signaalita Mutantse geeni puhul kaob kontroll rakutsükli üle produkt ei hoia ära raku jagunemist ilma signaalita Onkogeenid Normaalsete proto-onkogeenide mutantsed alleelid Proto-onkogeenid stimuleerivad rakutsükli iga faasi algust Aktiveeruvad ainult siis, kui tingimused raku paljunemiseks soodsad Mutantsed proto-onkogeenid on aktiivsed igal ajal ja stimuleerivad rakutsükli faaside vaheldumist pidevalt Tuumor supressorgeen p53 Geen p53 kontrollib ühte regulatoorset transkriptsioonifaktorit regulaatorvalku molekulmassiga 53 kilodaltonit: p53 proteiin 53 Vähihaigete DNA järjestuse määramisel p53 mutantne enamusel UV kiirgusega kiiritamisel sünteesitakse rakus p53 valku rohkem p53 seondub nende geenide enhanceritele, mis peatavad rakutsükli Vajalik peatada rakutsükkel, aeg parandada DNA kahjustused mitte sünteesida valku kahjustatud DNA pealt, et ei tekiks kasvajat tuumor supressor
Rakutsükli kulgemist kontrollivad süsteemid tagavad selle, et järgmine etapp ei käivitu enne, kui eelmine on lõpetatud: · Pidurdatakse M-faasi algust kuni DNA replikatsiooni lõppemiseni. · Kontrollitakse kromosoomide kinnitumist kääviniitidele. · Inhibeeritakse rakutsükli M-faasi käivitumist DNA vigastuste korral. Nt. imetajate rakkudes pidurdatakse kahjustatud DNA-ga rakkudel rakutsükkel G1 faasis. Mehanism on p53 sõltuv ja juhul, kui p53 funktsioonides esinevad häired (mutatsioonid), siis selliste DNA kvalteedikontrolli puudumine võivad jaguneda ka muteerunud DNA-d sisaldavad rakud. Paljude kasvajate puhul on näidatud, et p53 funktsioonides esineb häireid. · Ekstratsellulaarsed faktorid, mis reguleerivad rakutsüklit koes · Missugused transkriptsiooni faktorid osalevad rakutsükli kontrollimises? (Rb, E2F)
puudus põhjustab alveoolide laienemise. Loeng 2. Rakkude proliferatsioon, rakutsükkel ja selle · Koosneb kahest valgust, p21 ekspressiooni rakus regulatsioon kontrollitakse transkriptsioonifaktori - onkogeeni valgu p53 kaudu, mis mõjutab p21 promootorit 1.Rakutsükkel ja rakutsükli faasid 6. Tuumori supressorvalk p53 ja tema funktsioon · Rakutsükkel on rakkude jagunemise tsükkel, mis rakutsüklis koosneb jagunemisesks ettevalmistumisest (G1, · p53 on tuumori-supressorgeen, selle S ja G2 faasid) ja mitoosist ( M faas). mutatsioonide korral ei toimu rakutsükli pidurdust, 2
Pahaloomulinseks võib kasvajat lugeda siis, kui rakud on omandanud võime tungida ümbritsevatesse kudedesse. Pahaloomuline kasvaja oma destrueeriva kasvuga lõhub veresooni ja kasvaja rakud satuvad soonde. Rakud kantakse verevooluga edasi kuni nad kuskil väikestes veresoontes peetuvad st. tegemist rakkembooliaga. Selliselt metastaseeruvad eelkõige sarkoomid. Apoptoos on kontrollitud raku surm, mida juhib geen p53. See on kõige äärmuslikum kaitsemehhanism, kus organism kõrvaldab vähipotentsiaaliga rakud. Apoptoos on vajalik: a) vanade rakkude kõrvaldamiseks b) loote arengu käigus sõrmede ja varvaste tekkimiseks c) mutatsioonidega rakkude hävitamiseks. Materjalid: http://et.wikipedia.org/wiki/V%C3%A4hi_geneetika http://biomedicum.ut.ee/~mesila/patoanatoomia/KKT/KASVAJAD.html http://www.ebc.ee/loengud/maia_gen/GEN_21_24.htm#q22
