8676616190

10 Podłoże biologiczne

prowadzi do aktywacji całego kompleksu i uzyskania zdolności aktywacji kinazy IKKK, przekazującej impuls w głąb komórki, poprzez odpowiedni szlak sygnałowy. Samoistne bądź wymuszone odłączenie się ligandu bądź któregoś z białek od kompleksu receptora dezaktywuje go.

Cytoplazma jest układem koloidalnym białek zawieszonych w roztworze wodnym wypełniającym wnętrze komórki. W cytoplazmie znajdują się organelle takie jak mitochon-dria, jądro komórkowe czy interesujące z punktu widzenia modelowania szlaków sygnałowych rybosomy, w których zachodzi proces translacji mRNA do postaci gotowego białka. Głównym zadaniem części cytoplazmatycznej omawianych w ramach niniejszej rozprawy szlaków sygnałowych jest wzmocnienie odebranego przez komórkę sygnału i przekazanie go do jądra komórkowego.

Jądro komórkowe z perspektywy budowanych modeli jest miejscem w komórce, w którym przechowywany jest materiał genetyczny i w którym zachodzi proces transkrypcji. Możliwe jest w nim również przekazywanie sygnału podobnie jak w cytoplazmie. Produkcja mRNA w procesie transkrypcji zachodzi po uaktywnieniu genu poprzez odpowiednie białko zwane czynnikiem transkrypcyjnym. W uproszczeniu przyjmuje się, iż kompleksy transkrypcyjne gotowe są do produkcji mRNA i czekają jedynie na dołączenie się czynnika transkrypcyjnego do obszaru promotora. Po jego przyłączeniu proces transkrypcji przebiega z pełną możliwą szybkością do chwili samoistnego bądź wymuszonego odłączenia się czynnika transkrypcyjnego z wspomnianego obszaru. Normalna, niezmodyfikowana komórka posiada dwie kopie większości genów, z których każda może być aktywowana bądź dezaktywowana niezależnie.

2.3 Szlaki sygnałowe

Szlakiem sygnałowym (ścieżką sygnałową, modułem regulatorowym) nazywamy zbiór reagujących ze sobą substratów takich jak białka, transkrypty, geny bądź receptory, współpracujących przy kontroli jednej lub więcej funkcji komórki. Sekwencyjne aktywację i dezaktywację białek (w szczególności kinaz białkowych) służą przetwarzaniu informacji i wypracowaniu właściwej odpowiedzi na stymulację.

Składniki szlaku sygnałowego najczęściej tworzą strukturę łańcuchową ze sprzężeniami zwrotnymi. Proces przekazywania sygnału polega na fosforylacji, acetylacji bądź ubikwi-tynacji kolejnych typów białek jak na przykład (omówiona dalej) aktywacja kinazy IKK przez kinazę IKKK czy (również omówiona dalej) fosforylacja Akt przez PIP3. Szlak sygnałowy tworzą następujące moduły funkcyjne:

•    Aktywacja i dezaktywacja receptorów - moduł służący wychwyceniu sygnału z otoczenia komórki i przekazaniu go w jej głąb. Wiele szlaków sygnałowych jak na przykład omówiony dalej NF-kB rozpoczyna się od aktywacji receptorów. Prawdopodobieństwo aktywacji receptora jest proporcjonalne do koncentracji aktywującej cytokiny w otoczeniu komórki. Jego dezaktywacja może być samoistna (na skutek odłączenia aktywatora lub endocytozy - wciągnięcia receptora do wnętrza komórki) bądź zależna od sygnałów zewnętrznych.

•    Aktywacja i dezaktywacja genów - aktywacja genów następuje poprzez przyłączenie się czynnika transkrypcyjnego do obszaru promotora, co pozwala na rozpoczęcie procesu transkrypcji. Dezaktywacja związana jest z samoistnym bądź wymuszonym