Bunn dlen BUNN CYKLUS ZEN BUNNHO CYKLU w
Buněčné dělení
BUNĚČNÝ CYKLUS
ŘÍZENÍ BUNĚČNÉHO CYKLU w Cykliny a na cyklinech závislé proteinkinázy (Cyclin- Dependent Protein Kinases; Cdk-proteinkinázy) - proteiny, které jsou součástí řídícího systému buněčného cyklu w 8 cyklinů (A, B, C, D, E, F, G a H) - v jednotlivých fázích buněčného cyklu jsou přítomny určité typy cyklinů w 7 typů Cdk-proteinkináz - Cdk proteiny vykazují odlišné funkce v závislosti na fázích buněčného cyklu w fosforylují seriny a threoniny cílových proteinů w Účinnost Cdk-proteinkináz závisí na vytvoření komlexu s cykliny a na vazbě s PCNA (Proliferating Cell Nuclear Antigen) w Inhibovány jsou působením inhibitorů proteinkináz
ŘÍZENÍ BUNĚČNÉHO CYKLU
ŘÍZENÍ BUNĚČNÉHO CYKLU - gen RB 1 w Tumor-supresorový gen Rb 1 - aktivní téměř ve všech somatických buňkách; v průběhu buněčného cyklu se střídá fosforylace a defosforylace Rb proteinu w Rb protein (p. Rb) - jaderný transkripční faktor, regulace buněčného cyklu, diferenciace, indukce apoptózy w Inhibiční usměrňování přechodu z G 1 do S fáze w Nefosforylovaný p. Rb je aktivní - váže se s multifunkčními transkripčními faktory rodiny E 2 F - inhibuje jejich činnost w Komplex p. RB-E 2 F potlačuje např. transkripci genů kódujících cyklin D a E w Neaktivní fosforylovaná forma Rb proteinu - uvolnění vazby s faktory E 2 F w Fosforylace proteinu Rb (inaktivace) je vyvolána Cdk po vzniku komplexu Cdk-cyklin w Vznik komplexu Cdk/cyklin závisí na vazbě růstových faktorů k receptorům (specifickým pro danou buňku – buněčná signalizace)
ŘÍZENÍ BUNĚČNÉHO CYKLU Tumor-supresorový gen TP 53 zastavení buněčného cyklu v kontrolním bodě G 1 Protein p 53, jaderný fosfoprotein - transkripční faktor pro několik cílových genů se zásadním významem při regulaci buněčného cyklu w Gen BAX (proapoptotický člen rodiny Bcl-2): indukce apoptózy reakce na poškození DNA a různé typy stresu (hypoxie, nedostatekrůstových faktorů atp. ) w Gen GADD 45 (Growth Arrest and DNA Damage) – excizní reparace poškození genetického materiálu w CIP 1/WAF 1 - protein 21 (p 21), váže se k cyklin-dependentním proteinkinázám a inhibuje jejich aktivitu jak v G 1 tak G 2 kontrolním bodě. p 21 může tlumit replikaci zpomalením postupu replikační vidlice.
ŘÍZENÍ BUNĚČNÉHO CYKLU
Interfáze w Probíhá metabolismus a tvorba proteinů specifická pro daný typ buňky w Replikace DNA (S fáze) w Reparace chyb v genomu (kontrolní body G 1, G 2) w G 2 fáze - kondenzace DNA – vznik mitotického chomosomu
Struktura chromosomu w Chromatin - euchromatin, heterochromatin w Kondenzace, dekondenzace w Centromera, telomera, chromatida
Mitóza w Dělení somatických buněk (2 n) w Dvě buňky dceřiné (2 n) – shodná genetická výbava s mateřskou buňkou w Fáze: w profáze w metafáze w anafáze w telofáze w cytokineze Mitóza zajišťuje genetickou identitu dceřiných buněk
Profáze w Kondenzace chromosomů – stále patrné jako dlouhé tenké struktury w Tvorba mitotického vřeténka – mikrotubuly + proteiny w Iniciace rozpadu jadérka a jaderného obalu w Kinetochor - část chromosomálních centromer se uchytí k mikrotubulům mitotického vřeténka w Centrioly se pohybují směrem k pólům buňky
Metafáze w Maximální kondenzace chromosomů – seřazené v ekvatoriální rovině (v této fázi se chromosomy nejčastěji vyšetřují)
Anafáze w Chromatidy každého chromosomu se rozcházejí k opačným pólům buňky (chromosomy dceřiných buněk) w K protilehlým pólům buňky táhne chromatidy achromatické vřeténko
