Wykład 7

Wiemy, ze są cztery grupy receptorów, z czego trzy to receptory występujące w błonie komórkowej. Pierwsza grupa to są receptory jonotropowe. Druga grupa to receptory metabotropowe. Trzeci grupa to receptory o aktywności enzymatycznej przy czym one maja tylko jeden rodzaj aktywności enzymatycznej, są kinazami białkowymi, czyli w wyniku aktywacji receptor, złożony z dwóch podjednostek, każda z nich może fosforylowac ta druga i następnie na tym się nie kończy, to jest dopiero pierwszy etap, ponieważ później kolejno to białko receptorowe, które ma aktywność kinazy, aktywuje szereg białek, po to żeby uruchomić na skale, kinazy białkowe. Jednym z takich receptorów jest receptor insuliny, składa się z dwóch podjednostek alfa oraz dwóch podjednostek beta. Te podjednostki alfa wiążą insulinę, a podjednostki beta wykazują aktywność kinazy białkowej fosforylujacej tyrozynę, oczywiście źródłem grup fosforanowych jest ATP i powiedzmy po tej aktywacji receptora on generuje sygnał przekazywany do wnętrza komórki. Generalnie ten receptor powoduje aktywacje szlaku sygnałowego, który prowadzi do aktywacji, uruchomienia białka nazywającego się transporter glukozy. Po drodze ta aktywność kinazy tyrozynowej może powodować fosforylacje takiej grupy białek substraty receptora insuliny. Czyli mamy błonę komórkowa, mamy receptor insuliny wiążący insulinę, wskutek jego aktywacji możliwa jest fosforylacja grupy białek które się nazywają substraty receptora insuliny, te białka są fosforyzowane i ostatecznie prowadzi do aktywacji białka, które się nazywa transporter glukozy, on jest oznaczany skrótem glut. O co tutaj chodzi? Otóż my wiemy ze insulina jest potrzebna do prawidłowego metabolizmu glukozy. Jeżeli mamy taka sytuacje, ze ten receptor z jakiegoś powodu nie działa tzn. albo insulina wiąże się do niego słabo, albo on słabo aktywuje ta kaskadę sygnałowa, prowadząca do transportera glukozy, albo może być taka sytuacja, ze jest insulina w osoczu, jest glukoza, natomiast komórka zachowuje się tak jakby była „wygłodzona” ponieważ nie działa transporter glukozy. Czyli wszystko niby jest, jest insulina, jest glukoza, ale insulina jest w osoczu wiąże się z receptorem i z jakiegoś powodu go nie aktywuje, bo ta kaskada sygnałowa jest zaburzona i w związku z tym nie ma tego transportera glukozy, który dostarcza glukozę do komórki, czyli glukoza jest w osoczu, ponieważ źle działa ta kaskada sygnałowa prowadząca od receptora do transportera glukozy. Mówiąc krótko to białko które ułatwia transport glukozy, zachowuje się tak jak zamknięte kanały jonowe, czyli nie dopuszcza do komórek glukozy. Generalnie takich receptorów o aktywności kinazy tyrozynowej jest na powierzchni różnych komórek bardzo wiele. Czasami jest tak, ze zaburzenie tego szlaku sygnałowego zaczynającego się od receptora, przez białko adaptorowe, białko aktywujące RAS i samo białko RAS. Zaburzenie, któregoś z tych elementów często prowadzi do nowotworów, dlaczego? Z kilku powodów. Może być taka sytuacja, ze ten receptor wiąże ligand. RYSUNEK To czerwone to jest cząsteczka sygnałowa, przed chwila mówiłam, ze może być taka sytuacja, ze receptor słabo wiąże ligand, czyli insulinę i to prowadzi do braku aktywności transportera glukozy i są problemy ze zbyt wysokim poziomem cukru i praktycznie jest to rodzaj