Upload
volki777
View
274
Download
2
Tags:
Embed Size (px)
Citation preview
HÜCRELER ARASI İLETİŞİM
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN
MKÜ Fen Edebiyat Fakültesi Biyoloji Bölümü
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 1
YAP
GAB2
RTKGP
CR
Cytokine Receptor
CytokinesIntegrins
Akt
PI3K PI3K
IRS1
PI3K
PIP2 PIP3
SynapticSignaling
TranslationRegulation of
Cyclic Nucleotide
Blocks Apoptosis
Protein Synthesis
Survival Genes
Glycogen Synthesis
CellCycle
DeathGenes
CellSurvival
Aggregation and Neurodegeneration
Neuroprotection
Cardiovascular Homeostasis
PTEN
CTMP
ILK
FAK
PI3KSYK
CellSurvival
p73 Mediated Apoptosis
Apoptosis Inhibition
Insulin Stimulated Mitogenesis
Glucose Uptake
Elevation of Glucose Import
NF-kBPathway
JNKPathway
ERKPathway
CaspaseCascade
PIP3PIP3PDK-1
p70S6K
GrowthFactors
mTOR
eIF4E
4EBP1
Raf1
BAD
P AktP
Ser87XIAPP
FKHRP
FKHR
Nucleus
MDM2
P
MDM2
P
p53Ub
Ub
GlycogenSynthase
Chk1
Pp27(KIP1)
GSK3
CcnD
JIP1 ARP
eNOSP
NOProduction
Ataxin
p53 Degradation
P
14-3-3
p47Phox
PRAS40
WNK1P
IKKsP
DNA-PK PFK1
PFK2
P
PPP2A
HSP90
CDC37
Akt Signaling
14-3-3
14-3-3
PDE3BP
14-3-3 14-3-3
p21(CIP1)P
14-3-3
Caspase9P
CREB
P
CREB
P
PDK-1
ASK1P
GLUT4Vesicle
TSC2TSC1
GaGTP
2009ProteinLounge.com
C 2
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 3
Genel bakış
• Hücreler konuşur mu?
• Ne hakkında konuşurlar?
• Biri diğer(ler)ine ne söyler?
• Duyan nasıl cevap verir?
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 4
Hücre sinyali
• Hücreler arası iletişime denir
• Sinyale verilen cevap: *gen ifadesi,*metabolik enzimlerin aktivite değişimi,*hücre iskeletinin yapısının yeniden değişimi,*iyon geçirgenliğindeki değişim,*DNA sentez aktivasyonu,*hücre ölümü
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 5
Sinyal aktarımı(Signal Transduction)
• Hücre yüzeyine gelen sinyalin hücre içine iletilmesi
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 6
Hormonlar ve almaçlar (receptors)
• Haberci molekül sentezi
• Sinyal molekül salgılanması
• Sinyal molekülün hedef hücreye iletimi
• Sinyal molekülün özgün almaçla etkileşimi
• Almaç-s.molekül kompleksinin cevap oluşturması
• Sinyalin ortadan kalkması ve cevabın sonlanması
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 7
Eksternal sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi
• 1. Endokrine sinyal iletimi: sinyal molekülleri(hormonlar) endokrin organ hücrelerince sentezlenirler –sentezlendikleri yerin uzağından başka bir mikroçevredekihedef hücrelere etki ederler.
• 2. Parakrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri aynı mikroçevreyi paylaşan bir hücre veya hücre grubu tarafındasalınır ve yakın çevredeki diğer hücreleri etkiler(nörotransmitterler ve nörohormonlar).
• 3. Autokrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri bir hücreveya hücre grubundan salınır ve sadece kendileri yanıtoluştururlar (bir çok büyüme faktörü).
• 4. Hücre-hücre ve hücre-matriks arası etkileşimlerde işekarışan moleküller.
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 8
Eksternal sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi
• animasyonlar
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 9
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 10
Ör. nörotransmiterler:Sinir hücresi – sinir hücresi veya sinir hücresi kas hücresiDoç.Dr. Mustafa ERAYMAN 11
Ör. Tümör hücrelerinin büyüme faktörleri salgılamasıDoç.Dr. Mustafa ERAYMAN 12
Hücre-hücre
hücre-matriks
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 13
Eksternal sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi
1. Endokrine sinyal iletimi: sinyal molekülleri (hormonlar)endokrin organ hücrelerince sentezlenirler – sentezlendikleri yerinuzağında başka bir mikroçevredeki hedef hücrelere etki ederler.2. Parakrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri aynı mikro çevreyipaylaşan bir hücre veya hücre grubu tarafında salınır ve yakınçevredeki diğer hücreleri etkiler (nörotransmitterler venörohormonlar).3. Autokrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri bir hücre veya hücregrubundan salınır ve sadece kendileri yanıt oluştururlar (bir çokbüyüme faktörü).4. Hücre-hücre ve hücre-matriks arası etkileşimlerde işe karışanmoleküller.
