Resume
samenvatting signaaltransductie en moleculaire biologie
- Établissement
- Vrije Universiteit Brussel (VUB)
samenvatting van de twee delen van het vak mbv de slides en eigen nota's
[Montrer plus]
Aperçu du contenu
Signaaltransductie en moleculaire biologieDeel 1 : signaaltransductie
1. Algemene principes
• Signaaltransductie
è Definitie :
ð Principe v communicatie tss versch cellen die leiden tot ‘sociale samenhang’
ð Moleculaire mechanismen die instaan vr communicatie tss celmembraan en intracellulaire locaties (of
omgekeerd) en die cellulaire veranderingen teweegbrengen
ð Circuits voor doorgeven v info en beïnvloeding v processen via ‘schakelaars’
è Oorsprong :
ð Ontstaan bij evolutie v meerlingen? (=samenleving)
ð Evolutie v versch compartimenten in cellen? (= samenwerking tss organellen, endosymbiose?)
ð Basis nog primitiever à ontstaan na omsluiting v celinhoud dr celmembraan? => kort na het ontstaan v
‘eerste’ cellen (= communicatie met buitenwereld, en voeding)
• BASISPRINCIPE: gedrag w beïnvloed dr de omgeving inclusief andere cellen
è Chemotaxis, phototaxis, thermotaxis : reeds bij prokaryoten
ð Fototaxis positief (in groen licht) ó fototaxis negatief (in blauw licht) bij Ectothiorodospira (fototrofe
purper bacterie) à signalen v photo-sensorische ‘yellow proteins’ (Pyp) beïnvloeden migratie
- Pyp domein met p-hydroxycinnamic acid (blauw licht absorberend)
- Biliverdine chromofoor (rood licht absorberend)
- Autofosforylatie van het histidine H door kinase domein
è Celherkenning : bvb tss cellen ven versch geslacht voor uitwisseling v DNA
è Communicatie tss cellen vr opbouw v structuren, organen à ontwikkelingsbiologie
ð Cel-cel communicatie in gist : uitwisseling v ‘mating type’ factors (feromonen
ð Dictyostelium discoideum: 1 vd ééncellige amoebe naar meercellige ‘samenleving’
- Secretie v cAMP = schaarste-signaal => aggregatie
è Communicatie tss cellen als basis vr metabole integratie, homeostase en gedrag bij dieren
è Cellulair metabolisme (bvb glycolyse door insuline)
ð Vetcellen: opname v glucose à lipidesynthese => geregeld door versch intercellulaire boodschappers
afkomstig v pancreas, darm en hersenen
ð Verschillende signalen kunnen één functie beïnvloeden
è Cellulaire functies (beweging, secretie, …)
ð Veranderingen in celfunctie oiv signaal : één signaalmolecule kan versch effecten hebben
è Levenscyclus: groei, proliferatie, differentiatie, dood
ð Overgang tussen versch stadia vd levenscyclys : dierlijke cel afzonderen v signalen uit de omgeving à
meeste cellen sterven af
ð Meerdere signalen nodig om te overleven, bijkomende om te dleen, en nog anderen voor te
differentiëren
• Terugkerende thema’s :
è Moleculaire complexiteit v elke interactie
è Combinatorische eigenschappen
ð Componenten signalen ontvangen en zelf multiple signalen uitzenden
ð Zelfde componenten w aangewend in versch signaalwegen
è Integratie tot pathways en netwerken
ð Vb v moleculaire SIGNAAL-NETWERK : fosfatasen en hun substraten
,• Signalen
è Fysisch v aard : bvb fotonen, geluid, vloeistofdruk, tijd
ð Rhodopsine : rekt zicht uit oiv fotonen à duwt op EW => vormverandering à signaal doorgeven =
depolarisatie v membraan vd staafjes
è Communicatie tss cellen = chemische signalen
è Fysiologische, farmacologische of pathologische betekenis à signalen moeten geïnterpreteerd worden :
doelwitcel bepaalt effect
è Signaaltrasductie grotendeels binnenin cel à hier gebeurt interpretatie
• Communicatie tss cellen
è Indirect = chemische communicatie à chemische boodschapper in extracellulaire ruimte =>
verantwoordelijk vr effect op volgende cel
ð Extreem kleine afstand maar andere molecule nodig dus is indirect
ð Endocrien: versch celtypes ergens in lichaam op spec manier doelwitorganen beïnvleodne dmv
tussenkomst v bloedstroom à over grote afstand (kan maar niet noodzakelijk)
