Baz G proteinleri siklik AMPnin retimini dzenleyerek sinyal iletirlerHcre zarna bal adenilil siklaz tarafndan ATPden siklik AMP retilir

Hcre iinde srekli aktif olan siklik AMP foosfodiesteraz ise siklik AMPyi adenozin 5monofosfata (5-AMP) hidrolizler

Burada grevli G proteini siklik AMPnin hcre ii miktarnn artn uyard iin uyarc G proteini (stimulates, Gs) olarak adlandrlr.

4/22/12

Siklik AMP, siklik AMP-baml protein kinaz (PKA) enzimini aktive eder

Bu enizim normalde inaktif durumdadr. ki katalitik altbirimi ve iki dzenleyici

Siklik AMP dzenleyici altlbirimlere balannca katalitik alt birimlerden ayrlr

Bylece katalitik altbirim aktif hale geer ve belirli hedef substrat proteinlerin serin ya da treonin bakiyelerini fosforillerler

Farkl hcre tiplerinde farkl protein setleri fosforile olabilir. Hcre d sinyalmolekl Hedef doku kalp skelet kas ya adrenal bez Adrenalin Adrenelin Adrenalin, ACTH, glukagon

nemli yant

kalp at hznda ve kaslma kuvvetinde art glikojen ykm ya ykm kortizol salm

4/22/12

ACTH

Siklik AMP yoluyla oluan baz yantlar hzl, bazlar ise yavatr

4/22/12

4/22/12

nositol fosfolipit yola hcre ii Ca2+ konsantrasyonunda arta yol aarFosfolipaz C ve inositol fosfolipid hcre zarnn sitosolik yarsnda bulunurlar. Fosfolipaz C, G-proteini ile aktive edilince inositol fosfatn eker-fosfat ksmn keser ve sonuta diailgliserol (DAG) ve inositol 1,4,5-trifosfat (IP3) moleklleri oluur. IP3 endoplazmik retikulumda Ca2+ kanalna balanr ve aar. Ca2+ hzla sitoplazmada yaylr ve dier proteinleri uyarr. DAG sitoplazmada bulunan protein kinaz C (PKC)yi balar ve PKCye Ca2+un balamasyla da enzim aktif hale geer. Hcre tipine bal olarak deien eitli proteinleri fosforiller.

4/22/12

4/22/12

Ca2+ bir ok biyolojik sreci tetiklerSerbest Ca2+ konsantrasyonundaki art GPCRler ok eitli uyaranlar tarafndan da tetiklenir. Bir sperm yumurtay dllediinde Ca2+ kanallar alr ve sitosolik Ca2+ daki art yumurtann geliime balamasn tetikler. Endoplazmik retikulumdaki Ca2+ pompalar sayesinde uyarlmam bir hcrenin sitoplazmasndaki serbest Ca2+ konsantrasyonu dk, (10-7 M, elektrokimyasal bir gradient). Sinyal geici olarak Ca2+ kanaln at zaman, sitoplazmadaki Ca2+ baml proteinleri uyarr. Ayn pompalar sitoplazmadaki Ca2+ konsantrasyonunu normal olarak srdrebilmek iin de Ca2+ sinyalinin sonlandrlmasna da yardm ederler.

4/22/12

eitli Ca2+ -duyarl proteinlerle Ca2+un etkilenmesinden oluan sitoplazmadaki Ca2+ etkileri genelde dolayldr. Ca2+, sitoplazmasnda bulunan kalmoduline balandnda, ok eitli proteinleri sarabilen yapsal bir deiime urar. Bu hedeflerden biri Ca2+ /calmodulin-bal protein kinazlardr (CaM-kinaz). Bu kinazlar aktive olduunda fosforillenen dier proteinlerle hcredeki dier sreler etkilenir (rn, memeli beyninde nrona zg CaM-kinaz).

4/22/12

Hcre ii sinyal ak, hz, duyarllk ve uyumu artc biimde baarrGPCRlerle ilikili sinyal yolanndaki basamaklar anlatmak uzun zaman alr, ama yalnzca saniyeler iinde oluurlar. Bir heyecann annda kalp at hzn nasl arttrdn, gzel bir yemein hzl bir biimde aznzn suyunu nasl akttn dnn. Bilinen G protein aracl yantlarn arasnda en hzls gzn a yantdr. Retinann fotoreseptr hcrelerinin a elektriksel yant retmesi yalnzca 20 milisaniye alr. Bu hz bir hcre ii sinyal yolann birka basamana iletmesine ramen baarlr.4/22/12

Grsel ileti silsilesinde, etkinletirilen tek bir rodopsin molekl, saniyede yaklak 1000 molekllk bir hzla yzlerce trandsin moleklnn etkinlemesini katalizler.

