HÜCRE SĠNYAL OLAYLARI PROF. DR. FATMA SAVRAN OĞUZ

Transkript

1 HÜCRE SĠNYAL OLAYLARI PROF. DR. FATMA SAVRAN OĞUZ

2 Çok hücreli organizmaların kompleks omurgalılara evrimi, hücreler birbirleriyle iletişim kuramasalardı mümkün olmazdı.

3 Hücre-hücre Hücre-matriks etkileşimini sağlayan moleküller : Kaderin,integrin aracılığı ile sinyal iletimi Embryo gelişimi esnasında görülür

4 Döllenmeden doğum sonrasına kadar hem omurgalılar hem de omurgasızlar, hücreler üretip bunları önce dokulara sonra işler durumda organlara dönüşecek şekilde düzenlemek zorundadırlar

5 Hücreler arasındaki iletiģim Ģekillerinin neredeyse tamamında iki temel unsur vardır Bilgi taşıyan sinyali üreten bir sinyal hücresi Bilgi taşıyan sinyali alan, aldığı bilgiye göre hareket eden veya bu sinyal tarafından değiştirilen tepki sinyali.

6 Sinyal molekülleri nelerdir? Proteinler Peptid Steroidler Gazlar Biyomoleküller ATP Amino asit türevleri ( epinefrin, histamine)

7 Sinyal iletilme şekilleri Parakrin Endokrin Sinaptik Otokrin

8 Parakrin : Hücrenin yakın çevresindeki hücreler etkilenir. Endokrin : Sinyal molekülleri - hormon kan dolaşımına salınır ve vücuttaki hedef hücrelere ulaşır. Sinaptik: Vücudun birbirinden çok uzaktaki kısımları arasında sinyal iletimi.sinir hücresi uzantısı ile hedef hücreye

9 Otokrin Etki Bağışıklık sistemi hücrelerinde IL- 2 uyarımı ile T hücre etkileşmesi örnek olarak verilir. Erken gelişim evresinde Kanser hücrelerinde görülür

10 Bir hücrenin bir başka hücreden aldığı sinyale göre hareket edip davranışını değiştirme mekanizmasına sinyal aktarımı denir. Sinyalin tepki veren hücrenin dış hücre zarından (yeni bir gen ekspresyon ve hücre davranışını meydana getirdiği) çekirdeğe taşınmasına olanak sağlayan hücre içi işlemlere sinyal aktarım yolu denir.

11 Ekstrasellüler sıvı Sitoplasma Sinyal alımı İletilmesi Cevap Reseptör Sinyal İleti Yolu Hücresel cevabın Aktivasyonu Sinyal molekül Plasma Membranı

12 Genelde neredeyse tüm aktarım yolları esas olarak aynı Ģekilde çalıģır Yayılabilir hücre dışı molekül formundaki bir sinyal duyarlı hücrenin yüzeyindeki reseptörlere bağlanır Bunları aktive eder; Sonra bu tepki hücresi bir dizi sinyal taşıyıcısını aktive ederek çekirdeğe yönlendirir;

13

14 RESEPTÖR 1) SİNYAL TRANSDÜKSİYONUNDA yer alan bir proteindir Hücre dışındaki bir sinyali hücre içine taşır. Sinyalin bir biçimden başka bir biçime dönüşmesini sağlayan protein hücre dışında olabileceği gibi hücre içinde de olabilir

15 Reseptöre bağlanan moleküle ligand denir: peptit, Hormon,İlaç,Toksin olabilir, Bağlanma sonucunda reseptör biçimini değiştirir ve hücresel bir tepki meydana gelir. Bazı ligandlar herhangi bir değişikliğe neden olmadan sadece reseptörleri bloke ederler, bunlara agonist denir.

16 2) Hücre dışındaki bir protein veya taneciğin hücre içine girmek için hücre zarında bağlandığı bir moleküldür. Hücreye bağlanan şey, bir protein bir virus (HIV) veya bir lipoprotein taneciği olabilir.

17

18 Ligand etkisiyle reseptörde meydan gelen değişiklikler sonucu fizyolojik tepkiler meydana gelir, bunlar liganda atfedilen biyolojik aktiviteyi oluşturur.

19 Büyüme faktörü Ekstrasellüler alan İntrasellüler alan Nukleus transkripsiyon

20 1) İntraselüler reseptörler Sinyal molekülleri membranı geçer ve intraselüler reseptörlere bağlanır. Steroid hormonlar, vitamin D 2) Hücre yüzey reseptörleri Hidrofilik sinyal molekülleri membranı geçemez; hücre yüzey reseptörlerine bağlanır. Peptid hormonlar, nöropeptidler

21 SĠNYAL ĠġLEMĠ GENELLĠKLE HÜCRE YÜZEYĠ RESEPTÖRLERĠ TARAFINDAN SAĞLANIR Bu moleküllerin veya ligantların hücre yüzeyi reseptörlerine bağlanması, çekirdeğe giden ve farklı genetik programların aktivasyonuna yol açan sinyal aktarım yollarını aktive eder.