lõpuni MITOOS päristuumse raku jagunemise viisi, millega tagatakse kromosoomide arvu püsivus tütarrakkudes AMITOOS (lihtpooldumine) selle käigus toimub kromosoomide ebavõrdne jaotumine tütarrakkude vahel. Tekkinud rakud on pärilikkuselt erinevad. Amitoos võimaldab pärilikkusaine jaotumise raku aktiivse elutegevuse ajal (bakterid, osadel algloomadel kingloom, vähkkasvaja rakkudel) APOPTOOS kontrollitud raku surm, mida juhib geen p53 MEIOOS päristuumse raku jagunemise viise, mille käigus kromosoomide arv tütarrakkudes väheneb kaks korda INTERFAAS nimetatakse kahe mitoosi vahele jäävat eluperioodi OVOGENEES munaraku areng ovogoonist küpse munarakuni SPERMATOGENEES seemneraku areng spermatogoonist küpse spermini HAPLOIDNE KROMOSOOMISTIK meioosi tulemusena kaks korda vähenenud kromosoomistik. (esineb sugurakkudes ja eostes) DIPLOIDNE KROMOSOOMISTIK enamikule liikidele iseloomulik kahekordne
(aktiivne ensüüm paneb valgule fosforhappejäägi juurde kompleks siis inaktiivne) 32. Mis määrab ära rakkude suuruse rakutsükli tasandil? Suurus sõltub Wee1 ja CDC25 kinaaside aktiivsuste omavahelisest proportsioonist 33. Mida kontrollitakse kõikides rakutsükli ülemineku faasides? DNA kahjustusi 34. Millised on kaks enamlevinud transkriptsioonifaktorid tüübi järgi? Zn-sõrmed, p53 (muidu veel nt beeta-lehed jne) (transkriptsioonifaktorid geeniekspressiooni tasandilist kontrolli omades kas aktiveerivad või inaktiveerivad geeniekspressiooni) 35. p53 valgu omadused · oluline raku elutegevuse jaoks · genoomi ,,ihukaitsja" valk · transkriptsioonifaktor · aktiveerib DNA paranduse -> signaali ülekande radade aktiveerimine -> põhjustab lagundamist 36. Mis on apoptoos? Programmeeritud raku surm
Kui aga mitmetel MDS-i sündroomiga inimestel leiti väike deletsioon 17. kromosoomi lühikese õla p13 piirkonnas, siis liigitati haigus mikrodeletsioonisündroomiks. Vastavaid DNA markereid kasutades hakati analüüsima ka MDS-i mittekromosomaalseid juhtumeid. Paljudel juhtudel leiti samas piirkonnas (17p13) DNA deletsioon. Siit edasi määratleti MDS-i kriitiline piirkond 17p13 regiooni sees, milleks osutus umbes 100 kb suurusega ala. 17p13 regioonis paiknevad müosiini raske ahela, p53 ja RNA polümeraas II geenid jäävad MDS-i kriitilisest piirkonnast välja ega oma ilmselt rolli Miller-Diekeri sündroomi patogeneesis. Eesmärgiks on aga identifitseerida 100 kb suuruses kriitilises piirkonnas paiknevad geenid, mille puudumine viib spetsiifiliste MDS-i sümptomite kujunemisele. MDS-i jt. taoliste sündroomide uuringud annavad ka seletuse, miks ühe ja sama mikrodeletsioonisündroomiga patsientide fenotüübid teatud määral erinevad. Suured
Kiire paljunemine Rakutsükkel Rakutsükkel = interfaas + mitoos Rakutsükkel on raku eluring ühe mitoosi lõpust läbi interfaasi järgmise mitoosi lõpuni. Samuti on erinevate kudede rakkude interfaasi ja mitoosi kestvus erinev. Päristuumsed rakud poolduvad mitoosi teel. Kahe pooldumise vahel (interfaasis) rakk täidab oma ülesandeid. Interfaasi lõpus mitokondrid poolduvad, rakk paisub, DNA kahekordistub. Rakutsüklit reguleerivad Onkogeenid suunavad rakke jagunema Geen p53 peatab raku jagunemist Apoptoos kontrollitud raku surm, mida juhib geen p53. Apoptoos on vajalik: a) vanade rakkude kõrvaldamiseks b) loote arengu käigus sõrmede ja varvaste tekkimiseks c) mutatsioonidega rakkude hävitamiseks Mitoos Mitoos on päristuumsete rakkude jagunemise viis, millega tagatakse kromosoomide arvu püsivus tütarrakkudes ehk kahe tütarraku geneetiline identsus (2n). Interfaas faas kahe mitoosi vahel
