Регуляция Клеточного Цикла

Содержание

1. Регуляция Клеточного Цикла
2. Каждая клетка происходит от родительской клетки.Клетки воспроизводятся,
3. Слайд 3
4. G1G2
5. Перенос цитоплазмы из митотической клетки в интерфазную
6. Cell Cycle Checkpoints…Gap 1Gap 2Продвижение по клеточному циклу регулируется на разных стадиях.
7. Cdk - cyclin-dependent kinasesSaccharomyces cerevisiae (budding yeast)Schizosaccharomyces
8. (Restriction point R1)A simplified model for cell cycle regulation in fission yeast
9. Слайд 9
10. Cdk Phosphorylation/dephosphorylationCdk2 and cyclin A
11. Слайд 11
12. The inhibition of a cyclin–Cdk complex by
13. metaphase-to-anaphase transitionAnaphase promoting complex, or cyclosome (APC/C)
14. SCF убиквитинирует:Определенные CKI в поздней G1, что
15. Слайд 15
16. Слайд 16
17. Слайд 17
18. S PHASEGeminin = inhibitor of cdt1
19. S PHASE (continuation)
20. CohesinSMC proteins (Structural Maintenance of Chromosomes)Scc1 и
21. MITOSISCyclin B in vertebrate
22. MITOSIS: CondensinsФосфориллирование конденсинов комплексом Cyclin B
23. Mitotic spindle
24. centrosome
25. Major motor proteins of the spindle
26. Полуконсервативный механизм дупликации центросом
27. Kinetochorepolymerization and depolymerization of the microtubule
28. KinetochoreВначале происходит латеральный захват микротрубочек, а затем
29. Kinetochore: Bi-orientationLow tensionLow tensionHigh tension
30. Kinetochore: Bi-orientationИнгибиторный сигнал ослабляет захват
31. Сила, направляющая кинетохор к полюсу (разборка микротрубочек
32. Флуоресцентно меченый тубулин Microtubule flux
33. polar ejection forceA. Эксперимент с разрезанием лазеромB. Разъясняющая «полюсный ветер» модель
34. Расхождение сестринских хроматидАктивный APC/C комплекс так же разрушает и М-циклины (отрицательная обратная связь)
35. Mad2 белок является проверочным механизмом присоединения к
36. Разборка веретена; Фрагменты ядерной мембраны ассоциируются с
37. CYTOKINESISОбычно митоз заканчивается цитокинезом.Некоторые клетки (ранние эмбрионы
38. CYTOKINESISa cleaving frog egg
39. The MIDBODY
40. Активация RhoA включает сборку и сокращение контрактильного кольца
41. Микротрубочки веретена деления определяют время и место
42. Некоторые клетки делятся ассиметрично, что приводит к
43. Многоядерные клеткиМногоядерная клетка называется синцитиум.У человека
44. М-cdk активирует cdc20-APC/C, он в свою
45. MEIOSIS
46. Слайд 46
47. Спаривание хромосом в профазе мейоза 1Кроссинговер в профазе мейоза 1
48. Synaptonemal Complexpresynaptic alignmentsynapsisds DNA breaksrecombination complex
49. Prophase I
50. После разборки синаптонемального комплекса в диплотене и
51. 1. Оба сестринских кинетохора в гомологе должны
52. Слайд 52
53. Кроссинговер тщательно регулируется: на каждую гомологичную пару
54. Контроль клеточного деления и ростаВнеклеточные сигналы, регулирующие
55. PDGF (platelet-derived growth factor) – ростовой фактор
56. Митогены действуют в основном в G1
57. Retinoblastoma protein
58. Слайд 58
59. Слайд 59
60. Клетки имеют ограниченное число делений (предел Хейфлика).После
61. илиRas
62. Факторы клеточного роста.S6 Kinase (S6K) – фосфориллирует
63. Скачать презентанцию

Каждая клетка происходит от родительской клетки.Клетки воспроизводятся, проходя через ряд упорядоченных событий, в результате которых они удваивают своё содержимое и затем делятся надвое. Такой цикл удвоения и деления известен

Главная
Разное
Регуляция Клеточного Цикла

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Регуляция
Клеточного
Цикла

Слайд 2Каждая клетка происходит от родительской клетки.
Клетки воспроизводятся, проходя через ряд

упорядоченных событий, в результате которых они удваивают своё содержимое и

затем делятся надвое.
Такой цикл удвоения и деления известен как клеточный цикл.
Основной задачей родительской клетки является правильная и полная дупликация её ДНК для того, чтобы передать потом в дочерние клетки одинаковый генетический материал (S phase).