- Vereist dat cellen andere signalen uitscheiden dan de anderen à anders doelwit niet specifiek door
dit signaal geactiveerd
- Ver effect, heel specifiek maar traag
ð Synaps : spec communicatie tss cel en doelwit
- Axonen dicht in nabijheid v doelwit contact maken en secretie v NT
- Signaal kan overal hetzelfde zijn (gebruiken zelfde NT) maar toch spec communicatie veroorzaken
- Veel energie in synthese v axonen vr specifieke contacten
- Zeer snel wnt elektrisch signaal
è Direct = gekoppelde communicatie à 2 cytoplasma’s als 1 geheel dmv GJ
ð GJ = verzameling v kanalen, 1 half kanaal = connexon v 6 connexines à 3de helix v connexine vormt
wand vd porie à hydrofiel maken (laten polaire moleculen door)
ð Uitwisseling v signaalmoleculen (Ca2+, cAMP)
ð Fysiologisch : hartspier à gecoördineeerde contractie dr elektrische stroom via GJ (Cx40, Cx43)
ð Pathologisch : uitbreiding v necrose nr buurcellen à gevolg v overmaat Ca2+ flux via GJ
- Schade breidt zich uit = fout gelopen communicatie
- Iets dat zich uitbreid wijst op communicatie tss naburige cellen
ð Snelle modulatie v GJ dr allosterische regeling vh connexon
- Te veel Ca à sluiting connexon dmv allosterie
- Zeer grote schade à stroom Ca te groot => regeling niet snel genoeg à Ca met pathologische
betekenis
ð Trage modulatie v GJ dr regeling v connexine-gen expressie à dmv synthese en afbraak
- Verhoogde transcriptie = meer connexons à meer/snellere communicatie
- Kanalen kunnen ook opgenomen w in endosomen => afbraak in lysosomen
• Chemische signalen:
è Autocriene signalisatie: in een populatie v identieke cel (gaan zichzelf heel hard versterken)
è Elke cel antwoordt op beperkte groep signalen en op specifieke wijze
è Signaal moleculen vaak gesecreteerd dr signalerende cel nr ECS => oplosbare signaalmoleculen
è Signaalmoleculen gebonden aan opp vd signalerende cel => kan in beide interagerende cellen signaal
ontstaan
ð Cel-cel contact nodig voor communicatie
ð Bvb: Fas ligand en Fas receptor
- Ligand niet vrij (geen solubele vorm maar enkel membraangebonden vorm)
- Fas receptor = mediator v celdood dmv lokale cel-cel contact
- Soms signalerende cel ook effect verkrijgen dr cel-cel contact
è Signaalmolecule afkomstig v signalerende cel beïnvloedt doelwit zonder tussenkomst v receptor
ð Bvb effect v NO op guanylyl cyclase in gladde spier (enzyme beïnvloedt dr signaalmolecule)
è Signlaalmoleculen snel afgebroken in doelwitcel
ð Bvb cGMP door PDE5 (fosfodiesterase 5)
, è Soms signalisatie (= signaal + respons) binnen één en dezelfde cel
ð Bvb wnr versch processen of organellen elkaar beïnvloeden
è Soms signaaltransductie (= signaal + respons over de memb) zonder ligand
ð Receptor kan ‘constitutieve activiteit’ bezitten (bvb histamine H3-R op neuronen)
è Meerdere liganden kunnen binden op zelfde receptor (bvb acetylcholine receptor)
è Diffusie oiv verschil in concentratie (concentratieverschil bepaalt richting)
ð Zonder concentratieverschil ook diffusie maar netto geen verplaatsing
ð Meestal hebben signaalmoleculen weinig anders dan diffusie om zich voor te bewegen
ð Gradiënt curve = gaussiaans : moleculen verdelen zich in de tijd
- Totale hoeveelheid partikels = constant = oppervlakte onder de curve
- Gekarakteriseerd dr standaarddeviatie sigma (s) ; sigma stijgt ifv de tijd
- C = snijpunt met Y-as = hoogste concentratie (bevindt zich in het midden van de vlek)
- Als je x kent kan je de conc op eender welke plek berekenen => stijgende x = dalende concentratie
- Bekijken twee punten vanaf midden: verschil in conc = concentratie-gradiënt à stroming v hoge
conc nr lage conc
- Diffusiesnelheid : => sigma neemt toe in parabolische functie
à s = afstand vr gem afstand afgelegd door signaalmolecule ; D = diffusiecoëfficiënt (eigen aan
stof/omgeving)
à diffusieconstante geeft idee over migratie-afstand die molecule kan afleggen louter en alleen
