studies in S. pombe

cdc2+ encodes a kinase Moreover = cdc28 in S. cerevisiae!

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 18: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Phosphorylation of CDK Targets Changes Their Activity

Now performsa cell cycle function

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 19: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Jak jsou CDK regulovány?

1. prostřednictvím syntézy a odbourávání cyklinů

2. fosforylací

3. pomocí CDK inhibitory proteins (CKIs)

Page 20: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění
Page 21: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Cyclin Destruction is Controlled by Ubiquitination

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 22: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Představují cykliny jediný způsob regulace CDK?

Page 23: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Exprese cyklinů v jednotlivých fázích BC

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 24: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

CDK jsou regulovány fosforylací

Page 25: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Conformational Changes Associated with CDK Phosphorylation

The T-loop blockssubstrate access

Free CDK CDK + Cyclin T161 phosphorylation

Binding of cyclinmoves the T-loop

Phosporylation movesthe T-loop more

Page 26: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Cyclin Dependent Kinase Inhibitors (CKIs)

Page 27: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

The p21 Family of CDK inhibitors(p21CIP1/WAF1, p27KIP1, p57KIP2)

CDKCyclin

active

p21+

inactive

CDKCyclin

p21

p27Ki

p1

Cyclin A

CDK2

Russo et al. (1996) Nature 382:325

Cyclin ACDK

2Jeffrey et al. (1995) Nature 376:313

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 28: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

The INK4 Family of CDK inhibitors(p16INK4a, p15INK4b, p18INK4c, p19INK4d)

INK4+CDK4/6

Cyclin D

active

CDK4/6 Cyclin DINK4 +

inactive

Russo et al. (1998) Nature 395:237Brotherton et al. (1998) Nature 395:244

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 29: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

CKIs Regulate the G1-S Transition

(p16)

(p21, p27)

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 30: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Nature Reviews Cancer 2001, 1:222

Page 31: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 32: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

pRB Binds to the E2F Transcription Factor

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 33: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

G1 Cyclin CDKs Phosphorylate pRB

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 34: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Proliferation Signals

p16 RegulatespRB Phosphorylation

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 35: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Nature Reviews Cancer 2001, 1:222

Page 36: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Kontrola buněčného cyklu úzce souvisí s:

kontrolou buněčného růstu;

přítomností růstových faktorů a dalších

růstových stimulů a živin;

působením ostatních buněk populace

a mezibuněčné hmoty.

Page 37: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

The Difference Between Growth and Cell Division

Cell DivisionNo Growth

Cell Division + Growth =Proliferation!

Growth with

No Cell Division

Page 38: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Growth withNo Cell Division:

A Differentiated Neuron

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 39: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Cell Division with No Growth: Early Development

1 mmsperm

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 40: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Nature Reviews Cancer 2001, 1:222

Page 41: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Growth Factors actat the Restriction Point

Growth Factors Induce Cell Cycle Progression

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 42: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Nature Reviews Cancer 2001, 1:222

Page 43: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Zetterberg and Larsson, PNAS 82:5365 (1985)

pm = post mitoticps = pre-synthetic

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 44: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Growth Factors Induce Gene Expression

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 45: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Growth Factors Induce Cyclin D1 Expression

Sherr and McCormick, Cancer Cell, Vol 2, 103-112 (2002)

Page 46: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Mitogen Induced Cell Cycle Progression in Cell Culture

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 47: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění
Page 48: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Cell Cycle Checkpoints

Page 49: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Weinert and Hartwell, Science 246:629 (1989)

Cell Cycle Checkpoints Improve Cell Viability

Page 50: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

How do Cell Cycle Checkpoints Work?

Zhou and Elledge Nature 408, 433 - 439 (2000)

Page 51: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Zhou and Elledge Nature 408, 433 - 439 (2000)

Page 52: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Signal

Sensor

Transducer

Effector

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 53: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Dr. B. Duronio, The University of North Carolina at Chapel Hill

Page 54: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

Metaphase in a mammalian cell

Page 55: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

The Metaphase to Anaphase Transition

Page 56: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

The Spindle Assembly Checkpoint

Page 57: Buněčný cyklus - principy regulace buněčného růstu a buněčného dělění

poškození DNAporuchy buň. cykluporuchy buň. dělenínedostatek živin a růstových faktorůkontaktní inhibicevliv ECM

zástava buň.cyklu(restriction point,checkpoints)setrvání v G0 fáziapoptóza

dostatek živin a růstových faktorůmitogeny

proliferace


Recommended