Telomer Telomeráz
Telomerek a lineáris kromoszómák végei Repetitív DNS szekvencia, TTAGGG gerincesekben Speciális telomerkötő fehérjék
Telomer méret
Telomer-3D lineáris?
A telomerek szerkezete: t &D hurok t hurok D hurok
A telomerek szerkezete: telomerkötő fehérjék
emlékeztető: ATM (ataxia telangiectasia mutated) Az ataxia telangiektázia tünetei. Az ATM protein a DNS károsodás detektálásában játszik szerepet.
A Telomerek funkciója kromoszómavégek védelme: rekombinációtól más kromoszómával fúziótól nukleáz degradációtól természetes kromoszómavégek/ kettősszálú DNS törés lineáris DNS vég replikáció
A Telomerek funkciója a telomerek segítségével a sejt megkülönbözteti a természetes lineáris kromoszómavégeket a kettősszálú DNS töréstől X SEJT CIKLUS STOP! DNS JAVÍTÁS VAGY APOPTÓZIS! Homológ rekombinációs repair/ NHEJ
emlékeztető: G1/S ELLENŐRZŐ PONT SEJT CIKLUS STOP! DNS JAVÍTÁS VAGY APOPTÓZIS!
emlékeztető: A LÁNCTÖRÉSEK REPARÁCIÓJA Mindkét lánc törése esetén két különböző reparációs enzimrendszer is kijavíthatja a törést: A TÖRÖTT RÉSZEK DIREKT ÖSSZEILLESZTÉSE (NHEJ, NON HOMOLOGOUS END JOINING) során bármely két törött láncvég összeligálható, hiba esetén transzlokációt eredményezhet (pl. Philadelphia kromoszóma krónikus mieloid leukémiában). HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ során a törött részek az intakt leánykromatida (G2-ben), vagy a homológ kromoszóma (G1-ben) alapján javítódnak ki. A homológ rekombinációban szerepet játszik a BRCA-1 & a BRCA-2 gén, mutációik mellrákra hajlamosítanak.
A Telomerek funkciója Megakadályozzák a kromoszómák NHEJ általi fúzióját! NHEJ Mitózis McClintock, 1936 FUSION BRIDGE BREAKAGE Fúzió-híd-törés ciklusok Genomikus instabilitás Sejthalál vagy rákképzódés
1960 -- Leonard Hayflick : a sejtosztódásokat számláló mechanizmus feltételezése
A Telomerek biológiai óra funkciója: Telomere Length (humans) a sejtosztódások (replikációk) számlálása 20 Telomeres shorten from 10-15 kb (germ line) to 3-5 kb after 50-60 doublings (average lengths of TRFs) 10 Normal Somatic Cells (Telomerase Negative) Cellular senescence is triggered when cells acquire one or a few critically short telomeres. Cellular (Replicative) Senescence Number of Doublings
A kromoszómavégek replikációs problémája: a telomerek rövidülnek minden S fázissal! 5' 3' 3' 5' Watson, 1972 3' 5' 5' 5' 3' DNA replication is bidirectional Polymerases move 5' to 3' Requires a labile primer Ori Each round of DNA replication leaves 50-200 bp DNA unreplicated at the 3' end
A kromoszómavégek replikációs problémája: a telomerek rövidülnek minden S fázissal! 5' 3' 3' 5' 3' 5' 5' 5' 3' Ori
Three check points: Replicative senescence: ~5kbp Crisis: ~1-3kbp Telomere uncapping: any length TESTI SEJT
IVARSEJTVONAL
HOGYAN OLDJÁK MEG A HALHATATLAN SEJTEK A KROMOSZÓMAVÉGEK REPLIKÁCIÓS PROBLÉMÁJÁT? TELOMERÁZ
TELOMERÁZ htert htr htr-t TERCnek is hívják (telomerase RNA component).
