Лекція професора Досенка В,Є. з курсу молекулярної фізіології факультету фізики живих систем НТУ "КПІ"

1. КЛІТИННИЙ ЦИКЛ:
ВІД МІТОЗУ ТО СМЕРТІ

2. Основні види
клітинного
поділу
• Мітоз
• Мейоз

4. Клітинний
цикл

5. ФАКТОРИ, ЩО
КОНТРОЛЮЮТЬ
КЛІТИННИЙ ЦИКЛ
Цикліни – білки,
концентрація яких
циклічно змінюється
протягом клітинного
циклу
Циклін-залежні кінази
(Cdks) – ферменти, що
активують інші протеїни
за наявності циклінів та
забезпечують:
- конденсацію хроматину
- формування веретена поділу
- деградацію ядерної
оболонки та органел клітини

6. МАШИНЕРІЯ КЛІТИННОГО ЦИКЛУ

7. Фактори, що стимулюють
клітинний цикл – фактори росту
• Стимулюють клітини до поділу
• Запускають зв`язування циклінів із циклін-
залежними кіназами

8. Фосфорилювання-дефосфорилювання) та
протеасомний протеоліз – найважливіші
внутрішньоклітинні регуляторні
механизми клітинного циклу

12. ДЕГРАДАЦІЯ (ПРОТЕОЛІЗ) БІЛКІВ
- активація проферментів
ОБМЕЖЕНИЙ системи травлення, зсідання
крові,
ПОЗА- -комплементу та ін.
КЛІТИННИЙ
- перетравлення білків
НЕОБМЕЖЕНИЙ
у системі травлення
- активація
внутрішньоклітинних
ОБМЕЖЕНИЙ
проферментів системи
апоптозу, ПОМК та ін.
ВНУТРІШНЬО-
КЛІТИННИЙ
- протеасомний протеоліз
НЕОБМЕЖЕНИЙ - лізосомний протеоліз

13. Альфред Гольдберг
1977 р. - нелізосомний шлях руйнування
внутрішньоклітинних білків
80-роки – виділення ПРОТЕА-СОМИ

16. УБІКВІТИН-ЗАЛЕЖНИЙ ПРОТЕАСОМНИЙ
ПРОТЕОЛІЗ
Білок-мішень
E1
Убіквітин
19S cубодиниця
20S cубодиниця
α-кільце
β-кільце
ПРОТЕАСОМА

17. The Nobel Prize in Chemistry 2004
Арон Чехановер Аврам Гершко Ірвін Роуз
За відкриття убіквітин-залежного механізму
руйнування білків

22. Роль протеасомного протеолізу в
організмі
Протеоліз “зношених”, Деградація білків з
модифікованих, коротким терміном
окиснених білків “напівжиття”
Регуляція поділу та Імунна відповідь,
диференціації презентація
клітин антигенів
Регуляція
Регуляція
транскрипції та
апоптозу
трансляції
Регуляція
аутофагії

23. ЗАГИБЕЛЬ КЛІТИНИ
ЗАПРОГРАМОВАНА НЕЗАПРОГРАМОВАНА
АПОПТОЗ АУТОФАГІЯ НЕКРОЗ

24. НЕОНАТАЛЬНИЙ КАРДІОМІОЦИТ ЩУРА
ПІСЛЯ 24 ГОДИН КУЛЬТИВУВАННЯ

27. АПОПТОЗ (від грец. apoptosis – опадання, листопад) –
біологічно запрограмована загибель клітини – процес елімінації
клітин, що вичерпали ліміт поділу, завершили виконання своїх
функцій або клітин з порушеннями генетичного апарату
МОРФОЛОГІЧНІ
ПРОЯВИ АПОПТОЗУ:
фрагментація ДНК,
каріорексис, каріолізис,
конденсація мітохондрій,
утворення апоптотичних
тілець та ін.

28. ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА АПОПТОЗУ ТА
НЕКРОЗУ
АПОПТОЗ НЕКРОЗ (ОНКОЗ)
ФІЗІОЛОГІЧНЕ ЗНАЧЕННЯ +++ -
ЗМІНИ КЛІТИННОЇ Збереження цілісності, Порушення цілісності
МЕМБРАНИ утворення апоптотичних
тілець
ЗМІНИ В ЦИТОПЛАЗМІ Конденсація цитоплазми, Аутоліз
деградація білків цитоскелету
ЗМІНИ ЯДЕРНОГО АПАРАТ Конденсація, впорядкована Набухання,
У фрагментація хромосом невпорядкована
фрагментація хромосом
ЕНЕРГОЗАЛЕЖНІСТЬ + -
СИНТЕЗ БІЛКА + -
ШВИДКІСТЬ від 10 сек до 12 год від секунд до 1 години
ЗВОРОТНІСТЬ + -
ЗАПАЛЬНА ВІДПОВІДЬ - +++

29. ФАКТОРИ, ЩО ІНДУКУЮТЬ АПОПТОЗ
ЕКЗОГЕННІ ЕНДОГЕННІ
- підсилення (ослаблення)
впливу гормонів і факторів
Фізичні – іонізуюче росту (статеві гормони,
випромінювання, УФ- катехоламіни, TGF-β та ін.)
випромінювання, гіпертермія - дефіцит або надлишок
інтерлейкінів (цитокінів)
- вплив інтерферонів
Хімічні – канцерогени (ПАВ, - аноїкоз
нітрозаміни, аміноазосполуки - втрата більшої частини
цитоплазми
та ін.), цитостатики - активація перекисного,
вільнорадикального
Біологічні – віруси, в тому числі окиснення
- гіпоксія
онкогенні (вірус Ебштейн- - гіпоглікемія,
Барр, HTLV-1,2) - гіперглікемія та ін.

30. Механізми запуску апоптозу
• Мембранні
• Мітохондріальні
• Ядерні

32. Caspases (Cysteine-
dependent
aspartate-directed
proteases)
активуються
шляхом
обмеженого
протеолізу!

38. АУТОФАГІЯ - [греч. auto и phagos – самопоїдання] –
біологічно запрограмований шлях деградації білків та
цілих органел за участі лізосомного апарату, механізм, що
запезпечує клітину поживними речовинами в разі переходу
на ендогенне харчування

40. DIFFERENT TYPES OF CELL DEATH IN
CULTURE OF NEONATAL CARDIOMYOCYTES
Visualization of living, necrotic and apoptotic cells with use of
Hoechst 33342
Visualization of autophagic cells with use of monodansylcadaverine

41. АУТОФАГІЧНА КЛІТИННА
СМЕРТЬ

42. Молекулярні
механізми
аутофагії

44. Duran A. et al. p62 is a key regulator of nutrient sensing in the mTORC1 pathway //
Mol Cell. 2011 Oct 7;44(1):134-46.

45. Активація mTOR відбувається на
поверхні лізосом за рахунок
активації амінокислотами
Н+-АТФази (водневої помпи)
Jenna L. Jewell, Ryan C. Russell & Kun-Liang Guan
Amino acid signalling upstream of mTOR
Nature Reviews Molecular Cell Biology 14, 133-139 (March 2013)

47. Endoplasmic reticulum to nucleus signaling

48. Endoplasmic reticulum to nucleus signaling

49. Стрес ендоплазматичного ретикулуму та
відповідь на “анфолдингові” протеїни (UPR)