8676616208

Rozdział 2

Podłoże biologiczne

2.1 Streszczenie

Rozdział drugi zawiera krótki opis podstawowych pojęć i wiedzy biologicznej wykorzystanych podczas opracowywania modeli. Przedstawiłem w nim istotne z punktu modelowania elementy komórki takie jak błona komórkowa z receptorami, jądro komórkowe zawierające materiał genetyczny i cytoplazma z zawartymi w niej rybosomami. Wyjaśniłem pojęcie szlaku sygnałowego i omówiłem czynniki transkrypcyjne p53 oraz NF-kB. Związane z tymi czynnikami układy regulatorowe są przedmiotem rozprawy. Omówiłem skrótowo proces apoptozy oraz zaprezentowałem przykładowe dane wykorzystywane przy dopasowywaniu modeli zwracając uwagę na problemy pojawiające się przy ich pozyskiwaniu z populacji bądź z eksperymentów transfekcyjnych na pojedynczych komórkach.

2.2 Budowa i działanie komórki

Opis wszystkich składników komórki i ich działania nie mieści się w ramach niniejszej rozprawy i może być znaleziony w większości podręczników biologii. Poniżej omówiłem elementy komórki, istotne w budowie prezentowanych modeli, pod kątem ich roli w przekazywaniu sygnału.

Błona komórkowa oddziela wnętrze komórki od środowiska zewnętrznego. Na jej powierzchni znajduje się wiele struktur służących na przykład identyfikacji komórki przez mechanizmy obronne organizmu czy wykrywaniu bodźców zewnętrznych działających w otoczeniu komórki. Struktury te nie pozostają w spoczynku, lecz ciągle przemieszczają się w sposób chaotyczny mający charakter ruchów Browna. Struktury białkowe wykrywające sygnał na zewnątrz komórki i w przypadku jego pojawienia się aktywujące białka sygnalizacyjne w cytoplazmie komórki zwane są receptorami. Na powierzchni komórki znajduje się wiele rodzajów receptorów, z których każdy reaguje zazwyczaj na jeden rodzaj pobudzenia. Działanie receptorów można przedstawić na przykładzie receptora TNFR1 wykorzystanego w rozprawie. Bodźcem na który TNFR1 reaguje jest pojawienie się w otoczeniu komórki ligandu TNFa (tumor necrosis factor alpha) występującego w postaci trymeru (trzech połączonych ze sobą cząsteczek). Przyłączenie się trymera TNFa do receptora powoduje jego trymeryzację, czyli przyłączenie się do tak powstałego kompleksu dwóch dodatkowych receptorów. Część wewnętrzna tak stworzonego trymeru receptorowego zyskuje zdolność przyłączania do siebie między innymi cząsteczek RIP i TRAF2, co