Каждая клетка происходит от родительской клетки.Клетки воспроизводятся, проходя через ряд упорядоченных событий, в результате которых они

Слайд 3

Слайд 4G1
G2

Слайд 5Перенос цитоплазмы из митотической клетки в интерфазную стимулирует
вхождение интерфазной клетки

в митоз
MPF - Maturation Promoting Factor

MPF = Cdk1 +

Cyclin B

Potu Rao and Robert Johnson,
University of Colorado (1970)

Перенос цитоплазмы из митотической клетки в интерфазную стимулируетвхождение интерфазной клетки в митоз MPF - Maturation Promoting FactorMPF

Слайд 6Cell Cycle Checkpoints…
Gap 1
Gap 2
Продвижение по клеточному циклу регулируется на

разных стадиях.

Слайд 7Cdk - cyclin-dependent kinases

Saccharomyces cerevisiae (budding yeast)
Schizosaccharomyces pombe (fission yeast)
Leland

Hartwell (University of Washington) - working on budding yeast;
Paul Nurse

(University of Oxford) working on fission yeast.

Cdc2 – каталитическая активность = cdk

Активная Cdk фосфориллирует комплекс мишеней, участвующих в начале митоза (белки хромосом, ядерной оболочки, ядрышка, центросом и т.д.)
Связывание циклина с Cdk’s открывает в киназе каталитический сайт

Слайд 8(Restriction point R1)
A simplified model for cell cycle regulation in

fission yeast

Слайд 9

Слайд 10Cdk Phosphorylation/dephosphorylation
Cdk2 and cyclin A

Слайд 11

Слайд 12The inhibition of a cyclin–Cdk complex by a CKI (Cdk

inhibitor proteins)

Сyclin A–Cdk2 complex связанный с CKI p27, как определено

из структурного анализа.
The p27 связывается в комплексе как с циклином, так и с Cdk, разрушая активный сайт Cdk.

The inhibition of a cyclin–Cdk complex by a CKI (Cdk inhibitor proteins)Сyclin A–Cdk2 complex связанный с CKI

Слайд 13metaphase-to-anaphase transition
Anaphase promoting complex, or cyclosome (APC/C) = ubiquitin ligase
Продвижение

через R1 (START) и через G2/M (R2) идет посредством активации

Cyclin–Cdk комплексов;

Продвижение metaphase-to-anaphase (R3) запускается протеолизом определенных белков, что приводит к финальной стадии клеточного деления

APC/C катализирует убиквитинирование:
securin (удержание сестринских хроматид);
S- и M-циклинов (это приводит к инактивации большинства CDK, в результате чего множество белков, фосфориллированных CDK’ми от S- до начала митоза, дефосфориллируются различными фосфатазами к анафазе, что ведет к завершению митоза и цитокинезу)

metaphase-to-anaphase transitionAnaphase promoting complex, or cyclosome (APC/C) = ubiquitin ligaseПродвижение через R1 (START) и через G2/M (R2)

Слайд 14SCF убиквитинирует:
Определенные CKI в поздней G1, что позволяет активировать S-Cdk’s

и запустить репликацию DNA.
SCF так же разрушает G1/S-cyclins в

ранней S phase.

ubiquitin ligase SCF

APC/C и SCF регулируются по-разному.
APC/C регулируется связыванием с ней либо cdc20 (средина митоза), либо cdh1 (поздняя M- G1);
Активность SCF постоянна, но регулирование идет за счет фосфориллирования её мишеней

SCF убиквитинирует:Определенные CKI в поздней G1, что позволяет активировать S-Cdk’s и запустить репликацию DNA. SCF так же

Слайд 15

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18S PHASE
Geminin = inhibitor of cdt1

Слайд 19S PHASE (continuation)

Слайд 20Cohesin
SMC proteins (Structural Maintenance of Chromosomes)
Scc1 и Scc3 – дополнительные

субъединицы, связывающие ATPase-ные домены Smc-субъединиц.