· G1 faasis raku taastumine, kasvamine, ettevalmistused replikatsiooniks · G1 faasi lõpul on G1- faasi kontrollpunkt, mis suunab raku S-faasi · G2 faas võimaldab kontrollida, kas DNA replikatsioon on lõpetatud. Seal toimub ettevalmistus mitoosiks, rakuorganellide süntees, tsentrioolide jagunemine. G2-faasi-kontrollpunkti läbimine G2 faasi lõpul suunab raku mitoosi. 3. Mis on p53 ja tema funktsioonid inimesel? P53 valk, mille kontsentratsioon tõuseb, kui DNA on kahjustatud: rakutsükkel peatub. TP53 geeni poolt kodeeritud kasvaja supressorvalk inimesel. Reguleerib rakutsüklit ja liiga suurte kahjustuste korral viib raku apoptoosi. Aktiveerib DNA parandamise ensüüme ja blokeerib rakutsükli üleminekul G1/S. TP53 mutatsioonid on põhjuseks rakkude kontrollimatule proliferatsioonile. 4
Naine ja 20. Mees, rinna ja munasarjavähk 366. Rinnavähk: mutatsioonid supressorgeenides BRCA1 ja BRCA2, mis asuvad vastavalt 17. Ja 13. Kromosoomis, põhjustavad pärilikku kasvajat, sageduselt teine vähi tüüp, 95% juhtudest ei ole otselt seotud pärilikkusega, erinevates populatsioonides on esinemissagedus erinev, tõenäosus et eluajal areneb välja rinnavähk on 1:8 367. Kopsuvähk: kõige sagedasem vähk 368. Kasvajate supressorvalgud: p53, tavarakkudes on p53 vähe, kuid kui mõjutada rakke DNA kahjustusi põhjustava kiirgusega, tõuseb p53 tase drastiliselt, p53 fosforüülitakse ja siis toimib kahel viisil: 1. Võib stimuleerida geenide transkriptsiooni, mille valgulised produktid arestivad rakutsükli ja võilmaldavad rakul kõrvaldada DNA-kahjustused reparatsiooni teel 2. P53 aktiveerib geenide grupi, mille produktid põhjustavad rakkude surma; p21 peatab raku tsükli ja võimaldab DNA
See kodeerib mingit olulist kontrollsüsteemi komponenti, mis normaalselt peatab rakud G2-faasis kui DNA on kiirituse toimel kahjustatud. Kuna neil mutantidel algab vaatamata kahjustatud DNA-le M-faas (mille tulemusel rakud hukkuvad), siis need mutandid ei kannata selliseid kiiritusdoose, mida normaalsed rakud taluvad. Teine sarnane kontrollsüsteem toimib imetajate rakkudes, mis peatab kahjustatud DNA-ga rakkudel rakutsükli G1 faasis. See kontrollsüsteem sõltub valgust p53, mille hulk tõuseb rakus, kui DNA on kahjustatud ja peatab rakutsükli. p53 on valk, mille funktsiooni häirumine on ka üheks tekkepõhjuseks väga paljudele vähkkasvaja juhtudele. Rakujagunemise kontroll hulkraksetel organismidel Üherakulistel organismidel sõltub rakkude jagunemine põhiliselt toitainete kättesaadavusest ümbritsevas keskkonnas. Pärmirakud näiteks peatavad jagunemise ainult siis, kui saavad naaberrakkudelt signaali paarumisfaktori näol
Trombotsüüdid vastutavad vere hüübimise eest. Leukotsüüdid valged vererakud teevad haigustekitajaid kahjutuks #lümfotsüüdid valmivad harkelundis,põrnas, lümfisõlmedes - valmistavad kaitsevalke 7.Kus asub harkelund? 8.Mis on fagotsütoos, kes seda teostavad? Fagotsütoos õgirakk, mis tõmbab bakteri,viiruse enda sisse ja hävitab selle lagundamise teel. 9.Mis on sööde, selektiivsööde? 10.Mille poolest erinevad kasvajarakud tavalistest? #p53, apoptoos, -õigeaegne kontrollitud suremine ja moone, HeLA rakud 11.Mida taheti saada, kui liideti valged vererakud kasvajarakkudega? 12.Mille poolest erinevad monokloonsed antikehad tavalises antiseerumis sisalduvast antikehade segust (polükloonsed antikehad)? 13.Kus ja milleks saab monokloonseid antikehi kasutada? Nimeta 3 erinevat kasutusala. #gonaadid, gonadotroopne hormoon Inimese paljunemine. 1.Mis on nende elundite ülesanne, umbkaudne paiknemine organismis:munandid, munandimanus,
