Jelutak ÖSSZ TARTALOM 1. Az alapok 1. előadás 2. A jelutak komponensei 1. előadás 3. Főbb jelutak 2. előadás 4. Idegi és hormonális kommunikáció 3. előadás Jelutak 1. a sejtkommunikáció alapjai 1. Bevezetés 2. A sejtkommunikáció típusai 3. A szignál transzdukció fő lépései 4. Jelfeldolgozás 5. A jelfolyamatok koordinálása 6. Egyéb aspektusok 1
1. Bevezetés Programok 1. A sejtműködés nyitott programmal szabályozott Kommunikáció 2. 1. Egyedfejlődés koordinációja 2. A test koherens egészként való működtetése Többsejtű lét specializált funkciók kontrakció, ingerlékenység, méregtelenítés, gázcsere, kiválasztás, atest szerkezetének biztosítása, védelem a kórokozókkal szemben, stb. 2
A sejtkommunikáció típusai A jelek forrása 3. Másik sejt környezet Sejtek közötti kommunikáció 4. I. EGYEDEN BELÜL 1. Rövid távú kommunikáció 2. Hosszú távú kommunikáció II. EGYEDEK & FAJOK KÖZÖTT 3
Feromonok 5. Parakrin kommunikáció 6. Közeli kapcsolatok Autokrin kommunikáció 7. Közeli kapcsolatok 4
Juxtakrin kommunikáció (Kontakt függő 1) 8. Közeli kapcsolatok Membránkötött jelmolekula 9. Gap junction által közvetített kommunikáció (Kontakt függő 2) Közeli kapcsolatok gap junction Szinaptikus kommunikáció (neurokrin) 10. Távoli kapcsolatok 5
Endokrin kommunikáció 11. hormontermelő sejt Távoli kapcsolatok célsejt hormon célsejt Távoli hatás 12. A jelutak főbb lépései 1. A jel receptor általi érzékelése Jel (szignál) Receptor 13. SEJTEN KÍVÜLI TÉR 2. A jel receptor általi átalakítása és továbbítása a sejtbe CITOPLAZMA 3. Szignál kaszkád: az üzenet továbbítása jelút komponensek által Intra celluláris fehérjék 4. Az üzenet célba érkezése Célfehérjék 5. Sejtválasz Anyagcsere enzimek Gén szabályozó fehérjék Citoszkeleton fehérjék 6
Jelátalakítás 14. Receptor fehérje Jeltovábbítás Receptor fehérje (Extracelluláris ) jelmolekula 15. Intracelluláris jelmolekulák Jeltovábbítás A szignál fehérjék kapcsolódása a receptorhoz 15b. adaptoron keresztül közvetlenül Scaffold protein (adaptor protein) 7
Jelerősítés J E L Receptor fehérje G protein adenil cikláz AC 16. A M P L I F I K Á C I Ó Protein kinázok Protein kinázok Aktív enzim, ioncsatorna, stb. camp PKA foszforiláció foszforiláció Jel divergencia Receptor fehérje 17. Jel amplifikáció Divergencia többféle célmolekula felé Jel konvergencia 18. Cél molekula 8
Jel moduláció Rendszerint csillapítás Receptor fehérje 19. Moduláló jel A jelutak elkülönülése 1. Szignalizáció adaptor fehérjén (előre összeáll) Inaktív receptor jelmolekula inaktív receptor jelmolekula aktivált receptor 2. Szignál komplex összeállása aktivált receptoron 20. Állvány fehérje Inaktív jelmolekulák Aktív jelmolekulák Aktív jelmolekulák Inaktív jelmolekulák 3. Downstream szignál A szignál komplex összeállása foszfoinozitid dokkoló helyen foszfoinozitidek receptor Hiperfoszforilált foszfoinozitidek Downstream szignál Inaktív jelmolekulák Aktív jelmolekulák Downstream szignál 21. Kölcsönhatások a jelutak komponensei között VISSZACSATOLÁS (feedback) pozitív negatív KERESZTHATÁS (crosstalk) pozitív negatív Kölcsönhatás: a jelutak távoli komponensei között a jelutak között 9
A jelek integrációja 22. Effektor fehérje KOINCIDENCIA DETEKTOR Megváltozott sejtállapot és sejtfunkció Koincidencia = együtt előfordulás A jelek integrációja 22b. Effektor fehérje Megváltozott sejtállapot és sejtfunkció 23. A jelek integrációja és kölcsönhatása (apoptózis) 10
A célsejt deszenzitizációja 24. 1. Receptor bevonás 2. Receptor lebontás Endoszóma Lizoszóma A célsejt deszenzitizációja 25. 5. Gátló fehérje előállítása 3. Receptor inaktiváció 4. A jelfehérje inaktivációja Gátló protein Egy ligand többféle receptorra is hat (a receptorok száma jóval nagyobb, mint a ligandoké!) 26. acetilkolin szívizom simaizom Relaxáció vázizom Kontrakció acetilkolin nyálmirigy hasnyálmirigy Szekréció acetilkolin idegsejt Tüzelés 11
Kölcsönható domének 27. jelmolekula Foszfoinozitid dokkoló hely sejtmembrán 3. foszfolipid 2. foszforilált aminosav aktivált receptor 1. peptid Sos Grb2 (adaptor protein) IRS1 (dokkoló protein) scaffold protein Egy sejt sorsa a bejövő jelkombinációktól függ A 1. túlélési faktorok ÉLJ TÚL! B C 2. növekedési faktorok D A OSZTÓDJ! B C E A F 3. differenciálódási faktorok DIFFERENCIÁLÓDJ! B C G HALJ MEG! 28. H 4. halál faktorok A sejtsors függése a morfogén gradienstől 29. Szignál centrum 12
Válasz a fokozatosan növekvő extracelluláris jel koncentrációra 30. Egyenletes válasz Igen/nem válasz MAP kináz aktiváció (%) Progeszteron koncentráció (µm) Növekvő progeszteron koncentráció Gyors és lassú jelutak 31. perc / óra GYORS LASSÚ Fehérje faktorok aktivációja Megváltozott intracelluláris mechanizmusok Megváltozott génexpresszió Megváltozott sejtműködés 13