dmv diffusie
à Diffusieconstante lager in cytoplasma wnt viscositeit is hoger wnt er zijn meer moleculen in
opgelost ; D is groter bij een grotere molecule
• Binding v ligand
è Bindingskinetiek : reversibele binding v ligand op receptor => vorming receptor-ligand complex
è Snelheid voorwaardse reactie = k1 . (L)(R) (k1 = associatie snelheidsconstante)
è Snelheid achterwaardse reactie = k-1 . (LR) (k-1 = dissociatie snelheidsconstante)
è Evenwicht : associatie = dissociatie ó k1 (L)(R) = k-1 (LR) ó k1/k-1 = (L)(R)/(LR) = Kd
ð Kd = dissociatie constante = ratio vd dissociatie- en associatiesnelheidsconstante =
evenwichtsconcentratie v ligand waarbij 50% vd receptoren bezet zijn (L50)
- Beschrijft goed hoe ligand met receptor interageert
ð L50 = Kd als (L)(R)/(LR) = 1 en dus (L)(R) = (LR)
ð Hoe hoger Kd hoe slechter affiniteit v L vr R wnt dan is L50 hoog en dan is de ligand-conc waarbij 50%
bezet is ook hoog à veel ligand nodig voor 50% bezetting
ð Hoge Kd = slechte binding (Kd = 1mM ) ó lage Kd = goede binding (Kd = 10-8 M)
è Scatchard plots voor bepaling v Kd :
ð Bij zeer hoge conc L zal max hoeveelheid v L gebonden zijn = Bmax
ð Hoeveelheid gebonden ligand (B) bij gegeven hoeveelheid vrij L (F) is algemeen bepaald dr:
- Kd . (LR) = (L) . (R ) <=> Kd . B (bound) = F (free) . (Rt-Rl) (vrije receptor conc)
- <=> Kd . B = F (Bmax - B) <=> B . (Kd + F) = Bmax . F
- <=> B = Bmax . (F/ (Kd+F))
ð Hoeveelheid B kennen door te kijken nr hoeveelheid free ligand
ð Bmax = Rtot (je kan niet meer ligand binden dan dat er receptor is)
ð Hieruit volgt (Scatchard) : B/F = Bmax/Kd – B/Kd
- Lijkt sterk op Michaelis-Menten ; zegt iets over binding/loslaten v ligand op receptor
- Conc vrije ligand waarbij helft gebonden is = Kd (als F = Kd)
- F en B zijn de variabelen ; rico = - 1/Kd
• Effect v ligand
è Agonisten = binden zoals natuurlijke liganden + respons in richting v natuurlijke ligand
ð Hormonen en NT oefenen werking uit via binding en activatie v specifieke receptor
ð Agonisten = receptor activeren zoals natuurlijke ligand (bvb adrenaline op adrenerge R)
ð ‘full agonisten’ : biologische respons veroorzaken even sterk als de natuurlijke ligand
ð ‘partiële agonisten’ : veroorzaken slechts gedeeltelijke respons (wel in zelfde richting)
, ð Geen rechtstreeks verband tss affiniteit vr ligand en biologische respons
ð Overmaat R is Bmax veel groter waarvan fractie nodig is voor biologische respons à gevoeligheid v cel
vr L is dan veel groter
ó juist genoeg R: L-conc moet voor R dan veel hoger zijn wnt Bmax moet bereikt worden à L-conc
moet dan bijna oneindig zijn => gevoeligheid v cel vr L is dan veel kleiner
è Antagonisten = stoffen die receptor ook binden maar geen activatie induceren
ð Netto resultaat : bij toenemende conc van antagonist gaan activatie v R afnemen
ð Competitieve antagonisten (bvb IL-1Ra = IL-1 receptor antagonist)
- Werken dr bezetting vd bindingplaats vh natuurlijke ligand
ð Non-competitieve antagonisten : receptor activatie verhinderen via andere mechanismen
è Inverse agonist = stoffen die binden op R en interageren met R à verlagen v activiteit vd R
ð Omgekeerde dan agonist ; geen antagonist wnt nemen plaatst niet in (geen competitie)
ð Werkt in op R die uti zichzelf al bepaalde activiteit heeft = constitutief actieve R
ð Bvb: histamine receptor H2 kan actief zijn zonder histamine à H-R antagonisten die constitutieve
activiteit remmen = inverse agonist
• Receptoren = eiwitten, glycoproteïnen
è Celmembraan receptoren : detecteren hydrofiele L die de cel niet autonoom binnen kunnen
ð Ion kanalen : binding v ligand opent of sluit een kanaal
- Doorlaatbaarheid vh membraan verhogen/verlagen afh v binding vh ligand
ð G-proteïne gekoppeld : binding v L activeert G-proteïne => afzonderlijk enzyme of ionkanaal activeren