tootmine Her2 ja EGF retseptori muutumine ligandist sõltumatuteks onkogeenideks. Her2retseptori puhul asendub valiin gultamiiniga ning tekib Neu onkogeen- EGF retseptori inaktiivne türosiin kinaasi retseptor aktiveerub ning tekib onkogeen ErbB Mitogeense raja regulaatori c-myc muteerumisel v-myc’iks toimuvad muutused rakutsüklis. Rakutsükkel ei peatu või rakud ei lähe apoptoosi Kasvajate supressorgeenid pRb ja p53. Kasvajate supressorgeen – geen, mille aktiivsus on vajalik raku normaalseks elutegevuseks ja mille funktsiooni kadumine põhjustab kasvajate teket (näit. pRb ja p53 valke kodeerivad geenid). pRb –tuumas asuv fosforit sisaldav valk, mis mõjutab rakutsüklit p53 – kasvaja supressor ja transkriptsiooni regulaator, mis inhibeerib rakutsüklit ja indutseerib apoptoosi rakkudes, milles DNA on kahjustatud p53 valgu osa rakutsükli peatumises DNA kahjustuse korral
Duchenne’i/Becker’I lihasdüstroofia (düstrofiin)- on põhjustatud geeni DMD mutatsioonidest. See geen määrab omapärase lihasvalgu düstrofiini sünteesi. Selle haiguse patsientidel ( poistel) puudub see valk kas täiesti või on väiksema molekulmassiga. Sagedus populatsioonides keskmiselt 1:3000 poissi kohta. Eestis 1:8000. ! 8. Millised rakutsükliga seotud mehhanismid võivad olla kasvaja tekkimise põhjuseks? (Б69) 38 ! CDI-d ehk CDK-de inhibiitorvalgud, näiteks p18, p21 ja p53. CDI-d pärsivad CDK-de aktiivsust ning hoiavad sellega rakku tagasi, ei lase pidevalt mitoosi minna ning võimaldavad sellega pikema generatsiooniaja. CDI-de defektid kutsuvad esile kasvajate tekke. F-boksi valgud, mis kontrollivad G1-S üleminekut, koristavad rakust tsükliine. Kui tsükliini ei koristata, kujuneb kasvaja. F-boksi valke omakorda kontrollivad HSP-d ehk kuumašokivalgud. Normaalne alfa B kristalliin (kuumašokivalk) on fosforüülitud seisundis ja kaitseb raku valkusid.
jätkumiseks - üleminekuks ühest tsükli faasist teise. 5. Tsükliinid ja tsükliinist sõltuvate kinaaside komplekside muutus rakutsüklis. Tsükliinid ja tsükliinist sõltuvate kinaaside kompleksid muutuvad rakutsüklis/ kinaaside aktiivsuse järgi. G1 - cdK4 - Cyclin D; S – cdK2 - Cyclin E; G2 – cdK2 - Cyclin A; M – cdK1 - Cyclin B. Mitte ainult positiivne kontroll olemas: p21 valk seostub CDK(1,2,3,4,6) valguga ja inaktiveerib ta. Nt DNA kahjustuste korral p53 onkovalk aktiveerub ning p21 sünteesitakse piisavalt, et blokeerida ülemineku järgmisse faasi. 6. Valk p21 kui universaalne inhibiitorvalk. Tema sünteesi regulatsioon ( kuidas p53 valk mõjutab seda ekspressiooni). Aktiivne p53 onkovalk seostub p21 geenile ning ekspresseerib ta. Seejärel sünteesitakse p21 geeni pealt p21 valke, mis on rakutsükli peatajaks. P21 seostub CDK1, CDK2, CDK3, CDK4 ja CDK6 - ga ning inaktiveerib neid. Tulemusena on see, on rakk ei saa üle minna
