Wykłady z sygnałów

WYKŁAD 1

Informacje ogólne

Podstawy sygnalizacji

Składowe sygnalizacji komórkowej

Podstawowe procesy metaboliczne

Czynniki zewnętrzne modyfikujące metabolizm, wzrost i rozwój

Rodzaje sygnałów

Regulacja metabolizmu

Informacja zewnętrzna

Informacja wewnętrzna

Zadania gospodarki zasobami roślinnymi

Rośliny, a zmiany klimatu

Efekt cieplarniany

Przewidywany wpływ zmian na rolnictwo

Wpływ zmian klimatu na rolnictwo

Warunki naturalne

Tolerancja krzyżowa

Interferencja ścieżek sygnalizacyjnych

Organizm modelowy

Cechy rośliny modelowej

Arabidopsis thaliana

W laboratorium

Cechy Arabidopsis przydatne dla badacza

Sekwencjonowanie Arabidopsis

Proteom

Analiza odpowiedzi na stres

Inne organizmy modelowe

Przekazywanie sygnału

Rodzaje sygnałów w komórce

Koordynacja mechanizmów

WYKŁAD 2

CZYNNIKI TRANSKRYPCJI – jakiekolwiek białko potrzebne do rozpoczęcia lub regulacji transkrypcji u eukariontów. Musi być aktywny (np.: ufosforylowany), aby działał prawidłowo. Oddziałuje z regionem promotorowym genu. Druga właściwość to zdolność do regulacji siły ekspresji genu.

Receptory

LIGAND – cząsteczka wiążąca się do specyficznego miejsca białka, zwłaszcza receptora. Nie jest cząsteczką sygnalizacyjną. Białko do którego się łączy nie musi być jednak receptorem, a więc nie musi warunkować kaskady sygnalizacyjnej

Wiązanie do receptorów

Receptory

Wiązanie ligandu z receptorem

Już stężenia rzędu 10¯⁵ M mogą dać spektakularny efekt

TRANSDUKCJA SYGNAŁU – zamiana bodźca zewnętrznego, którym mogą być różne czynniki (zranienie, działanie szkodników, inne czynniki stresowe) na odpowiedź fizjologiczną komórki i organizmu

Zasady sygnalizacji

Realizacja odpowiedzi na poziomie

Interferencja sygnałów

Czynniki transkrypcji

Odpowiedź

Los komórki w zależności od konfiguracji sygnałów

Stres wieloczynnikowy – sposoby analizy

METABOLOM – zbiór substancji drobnocząsteczkowych, które są elementami szlaków metabolicznych, o różnych właściwościach fizykochemicznych i różnych funkcjach w badanym systemie (komórka, tkanka, organizm). Do dzisiaj poznano ok. 200 tys. metabolitów. Poziom metabolomu, proteomu i transkryptomu i ich poznanie jest niezbędne do zrozumienia całości.

Analiza wpływu na fenotyp:

Geny Czynniki transkrypcji Białka Metabolity Fenotyp

Oddziaływanie czynników

Interakcje szlaków sygnałowych

Regulacja szlaku przez ligand

Interakcje – genotyp x środowisko

Interakcja szlaków sygnalizacji uruchamianych stresem biotycznym i abiotycznym

RFT w stresie abiotycznym i biotycznym

Konwergencja szlaku sygnalizacji

Stresor Chłód Susza
Czynnik transkrypcyjny DREB 1 DREB 2
Gen DRE
Efekt Ekspresja genów warunkujących akumulację Pro

RFT i fitohormony jako mediatory stresu

Etapy transdukcji sygnału

Kaskady sygnalizacyjne

wejście przetwornik wyjście

Klasy wzmacniaczy sygnałów

Wtórne przekaźniki informacji wzmacniające sygnał

Ogólne zasady sygnalizacji

I Rząd Hormony
II Rząd cAMP
III Rząd Kinazy
IV Rząd Białka ufosforylowane fosfatazy Białka nieufosforylowane
Efekt ODPOWIEDŹ BIOLOGICZNA