ATPase-ные домены необходимы для загрузки когезина

на ДНК

CohesinSMC proteins (Structural Maintenance of Chromosomes)Scc1 и Scc3 – дополнительные субъединицы, связывающие ATPase-ные домены Smc-субъединиц.ATPase-ные домены

Слайд 21MITOSIS
Cyclin B in vertebrate

Слайд 22MITOSIS: Condensins
Фосфориллирование конденсинов комплексом Cyclin B – Cdk активирует их

и стимулирует образование петлевых структур в ДНК

MITOSIS: CondensinsФосфориллирование конденсинов комплексом Cyclin B – Cdk активирует их и стимулирует образование петлевых структур

Слайд 23Mitotic spindle

Слайд 24centrosome

Слайд 25Major motor proteins of the spindle

Слайд 26Полуконсервативный механизм дупликации центросом

Слайд 27Kinetochore
polymerization and depolymerization

of the microtubule

Слайд 28Kinetochore
Вначале происходит латеральный захват микротрубочек, а затем при содействии кинезиновых моторов микротрубочки

ориентируются в правильное положение

KinetochoreВначале происходит латеральный захват микротрубочек, а затем при содействии кинезиновых моторов микротрубочки ориентируются в правильное положение

Слайд 29Kinetochore: Bi-orientation
Low tension
Low tension
High tension

Слайд 30Kinetochore: Bi-orientation
Ингибиторный сигнал ослабляет захват микротрубочек
Ингибиторного сигнала нет, захват микротрубочек усиливается,

привлекаются новые микротрубочки.

Kinetochore: Bi-orientationИнгибиторный сигнал ослабляет захват микротрубочекИнгибиторного сигнала нет, захват микротрубочек усиливается, привлекаются новые

Слайд 31Сила, направляющая кинетохор к полюсу (разборка микротрубочек в месте прикрепления

к кинетохору). К полюсу
Движение самих микротрубочек (растут с +конца, убывают

с -конца)(microtubule flux), направленное на движение к полюсам. К полюсу
Полюсное выселение (polar ejection, polar wind, полюсный ветер). От полюса

Силы, действующие на веретено

Сила, направляющая кинетохор к полюсу (разборка микротрубочек в месте прикрепления к кинетохору). К полюсуДвижение самих микротрубочек (растут

Слайд 32Флуоресцентно меченый тубулин
Microtubule flux

Слайд 33polar ejection force
A. Эксперимент с разрезанием лазером
B. Разъясняющая «полюсный ветер»

модель

Слайд 34Расхождение сестринских хроматид
Активный APC/C комплекс так же разрушает и М-циклины

(отрицательная обратная связь)

Слайд 35Mad2 белок является проверочным механизмом присоединения к кинетохору трубочек. Если

напряжения на микротрубочках, связанных с кинетохором нет, то Mad2 изменяет

свою конформацию так, что связывает комплекс Cdc20-APC/C, таким образом инактивируя его и предотвращая переход от метафазы к анафазе.
Колхицин, винбластин – дестабилизируют микротрубочки. Клетка останавливается в митозе.

The Spindle Assembly Checkpoint

Mad2 белок является проверочным механизмом присоединения к кинетохору трубочек. Если напряжения на микротрубочках, связанных с кинетохором нет,

Слайд 36Разборка веретена;
Фрагменты ядерной мембраны ассоциируются с отдельными хромосомами и

затем соединяются друг с другом; комплекс ядерной поры уже инкорпорирован

в эти фрагменты;
Ядерная оболочка восстановлена, начинает восстанавливаться ламина;
Ядерные поры начинают накачивать в ядро ядерные белки… Ядро в состоянии интерфазы.

Telophase

Разборка веретена; Фрагменты ядерной мембраны ассоциируются с отдельными хромосомами и затем соединяются друг с другом; комплекс ядерной

Слайд 37CYTOKINESIS
Обычно митоз заканчивается цитокинезом.
Некоторые клетки (ранние эмбрионы дрозофилы, гепатоциты и

кардиомиоциты) проходят митоз без цитокинеза, становяст при этом многоядерными клетками.
Цитокинез

начинается в поздней анафазе и заканчивается сразу по окончании митоза.
Появляется борозда дробления (cleavage furrow), под которой находится контрактильное кольцо, состоящее из актиновых и миозиновых-2 филаментов, структурных и регуляторных белков.