- Transmembranaire EW à extracellulair L binden => intracellulaire G-proteïne activeren à
verplaatst door memb tot plaats v enzyme (versch enzymen kunnne geactiveerd w door G-proteïne)
=> signaal verder gezet
ð Enzyme receptoren : binding v L activeert enzyme domein op R zelf of op geassocieerde molecule
- Receptor is ook zelf een enzyme
- L brengt versch delen v R samen tot hogere orde => activatie v R-delen met katalytische activiteit
è Intracellulaire receptoren : binding kleine hydrofobe L die celmembraan overbruggen
ð Ligand-bindend domein, DNA-bindend domein en N-terminaal domein
ð Meestal veranderen v genexpressie dankzij DNA bindend en transactief domein à TF activeren op DNA
ð Normaal gebonden door reusachtige EW (zoals chaperonines = Hsp90) = inactief
ð Dmv vetoplosbaarhormoon (steroïde hormoon bvb) binden op ligand-bindend domein => EW verandert
v vorm en laat Hsp90 los à migreren nr DNA à binden op hormone responsive elements (HRE =
hexameren die herkend w) à N-domein activeert transcriptie v bep genen op respons vh hormoon
• Moleculaire interacties
è Proteïne-proteïne interacties
ð Adaptors, scaffolds, chaperonines
ð Vorming of verbreking van een eiwitcomplex (bvb G-proteïne, calmoduline)
ð Covalente modificatie : fosforylatie (tyr, thr, ser)
ð Translocatie (bvb steroïde receptor)
ð Eiwit afbraak (bvb ‘cliënteiwitten’ v Hsp-90)
ð Vaak beïnvloed dr binding of dissociatie v kleine liganden (bvb nucleotiden, Ca, ACh, steroïden, …)
è Covalente en niet-covalente binding v fosfaat groepen
ð Bindign v P-groep op EW beïnvloedt interactie of activiteit vh EW
- Activatie ve enzymatisch domein dr verandering in conformatie
- Binding mogelijk maken dr verandering in structuur v bindingssite te induceren
- Ontbinding ve complex en vrijzetting vd active vorm ve G-proteïne
ð Zowel covalente en niet-covalente modificaties zijn reversibel (hydrolyse) à hun effecten ook
ð Niet-covalente fosforylatie = uitwisseling v GDP door GTP op een EW
è Multi-state regeling ve eiwit : bvb Calmoduline-afhankelijke kinase II (CaM kinase II)
ð 4 verschillende activatie-toestanden dr combinatie v proteïne binding, ionbinding en fosforylatie
ð Geactiveerd dr Ca à bindt calmoduline => bindt op CaM kinase II
ð Als calmoduline niet bindt dan is CaM kinase II niet actief wnt domein blokkeert katalytisch domein
Les avantages d'acheter des résumés chez Stuvia:
Qualité garantie par les avis des clients
Les clients de Stuvia ont évalués plus de 700 000 résumés. C'est comme ça que vous savez que vous achetez les meilleurs documents.
L’achat facile et rapide
Vous pouvez payer rapidement avec iDeal, carte de crédit ou Stuvia-crédit pour les résumés. Il n'y a pas d'adhésion nécessaire.
Focus sur l’essentiel
Vos camarades écrivent eux-mêmes les notes d’étude, c’est pourquoi les documents sont toujours fiables et à jour. Cela garantit que vous arrivez rapidement au coeur du matériel.
Foire aux questions
Qu'est-ce que j'obtiens en achetant ce document ?
Vous obtenez un PDF, disponible immédiatement après votre achat. Le document acheté est accessible à tout moment, n'importe où et indéfiniment via votre profil.
Garantie de remboursement : comment ça marche ?
Notre garantie de satisfaction garantit que vous trouverez toujours un document d'étude qui vous convient. Vous remplissez un formulaire et notre équipe du service client s'occupe du reste.
Auprès de qui est-ce que j'achète ce résumé ?
Stuvia est une place de marché. Alors, vous n'achetez donc pas ce document chez nous, mais auprès du vendeur ainoavanroy. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €8,49. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.
Peut-on faire confiance à Stuvia ?
4.6 étoiles sur Google & Trustpilot (+1000 avis)
62890 résumés ont été vendus ces 30 derniers jours
Fondée en 2010, la référence pour acheter des résumés depuis déjà 14 ans