WYKŁAD 4

Ogólne zasady sygnalizacji

Regulatory ekspresji genów u eukariontów

Poziomy regulacji ekspresji genów

Inne czynniki regulujące ekspresje

Regulacja fizjologii

Wygaszanie sygnału

Wygaszanie sygnału

Fotoreceptory roślin

Kontrola procesów wzrostu i rozwoju

Procesy wzrostu i rozwoju, a światło

Fotoreceptory

Światło słoneczne

Szlaki transdukcji światła

Reakcja na zacienienie

R/FR = 1,19 – 0,10

1,19 – intensywne światło dzienne

0,10 – silne zacienienie

Fotomorfogeneza

Różnice w rozwoju, a czas ontogenetyczny

Receptory fotomorfogenezy

Fotokonwersja fitochromu

P(r)

(synteza w ciemności)

światło białe lub czerwone

P(fr)

(powolny rozpad)

Daleka czerwień
powolna przemiana w ciemności

φ – P(fr)/P(fr) + P(r) – stan fotostacjonarny fitochromu

Stan fotostacjonarny fitochromu

Różnice związane z fitochromem

Reakcje regulowane przez fitochrom

Widma absorpcji fitochromu (optima)

Fitochrom – budowa cząsteczki

Mechanizm działania

Stężenie fitochromu w etiolowanej siewce

Reakcje z udziałem fitochromu

Rozpiętość energetyczna

Przykład HIR

Ścieżka sygnalizacyjna fitochromu

WYKŁAD 5

Izomeryzacja chromoforu

Fotoreceptory

Fitochrom – właściwości

Typy fotoreceptorów

Fotoreceptory – informacje ogólne

Procesy rozwojowe indukowane przez światło

Fotokonwersja fitochromu

Fitochrom, a bodźce

Ścieżka sygnalizacji – zmiana wzoru ekspresji

Czynniki transkrypcyjne PiF

Podział czynników transkrypcyjnych

Działanie P(rf) i PiF

Oddziaływanie światło – receptor

Modelowy przykład roli P(fr) w etiolacji i deetiolacji

Deetiolacja

Receptor światła niebieskiego

Typowe reakcje receptorów światła niebieskiego

WYKŁAD 6

Fototropiny

Fototropiny

Działanie fototropin

Mechanizm działania aparatów szparkowych

Zeaksantyna

Kryptochromy

Kryptochrom – budowa

Kryptochrom u zwierząt

Współdziałanie kryptochromu i fitochromu

Kryptochromy i fitochromy a pula antocyjanów

Procesy fizjologiczne a kryptochrom i fitochrom

Sygnały i bodźce zewnątrzkomórkowe

Receptory

Odpowiedź

Receptory zewnątrzkomórkowe

Receptory wewnątrzkomórkowe

Ligand – receptor

Oddziaływania

Antagonizmy

Odpowiedzi szybkie i wolne

Wewnątrzkomórkowa kaskada sygnału

Klasy receptorów błonowych

WYKŁAD 7

Klasy receptorów

Receptor jonotropowy

System odbioru i transdukcji sygnału

Receptory katalityczne

System jednoskładnikowy

Podział RLK u roślin

Funkcje RLK

Aktywacja receptora – kinaza tyrozynowa

System dwuskładnikowy pierwszy

System dwuskładnikowy drugi (hybrydowy)

System dwuskładnikowy

Receptory metabotropowe

Białka G

Białka regulatorowe

Wygaszanie sygnału

Heterodimer G

WYKŁAD 8

Monomeryczne białka G u roślin

Rola Rop/Rac w sygnalizacji (najlepiej poznane)

Mechanizm regulacji małych białek G

Aktywacja małych białek G z podrodziny Rho

Ścieżka małych białek G

Mechanizm działania monomerycznych białek G z podrodziny Rop

Podsumowanie

Białka G

Heterodimeryzacja białka G

Białka G

Gibereliny – indukcja syntezy alfa-amylazy

Heterodimeryczne białko G

Wtórne przekaźniki u Eucaryota

Cechy wtórnych przekaźników

Szlaki z udziałem przekaźników II rzędu

Cykliczne nukleotydy

ATP cAMP AMP

GTP cGMP GMP

cyklazy esterazy

WYKŁAD 9

Synteza i inaktywacja cAMP i cGMP

Cyklaza adenylanowa

Ogólnie o cyklazach

Sygnalizacja z udziałem cAMP

Kinazy zależne od cAMP

Mechanizm działania kinaz A (PKA)

