Biochemiczna
teoria pamięci,
czyli co to jest
późne LTP

Wg. Kaczmarek, L. Rola
pobudzenia genomu w
procesach uczenia się i
pamięci.

Niezbędne pojęcia



Transkrypcja

Niezbędne pojęcia



Transkrypcja



Czynnik transkrypcyjny

Niezbędne pojęcia



Transkrypcja



Czynnik transkrypcyjny



Translacja

Niezbędne pojęcia



Transkrypcja



Czynnik transkrypcyjny



Translacja



Kaskada sygnalizacyjna

Transkrypcja



Transkrypcja to pierwszy krok
ekspresji genu

Transkrypcja



Transkrypcja to pierwszy krok
ekspresji genu



Transkrypcja to przepisanie
informacji genetycznej z DNA na

mRNA

Czynnik transkrypcyjny



Czynnik transkrypcyjny to białko
umożliwiające rozpoczęcie i
kontynuowanie transkrypcji

Czynnik transkrypcyjny



Czynnik transkrypcyjny to białko
umożliwiające rozpoczęcie i
kontynuowanie transkrypcji



Zazwyczaj w trakcie transkrypcji
współpracuje kilkanaście czynników
transkrypcyjnych

Transkrypcja film

Czynniki transkrypcji z filmu

Czynniki transkrypcyjne
istotne dla pamięci

CREB

c-Fos

c-Jun

Translacja



Translacja to proces syntezy białka
na matrycy mRNA



Zsyntetyzowane białka pełnią często
kluczowe role dla funkcjonowania
komórki

Translacja



Niezwykle istotnym
białkiem w czasie
powstawania
neuronalnego
substratu pamięci jest
BDNF (brain derived
neurotrophic factor),
czyli mózgowy czynnik
neurotroficzny.

BDNF

-powoduje
powstawanie
nowych synaps,
czyli późne LTP

Kaskada sygnałowa - czyli od
transdukcji przez
transkrypcję do translacji



Kaskada sygnałowa jest to ciąg
reakcji chemicznych prowadzących
do powstania określonego efektu w
komórce, np. - otworzenia
kanału jonowego (neuron)
- uczynnienia enzymu (np.
rozkładającego glukozę, gdy jest jej
za dużo)

Kaskada sygnałowa - czyli od
trandukcji przez transkrypcję
do translacji



Kaskada sygnałowa, w przypadku tworzenia
się śladu pamięciowego w neuronie, kończy
się aktywacją czynników transkrypcyjnych
(CREB, c-Fos, c-Jun), które z kolei inicjują
transkrypcję genu dla np. BDNF



kluczowym ogniwem „zapalnym” w tej
kaskadzie są jony wapnia (Ca), które łączą
proces wczesnego LTP z ekspresją czynnika
BDNF

Kaskada sygnałowa



Film

Co się dzieje w neuronie po
wczesnym LTP?

Co się dzieje w neuronie po
wczesnym LTP?



Wczesne LTP, powodujące wzrost
stężenia jonów Ca w komórce,
zapoczątkowuje kaskadę
informacyjna prowadzącą do
„pobudzenia genomu” i syntezy
BDNF odpowiedzialnego za
powstawanie nowych synaps (późne
LTP).

WCZESNE
LTP

PÓŹNE
LTP

INHIBITORY SYNTEZY BIAŁEK
I RNA



Czyli, odpowiednio: inhibitory
translacji i transkrypcji:

INHIBITORY SYNTEZY BIAŁEK
I RNA



1. Puromycyna - blokada syntezy
białka uniemożliwia wykształcenie
się

DŁUGOTRWAŁEGO

śladu

pamięciowego (24h)

przy

zachowanym efektywnym treningu

.

INHIBITORY SYNTEZY BIAŁEK
I RNA



2. Anizomycyna - podana w trakcie
treningu, lub kilka godzin po nim
powoduje nie wykształcenie się śladu
pamięciowego. Podanie anizomycyny
godzinę po treningu NIE zaburza pamięci



wniosek: ciągła indukcja białka po
treningu nie jest niezbędna do
utworzenia engramu.

INHIBITORY SYNTEZY BIAŁEK
I RNA



3. Również in vitro - blokada syntezy
białek upośledza tworzenie się
późnego LTP przy zachowanym
wczesnym LTP

SYNTEZA BIAŁEK I RNA
PODCZAS UCZENIA SIĘ

SYNTEZA BIAŁEK I RNA
PODCZAS UCZENIA SIĘ



1. Radioaktywne prekursory mRNA i
białek odkładają się w mózgu u
zwierząt poddanych treningowi

SYNTEZA BIAŁEK I RNA
PODCZAS UCZENIA SIĘ



2. Rola czynnika transkrypcyjnego c-
Fos jako markera LTP



a) synteza c-Fos w hipokampie
podczas uczenia się



b) brak syntezy c-Fos przy
osiągnięciu poziomu wykonania
bliskiego 100%

SYNTEZA BIAŁEK I RNA
PODCZAS UCZENIA SIĘ



3. Rola czynnika
transkrypcyjnego
CREB - wprowadzenie
„ślepych” miejsc
promotorowych CRE
do genomu komórki
powoduje zanik LTP
poprzez wychwyt
CREB przez te miejsca

Eric Kandel

(Nagroda Nobla
w 2000 roku)