RAKUTSÜKKEL Päristuumsed rakud paljunevad mitoosi teel Kahe pooldumise vahel (interfaasis) rakk täidab oma ülesandeid – ta töötab Interfaasi lõpuks mitokondrid poolduvad, rakk paisub, algab DNA replikatsioon Rakutsükkel on raku eluring ühe mitoosi lõpust läbi interfaasi järgmise mitoosi lõpuni Rakutsüklis viiakse paljunema või surma Apoptoos – kontrollitud raku surm, mida juhib valk p53. Apoptoos on vajalik: o Vanade rakkude kõrvaldamiseks o Sõrmede, varvaste jne tekkimisel o Mutatsioonidega rakkude hävitamiseks Mitoos - eukarüootsete rakkude jagunemine, millega tagatakse kromosoomide arvu püsivus tütarrakkudes ja geneetiline identsus Mitoos on vajalik: o Surnud rakkude asendamiseks o Kasvamine o Paljunemine o Haavade paranemine
Sox, Klf, Nanog, Oct 104. Nimeta neli põhilist faktorit, mida kasutatakse iPS-ide saamiseks. Miks neid kasutatakse (mis on nende roll)? Yamanka kokteil: Oct4, Sox2, c-Myc, Klf4 täiskasvanud somaatiline rakk ES kultuur iPS rakk diferentseerumine 3ks looteleheks Oct4 – pluripotentsuse säilitamine ES rakkudes Sox2 – oluline tähtsus embrüo arengus pluripotentsuse säilitamiseks Klf4 – soodustab Nanog ekspresssiooni, represseerib p53 tuumarepressorvalku (mis omakorda supresseerib Nanogit), tuumorsupressor (ES ehitus, pluripotentsusgeenide reaktivatsioon, X kromosoomi reaktivatsioon, telomeraasiaktiivsus) iPS’idel on sarnased omadused ES rakkudele (DNA metülatsioon) 105. Mis on rakkude trans-diferentseerumine? Too mõni näide õnnestunud rakkude trans-diferentseerumisest. Kui ühest diferentseerunud rakust saadakse teist tüüpi rakk (ilma
Kromosoom jagunemise ajal lahti keerdunud (2 kromatiidiline)- et infot lugeda, sünteesida Karüokinees- tuuma jagunemine Tsütokinees- tsütoplasma jagunemine Rakutsükli pikkus väga erinev nt kärbse embrüo 8 min, maksarakud 1 aasta 1 kromosoomi kromatiidid on omavahel üendatud tsentromeeri abil, tsentromeer jagab iga kromatiidi 2 osaks, need on kromosoomi õlad Apotoos- kontrollitud raku surm, mida juhib valm p53, vajalik: vanade rakkude kõrvaldamiseks, sõrmede, varvaste tekkimisel, mutatsiooniga rakkude hävitamiseks Mitoos -päristuumse raku jagunemine, millega tagatakse kromosoomide arvu püsivus ja kae tütarraku geneetiline identsus -enne mitoosi DNA replikatsioon -järgneb DNA õigsuse kontroll 4 faasi Profaas: kromosoomid keerduvad kokku (muutuvad mikroskoobis nähtavaks). Rakutuum suureneb, tuumakesed kaovad. Tsentrioolipaarid liiguvad vastassuunas- rakk polariseerub,
nimetatakse ka MPF (M-phase promoting factor). Teatud kriitilise MPF-i kontsentratsiooni juures käivituvad sündmused, mis on vajalikud mitoosi alustamiseks (kromatiin kondenseerub, tuumaümbris laguneb). MPF ise aga laguneb metafaasi- anafaasi jooksul. MPF laguneb seetõttu, et ta käivitab proteolüütilise aktiivsuse, mis teda ennast lagundab. MPF-i lagunemine on vajalik, et rakk saaks mitoosist väljuda. 6.)Milline on valk p53 osa rakutsükli kontrollis, kuidas see realiseerub? Kui DNA on kahjustatud, kuhjub p53 (tuumor supressor protein) transkriptsioonifaktor, aktiveerib BH3 kodeerivad geenid Puma ja rakk siseneb apoptoosi. Teine sarnane kontrollsüsteem toimib imetajate rakkudes, mis peatab kahjustatud DNA-ga rakkudel rakutsükli G1 faasis. See kontrollsüsteem sõltub valgust p53, mille hulk tõuseb rakus, kui DNA on kahjustatud ja peatab rakutsükli