cukrzycy, ale nie jest to cukrzyca spowodowana brakiem insuliny, ponieważ insulina znajduje się w osoczu. Jest to cukrzyca typu drugiego, spowodowana zaburzeniem szlaku sygnałowego, zaczynającego się od receptora insuliny, a kończącego się na transporterze glukozy. To jest jedna możliwość. Inna możliwość jest zupełnie przeciwna, inny receptor, który z jakiegoś powodu np. mutacji punktowej bardzo silnie wiąże ligand, do tego stopnia, ze ten szlak sygnałowy jest pobudzany zbyt długo. Inny przykład to mutacja białka RAS, jeżeli białko RAS jest zmutowane to tez zbyt długo utrzymuje się stan aktywności białka RAS, czyli ono pobudza kolejne kaskady kinaz i prowadzi to do niekontrolowanych podziałów komórki. Przykładem takiej mutacji białka ras jest mutacja która w białku RAS prowadzi do zamiany aminokwasów w pozycji 12, normalnie powinna to być glicyna, ale jest walina, ta mutacja prowadzi do nowotworów, miedzy innymi do nowotworu pęcherza. Można by powiedzieć, ze to jest taka „głupia” mutacja i dlaczego to prowadzi do nowotworów? Można by było to zrozumieć, gdyby od tej waliny zmieniła się w ogóle rampa odczytu i cała dalsza sekwencja od 12 aminokwasu byłaby zmieniona, ale tutaj jest tylko mutacja punktowa. Dlaczego tak się dzieje? Okazuje się ze wszystkie białka G, a przecież białko RAS jest małym białkiem G maja taki motyw wiążący nukleotydy guaninowe, RYSUNEK Tutaj mamy sekwencje aminokwasowe różnych białek G, na samej górze jest ludzkie białko RAS i to jest dla nas najważniejsze. Są tu również podjednostki alfa różnych zwierząt i jeżeli by spojrzeć to wszystkie te białka maja sekwencje aminokwasowe bogate w glicyne. Dlaczego zamiana tej jednej glicyny jest taka ważna?? Okazało się, ze białko G wiąże trójfosforan guanozyny i on musi być zhydrolizowany do difosforanu guanozyny, w ten sposób białko G traci aktywność, tak samo jest z białkiem RAS. I co się okazuje? Tutaj mamy sytuacje gdzie jest zaznaczona cząsteczka trójfosforanu guanozyny, tu jest guanina, ryboza, a tutaj ten łańcuszek czerwono- żółty to są te trzy fosforany znajdujące się w cząsteczce GTP i teraz to zielone symbolizuje łańcuch peptydowy. Tutaj na szczycie tego łuku powinna być glicyna, ale czasami w przypadku mutacji jest walina. Jaka jest podstawowa różnica pomiędzy glicyna, a walina? Walina ma łańcuch boczny, a glicyna nie ma, bo u niej łańcuch boczny jest zredukowany do atomu wodoru. Chodzi tutaj o hydrolizę grupy fosforanowej, jeżeli jest glicyna to jest bardzo łatwy dostęp cząsteczki wody, a żeby się odbyła hydroliza to musi być woda. Natomiast gdy jest walina z tym dłuższym łańcuchem, o charakterze hydrofobowym, czyli ona niechętnie przyjmuje wodę, to dostęp cząsteczki wody jest utrudniony do tej ostatniej cząsteczki fosforanowej. Czyli hydroliza GTP w zmutowanym białku RAS jest zaburzona. Efekt jest taki, ze białko RAS jest zbyt długo aktywne. Od momentu związania cząsteczki GTP zbyt długo jest aktywne i aktywuje i aktywuje ta kaskadę kinaz. Wracamy do schematu. Mamy białko RAS które jest zmutowane jest nadaktywne, my najczęściej myśląc o mutacjach mamy na myśli utratę funkcji. Jest tu taka utrata funkcji, opóźniająca hydrolizę, ale z kolei ze to białko jest zbyt długo związane z GTP to zbyt długo jest aktywne, w tym sensie ze aktywuje kinazy białkowe. Jeżeli wśród tych kinaz