Ellenőrzési mechanizmusok

Az előadások a következő témára: "Ellenőrzési mechanizmusok"— Előadás másolata:

1 Ellenőrzési mechanizmusok

2 Mit kell tudnia egy megbízható szabályozó rendszernek?
Rendelkezik egy időmérővel, ami minden eseménynek ad egy bizonyos időt Az eseményeket mindig csak egy bizonyos sorrendben engedi lejátszódni Megakadályozza az egyes események ismétlődését egy cikluson belül Működjön bináris kapcsoló szerűen: az eseményeket azok teljességében és irreverzibilisen idukálja Legyen robusztus: backup mechanizmusok biztosítsák működését Legyen adaptációs képessége

3 Koffein érzékennyé teszi a sejteket DNS károsító szerekkel szemben
Arthur Pardee , 1982 kontrol + koffein + HU normál mitózis S-fázis gátlás hibás mitózis HU – hydroxyurea, ribonukleotid reduktáz inhibitor

4 Élesztő checkpoint mutánsok DNS károsodás után is tovább osztódnak
Hartwell és Weinert 1989 A sejtciklus mesterséges gátlásával menekíthetők voltak ezek a mutánsok.

5 Az ellenőrzési pontok lassítják, vagy gátolják a fázisátmeneteket
Károsodott DNS Nem replikálódott, vagy sérült DNS Orsóhoz nem kapcsolódott kromoszómák

6 A DNS károsodási mechanizmus központi szereplői az ATM és ATR kinázok
Figure The DNA damage response DNA damage of various types leads to the recruitment of the protein kinases ATR or ATM to the damaged site. With assistance from numerous accessory proteins (not shown), ATR and ATM generate a damage signal that leads to activation of the protein kinases Chk1 and Chk2. These kinases then trigger increased expression of large numbers of genes encoding DNA repair enzymes and other repair proteins; they also block further progression through the cell cycle. In multicellular organisms, the gene regulatory protein p53 is also activated during the damage response, resulting in the increased expression of genes that promote long-term cell-cycle arrest or apoptosis.

7 A p53 transzkripciós faktor elsődleges szerkezete

8 A p53 transzkripciós faktor szabályozása
ARF Figure Activation of p53-dependent gene expression by DNA damage In the absence of DNA damage, Mdm2 ubiquitinates p53, thereby promoting its destruction by the proteasome. The small amount of p53 in undamaged cells is further restrained by its export from the nucleus. After DNA damage, phosphorylation of Mdm2 and p53 disrupts their association, resulting in stabilization and activation of p53. Tetramerization of active p53 blocks its nuclear export, further increasing its concentration in the nucleus. Phosphorylation of p53 also enhances its interactions with transcriptional proteins, including the histone acetylase p300. p300 associates with p53 and promotes the acetylation of histones and of p53 itself, both of which act to increase p53-dependent gene expression.

9 A G1 checkpoint gátolja a G1/S- és S-Cdk komplexek aktivációját
Figure Inhibition of progression through Start after DNA damage in human cells Double-strand breaks in G1 lead to activation of ATM and of Chk2, which phosphorylates Cdc25A, targeting it for ubiquitination and destruction. As a result, inhibitory phosphorylation accumulates on Cdk2 and blocks progression through Start. ATM activation also causes the stabilization and activation of p53 (see section 11-4), resulting in increased expression of the gene encoding the Cdk inhibitor p21, which further suppresses Cdk activities and helps maintain long-term cell-cycle arrest.

10 Az S checkpoint mechanizmust megakadt replikációs villa indukálja

11 A mitótikus CDK aktivitásának szabályozása határozza meg a sejtosztódás kezdetét

12 A G2 checkpoint a mitótikus kináz aktíválását gátolja
A /Cdc25C komplex exportálódik a citoplazmába A T14 és Y15 gátló foszfát csoportok megmaradnak a Cdk1 molekulákon A Cdk1/Cyclin B kompley inaktív marad Nem kezdődik el a sejtosztódás

13 A Mad2 fehérje alternatív konformációs állapotai

14 Az anafázist gátló jel létrehozása
O=nyitott, C=zárt konformáció A Cdc20-Mad2 kölcsönhatás gyenge, és rövid életidejű gátló komplexet eredményez

15 Az orsó összeszerelési ellenőrzési pont az APC inaktívációján keresztül fejti ki hatását