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 14
Özet
(1) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün sentezlenmesi(2) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün salınması.(3) Sinyal molekülünün hedef hücreye taşınması(4) Sinyalin hedef hücrede özgül reseptör protein tarafından tutulması(5) Hücre içi sinyal transdüksiyon yolunu tetiklemesi(6) Hücre metabolizmasında veya gen ekspresyonunda değişiklikler
(hücresel yanıt).(7) Sinyalin sönümlenmesi, çoğunlukla hücresel yanıtın sonlandırılması.
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 15
Özet
(1) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün sentezlenmesi(2) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün salınması.(3) Sinyal molekülünün hedef hücreye taşınması(4) Sinyalin hedef hücrede özgül reseptör protein tarafından tutulması(5) Hücre içi sinyal transdüksiyon yolunu tetiklemesi(6) Hücre metabolizmasında veya gen ekspresyonunda değişiklikler
(hücresel yanıt).(7) Sinyalin sönümlenmesi, çoğunlukla hücresel yanıtın sonlandırılması.
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 16
Özet
(1) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün sentezlenmesi(2) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün salınması.(3) Sinyal molekülünün hedef hücreye taşınması(4) Sinyalin hedef hücrede özgül reseptör protein tarafından tutulması(5) Hücre içi sinyal transdüksiyon yolunu tetiklemesi(6) Hücre metabolizmasında veya gen ekspresyonunda değişiklikler
(hücresel yanıt).(7) Sinyalin sönümlenmesi, çoğunlukla hücresel yanıtın sonlandırılması.
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 17
Özet
(1) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün sentezlenmesi(2) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün salınması.(3) Sinyal molekülünün hedef hücreye taşınması(4) Sinyalin hedef hücrede özgül reseptör protein tarafından tutulması(5) Hücre içi sinyal transdüksiyon yolunu tetiklemesi(6) Hücre metabolizmasında veya gen ekspresyonunda değişiklikler
(hücresel yanıt).(7) Sinyalin sönümlenmesi, çoğunlukla hücresel yanıtın sonlandırılması.
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 18
Özet
(1) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün sentezlenmesi(2) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün salınması.(3) Sinyal molekülünün hedef hücreye taşınması(4) Sinyalin hedef hücrede özgül reseptör protein tarafından tutulması(5) Hücre içi sinyal transdüksiyon yolunu tetiklemesi(6) Hücre metabolizmasında veya gen ekspresyonunda değişiklikler
(hücresel yanıt).(7) Sinyalin sönümlenmesi, çoğunlukla hücresel yanıtın sonlandırılması.
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 19
Özet
(1) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün sentezlenmesi(2) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün salınması.(3) Sinyal molekülünün hedef hücreye taşınması(4) Sinyalin hedef hücrede özgül reseptör protein tarafından tutulması(5) Hücre içi sinyal transdüksiyon yolunu tetiklemesi(6) Hücre metabolizmasında veya gen ekspresyonunda değişiklikler
(hücresel yanıt).(7) Sinyalin sönümlenmesi, çoğunlukla hücresel yanıtın sonlandırılması.
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 20
Özet
(1) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün sentezlenmesi(2) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün salınması(3) Sinyal molekülünün hedef hücreye taşınması(4) Sinyalin hedef hücrede özgül reseptör protein tarafından tutulması(5) Hücre içi sinyal transdüksiyon yolunu tetiklemesi(6) Hücre metabolizmasında veya gen ekspresyonunda değişiklikler
(hücresel yanıt).(7) Sinyalin sönümlenmesi, çoğunlukla hücresel yanıtın sonlandırılması
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 21
Sinyal transdüksiyonu bilginin, hücre dışından sitoplazmayaveya çekirdeğe taşınması için gerçekleşen moleküler olaylarıntamamıdır.
Amplifikasyon (zaman ve nitelik) ikinci haberciler aracılığı ilesinyallerin amplifikasyonu (genellikle küçük moleküllerinturnover’leri oldukça hızlıdır).
Çoklu kontrolsinyal
Algılama - Kabul etme
Transdüksiyon
Hücresel yanıtlar
Amplifikasyon
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 22
Hücresel yanıtlar özellikle sinyal iletim yollarının açılmasına ve sonuçta aşağıdaki hücresel değişikliklere neden olabilir:
hücre döngüsü ilerleyişigen ekspresyonuprotein artışı ve yönlendirilmesihücre göçühücre iskeleti oluşumuhücresel konumlanmametabolizmahücresel devamlılık
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 23
Almaç proteinler (receptors)
• Ligant= sinyaltaşıyan molekül (hormon, feromon, nörotransmitter)
• almaç= ligantı kabul eden molekül
• Ligant- almaç kompleksi= reaksiyon zinciri
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 24
Nörotransmitter:
(a) Kalp kas hücresi: kontraksiyon gücünde ve oranında azalma
(b) İskelet kas hücresinde: kontraksiyon(c) Düz kas hücresinde: relaksiyon (d) Tükrük bezi hücresinde: salgı salgılama
Farklı hücreler aynı sinyal molekülüne farklı yanıtlar üretebilirler
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 25
Aynı almaç grupları farklı farklı hücreler üzerinde bulunabilirler ve her hücrede farklı cevap
oluşturabilirler
• Asetilkolin
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 26
Asetilkolinalmaçları
Çizgili kas h. Kalp kası h. Pankreatik
asinar h.