CYTOKINESISОбычно митоз заканчивается цитокинезом.Некоторые клетки (ранние эмбрионы дрозофилы, гепатоциты и кардиомиоциты) проходят митоз без цитокинеза, становяст при

Слайд 38CYTOKINESIS
a cleaving frog egg

Слайд 39The MIDBODY

Слайд 40Активация RhoA включает сборку и сокращение
контрактильного кольца

Слайд 41Микротрубочки веретена деления определяют время и место разделения клетки
Три модели,

объясняющие, как микротрубочки веретена дают сигнал к разделению клетки (цитокинезу)
Астральные трубочки

несут сигнал индукции борозды

Центр веретена генерирует сигнал индукции борозды

Астральные трубочки релаксируют актин-миозиновый кортекс; на экваторе эта релаксация минимальна, что и ведет к сборке контрактильного кольца

Микротрубочки веретена деления определяют время и место разделения клеткиТри модели, объясняющие, как микротрубочки веретена дают сигнал

Слайд 42Некоторые клетки делятся ассиметрично, что приводит к их развитию по

разным путям.
Материнская клетка перед делением распределяет некоторые свои компоненты возле

одного полюса (детерминанты клеточной судьбы).

CYTOKINESIS

Некоторые клетки делятся ассиметрично, что приводит к их развитию по разным путям.Материнская клетка перед делением распределяет некоторые

Слайд 43Многоядерные клетки
Многоядерная клетка называется синцитиум.
У человека мегакариоциты (предшественники тромбоцитов), некоторые гепатоциты,

а так же кардиомиоциты приобретают многоядерность подобным путем.
Митоз без цитокинеза

в раннем эмбрионе дрозофилы

Многоядерные клеткиМногоядерная клетка называется синцитиум.У человека мегакариоциты (предшественники тромбоцитов), некоторые гепатоциты, а так же

Слайд 44М-cdk активирует cdc20-APC/C, он в свою очередь дезактивирует М-циклины, а это

ведет к дезактивации самого APC/C, что позволяет вновь накопиться пулу

M-циклинов для вхождения в новый митоз

M-Cdk

Cdc20-APC/C

Cdh1-APC/C

M-cyclin

Cdc20-APC/C

Cdh1-APC/C

Как клетка поддерживает низкий уровень М-циклина при переходе от M к G1 фазе

2. Нарастание уровня CKIs

М-cdk активирует cdc20-APC/C, он в свою очередь дезактивирует М-циклины, а это ведет к дезактивации самого

Слайд 45MEIOSIS

Слайд 46

Слайд 47Спаривание хромосом в профазе мейоза 1
Кроссинговер в профазе мейоза 1

Слайд 48Synaptonemal Complex
presynaptic alignment
synapsis
ds DNA breaks
recombination complex

Слайд 49Prophase I

Слайд 50После разборки синаптонемального комплекса в диплотене и следующей за ним

конденсации хроматид могут быть увидены перекрёсты.
Эти перекресты происходят между несестринскими

хроматидами (между гомологами).
Фигуры перекреста напоминают греческую букву «χ» и называются хиазмами. Благодаря хиазмам гомологи удерживаются вместе. Теперь они готовы к сегрегации.

После разборки синаптонемального комплекса в диплотене и следующей за ним конденсации хроматид могут быть увидены перекрёсты.Эти перекресты

Слайд 511. Оба сестринских кинетохора в гомологе должны быть соединены с

ОДНИМ и тем же полюсом веретена.
2. Благодаря хиазмам (перекрестам)

возникает крепкая сцепка между гомологами, что позволяет им двунаправленно ориентироваться на экваторе веретена.
3. Когезия в анафазе 1 снимается только с плеч хромосом, но не с центромерного региона, где находятся кинетохоры. Околоцентромерные когезины защищены от сепаразы в мейозе 1 связанным с кинетохором белком shugoshin (яп. «дух-охранник»). Шугошин рекрутирует фосфатазу, которая снимает фосфаты с центромерных когезинов, делая их недоступными для сепаразы. В конце мейоза 1 шугошин инактивируется.

1. Оба сестринских кинетохора в гомологе должны быть соединены с ОДНИМ и тем же полюсом веретена. 2.

Слайд 52

Слайд 53Кроссинговер тщательно регулируется: на каждую гомологичную пару хромосом приходится не

менее одного (поскольку гомологи должны удерживаться в месте) но и

не более трех перекрестов (кроссоверная интерференция).
В мейозе часто возникают ошибки. Например, неправильное расхождение гомологов – нондизъюнкция, что ведет к появлению лишней или недостающей хромосомы.