Etkinleen her transdsin molekl, bir molekl siklik GMP fosfodiesteraz etkinletirir, bunlarn her biri de saniyede yaklak 4000 molekllk bir hzla siklik GMP hidrolizler.

Yaklak 1 saniye sren bu katalitik silsile, emilen her bir k kuantumu iin 105den daha ok siklik GMP moleklnn hidroliziyle sonulanr ve bylece siklik GMP deriimindeki d, geici olarak hcre zarndaki yzlece Na+ kanalnn kapanmasna yol aar.

Sonu olarak bir rod hcresi zamanlamas ve bykl tekrarlanabilir bir ekilde tek bir k 4/22/12 fotonuna yant verebilir.

Enzim bal reseptrler

4/22/12

Aktive olan RTKlar hcre ii sinyal proteinleri toplar

4/22/12

RTKlarn sitosolik kuyruunda bir araya gelen protein kompleksleri hcre iindeki eitli hedeflere sinyali birka gzergahta ezamanl olarak iletebilir, bylece, hcre oalmas gibi karmak bir yant balatmas iin gerekli olan ok sayda biyokimyasal deimeleri aktive ve koordine edebilir. Yant sonlandrmak iin tirozin fosforilasyonlar protein tirozin fosfatazlar tarafndan karlr. Baz durumlarda RTKlar (ve GPCRler) endositozla hcre iine ekilir ve lizozomlarda yklrlar. Farkl RTKlar farkl etkiler reten farkl protein setlerini toplarlar.

4/22/12

Hemen tm RTKlar monomerik GTPaz (Ras) aktive ederAnahtar rol oynayan proteinlerden biri Rasdr. Ras plazma zarnn sitoplazmik yzeyine lipit bir kuyrukla bal olan kk bir GTP-bal proteindir. GDPnin GTPye deiimi Ras aktifletirir. Ras GTPyi GDPye hidrolizleyerek kendikendini kapatr.

4/22/12

Ras MAP-kinaz sinyal modln ynetir

4/22/12

RTKlar plazma zarndaki lipid yerleim yerlerini retmek iin PI 3-kinaz aktive eder

Fosfoinosid 3-kinaz (PI 3-kinaz) enzimi hcre bymesi ve hayatta kalmay ynetir. Enzim inositol fosfolipidi fosforlar. Bu fosforillenen lipidler zgl hcre ii sinyal proteinlerinin yanama yerini (liman) olutururlar. Bu proteinlerin en nemlilerinden biri seri/treonin protein kinaz Akt dir. Protein kinaz B ya da PKB olarak adlandrlr.

4/22/12

rnein, Akt, Bad olarak adlandrlan sitosolik bir proteini fosforiller ve inaktive eder. Bad aktif durumda, hcrenin kendi kendini ldrmesini (apoptosis) balatr. Aktnin fosforilasyonu hcre lmne neden olan bir proteini inaktif ederek hcrenin hayatta kalmasn salar.

4/22/12

PI-3 kinaz-Akt sinyal yola, hcrenin hayatta kalmasn tevik

hcrenin boyut olarak bymesini de uyarr. Bunu bir serin/treonin kinaz olan Toru aktive ederek yapar. Tor hem protein sentezini artrarak hem de protein ykmn inhibe ederek bymeyi uyarr. Antikanser ilac rapamycin Toru inaktive ederek alr.

