Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Jorg Stetefeld and Markus A. Ruegg Biozentrum, University Basel, Klingelbergstrasse 70, CH-4056 Basel, Switzerland Τριανταφύλλου Αλέξανδρος-Σταύρος Ιατρική.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "Jorg Stetefeld and Markus A. Ruegg Biozentrum, University Basel, Klingelbergstrasse 70, CH-4056 Basel, Switzerland Τριανταφύλλου Αλέξανδρος-Σταύρος Ιατρική."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Jorg Stetefeld and Markus A. Ruegg Biozentrum, University Basel, Klingelbergstrasse 70, CH-4056 Basel, Switzerland Τριανταφύλλου Αλέξανδρος-Σταύρος Ιατρική Ιωαννίνων

2  Διαδικασία ωρίμανσης mRNA- Απομάκρυνση ιντρονίων (introns) και συρραφή εξονίων (exons)  Συντελείται από τα σωμάτια ματίσματος (spliceosomes) δηλ. συγκροτήματα πρωτεϊνών και RNA

3 Εύκολος τρόπος δημιουργίας μιας ποικιλίας πρωτεϊνών, οι οποίες είναι τροποποιήσεις ενός βασικού μοτίβου ανάλογα με το πρόγραμμα της ανάπτυξης του κυττάρου, χωρίς να απαιτούνται νέα γονίδια για κάθε πρωτεΐνη

4  Το εναλλακτικό μάτισμα αποτέλεσε την απάντηση για το μικρό αριθμό των ανθρώπινων γονιδίων ύστερα από την ολοκλήρωση του Προγράμματος του Ανθρώπινου Γονιδιώματος  Τουλάχιστον το 50% των ανθρώπινων γονιδίων υφίστανται εναλλακτικό μάτισμα

5 Αξιοσημείωτο αποτελεί το παράδειγμα του γονιδίου που κωδικοποιεί την πρωτεΐνη Dscam στα νευρικά κύτταρα της Drosophila melanogaster. Χάρη στο εναλλακτικό μάτισμα, από αυτό το γονίδιο και μόνο παράγονται διαφορετικά mRNA, δηλ. 3 φορές περίπου ο αριθμός των γονιδίων του συγκεκριμένου είδους!

6 Ας δούμε συγκεκριμένα τα παραδείγματα των εξής πρωτεϊνών:  Glutathione-S-tranferases (GSTs)  Human Pyrophosphorylases (AGX)  Wilms’ tumor-suppresor protein  Picollo  Agrin (G3)

7

8 Πρωτεΐνες με σημαντικό ρόλο στην κυτταρική αποτοξίνωση μέσω της σύζευξης ξένων παραγόντων (πχ φάρμακα και εντομοκτόνα) με τη γλουταθειόνη (GSH, σημαντικός αντιοξειδωτικός παράγοντας)

9 Χάρη στο εναλλακτικό μάτισμα προκύπτουν 4 διαφορετικές GSTs στο κουνούπι Anopheles dirus species B (AdGST), το οποίο αποτελεί σημαντικό παράγοντα ελονοσίας στη νοτιοανατολική Ασία.

10  Η πρωτεΐνη AdGST1-4 (που έχει υποστεί εναλλακτικό μάτισμα) έχει ως ανταγωνιστικό αναστολέα τα πυρεθροειδή  Σε αντίθεση με την AdGST1-3 ( η μορφή που δεν έχει υποστεί μάτισμα)

11 Η AdGST-4 παρέχει μηδαμινή προστασία στα κουνούπια από τα εντομοκτόνα, σε αντίθεση με την AdGST-3

12 Συγκρίνοντας τα ενεργά κέντρα των δύο ενζύμων παρατηρούμε ότι είναι πανομοιότυπα (G-site στο οποίο προσδένεται η GSH και H-site το οποίο συμβάλλει στην αναγνώριση του υποστρώματος)

13  Η διαφορά εντοπίζεται στο πενταπεπτίδιο που έχει προστεθεί στην AdGST1-4.  Καθιστά το ενεργό κέντρο G-site του ενζύμου πολύ λιγότερο προσβάσιμο στο υπόστρωμα

