İ. Ü İstanbul Tıp Fakültesi Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı Prof. Dr. Filiz Aydın
Hücre iletişimi Tüm canlılar bulundukları çevreden sinyal alırlar ve yanıt verirler Bakteriler glukoz ve amino asit gibi besinlerin varlığını algılar.. Yüksek yapılı organizmalarda iletişim ise yüzlerce değişik tipteki moleküller aracılığı ile sağlanır
Bilgi paylaşımı Çok hücreli organizmalarda her bir hücre davranışını, birbirleri ile haberleşerek belirler Hücreler arasında bilgi alış verişi farklı moleküller ile sağlanır Bir hücre tarafından üretilen sinyal iletim molekülleri, diğer hücrede ifade edilen reseptörlere bağlanarak, hücrenin davranışını etkiler
Kimyasal yapısı ne olursa olsun sinyal molekülleri ligand adlandırılır ve özel reseptörlere bağlanarak hedef hücrelerde biyolojik bir yanıt başlatırlar.
Kimyasal yapıları farklı olan Sinyal molekülleri özel reseptörlere bağlanarak hedef hücrede biyolojik tepki başlatırlar
Sinyal in reseptöre bağlanması ile ne olur? Hücrenin; Metabolizması Hareketi Çoğalması Sağ kalımı Farklılaşmasını içeren, hemen tüm hücre davranışlarını düzenleyen bir seri hücre içi reaksiyon başlar
Sinyal moleküllerinin hücreleri uyarmaları farklı şekillerde olmaktadır
Bir çok sinyal molekülü sinyal gönderen hücrenin yüzeyinde bağlı kalır ve yalnızca temas halindeki hücreleri etkiler Bağışık yanıt oluşumunda ve gelişim süresince temas bağımlı sinyal iletimi önemlidir
Bir çok sinyal molekülü hücreden dışarı salgılanır Salgılanan moleküller hedeflere etki etmek için taşınabilir yada Lokal sinyaller olarak yalnızca yakın çevresini etkiler
Endokrin Parakrin Otokrin Sinaptik
Endokrin uyarı Endokrin hücrelerin salgıladıkları uyarı molekülleri hedef hücreye kan dolaşımı ile ulaşır
Endokrin sinyal iletimi/hormonlar HİPOTALAMUS EPİFİZ HİPOFİZ TİROİD
ENDOKRİN SİSTEM
Sinaptik uyarı Sinir hücreleri ile sinapslar arasındaki sinyalleri taşıyan nörotransmiterler komşu hücrelerin davranışlarını lokal olarak etkiler Yüksek konsantrasyon, hızlı uyarım
Parakrin uyarı Hedef hücre sinyal üreten hücreye çok yakındır Pankreasta somatostatin üreten hücreler glukagon ve insülin salgılayan A ve B hücrelerini etkiler
Otokrin uyarı Hücreler kendi salgıladıkları ürünlere cevap verebilir
Otokrin uyarı İmmün sistemde önemli Tümör hücrelerinde büyüme bağışık yanıtın düzenlenmesinde büyüme faktörleri ile düzensiz Aynı anda benzer hücrelerin sinyal üretmesi etkili bir uyarıma neden olur
Uyarı molekülleri hücreye iki yolla girer Yağda çözünebilir sinyaller Suda çözünebilen sinyaller Hücre dışı Membrana bağlı reseptör Sitoplazma Reseptör
Uyarı molekülleri hücreye iki yolla girer Suda çözünen sinyaller Hormonların çoğu Büyüme faktörleri Nörotransmitterler Lokal kimyasal mediatörler *Eicosanoidler -Hidrofilik özelliktedir - Çok hızlı etki - Hızlı yıkım Yağda çözünen sinyaller Tiroid hormonları Retinoik asit Steroid hormonlar -Hidrofobik özelliktedir - Taşıyıcı molekül - Kanda uzun süre kalırlar - Uzun süreli etki
Hücre yüzey reseptörleri Suda çözünen sinyal molekülleri hedef hücre üzerinde yer alan yüzey reseptörlerine bağlanır İyon kanalı bağlı Enzim bağlı G protein bağlı reseptörler olarak ayrılır
Hücre yüzey reseptörleri Ligant kapılı iyon kanalı G protein bağlı reseptörle Tirozin kinaz reseptörleri