4/22/12

Baz reseptrler nukleusa hzl bir yol aktive eder Enzim bal reseptrler,protein kinazlarn koordinasyonunu, nukleusa mesaj Sinyal moleklleri: Sitokininler olarak adlandrlan birka hormon ve bir ok yerel araclar Transkripsiyon dzenleyici proteinler , STATlar (signal transducers and activators of transcription)olarak adlandrlrlar. RTKlarn aksine, STATlara dayanan sitokinin ve hormon reseptrlerin gerek enzim aktivitesi yok. Bir sitokinin veya hormon reseptre balandnda, aktive olan JAKs olarak adlandrlan sitoplazmik tirozin kinazlarla birleirler. STATlar aktive edilirler ve nukleusa gerler ve zgl hedef genlerin transkripsiyonunu uyarrlar. rnein, meme hcrelerinde st yapmn uyaran prolaktin hormonu, Virsle enfekte olan dier hcreler tarafndan retilen sitokininler olan interferonlar bu sinyal yolan kullanrlar. 4/22/12

4/22/12

Notch reseptr proteini nral hcrelerin geliimini kontrol eder. Bu yolakta reseptr kendi kendine bir transkripsiyon dzenleyici olarak rol oynar.

Deltann balanmasyla aktif hale geldiinde Notch reseptr krlr. Bu krk reseptrn sitosolik kuyruunu aa karr. Bu da Notch-duyarl genleri aktive etmek iin nukleusa ynelir.

4/22/12

ok hcrelilik ve hcre iletiimi bitki ve hayvanlarda bamsz gelimitirBitki ve hayvanlar bir milyar yldan fazladr bamsz olarak gelimektedir. Son ortak atalar kloroplasttan yoksun mitokondrisi olan tek hcreli bir karyottur. Bu nedenle de, hcre iletiiminde kullanlan molekl ve mekanizmalar farkl olarak evrimlemi olacaktr. Bununla beraber, tek hcreli ortak atadan gelen bir takm iletiim aralar ortaktr. Nitrik oksit ve Ca2+ hem bitki hem hayvanlarda yaygnlkla sinyal iletisinde kullanlr. Ancak youn allm Arabidopsps thaliana genomunda Wnt, Hedgehog, Notch, Jak/STAT, TGF- , Ras ve ekirdek reseptr ailesi benzer genler yoktur. Hayvanlar gibi bitkiler de zargeen hzre yzey reseptrlerini, zellikle de enzim-bal reseptrleri youn olarak kullanrlar. Arabidopsps thaliana serin/treonin kinaz reseptrlerini kodlayan yzlerce gene sahiptir. Bunlar hayvan hcrelerinde bulunan serin/treonin kinaz reseptrlerinden farkldr. Bitki reseptr bitki bymesi, geliim ve hastalklara diren gibi eitli hcre sinyal srelerinde neli rol oynadn dndrr. Hayvan hcrelerinin aksine, bitki hcreleri RTKlar,steroid-hormon-tipi nkler reseptrleri, ya da siklik AMPyi kullanmaz ve bir ka GPCR kulland grlr. 4/22/12

Bu sistem tohum geliimi ve meyve olgunlama srelerini kapsar.

Bitkilerde etilen yant sinyal sistemi

Domates yetitiricileri, rn toplandktan sonra bile olgunlamas iin etilen kullanr.

Etilen reseptrleri dimerik zargeen proteinlerdir.

Etilen olmadnda, bo reseptr nukleustaki etilen yant genini kapatan bir protein kinaz aktive eder.

Etilen var olduunda, reseptr ve kinaz inaktif olur ve etilen yant genleri anlatm yapar.

4/22/12

Protein kinaz a karmak hcre davranlarn kontrol etmek iin bilgiyi tamamlarHcre yzeyinden ieriye bir ka sinyal iletim yola zerinde duruldu:1)

Adenilil siklaz ve 2) fosfolipaz C aracl GPCRler,

3) fosfolipaz C, 4) Ras ve 5) PI-3kinaz vastasyla RTKlardan gelen yollar Her biri dierinden farkldr, ancak sinyallerini iletmek iin baz ortak bileenler kullanabilirler. Tm bu yolaklar gerekte protein kinazlar aktive ettii iin her birinin hcrede herhangi zel bir yola prensipte dzenleyebildii grlyor.

4/22/12

4/22/12

Sinyal yolaklar arasnda en nemli balantlar kinazla vastasyla olur. Bu karmaann boyutunu anlamak iin 20.000 protein kodlayan genin yaklak %2sinin protein kiazlar kodladn dnn. Bir hcre bir ok kaynaktan mesaj alr, bu bilgiye en uygun yant tamamlamaldr: lmek ya da yaamak, farkllamak ya da blnmek, ekil deitirmek, hareket etmek, mesaj gndermek gibi.

4/22/12