TELOMERÁZ Telomeráz = ribonukleoprotein komplex Komponensek: Telomeráz reverz transzkriptáz (htert) & humán telomeráz RNS(hTR)
humán telomeráz RNS (htr) htr 11-nt templating region consists of: Repeat template: CUAACCC Alignment domain: UAAC
htr mutation: Dyskeratosis congenita
A Telomeráz működése Adds telomeric repeat DNA directly to 3' overhang (uses its own RNA as a template) Vertebrate repeat DNA on 3' end: TTAGGG, Telomerase RNA template: AAUCCC
TELOMERÁZ: A REPLIKÁCIÓS HALHATATLANSÁG KULCSA + TELOMERÁZ Megakadályozza a telomerek rövidülését Az ivarsejtvonalban és a korai embrionális sejtekben expresszálódik A legtöbb testi sejtben nem expresszálódik A rákos sejtek 80-90% -ában is expresszálódik A többi rákos sejt a kromoszómavégek replikációs problémáját egy rekombináción alapuló mechanizmussal ALT (alternative lengthening of telomeres) oldja meg
TELOMERÁZT EXPRESSZÁLÓ SEJTEK IS MEGÖREGEDHETNEK ( SENESCENCE) A sejtöregedést indukáló tényezők: Sejt proliferáció (rövid telomerek) DNS károsodás Onkogének mitogének/ stressz Potential Cancer Causing Events
Az öregedés telomer elmélete A telomerek rövidülnek minden egyes sejtosztódással, (tehát a korral) IGAZ A rövid telomerek sejtöregedést indukálnak (cell senescence) és ezen sejtek hozzájárulhatnak az öregedéshez IGAZ HYPOTÉZIS: A telomer rövidülés okozza az öregedést (nem sejt öregedés!), a telomeráz megakadályozza az öregedést?
Az öregedés telomer elmélete A telomer hossz nincs összefüggésben az élettartammal (egér vs ember; M musculus vs M spretus) A telomeráz megvéd a replikációs öregedéstől (replicative senescence), de a sejtöregedés többi fajtájától nem
A TELOMERÁZ ÉS A RÁK
A RÁKOS SEJTEK JELLEMZŐI Hanahan and Weinberg, Cell 2000
Telomerázt célzó rákellenes terápiás lehetőségek
Telomere Length A telomer hipotézis Stop p53 Rb Senescence Time
Telomere Length A telomer hipotézis p53 Rb Continued proliferation Crisis telomere dysfunction genetic catastrophe cell death Time
Telomere Length A telomer hipotézis ALT Stop Senescence p53 Rb A RÁKOS SEJTEK KÉT MÓDON ÉRHETIK EL A REPLIKATÍV HALHATATLANSÁGOT Crisis 1 in ~10 7 Stable telomere maintenance htert Time
A telomeráz halhatatlanná tesz bizonyos sejttípusokat -Bodner, 1998 -Rufer, 1998 -Vaziri, 1998 htert Normal Mortal Immortal Normal
Counter et al 1998
PRION "Proteinaceous Infectious particle ( fehérje alapú fertőző részecske )
PRION Stanley B. Prusiner
A prionok fehérje természetű fertőző ágensek. A gazda fehérjéit képesek magukhoz hasonlóan hibás térszerkezetűvé, így újabb prionná tenni.
Szivacsos agyvelőgyulladások TÜNETEK: Mozgáskoordinációs zavarok Demencia Bénulás Agyvelőgyulladás Idegsejtelhalás KIALAKULÁSI MÓDOK: Fertőzés (fertőzött étel, transzplantáció, transzfúzió) Öröklött (autoszómális domináns) Sporadikus
ORÁLIS PRIONFERTŐZÉS
ÖRÖKLÖTT PRIONOK
Szivacsos agyvelőgyulladások vakuólum Intracelluláris: vakuólumok Extracelluláris: fibrillumok, plakkok
Transmissible spongiform encephalopathies Átvihető Szivacsos agyvelőgyulladások ÁLLATOK Bovine spongiform encephalopathy (BSE)-marha Scrapie-bárány, kecske Transmissible mink encephalopathy-vidramenyét Chronic wasting disease-őz, jávorszarvas EMBER Kuru Creutzfeldt-Jacob betegség (CJD) Fatal familial insomnia (FFI) Gerstmann-Straussler szindróma (GSS)
South Fore Kuru
A különböző prion betegségek különböző agyterületeket érintenek agykéreg memória, látás, CJD Thalamus álmatlanság, FFI Kisagy mozgáskoordinációs problémák, kuru, GSS agytörzs BSE
A PRIONFEHÉRJE HATÁSMECHANIZMUSA PrP c PrP Sc
A PRIONFEHÉRJE HATÁSMECHANIZMUSA
A PRION FEHÉRJE NORMÁLIS FUNKCIÓJA??? VÉDI AZ AGYAT A DEMENTIA ELLEN CIRKADIÁN RITMUS MEGHATÁROZÁSA
A PrPC & PrPSc INTRACELLULÁRIS Cellular trafficking of PrPC TRANSZPORTJA and PrPSc