İyon kanallarına bağlı reseptörler (transmitter kapılı iyon kanalları) Elektriksel olarak uyarılabilen hücrelerde çok hızlı Sinaptik sinyal iletiminde rol oynarlar İyonlara karşı seçici Spesifik uyarıya karşı açılır Asetil kolin Epinefrin Seratonin Histamin vb
Enzim bağlı reseptörler Tek geçişli integral membran proteinlerdir Ya doğrudan enzim aktivitesine sahiptirler Ya da ilişkide oldukları enzimleri aktif hale getirebilirler
G proteinine bağlı reseptörler
G proteinine bağlı reseptörler
Ligandın bağlanması reseptörde yapısal değişime neden olur Reseptör-ligand kompleksi G proteinine bağlanır G proteininde GDPGTP ile yer değiştirir Gα ayrılır ve adenil siklaza bağlanır ve camp sentezlenmesine neden olur GTP nin hidrlizi ile GDP oluşur, α birimi adenil siklazdan ayrılır
G protein ikinci haberci olarak sitozolde Ca +2 artışına neden olur
Farklı reseptör ligant etkileşimi benzer etki ile sitozolde Ca +2 artışına neden olabilir
G proteinleri membran enzimleri ve iyon kanallarını aktif hale getirebilir
Transmiter Sinyal mekanizması Amino asitler Glutamat Glisin GABA İyon kanalı, G-protein eşli İyon kanalı İyon kanalı Nükleotidler ATP İyon kanalı G-protein eşli Aminler Asetilkolin Epinefrin Norepinefrin Histamin dopamin İyon kanalları, G-protein eşli G-protein eşli G ve iyon kanalı eşli G-protein eşli G-protein eşli Nöropeptidler Kolesitokinin G-protein eşli
G proteinine bağlı hücre reseptörleri ile düzenlenen iki uyarı yolu Sinyal molekülü Reseptör G protein Enzim Sinyal molekülü camp Hücre iç aracılar Ca+2 HEDEF PROTEİN
İkinci haberciler camp ve Ca +2 Peptid hormonlar Etkilerini ikinci habercileri kullanarak gösterirler İkinci haberciler, Hedef enzim/proteinlere bağlanarak yapılarını ve aktivitelerini değiştirirler
Hücre uyarısında görev alan bazı G (GTP bağlayıcı proteinler) G protein tipi α alt birimi Görevi Gs α5 Adenil siklaz aktivitesi G1 αv Adenil siklaz inaktivasyonu Gp? Fosfolipaz C nin aktivasyonu G0 αo Beyinde, iyon kanallarının düzenlenemesi? Transducin Tα Omurgalılarda, gözde çomak hücrelerinde cgmp fosfoesterazın aktifleştirilmesi? ras - Hücre çoğalmasında büyüme faktörlerin uyarımı
Sitozolde Ca +2 artışına bağlı hücresel cevap Doku Ca +2 artışına neden olan hormon Hücresel yanıt Pankreas Asetil kolin Sindirim enzimlerinin salınımı Tükrük bezi Asetil kolin Amilaz salgılanması Pankreas (β hücreleri) Asetil kolin İnsülin salgılanması Mide düz kasları Asetil kolin Kasılma Mast hücreleri Antijen Histamin salınımı Karaciğer Vasopressin Glikojenin klukoza dönüşümü
Steroid hormon etkisi
Östrojen reseptörleri Östrojen-plazma protein kompleksi Plazma protein Östrojen Östrojen reseptörü Protein sentezi Aktif Östrojen reseptör kompleksi Translasyon Nüklear bölge Hücre çoğalması
Steroid /Tiroid hormon reseptörleri Sitozolik proteinlerdir
Hücre Hücre sinyalizasyonundaki aşamalar (1) (2) (3) 1) Sinyalleyici molekülün sentezi 2) Sinyalleyici molekülün salınması 3) Sinyalleyici molekülün hedef hücreye taşınması (4) (5) 4) Hedef hücre resptörüne bağlanma 5) Hücre içi sinyal oluşumu, gen ekspresyonu ve metabolizmadaki değişimler 6) Hücresel cevabın sonlanması (6) Büyüme, farklılaşma, apopitoz
HER-2 PROGRESYONU Kanser hücrelerinde HER-2 overekspresyonu ekstra protein reseptörlerin yüzeyde görünmesine neden olur Normal hücre Her-2 gen ürünü membran reseptörüdür. SONUÇ; Hücre büyümesinde ve proliferasyonunda artış ve daha agressif tümör hücreleri
Herceptin etkisi Büyüme faktörüne benzer reseptör
Teşekkürler