nimetataksegi molekulaarseks kellaks. Selle järgi saab kindlaks teha näiteks kui kaugel ajal minevikus on lahknenud erinevad liigid, perekonnad, sugukonnad ja teised taksonoomilised üksused. 6. vähisupresssorgeenid ja nende funktsioonid Geene, mis normaalses olukorras hoiavad ära rakkude piiramatu proliferatsiooni ja kontrollivad homeostaasi olulisi protsesse, nimetatakse kasvaja-supressorgeenideks. Kasvaja-supressorgeen P53 võib maha suruda vähirakkude kasvu ja inhibeerida transformatsiooni. Mitoosi eeldused: · kahekromatiidilised kromosoomid · tsentrosoomi kahekordistumine Profaas: o kahekromatiidilised kromosoomid lühenevad ja kondenseeruvad (spiraliseeruvad), o tuumake kaob, o hakkavad moodustuma kääviniidid, o tsentrioolid liiguvad rakupoolustele, o kääviniidistiku teelt eemalduvad suured rakuorganellid,
Defektid DNA reparatsiooniensüümide funktsionaalsuses võivad põhjustada inimesel ja hiirel näiteks enneaegse vananemise sündroomi – progeeriat (tuntud ka Hutchinsoni-Gilfordi sündroomina; punktmutatsioon LMNA-geenis-> - reparatsioon) Werneri sündroomi (tuntud ka kui „täiskasvanu progeeria“) puhul patsiendid vananevad enneaegselt (WRN geeni mutatsioonid-> helikaas, - reparatsioon) „genoomikaitsja“ transkriptsioonifaktor p53: võib peatada rakutsükli (G1/S-faasi üleminekul, vajalik selleks et DNA reparatsiooni eest vastutavatel valkudel oleks aega kahjustused parandada)’ aktiveerib DNA reparatsiooniensüüme, kui DNA on kahjustunud või suunab raku apoptoosi, kui kahjustused on liiga suured võib põhjustada ka rakulist vananemist kiiresti jagunevates rakkudes UV-kiirgus, hüpoksia, ioniseeriv kiirgus ja muud tegurid võivad tekitada DNA kahjustusi, mis põhjustavad p53 aktivatsiooni (p53
jagunemist. Tagatakse kromosoomides oleva geneetilise info võrdse jaotuse. Karüokineesi lõpus algab tsütokinees, mille tulemusena moodustub kaks tütarrakku. Mitoos päristuumsete rakkude jagunemise viis, millega tagatakse kromosoomide arvu püsivus tütarrakkudes. Rakutsükkel on raku eluring ühe mitoosi lõpust läbi interfaasi järgmise mitoosi lõpuni. Rakutsükli pikkus on väga erinev. Apoptoos kontrollitud raku surm, juhib valk p53. Apoptoos on vajalik: vanade rakkude eemaldamiseks, sõrmede ja varvaste tekkeks, mutatsiooni rakkude hävitamiseks. Mitoos: Toimumiskoht: toimub pea kõigis eukarüootsetes rakkudes Jagunemiste arv: toimub üks etappide ring Ristsiire: ei toimu Kromosoomide arv: jääb nt inimese puhul 46 Metafaas: kromatiidid liiguvad ühekaupa ekvatoriaalatasandile Anafaas: kromosoomide kromatiidid liiguvad poolustele ja lahknevad Telofaas: tekivad tuumamembraanid, tuumakesed
transformatsiooni) koekultuuris ja kasvajate teket in vivo. proto-onkogeen (ingl. Proto-oncogene)- Normaalne geen genoomis, mis võib mutatsiooni tagajärjel muutuda onkogeeniks. Onkogeenid ja onkogeenide supressorid 1. Viirusonkogeenid 2. Rakulised pro-onkogeenid 3. Onkogeenide supressorid 4. Pärilikud kasvajad Retiloblastoom Pärilik mittepolüüpne käärsoole-pärasoolevähk Rinna- ja munasarjavähk 1. Kasvajate supressorvalgud · p53 supressorgeen (ingl. Supressor gene)- Geen, mis surub maha mutantse geeni avaldumise. Supressormutatsioonide puhul toimub järglaskonnas lahknemine (osa omandab mutantse fenotüübi, osa mitte). Mutatsioonid kasvajate supressorrakkudes soodustavad kasvajate teket. Kasvajate avaldumise osaline penetrantsus penetrantsus (ingl. Penetrance)- Indiviidide protsent, kellel on konkreetne fenotüüp, võrreldes nende isenditega, kellel see võiks genotüübi tõttu olla. 10