znajdują się np. czynniki transkrypcyjne, które aktywują transkrypcje jakiejś grupy genów to z powodu tej mutacji punktowej białka RAS może dojść do aktywacji transkrypcji takich genów które nie powinny być aktywowane i efektem tego jest miedzy innymi nowotwór pęcherza moczowego. Białko RAS, a właściwie gen kodujący białko RAS jest tzw. Protoonkogenem. Przechodzimy w tym momencie do nowego zagadnienia: onkogeny i geny supresorowe, powinniśmy jeszcze omówić czwarta grupę receptorów, czyli receptorów wewnątrzkomórkowych/jądrowych. Omówię je ale może nie w tej chwili, ponieważ ten zmutowany gen białka RAS jest klasycznym przykładem onkogenu. Musimy sobie wyobrazić, zdać sprawę z tego, ze cykl komórkowy, podziały komórkowe są regulowane przez dwie grup genów. Jedna grupa genów to geny supresorowe albo geny supresji nowotworowej. Generalnie funkcja tych genów polega na regulowaniu podziałów komórkowych tzn. białka kodowane przez te geny hamują podziały komórkowe, czyli jeśli mamy takie geny supresorowe to białka przez nie kodowane hamują podziały komórkowe. Jest również druga grupa genów które się nazywają protoonkogeny. Protoonkogeny są sobie normalnie w komórce i przez wiele lat nikt sobie nie zdawał sprawy jakie jest ich znaczenie. Jednym z takich genów jest gen kodujący białko RAS. W latach 80' zaczęto identyfikować takie super ważne geny, przy czym to, ze one są super ważne to się okazało dopiero wtedy kiedy zaczęto identyfikować ich mutanty i zaczęto szukać związku miedzy tymi mutantami a nowotworami. Ponieważ protoonkogeny ma każdy z nas i one pełnia określone funkcje. Gen kodujący białko RAS, to jest normalny gen znajdujący się w genomie każdego z nas, ale jeżeli zdarzy się mutacja w genie kodującym białko RAS to o tym genie mówimy już onkogen. Onkogen to jest gen związany z nowotworem. Onkogen to zmutowany gen białka RAS, natomiast samo białko RAS to jest onkoproteina, to białko RAS które ma w pozycji 12 zamiast glicyny, walinę, oczywiście zidentyfikowano jeszcze kilka innych mutacji punktowych w innych pozycjach białka RAS i te zmutowane geny tez są onkogenami. Białkowe produkty onkogenów stymulują podziały komórkowe, czyli onkogeny i geny supresorowe generalnie regulują cykle komórkowe. Jeżeli jest wszystko w porządku to te cykle są pod kontrola. My sobie o kilku onkogenach i genach supresorowych powiemy cos więcej. RYSUNEK Wyobraźmy sobie ze to jest komórka, tu mamy błonę komórkowa, w środku mamy jadro komórkowe i teraz jakie geny są protoonkogenami, albo w przypadku mutacji onkogenami?? Co te geny kodują? RYSUNEK Ten kształt jest nam troszkę bliski, to jest kształt receptora o aktywności kinazy tyrozynowej, czyli mamy grupę genów kodujących receptory o aktywności kinazy tyrozynowej. I teraz mutacja w tych genach kodujących receptory może doprowadzić do nowotworu. Dlaczego? Bo właśnie te receptory będą silniej wiązały swoje ligandy i wtedy cały szlak sygnalizacyjny jest aktywny przez dłuższy czas niż powinien. Co to receptor TDGF? Najpierw powiemy sobie co to są te ligandy. Otóż ligandy dla tych receptorów to są białka określane jako czynniki wzrostu. Istnieje grupa białek określana jako czynniki wzrostu i te białka łączą się ze swoimi receptorami np. jednym z nich jest czynnik o skrócie EGF, oznacza czynnik wzrostu nabłonka. Czyli nasz