Кроссинговер тщательно регулируется: на каждую гомологичную пару хромосом приходится не менее одного (поскольку гомологи должны удерживаться в

Слайд 54Контроль клеточного деления и роста
Внеклеточные сигналы, регулирующие клеточный рост, деление

и «выживание», могут быть разделены на три класса:
1. Mitogens (митогены),

стимулирующие клеточное деление, в основном путем активации G1/S-Cdk, что ведет к снятию блока клеточной прогрессии по клеточному циклу.

2. Growth factors (ростовые факторы), стимулирующие клеточный рост (увеличение клетки) путем активации синтеза белков и других макромолекул с одновременным подавлением их распада.

3. Survival factors (факторы выживания), которые подавляют апоптоз, тем самым стимулируя клетку к выживанию.

cell growth; cell proliferation: to explain

Контроль клеточного деления и ростаВнеклеточные сигналы, регулирующие клеточный рост, деление и «выживание», могут быть разделены на

Слайд 55PDGF (platelet-derived growth factor) – ростовой фактор с широкой специфичностью;
EGF

(epidermal growth factor);
Erythropoietin – узкоспецифичный ростовой фактор, индуцирующий пролиферацию лишь

прекурсоров эритроцитов;
TGFβ (transforming growth factor-β). Ингибирует пролиферацию некоторых типов клеток, в основном блокируя прогрессию клеточного цикла в G1.
В отсутствие митогенных факторов клетка входит в состояние G0

Platelet (тромбоцит)

PDGF (platelet-derived growth factor) – ростовой фактор с широкой специфичностью;EGF (epidermal growth factor);Erythropoietin – узкоспецифичный ростовой фактор,

Слайд 56Митогены действуют в основном в G1

Слайд 57Retinoblastoma protein

Слайд 58

Слайд 59

Слайд 60Клетки имеют ограниченное число делений (предел Хейфлика).
После этого предела клетки

входят в неделящееся состояние, из которого уже никогда не выходят.

Это состояние называется репликативным клеточным старением (replicative cell senescence).
Ограничителем числа клеточных делений служит (среди других механизмов) укорочение длины теломер.
Избыточная активность пролиферативных сигналов приводит (в нормальных клетках) к аресту клеточного цикла (см след слайд) или апоптозу.

Клетки имеют ограниченное число делений (предел Хейфлика).После этого предела клетки входят в неделящееся состояние, из которого уже

Слайд 61или
Ras

Слайд 62Факторы клеточного роста.
S6 Kinase (S6K) – фосфориллирует рибосомальный белок S6,

что увеличивает способность рибосом транслировать мРНК рибосомальных белков
Фактор инициации трансляции
phosphoinositide

3-kinase (PI 3-kinase)

Факторы клеточного роста.S6 Kinase (S6K) – фосфориллирует рибосомальный белок S6, что увеличивает способность рибосом транслировать мРНК рибосомальных

Скачать презентацию

Разделы презентаций

Регуляция Клеточного Цикла

Содержание

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Регуляция Клеточного Цикла

Слайд 2Каждая клетка происходит от родительской клетки.Клетки воспроизводятся, проходя через ряд

упорядоченных событий, в результате которых они удваивают своё содержимое и

Слайд 4G1G2

Слайд 5Перенос цитоплазмы из митотической клетки в интерфазную стимулируетвхождение интерфазной клетки

в митоз MPF - Maturation Promoting FactorMPF = Cdk1 +

Слайд 6Cell Cycle Checkpoints…Gap 1Gap 2Продвижение по клеточному циклу регулируется на

разных стадиях.

Слайд 7Cdk - cyclin-dependent kinasesSaccharomyces cerevisiae (budding yeast)Schizosaccharomyces pombe (fission yeast)Leland

Hartwell (University of Washington) - working on budding yeast;Paul Nurse

Слайд 8(Restriction point R1)A simplified model for cell cycle regulation in

fission yeast

Слайд 10Cdk Phosphorylation/dephosphorylationCdk2 and cyclin A

Слайд 12The inhibition of a cyclin–Cdk complex by a CKI (Cdk

inhibitor proteins)Сyclin A–Cdk2 complex связанный с CKI p27, как определено

Слайд 13metaphase-to-anaphase transitionAnaphase promoting complex, or cyclosome (APC/C) = ubiquitin ligaseПродвижение

через R1 (START) и через G2/M (R2) идет посредством активации

Слайд 14SCF убиквитинирует:Определенные CKI в поздней G1, что позволяет активировать S-Cdk’s

и запустить репликацию DNA. SCF так же разрушает G1/S-cyclins в

Слайд 18S PHASEGeminin = inhibitor of cdt1