Farklı almaç-ligant kompleksi aynı hücresel cevap
• Karaciğer hücrelerindeki almaçlara glukagon veya epinefrinin bağlanması => glikojen yıkımı
Ep. Veya glu. Bağlanması sonucu oluşan aktivite cAMP sentezini uyarır ve bu da glikoje yıkım ve glikozun kana verilmesiyle sonlanır
Unutma!!! Bu iki hormonun bağlanma özgüllükleri farklı, efektör özgüllükleri aynı
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 27http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/content/signaling.htmlhttp://bcs.whfreeman.com/thelifewire/content/chp50/5002s.swf(animasyon)
Hormonların sınıflandırılması
Çözünürlükleri ve özgül almaçların hücredeki yerleşimine göre hormonlar:
1. Küçük lipofilik moleküller (plazma membranını geçen)
2. Hidrofilik moleküller (hücre yüzeyi almaçlarına bağlanan)
3. Lipofilik moleküller (hücre yüzeyi almaçlarıyla etkileşen)
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 28
1. Küçük lipofilik moleküller (plazma membranını geçen)
• Steroid, tiroksin ve retinoik asit gibi hormonlar
• Tüm Steroidler kolesterolden sentezlenir (ör: dişi eşey hormonları östrojen ve progesteron)
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 29animasyon http://highered.mcgraw-hill.com/olcweb/cgi/pluginpop.cgi?it=swf::535::535::/sites/dl/free/0072437316/120109/bio46.swf::Mechanism%20of%20Steroid%20Hormone%20Action
2. Hidrofilik moleküller (hücre yüzeyi almaçlarına bağlanan)
• Plazma zarını difüzyonla geçemeyen suda çözünür hormonlar
• Hücre yüzündeki almaçlara bağlanıp sinyal oluşturur
1. Peptit hormonlar (insülin, büyüme hormonları, glukagon)
2. Amino asit türevli küçük moleküller (epinefrin, histamin)
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 30Animasyon insülin
3. Lipofilik moleküller (hücre yüzeyi almaçlarıyla etkileşen)
• Hücre yüzeyindeki almaçalara bağlanan temel lipid çözünür hormonlar PROSTOGLANDİNLER’ dir (PGA veya PGI’lar).
• PGA (veya PGI) Araşidonik asitten sentezlenir
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 31
PROSTOGLANDİNLER
• Dokuz farklı sınıfta en az 16 PGA
• Çok sayıda farklı hücre tarafından sentezlenip salgılanır
• Parankin tipte yerel aracılar
• Damar duvarındaki sızıntıların kapatılması
• Aspirin ve diğer antienflamatuarlar PGA sentezini inhibe ederler
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 32
İkinci Haberciler (aracılar)
• Hücre yüzeyine gelen sinyalin hücre içine iletilmesini sağlar. En önemlileri:
1. 3’- 5’ cAMP
2. 3’- 5’ cGMP
3. 1,2- diasilgliserol (DAG)
4. İnositol 1,4,5- trifosfat (IP3)
5. Ca+2
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 33
İkinci Haberciler (aracılar)
• Görevleri:
1. Glukozun hücre içine alımı ve kullanımı
2. Yağ depolanması ve kullanılması
3. Hücresel ürünlerin salgılanması
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 34
Reseptörler
Hücre reseptörleri dört farklı gruptatoplamışlardır
1- Enzim bağımlı reseptörler2- Enzimli reseptörler3- İyon-kanalına bağlı reseptörler4- G-proteinlere bağımlı reseptörler
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 35
1. Enzim bağlı reseptörlerörn. Protein kinaz reseptörleri, PKR
Inaktif enzim
Ligand Membran
Reseptör tipleri
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 36
Ligand
Aktif enzim
2. Enzimli reseptörlerörn. sitokin reseptörler, büyüme hormonu reseptörleri ve interferonlar
İnaktif enzim
Reseptör tipleri
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 37
Aktif enzim
3. İyon-kanalına bağlı reseptörlerörn. nörotransmitter-geçitli iyon kanalları, asetilkolin
Ions
Reseptör tipleri
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 38
4. G-protein bağımlı reseptörlerörn. epinefrin, serotonin ve glukagon reseptörleri
G protein enzyme
Reseptör tipleri
Doç.Dr. Mustafa ERAYMAN 39
enzyme enzymeActivated G protein
enzymeActivated enzyme