przewód pokarmowy jest wyściełany nabłonkiem to to ze te komórki ulęgają mitozie i to ze uszkodzone komórki są zastępowane prawidłowymi komórkami to jest zasługa tego czynnika EGF, ale jeżeli sobie wyobrazimy ze czynnik EGF jest zmutowany, albo jego receptor jest zmutowany i dzięki temu kompleks miedzy receptorem a ligandem istnieje dużej to może to oznaczać niekontrolowane podziały komórek nabłonka co może doprowadzić do rozwoju komórek nowotworowych przełyku, czy przewodu pokarmowego. Inny czynnik wzrostu to TDGF, GF zawsze znaczy czynnik wzrostu, TDGF to czynnik wzrostu pochodzący z płytek krwi. Czyli protoonkogenamy są to geny kodujące receptory o aktywności enzymatycznej, ligandy receptorów o aktywności enzymatycznej, geny kodujące białka RAS ( nie ma jednego genu białka RAS jest rodzina takich genów)

Następnym tematem są białka adhezyjne, co to są za białka? Otóż komórki określonego rodzaju lubią się zakotwiczyć, one nie pływają tak bez przerwy tylko określony rodzaj komórek przyczepia się do podłoża. Żeby mógł się przyczepić do tego podłoża musi mieć cos w rodzaju kotwicy. Czyli jest to białko na powierzchni interesującej nas komórki które na określonym podłożu wytworzonym przez inny rodzaj komórek znajduje swój receptor. Białko adhezyjne jest rodzajem takiej kotwicy która komórka zarzuca w tym miejscu gdzie chce się osiedlić. Jeżeli takie białko adhezyjne jest zmutowane w taki sposób, ze nie chce albo nie potrafi się zakotwiczyć tam gdzie powinno tylko sobie tak pływa razem z krwią, ale jak ma zmutowane białko adhezyjne, to oznacza ze ma taka troszkę uszkodzona kotwice i może się zakotwiczyć w zupełnie innej tkance niż powinno, bo ta zmieniona kotwica nie pozwala jej się zakotwiczyć w jednym podłożu ale pozwala zakotwiczyć się gdzie indziej. To jest charakterystyczne dla komórek mających zdolność do tworzenia przerzutów, guzów, dlatego, ze komórki o tak zmienionych białkach adhezyjnych maja tendencje do wędrowania i zakotwiczania się tam gdzie nie powinny. Wiec geny kodujące białka adhezyjne tez są protoonkogenami. Jeżeli cos jest w porządku mówimy o protoonkogenach, jeżeli natomiast jest cos nie w porządku mówimy o onkogenach. Do listy protoonkogenów dokładamy również czynniki transkrypcyjne, geny kodujące kinazy serynowo- treoninowe, geny kodujące kinazy tyrozynowe wewnątrzkomórkowe. Tak jak powiedziałam geny supresji nowotworowej są to geny które hamują podziały komórkowe i my poznamy dwa takie geny: gen kodujący białko p53 i gen kodujący białko RB, ale tych genów supresorowych jest więcej. Jest jeszcze jedna grupa ważnych genów RYSUNEK na tym rysunku jest w środku w jadrze komórkowym taki napis naprawa DNA i tu są wymienione dwa geny MRH1 i MSH2. Co robią białka kodowane przez te geny?? One uczestniczą w naprawie DNA, jeśli sobie wyobrazimy ze geny tych białek są zmutowane to białka są nie aktywne, czyli jak białka są nie aktywne to nie mogą prawidłowo przeprowadzać naprawy. Czyli ich mutacje mogą generować szereg innych mutacji bo jeżeli naprawa DNA nie będzie skuteczna no to będą powstawały nowe mutacje. W tym przypadku te geny zaliczono do protoonkogenów, są autorzy którzy zaliczają te geny odpowiedzialne za kodowanie białek naprawczych jako tzw. Geny mutatory. Musimy pamiętać ze tylko w przypadku DNA istnieją procesy naprawy.