Telofáze a cytokineze Telofáze w Dekondenzace chromosomů w Začíná se tvořit jaderný obal ohraničující chromosomy Cytokineze w Začíná ve chvíli, kdy chromosomy doputují k pólu w Tímto procesem se oddělí cytoplazmy dceřiných buněk w Sesterské chromatidy (druhá molekula DNA) se dosyntetizuje až v S-fázi
Meióza Vznik gamet (n - haploidní) redukce počtu chromosomů w Dvě fáze: meióza I a meióza II w Období mezi meiózou I a meiózou II se nazývá interkineze w Meióza I – heterotypické dělení (odlišné od klasické mitózy): w profáze 1. Leptoten 2. Zygoten 3. Pachyten (crossing-over) 4. Diploten 5. Diakineze w metafáze w anafáze – k pólům buňky se rozcházejí chromosomy jednotlivých párů w Telofáze w Meióza II – homeotypické dělení (analogie mitózy)
Meióza
Meióza I – profáze I Obecně: začíná se tvořit dělící vřeténko, postupně se začíná rozpadat jaderná membrána a nucleolus, jednotlivé fáze průběhu profáze I: w leptoten – chromosomy začínají kondenzovat w zygoten – začínají se párovat homologní chromosomy, vytváří se synaptonemální komplex důležitý pro crossing-over w pachyten – chromosomy jsou již značně kondenzované a v mikroskopu patrné jako tetrády (4 chromatidy v bivalentu), odehrává se crossingover – důležitý krok pro genetickou variabilitu populace w diploten – zaniká synaptonemální komplex, bivalenty se začínají rozcházet, chiasmata (místa překřížení) drží chromatidy u sebe w diakineze – maximální kondenzace
Meióza – Profáze I
Meióza I – metafáze I w Mizí jaderná membrána, homologní chromosomy tvoří chromosomální tetrády a ty se řadí v ekvatoriální rovině
Meióza I – anafáze I w Probíhá disjunkce – chromosomy se rozcházejí k opačným pólům buňky – vždy jeden z páru Rozchod chromosomů k opačným pólům je náhodný, náhodná kombinace chromosomů maternálního a paternálního původu w nondisjunkce – proces, kdy dochází k chybám v rozchodu chromosomů nebo chromatid meióza I – nesprávný rozchod homologních chomosomů meióza II –nesprávný rozchod chromatid může mít za následek například trisomii 21 chromosomu - Downův syndromu (47, XX, +21 nebo 47, XY. +21) a další syndromy: Turnerův sy 45, X 0 Klinefelterův sy 47, XXY Patauův sy 47, XX/Y, +13 Edwardsův sy 47, XX/Y, +18 a další…
Meióza – telofáze I a cytokineze Telofáze I w 2 haploidní sady chromosomů se seskupují u opačných pólů buňky Cytokineze w buňka se rozdělí i s cytoplazmou – vznikly 2 haploidní buňky a nastává krátká meiotická interfáze w při vzniku vajíček a spermií je rozdíl v distribuci cytoplazmy do gamet
Meióza II – homeotypické dělení Stejné fáze jako v mitóze, ale dělí se haploidní buňka
Důsledky meiózy w Redukce počtu chromosomů v gametách w Náhodná segregace chromosomů / alel (nové kombinace maternální a paternální genetické výbavy) w Crossing-over, nové kombinace alel na homologních chromosomech
Gametogeneze w Tvorba pohlavních buněk z primordiálních zárodečných buněk w Jsou haploidní oproti somatickým
Spermatogeneze w V semenných kanálcích testes od počátku pohlavní dospělosti w Spermatogonie 2 n primární spermatocyt 2 n sekundární spermatocyt 1 n spermatida 1 n spermie 1 n w Přibližně 64 dní w V jednom ejakulátu přibližně 200 milionů spermií
Spermatogeneze
Oogeneze w Na rozdíl od spermatogeneze začíná již v prenatální době w Oogonie 2 n primární oocyt 2 n sekundární oocyt 1 n + 1 polární tělísko vajíčko + 1 polární tělísko w Při narození jsou primární oocyty ve stadiu profáze I (dictyoten) a tak setrvávají až do pohlavní dospělosti w Primární oocyty pokračují v meióze I až v pohlavní dospělosti; rozdělí se na sekundární oocyt (1 n) s většinou cytoplazmy a organelami a na polární tělísko w Meioza II je dokončena pouze v případě oplodnění
Oogeneze
- Slides: 28