14

15

16  Οι AGX πρωτεΐνες αποτελούν κατηγορία των πυροφωσφορυλασών  Συμμετέχουν στη γλυκοζυλίωση πρωτεϊνών  Πιο συγκεκριμένα θα δούμε τις διαφορές μεταξύ AGX1 και AGX2  Η AGX2 συγκριτικά με την AGX1 περιέχει 17 επιπλέον αμινοξέα λόγω εναλλακτικού ματίσματος

17  H AGX1 είναι διμερές ενώ η AGX2 μονομερές  Λόγω αλλαγής στην αρχιτεκτονική του ενεργού κέντρου, αναγνωρίζουν διαφορετικά υποστρώματα.  Οι δύο αυτές πρωτείνες είναι διαφορετικά κατανεμημένες στο ανθρώπινο σώμα (η AGX1 εκφράζεται σε μεγάλο βαθμό στους όρχεις, ενώ η AGX2 όχι)

18 Το παράδειγμα των AGX1 και AGX2 υποδηλώνει τη σημασία του εναλλακτικού ματίσματος για τη διαφοροποίηση των πρωτεϊνών σε διαφορετικούς ιστούς.

19

20  Μεταγραφικός παράγοντας  Αλλαγές στο γονίδιο της WT1 δύνανται να προκαλέσουν όγκους σε παιδιά και ανωμαλίες στο ουρογεννητικό σύστημα  Στο καρβοξυτελικό άκρο της αποτελείται από 4 περιοχές με δυνατότητα για σύνδεση με DNA

21  Προσθήκη του τριπεπτιδίου Lys-Thr-Ser (KTS) μεταξύ των δυο τελευταίων περιοχών στο καρβοξυτελικό άκρο  Άμεση συνέπεια η αλλαγή στη δυνατότητα της πρωτεΐνης να προσδένεται στο DNA και η διαφορετική εντόπισή της στον πυρήνα του κυττάρου

22

23  Η WT1-KTS εντοπίζεται κυρίως κοντά στα σωμάτια ματίσματος και στα coiled bodies, ενώ η WT1 κατά κύριο λόγο σε περιοχές του πυρήνα πλούσιες σε DNA  Δομικά βέβαια, οι δύο πρωτεΐνες είναι σχεδόν πανομοιότυπες όταν δε συνδέονται με το DNA

24  Ωστόσο η διαφορά τους γίνεται αισθητή κατά τη σύνδεσή τους με το DNA  Το τριπεπτίδιο KTS προσδίδει ευκαμψία στο συνδέτη των δυο τελευταιων περιοχων  Έτσι η πρόσδεση της WT1-KTS στο DNA δεν είναι τόσο ισχυρή όσο της WT1

25 Χάρη στα εξής 2 δεδομένα:  Η WT1-KTS εντοπίζεται κοντά στα συστατικά της > (RNA και πρωτεΐνες)  Με τη χρήση ολόκληρων γενομικών βιβλιοθηκών δεν ανιχνεύθηκε καμία σύνδεση μεταξύ του συγκεκριμένου ενζύμου και του DNA. Αποδείχθηκε ότι λειτουργεί μέσω RNA σύνδεσης!

26 Στο συγκεκριμένο παράδειγμα μέσω του εναλλακτικού ματίσματος το κύτταρο ελέγχει τις πρωτεονουκλεϊκές αλληλεπιδράσεις καθώς και την περίσσεια των δύο πρωτεϊνών στον πυρήνα

27

28  Αποτελεί τη βάση για τη συμπεριφορά μας, την πνευματική λειτουργία και όχι μόνο…  Στον εγκέφαλο παρατηρείται η μεγαλύτερη μεταγραφική λειτουργία σε σχέση με τα υπόλοιπα όργανα  Η ποικιλία πρωτεϊνών που εντοπίζεται στο νευρικό ιστό δεν οφείλεται μόνο στην πληθώρα γονιδίων που εκφράζονται, αλλά και στο εναλλακτικό μάτισμα !