Kasvajad. Kasvaja tekkeks ca 6-7 mutatsiooni; Kasvajate geenid: - onkogeenid (teada ca 50); neil on oluline roll organismi paljunemisstaadiumis, hiljem ei tohiks enam avalduda. Kiirelt arenevat loodet vaadeldaksegi mõnikord kasvajana. - onkosupressorgeenid (~12), nn allasurujad: geenid, mille produktid (valgud) takistavad onkogeenide avaldumist. Onkosupressoreid nimetatakse ka "vahimeesteks", tuntuim on p53 geen, st valku (protein) nr 53 määrav geen. Rakkudes olemas mõlemad. Kui onkosupressor ei tööta, tekibki kasvaja. Loote arengu käigus peavad onkosupressorgeenid tasapisi onkogeene pidurdama hakkama, täiskasvanul on onkogeenide talitlemist juba vähe tarvis (küll aga mõne koe taastamisel). Haigus tekib, kui onkogeenid ikkagi talitlevad (st onkosupressorid ei talitle). Molekulaarse ravi (geeniteraapia) probleeme:
Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF-A) · Peamine pro-angiogeenne faktor stimuleerib vaskulaarse endoteeli rakkude kasvu, vohamist, elujõulisust · Oluline mediaator patoloogilises angiogeneesis vähk · VEGF-i produktsiooni stimuleerivad: hüpoksia tsütokiinid (IL-1,-6) ja hormoonid (östrogeen) kasvufaktorid (EGF) ja nende retseptorid (HER-1) onkogeenid (Ras) ja tuumor-supressor geenid (p53) · Türosiinkinaassed retseptorid: VEGFR-1 ja VEGFR-2 VEGF signaaliraja inhibeerimine potentsiaalne vähivastane teraapia 1. Märklauaks ekstratsellulaarne VEGF Anti-VEGF monoklonaalsed antikehad (MKA) Eelised: spetsiifiline inhibeerimine, ko-retseptori neurolipin vahendatud signaali inhibeerimine 2. Märklauaks intratsellulaarne VEGFR Türosiin-kinaasi inhibiitorid ja retseptori vastased antikehad
stabiilsus. Onkogeen on geen mis on muutnud konformatsiooni, nt DNA kahjustuse tõttu, ning muutunud pahaloomuse kasvaja tekitajaks. Protoonkogeen on nomaalne geen, mis muutub aktiivseks onkogeeniks mutatsiooni tõttu. Osalevad tavaliselt rakutsükli kontrollis, aitavad reguleerida proliferatsiooni, diferentseerumist ja apoptoosi. Onkogeeni tekkimisel on see kõik häirunud – suureneb proliferatsioon, apoptoosi ei toimu. Tuumorsupressorgeen on nt p53. Tuumorsupressorgeenid osalevad rakkude ebanormaalse proliferatsiooni ja geneetilise ebastabiilsuse vältimisel. LOH – loss of heterosygosity – normaalne alleel on lookuses heterosügootses vormis kadunud, mutantne jääb alles. 57. Geneetiline triplettide analüüs, populatsioonide arvestamine, biopangad, DNA kasutamine isikutuvastamises). Triplettide korduste tuvastamiseks saab kasutada sekveneerimist. Populatsioonid erinevad, kuid see erinevus ei ole nii suur
Kasvaja supressorgeenid: Pidurdavad rakkude pooldumist. Nende ülesanne pole hoida ära kasvaja teket, vaid reguleerida rakkude jagunemist. Kasvaja supressorgeen on retsessiivne: mõlemad geenid peavad kaotama oma esialgse funktsiooni. Kasvaja supressorgeenid - Rb geen: esimesena avastatud, on rakutsükli regulaatorvalk, mutatsioonid on seotud retinoblastoomiga, osteosarkoomiga, kopsukartsinoomiga. - P53 geen: osaleb DNA reparatsiooni protsessis kontrollsüsteemina, tajub kas muteerunud DNA sai parandatud või mitte. Kui jäi parandamata, juhib raku apoptoosi. - BRCA-1, BRCA-2, täpne funktsioon pole selge, kui isikule pärandatakse üks nende geenide defektne alleel, risk suureneb haigestuda vähki Apoptoosi reguleerivad geenid: bcl-2. hoiab apoptoosi ära - Paikneb mitokondri välismembraanis, endoplasmaatilises retiikulumis, tuuma membraanis.