Jeżeli mamy w komórce geny supresorowe, to geny te działają jako hamulec tzn. ich białkowe produkty hamują podziały komórkowe, wydawałoby się ze jest to niekorzystne. Tymczasem to co robia białka kodowane przez geny supresorowe, czyli to hamowanie podziałów komórkowych jest jak najbardziej wskazane. Możemy sobie wyobrazić taka sytuacje te geny supresorowe są jak hamulec w samochodzie, protoonkogeny są trochę jak pedał gazu i sytuacja kiedy mamy jakąś mutacje protoonkogenu i jednocześnie mutacje genu supresorowego to jest taka sytuacja kiedy uszkodzony jest hamulec i ktoś wciska pedał gazu. To wiadomo dobrze się skończyć nie może, wiec mutacje aktywujące w przypadku protoonkogenów i mutacje inaktywujące w przypadku genów supresorowych maja znaczenie w powstawaniu nowotworów. W przypadku białka RAS powiedzieliśmy sobie ze ważna jest ta mutacja punktowa w pozycji 12. Czasami zdarzają się innego rodzaju mutacje insercja promotora, co to znaczy? Załóżmy ze mamy taki protoonkogen pod kontrola jego własnego promotora, ale np. gdzieś się tutaj włączy genom wirusowy z jego własnym promotorem i może się tak zdarzyć ze ten wirusowy promotor, czy jakiś inny promotor który znalazł się w sposób nie prawidłowy w skutek jakiejś translokacji fragmentu DNA, ten dodatkowy promotor może stymulować ekspresje, czyli w zasadzie biało nie jest zmutowane w sensie sekwencji aminokwasowej tylko jest go za dużo i to tez jest nieprawidłowość która może doprowadzić do niekontrolowanego wzrostu komórek. Amplifikacja- powielanie. Kiedy się tak może zdarzyć? Kiedy np. onkogen Cmyc przeniósł się uległ transformacji i znalazł się pod kontrola sekwencji wzmacniającej. Ta sekwencja wzmacniająca na codzien ma za zadanie zwiększać ekspresje immunoglobulin, ale ze gen Cmyc znalazł się pod kontrolą tego wzmacniacza to tez jego ekspresja może ulec wzmocnieniu. Czasem na poziomie DNA zdarzaja się translokacje, czyli fragmenty DNA mogą zmieniać swoje położenie, w skutek różnych nieprawidłowości i taka transformacja, czyli przeniesienie tego genu Cmyc w rejon wzmacniacza, który służy do czegoś zupełnie innego może spowodować zwiększoną ekspresje, następnie transkrypcje a potem translacje. Jest pewien rodzaj białaczki która jest spowodowana połączeniem się dwóch fragmentów chromosomów, przy czym jeden fragment pochodzi z jednego chromosomu, a drugi z drugiego chromosomu. Wskutek połączenia się dwóch różnych fragmentów pochodzących od różnych chromosomów powstaje nietypowy chromosom FILADELFIA

W wyniku połączenia się tych dwóch fragmentów powstaje zupełnie nowa kinaza białkowa dlatego ze z jednego fragmentu chromosomu jest protooonkogen BCR a na drugim fragmencie protoonkogen ABL, dopóki są na swoich chromosomach to wszystko jest w porządku, kiedy natomiast się połączą i powstanie nowy chromosom Filadelfia to tworzy się zupełnie nowy onkogen BCR-ABL i on koduje nowa kineza białkowa tyrozynowa, której wogóle nie powinno być w prawidłowych komórkach i ta nowa kinaza fosforyluje białka których fosforylowac nie należy i stad rozwija się białaczka. Jeśli chodzi o geny supresorowe, to białka kodowane przez geny supresorowe kontrolują przebieg transkrypcji i replikacji, hamują podziały komórkowe i regulują procesy naprawy uszkodzonego DNA. Około 50-70% wszystkich nowotworów występujących u człowieka ma związek z mutacjami genu kodującego białko p53 Dlaczego takie jest oznaczenie tego białka? P od protein, a 53 to jest masa cząsteczkowa w kDa. Białko p53 zostało odkryte w sposób przypadkowy, badano pewne białka wirusowe, zauważono ze jedno z tych białek wirusowych ma dziwne powinowactwo do białka ludzkiego. Kiedy zaczęto badać dokładniej jakie to białko tak chętnie jest wiązane przez białko wirusowe to okazało się ze jest to białko p53. Są wirusy np. HPV wirus opryszczki, który tez koduje białko wiążące się chętnie z białkiem p53. Wirus jako taki nie powoduje nowotworów, ale zmniejsza poziom białka p53. Białko p53 nazywane jest strażnikiem genomu ludzkiego. Jakie są funkcje białka p53: kontroluje cykle komórki, do ich funkcji należy również naprawa DNA, a także indukuje apoptozę Załóżmy, ze pojawiło się uszkodzenie DNA. Może być tak ze białko p53 nie jest zmutowane ale zmniejszony jest poziom tego białka, bo związało się z