22 Hücre yüzey reseptörleri Ġyon kanalına bağlı reseptörler Enzim iliģkili reseptörler G proteini ile iliģkili reseptörler

23 Katalitik hücre zarı reseptörlerinde genellikle kinaz aktivite vardır; Fosfat grubu o protein üzerindeki bir amino asite (genellikle serin, teronin veya tirosin bir kalıntı) kovalent bağlayarak bir fosfat molekülü bir substrat proteine transfer edilebilir.

24 Bazı sinyal aktarım yollarında, özellikle de tirosin kinaz reseptör kullananlarda, fosforillenen ilk molekül, aynı reseptör türünden bir başka moleküldür. Hücre dışı Hücre içi

25 Ligand Dimerizasyon Transkripsiyon Proliferasyon Sağkalım Migrasyon hücre siklus progresyonu

26 Çoğu durumda, aynı türden bir değil iki reseptör, sinyal ligantına bağlanır; ligant bağlantısı, reseptörlerin dimerize olarak homodimer denen bir kompleks oluşturmasını sağlar.

27 Östrojen Reseptör hormon bağımlı nükleer bir reseptör Ligandı ise östradiol Ligand bağlanınca homodimer oluģturarak DNA ya bağlanır ve bazı genlerin transkripsiyonunu aktive eder.

28 Katalitik reseptör tirosin kinazları ve serin-teronin kinazları yoluyla sinyal aktarımı, çoğu organizmada, özellikle de yüksek omurgalılarda hücreler arasında kullanılan yaygın ve ana iletişim şeklidir.

29 RESEPTÖR TĠROSĠN KĠNAZLARI VE RAS A BAĞLI SĠNYAL AKTARIMI (TRANSDUCTION) Sinyal moleküllerine bağlanan ve substrat proteinleri üzerindeki tirosin kalıntılarını fosforillemek üzere aktive edilen hücre yüzeyi reseptörlerine reseptör tirosin kinazları denir. Bu reseptörler, çeşitli hücre etkileşimlerinde önemli bir rol oynarlar. Bağlanan sinyal molekülleri çoğunlukla çeşitli biyolojik aktiviteleri olan büyüme faktörleridir.

30 Büyüme Faktörleri Vasküler endotel büyüme faktörü (VEGF), Trombosit kaynaklı büyüme faktörü (PDGF), Epidermal büyüme faktörü (EGF), İnsülin, sinir büyüme faktörü (NGF) Fibroblast büyüme faktörü (FGF) bu büyüme faktörlerinden bazılarıdır.

31

32 Bu büyüme faktörlerinin reseptörleri, büyüme faktörü sinyalini, üç farklı sinyal aktarım yolundan birine aktarır: Fosfolipaz C (PLC), Grb2 / Sos ve Fosfatidilinositol 3-kinaz (PI3K) yolları. Tüm bu reseptörler aynı aşağı yönlü sinyal aktarım yollarını kullandıkları için bir hücrenin belli bir büyüme faktörüne tepkisi, hücre yüzeyinde uygun reseptör tirosin kinazını eksprese edip etmemesiyle çok ilgilidir.

33 Fibroblast Büyüme Faktörleri FGF ailesi, embriyo ve embriyo dokularının ; aksiyal yapılaşması, aralarında hücre türlerinin belirlenmesi ve ayrışması, organların ve vasküler sistem gibi organ sistemlerinin morfojenezi ve hücre çoğalma ve hareketlerinin düzenlenmesi pek çok biyolojik olayda önemli bir yer tutar.

34 FGF sinyal aktarım yolu da büyüme ve hücre fizyolojisinde önemli ve farklı roller oynar ve reseptör tinosin kinazları yoluyla verilen sinyallere mükemmel bir örnek oluşturur. FGF sinyal aktarım yolunun aktivasyonu, FGF ligantı hücre yüzeyindeki FGF reseptörlerine (FGFR) bağlandığı zaman başlar.

35

36 Hücresel cevaplar 1. Gen ekspresyonunda değişiklik 2. Metabolik enzimlerin aktivitesinde değişiklik 3. Sitoiskeletin yeniden düzenlenmesi 4. İyon geçirgenliğinde değişiklik 5. Bir hormon veya protein salınması 6. DNA sentezinin uyarılması (hücre çoğalması) 7. Hücre ölümü