Aktywacja genu przez cAMP

Cyklaza guanylanowa

Sygnalizacja z udziałem cGMP

Szlaki zależne od cGMP

światło ABA NO NOGC GTP do cGMP 8-nitro-cGMP SLAC1 zamknięcie szparek

NO – cząsteczka sygnalizacyjna

Synteza tlenku azotu

O₂ + L-Arg NO + L-cytrulina

NO u roślin

Źródła NO u roślin

Biosynteza NO u roślin

NO₃ NO₂ Arg

Cykloplazmina

(Reduktaza azotanowa)

Chloroplasty, mitochondria, błona komórkowa

(NiNOR)

Chloroplasty, mitochondria, cytoplazma, peroksysomy, (ATNOS1/ATNOA1)

Kompartmenty a NO

Schematy syntezy

Szlak Substrat Mechanizm Efekt
Oksydacyjny Poliaminy Oksydazy NO
Salicylohydroksamat (SHAM) ?
L-Arg NOS-like
Redukcyjny NO₂¯ NR, NiNOR
NO₃¯ XO
NO₂¯ Nieenzymatycznie

Rozkład NO u roślin

GSSG + NH₃

Tlenek azotu u roślin

PCD – programowana śmierć komórki

WYKŁAD 10

Modyfikacje strukturalne białek wywołane przez NO

Nitrozylacja

NO + O₂ NO⁺ jon nitrozoniowy

NO⁺ + -SH -SNO grupa nitrozotiolowa kaskada sygnałów reakcja

Posttranslacyjne modyfikacje białek zależne od NO

Szlak z udziałem cGMP

Szlak z udziałem NO u roślin

Wpływ NO na szlaki – objaśnienie

Jony wapnia jako wtórny przekaźnik

Wapń – wtórny przekaźnik

Ca²⁺ w kompartmentach

Sygnatura wapniowa

Pompa wapniowa

Kontrola stężenia wapnia

Kontrola [Ca²⁺]cyt

Czemu służy utrzymanie odpowiedniego stężenia wapnia?

Kanały inozytolowe

Struktura kanałów wapniowych

Sygnatura wapniowa

Szybkość zmian stężenia

Mechanizmy działania wapnia

Ścieżka sygnalizacji z udziałem wapnia

Sensory wapniowe aktywowane przez Ca²⁺

Kalmodulina

Motyw dłoni EF

Białka docelowe dla CAM i CML

Regulacja zależna od wapnia na poziomie transkrypcji

Ekspresja i aktywacja za pomocą wapnia

Kalmodulina aktywuje kinazy białkowe

CAM+4xCa²⁺ + kinaza aktywna kinaza

Kinazy zależne od wapnia

Sygnatura reakcji, a specyfikacja reakcji fizjologicznej

WYKŁAD 11

Fosfatydyloinozytole błonowe

PIP₂ - rozkład

Szlak zależny od IP₃

Fosfolipaza C i drugi szlak związany z diacyloglicerolem (DAG)

Fosfolipaza A₂ w sygnalizacji komórkowej

Fosforylacja

Fosforylacja/defosforylacja

Kinazy aktywowane mitogenem (MAPK)

Kaskada kinaz MAP

aktywator MAPKKK MAPKK MAPK substraty

Kinazy a geny

Kinazy MAP

Kaskada kinaz białkowych – typy

Kinazy MAP – wieloczynnikowy system regulacji Eucaryota

Nadrodziny kinaz – od czego zależą?