jakimś białkiem wirusowym i jako kompleks tych dwóch białek oba zostały zdegradowane. Może być tak ze białko p53 powstaje o prawidłowej długości ale działa jako tetramer, czyli musi ulec odpowiedniemu pofałdowaniu, jeżeli fałdowanie będzie zaburzone to tez tego białka p53 będzie za mało żeby kontrolować procesy komórkowe. Na czym generalnie polega działanie p53? Wyobraźmy sobie taka sytuacje: Mamy DNA w tym DNA pojawiło się uszkodzenie, istnieją specjalne białka które wykrywają uszkodzenie. Te białka przesyłają sygnał o uszkodzeniu DNA do białka p53 w sposób taki, ze jedno z takich białek wykrywające uszkodzenie DNA, jest to kinaza białkowa zależna od DNA, zależna od pojedynczych końców 5' DNA, jeżeli mamy chromosom, to jest olbrzymia cząsteczka DNA, jeżeli DNA w chromosomie zostało uszkodzone, popękało wskutek działania jakiegoś czynnika chemicznego, fizycznego np. promieniowania to wówczas te wolne końce DNA, których tam być nie powinno, aktywują kinazę białkowa. Kinaza białkowa fosforyluje białko p53 w ściśle określonym miejscu, jedna z reszt seryny. Teraz białko p53 ufosforylowane jest mniej podatne na degradacje, bo ono jest degradowane w systemie proteasomu ale ufosforylowane nie jest podatne na degradacje, czyli poziom tego białka w komórce rośnie. Kiedy mamy w komórce białko p53, więcej niż zwykle to to białko może zatrzymać cykl komórkowy, czyli blokuje podziały komórkowe. Komórka nie może się podzielić i teraz p53 daje czas na naprawę tego uszkodzenia, bo enzymy naprawcze musza mieć czas na żeby naprawić ten układ i są dwie możliwości: kiedy cykl komórkowy zostaje zatrzymany następuje naprawa uszkodzonego DNA, gdy jest już naprawione to poziom białka p53 maleje i mogą dalej odbywać się cykle komórkowe, czyli białko p53 zatrzymuje cykl komórkowy i daje czas komórce na dokonanie naprawy DNA, ale czasami zdarza się ze uszkodzenia są zbyt duże i enzymy nie są w stanie tego naprawić, wtedy poziom p53 dalej rośnie i sie się sygnałem do apoktozy. Jeżeli nie da się naprawić DNA w komórce to trzeba te komórkę zniszczyć. Wysoki poziom p53 jest sygnałem do zniszczenia komórki jest wiele takich sygnałów ale właśnie jednym z nich jest poziom p53.

Czasami przy nazwach onkogenów jest literka C, dlaczego tak jest? Otóż kiedyś pojawiła się koncepcja, ze onkogeny są pochodzenia wirusowego, wtedy nie widomo było co jest przyczyna nowotworów, jedna z hipotez sugerowała ze nowotwory SA spowodowane przez wirusy i kiedy zaczęto analizować onkogeny, najpierw pojawiła się ta nazwa, dlatego ze wtedy przez jakiś czas panowała taka opinia ze te onkogeny, które są w naszym genomie są wprowadzane przez wirusy. Takie onkogeny nazywano np. onkogeny V czyli wirusowy onkogen, sekwencja DNA włączona do naszego genomu po infekcji wirusa. Potem się okazało, ze są bardzo podobne sekwencje w naszych komórkach, które na pewno nie mogą ulec infekcji wirusowej, no wiec powiedziano, ze są jeszcze takie komórkowe onkogeny, stad C oznacza celualar, no wiec rozdzielano onkogeny na te pochodzenia wirusowego i onkogeny komórkowe. Następnie te sekwencje DNA bardzo podobne do tych komórkowych onkogenów, rzeczywiście były identyfikowane z wirusem. Ta hipoteza wydawała się rozsądna, o tym ze onkogeny są to sekwencje DNA pochodzenia wirusowego i te wirusy wprowadzają te sekwencje do genomu ludzkiego. Dopiero po jakimś czasie jest zupełnie na odwrót, ze to SA nasze geny tyle tylko ze czasami wirusy podłączają w pobliżu takiego onkogenu i jak potem się replikują to przez przypadek sobie skopiują taki nasz onkogen i z nim oddalają się do następnego gospodarza i ten nasz komórkowy onkogen, jako taki zbędny balast maja w swoim wirusowym genomie. I dopiero wtedy kiedy się okazało ze te onkogeny to są nasze własne geny i one powodują nowotwory tylko wtedy kiedy są w jakiś sposób zmutowane albo ich ekspresja jest zaburzona, to wtedy pojawiła się potrzeba wprowadzenia słowa protoonkogen, bo onkogen to już jest cos złego, to jest ten zmutowany gen, a protoonkogen to prawidłowe geny. Czyli w zasadzie do tego ze w naszym organizmie znajdują się protoonkogeny kodujące bardzo ważne białka doszliśmy całkiem niedawno. Jak p53 hamuje cykl komórkowy? Musimy zapoznać się na początek z podstawowymi informacjami na temat cyklu komórkowego.