29

30

31  Πρωτεΐνη που εντοπίζεται στις προσυναπτικές ενεργές ζώνες των νευρώνων  Παίζει σημαντικό ρόλο στην εξαρτώμενη από Ca 2+ απελευθέρωση νευροδιαβιβαστή  Στο καρβοξυτελικό (C) άκρο διαθέτει δύο περιοχές (C 2 A και C 2 B) οι οποίες υπόκεινται σε εναλλακτικό μάτισμα

32

33  Πρόσδεση σε ιόντα ασβεστίου δίχως μεταβολή της δομής τους  Σύνδεση τριών Ca2+ σε μικρή περιοχή στις ανώτερες θηλιές

34  Ο C 2 A τομέας της Picollo, με την προσθήκη 9 αμινοξέων παρουσιάζει χαμηλή συγγένεια προς τα ιόντα Ca 2+  Η προσθήκη έχει συμβεί στην περιοχή των θηλιών με αποτέλεσμα τη δημιουργία δομής ασύμβατης προς τα Ca 2+

35  Ωστόσο, έχει προταθεί ένα μοντέλο σύμφωνα με το οποίο η C 2 A ύστερα από το μάτισμα δύναται να προσδεθεί σε Ca 2+ χάρη σε ανακατανομή δευτερευόντων δομικών στοιχείων  Το γεγονός αυτό προσδίδει στην Picollo τη δυνατότητα να ανταπεξέρχεται στην αρχική της ιδιότητα ακόμη και όταν συντελούνται ανακατανομές φωσφολιπιδίων ή δεσμευμένων πρωτεϊνών στην κυτταροπλασματική μεμβράνη.

36

37

38  Πρωτεογλυκάνη  Εντοπίζεται κατά κύριο λόγο στις νευρομυϊκές συνάψεις στις μετασυναπτικές μεμβράνες  Υπεύθυνη για τη συσσώρευυση υποδοχέων ακετυλοχολίνης (Ach) στις μετασυναπτικές μεμβράνες των μυϊκών κυττάρων

39  Η αμινοτελική περιοχή της Agrin δίχως εναλλακτικό μάτισμα προσδένεται σε συγκεκριμένους τομείς των λαμινίνων (εντοπίζεται σε μη νευρικά κύτταρα και σε κινητικούς νευρώνες)  Ύστερα όμως, από την παραπάνω διαδικασία η agrin δύναται να αποτελέσει διαμεμβρανική πρωτεΐνη (εντοπίζεται σε νευρώνες του εγκεφάλου)

40 Οι περιοχές G2 και G3 της καρβοξυτελικής περιοχής της Agrin υπόκεινται σε εναλλακτικό μάτισμα

41  Προσθήκη 4 αμινοξέων  Κωδικοποιεί θέση πρόσδεσης ηπαρίνης  Η προσθήκη αυτή κωδικοποιείται σε νευρικά και νευρογλοιακά κύτταρα

42  Προσθήκη 8, 11 ή 19 αμινοξέων  Σημαντικές για σχηματισμό λειτουργικών νευρωμυϊκών συνάψεων και συσσώρευση υποδοχέων Ach in vitro

43  Το εναλλακτικό μάτισμα στην περίπτωση της Agrin παράγει άλλες μορφές της, οι οποίες χρησιμεύουν σε ποικίλους κυτταρικούς τύπους  Ωστόσο, ορισμένες μορφές που παράγονται αποτελούν αίτιο πολλών ασθενειών, όπως μυϊκή δυστροφία λόγω εναλλακτικού ματίσματος στους τομείς G2 και G3

44  Το εναλλακτικό μάτισμα αποτελεί καθοριστικό παράγοντα ποικιλομορφίας και πολυπλοκότητας των οργανισμών  Ακόμη και η προσθήκη μερικών αμινοξέων μπορεί να προκαλέσει σημαντικές μεταβολές στη δομή και τη λειτουργία των πρωτεϊνών  Άλλοτε εξυπηρετεί σε άλλες ανάγκες του κυττάρου και άλλοτε καταστροφικά για αυτό

45  Tibs, Vol. 30, September 2005

46


Κατέβασμα ppt "Jorg Stetefeld and Markus A. Ruegg Biozentrum, University Basel, Klingelbergstrasse 70, CH-4056 Basel, Switzerland Τριανταφύλλου Αλέξανδρος-Σταύρος Ιατρική."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google