Szlaki transdukcji

Białka 14-3-3

Mechanizm działania białek 14-3-3

Białko X fosfataza białkowa Białko X-P-14-3-3
Kinaza białkowa

Efekt

Białka 14-3-3 u roślin - udział

Cykliczna ADP-ryboza (cADPR)

WYKŁAD 12

Fitohormony w odporności roślin na stres

Hormony roślinne

Czynniki biotyczne

Odporność na stres biotyczny

Mutacje receptorów hormonów, a fenotyp

Fitochormony

SAR oraz ISR

Brassinosteroidy

Cechy brassinosteroidów (BRs)

Mutanty związane z BRs

BRs – podsumowanie

Ekdysteroidy

Fitoekdysony

ABA – wpływ na rośliny

ABA – funkcje

Odpowiedź z udziałem ABA

ABA – dwie strategie syntezy

Znaczenie ABA w odpowiedzi na stres osmotyczny – drabinka

(dehydryny, osmotyny, białka LEA)

ABA, a ekspresja genów

ABA – odporność na patogeny

ABA – klasyka gatunku

WYKŁAD 13

Kwas jasmonowy (JA)

JA

Rola JA w roślinie

Reakcje fizjologiczne z udziałem JA

JA, a odpowiedź na stres

Interakcja Arabidopsis – Phythium mastosporum

Insekty i patogeny a udział JA w odpowiedzi

Ubikwitynacja białek

Szlak sygnałowy zależny od JA

Metabolity sygnałowe owadów – pochodne lipidów

Systemina

Biosynteza etylenu (ET)

Met SAMACC ET Met – SAM = SAM3

SAM – ACC = ACS

ACC – ET = ACO

Szlak sygnalizacyjny z udziałem ET

Kwas salicylowy (SA)

NPR1 – regulator odporności SAR i IPR

NPR u Arabidopsis thaliana

Sygnały redoks regulują SAR

Indukcja sygnału z udziałem NPR i SA

Arr-R SA TGA2-NPR1 PR1, PR2, PR3 SAR

Charakterystyka szlaku sygnalizacji zależnego od fitohormonów

Hormon SA JA ET
Mechanizm

Delta redoks

SA geny

SCFcoi1 + JAZ

JA geny

EIN1 + CTR

ET geny

Regulator Sygnały redoks Ubikwitynacja Ubikwitynacja + kinaza

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
2 Wykład Sygnały techniki pomiarów I
10 Programowa obsługa sygnałów analogowych materiały wykładowe
SiS strona tytulowa spr, Prz inf 2013, I Semestr Informatyka, Fizyka, Wykłady-Fizyka, Sygnały i Syst
5. Wykład MP, Wojskowa Akademia Techniczna (WAT), Obwody i Sygnały, Materiały 2013
8. Wykład, Wojskowa Akademia Techniczna (WAT), Obwody i Sygnały, Materiały 2013
6. Wyklad MP, Wojskowa Akademia Techniczna (WAT), Obwody i Sygnały, Materiały 2013
Cyfrowe Przetwarzanie Sygnałów Wykład cz1
Cyfrowe przetwarzanie sygnałów fonicznych (CPSF) wykład 06 art
Wykład 1 akwizycja sygnałów
wyklad 07 cd z tej-strony-co-podala-frania, POMIARY CZĘSTOTLIWOŚCI I PRZESUNIĘCIA FAZOWEGO SYGNAŁÓW
Dyskretne Przekształcenie Fouriera, WAT, SEMESTR V, Cfrowe przetwarzanie sygnałów, Cps, od borysa, C
w.06-analiza sygnalow, Polibuda, Semestr V, Kompatybilnosc Elektromagnetyczna, Wykład
sieci, WAT, SEMESTR V, Cfrowe przetwarzanie sygnałów, Cps, od borysa, CPS, CPS, wyklady, filtracja,
Sitek-wykłady, Komunikacja między procesami, Komunikacja między procesami: sygnały
1B Przetworniki Sig, Wojskowa Akademia Techniczna (WAT), Analiza Sygnałów, Wykłady, Piotrowski Zbign
1. Wykład 1MP, Wojskowa Akademia Techniczna (WAT), Obwody i Sygnały, Materiały 2013
9. Wykład, Wojskowa Akademia Techniczna (WAT), Obwody i Sygnały, Materiały 2013

więcej podobnych podstron