Takie zgrabne kółeczko które autorzy porównują do programatora pralki automatycznej. Mamy fazę M, czyli fazę mitozy, komórka dzieli się na dwie połowy, skończyła się faza mitozy i my analizujemy jedna z tych komórek i teraz ta komórka zanim znowu będzie zdolna do podzielenia się musi przejść cykl komórkowy. Pierwsza jego faza to G1- etap w którym pozornie w komórce się nic nie dzieje, ona nie wykazuje chęci do podziału, czasami wychodzi z tego cyklu komórkowego i przechodzi w fazę G0 tzn. nie myśli o podziałach komórki, funkcjonuje normalnie, metabolizuje, syntezuje RNA i białka, ale nie zachodzi replikacja. Komórka która jest w fazie G0 może wrócić do fazy G1. Dalej komórka zbliża się do fazy S(synteza DNA) czyli do fazy replikacji i teraz żeby doszło do fazy S potrzebna jest grupa kinaz białkowych określanych jako CDK, są to białka które występują w komórce przez cały okres jej istnienia, czyli one nie pojawiają się w momencie kiedy kończy się faza G1. Jest cały czas ale jest nie aktywna, teraz żeby mogła się zacząć faza replikacji, ta kinaza musi ulec aktywacji. Ulega aktywacji przez białka które się nazywają cykliny. Pod koniec fazy G1 cykliny są intensywnie syntezowane dzięki temu tworzą kompleks z kinazami CDK i je uaktywniają. Istnieją dwie grupy kinaz CDK: kinazy CDK fazy S i one są aktywowane przez cykliny fazy S. Pomyślcie gdybyście byli białkiem P53 to co byście zrobili? Przyblokowali kompleks kinaz CDK i cyklin. Tak działa p53, nie dopuszcza do podziału komórki. Załóżmy ze nic się nie dzieje w komórce, ze DNA nie jest uszkodzone to wówczas następuje faza S i teraz mamy komórkę z powiększoną ilością DNA, ale nie może się jeszcze podzielić ponieważ ma za mało białek, musi być pula białek do obdzielenia tymi białkami dwóch komórek i do tego etapu potrzebna jest faza G2, teraz pod koniec fazy G2, żeby uruchomić proces mitozy potrzebny jest znowu kompleks kinazy CDK i cyklina, ale teraz jest to fizycznie inne białko i inna cyklina, dlatego mówimy kinaza CDK mitotyczna i cyklina mitotyczna czyli taka która jest potrzebna na etapie mitozy. Wiadomo ze proces mitozy musi być stymulowany przez czynnik promujący mitozę MPF. Nazwa kinazy CDK oznacza kinazy zależne od cyklin. Jeszcze raz wrócimy do schematu, jesteśmy w fazie G1, mamy kinazę CDK fazy S, z kinazy CDK tworzy się kompleks on aktywuje proces replikacji i jak już zaczęła się faza replikacji to trzeba szybciutko doprowadzić do rozpadu cykliny fazy S. Degradacja tej cykliny zachodzi w układzie proteosomu i wtedy kinaza zostaje ale jest nie aktywna i czeka do następnego podziału komórkowego. Podobnie się dzieje w przypadku fazy G2 i fazy M kiedy powstaje ten kompleks kinazy mitotycznej i cykliny mitotycznej, po zainicjowaniu fazy mitozy znowu mitotyczna cyklina ulega degradacji.

---