basaalkihi rakkudes, toodab viirust lõplikult diferentseerunud keratinotsüütides. Viirused põhjustavad healoomulist rakkude kasvu tüügasteks. Teatud tüüpe seostatakse düsplaasiaga, mis võib muutuda kofaktorite toimel kantseroosseks. Teatud HPV tüüpide DNA on integreeritult tuumorirakkude kromosoomides. Vähemalt 85% emakakaela kartsinoomisdest on integreeritud HPV-DNA. E6 ja E7 HPV-16-l ja -18-l on onkogeenid: seostuvad ja inaktiveerivad raku kasvusupressorvalke, p53 ja p105. Ilma nende „piduriteta“ on rakk vastuvõtlikum mutatsioonidele, kromosoomiaberratsioonidele, kofaktorite mõjule – kasvajaks arenemisele. Infektsiooniga reageerimisel on oluline nii loomulik kui rakuline immuunsus. HPV suudab maha suruda või peituda immuunvastuse eest. On väga madal antigeeni ekspressiooni tase (v.a. lõplikult diferentseerunud naharakkudes) ja ta on suht- koht immuunpriviligeeritud kohas replikatsiooni ajal
CDK2 – üleminek S faasist G2 faasi CDK4 ja CDK6 – üleminek G1 faasist S faasi Mis on MPF (maturation promoting factor, sün mitose promoting factor), kuidas tekib, millest koosneb, kuidas laguneb. Tsükliin B-st ja tsükliinidest sõltuvast kinaasist koosnev heterodimeerne valk, mis stimuleerib mitootilist ja meiootilist rakutsüklit. MPF laguneb kui anafaasi soodustav kompleks (APC) märgistab tsükliin B ubikvitiiniga ning määrab valgu lagundamisele. Milline on valk p53 osa rakutsükli kontrollis, kuidas see realiseerub? P53 reguleerib rakutsüklit hulkraksetes organismides ja funktioneerib kui kasvaja supressor. - Aktiveerib DNA paranduse - Peatab rakutsükli G1 – S faasis kui DNA kahjustus - Indutseerib apoptoosi kui DNA-d pole võimalik parandada APC (anaphase promoting complex) roll metafaasist anafaasi üleminekul (M pärssimine). Metafaasist anafaasi üleminek tagatakse APC fosforüülimisega CDK-de poolt
M-faasi algust seni, kuni DNA replikatsioon pole lõpetatud. Kontrollsüsteem, mis kontrollib kromosoomide kinnitumist kääviniitidele. Mittekinnitunud kromosoomid tekitavad signaali, mis takistab MPF-i lagunemist ja rakk ei alusta anafaasi. Kontrollsüsteemid, mis takistavad M-faasi algust, kui DNA-s on vigastused. kontrollsüsteem toimib imetajate rakkudes, mis peatab kahjustatud DNA-ga rakkudel rakutsükli G1 faasis. See kontrollsüsteem sõltub valgust p53, mille hulk tõuseb rakus, kui DNA on kahjustatud ja peatab rakutsükli. p53 on valk, mille funktsiooni häirumine on ka üheks tekkepõhjuseks väga paljudele vähkkasvaja juhtudele. 24. Mitoosi metafaasi kromosoomid (kondensiin ja kohesiin). Tsentrioolide replikatsioon. Tsentrosoomi tsükkel. Kääviniidid (kinetohoorsed, polaarsed ja astraalsed) ning nende osa tütarkromatiidide ümberpaigutamises. Kinesiini ja düneiini osa tütarkromatiidide ümberpaigutamises
CDK2 üleminek S faasist G2 faasi CDK4 ja CDK6 üleminek G1 faasist S faasi 5. Mis on MPF (maturation promoting factor, sün mitose promoting factor), kuidas tekib, millest koosneb, kuidas laguneb. Tsükliin B-st ja tsükliinidest sõltuvast kinaasist koosnev heterodimeerne valk, mis stimuleerib mitootilist ja meiootilist rakutsüklit. MPF laguneb kui anafaasi soodustav kompleks (APC) märgistab tsükliin B ubikvitiiniga ning määrab valgu lagundamisele. 6. Milline on valk p53 osa rakutsükli kontrollis, kuidas see realiseerub? P53 reguleerib rakutsüklit hulkraksetes organismides ja funktioneerib kui kasvaja supressor. - Aktiveerib DNA paranduse - Peatab rakutsükli G1 S faasis kui DNAs esineb kahjustus - Indutseerib apoptoosi kui DNA-d pole võimalik parandada 7. APC (anaphase promoting complex) roll metafaasist anafaasi üleminekul (M pärssimine). Metafaasist anafaasi üleminek tagatakse APC fosforüülimisega CDK-de poolt
vaid suurendab teisi sagaraid ) Vananemine ja mis seda põhjustab? Vananemine on elamiseks ja paljunemiseks vajalike füsioloogiliste funktsioonide ajast sõltuv mandumine/allakäik. Vananemist põhjustab: 1. Mutatsioonid DNA reparatsioonimehhanismides. Mutatsioone põhjustavad enamasti kiirgus ja hapniku reaktiivsed vormid (ROS). 2. DNA replikatsiooni seiskumine telomeeride vigastamise tõttu, sest siis aktiveerub p53, mis peatab rakutsükli 3. Insuliini signaaliraja suurem aktiivsus 4. Kromatiini modifikatsioonid. Sirtuiin-geenid vaigistavad kromatiini ja seeläbi takistavad vananemist. DNA ahela katkete korral peavad Sirtuiinid aga neid parandama ja ei saa samal ajal kromatiini osi vaigistada. 5. Juhuslikud epigeneetilised muutused
organi ja koespetsiifilisi tüvirakke, mis taastavad kaotatud koe (vererakkude asendamine) Vananemine ja mis seda põhjustavad? ajast sõltuv protsess, mille käigus organismi füsioloogilised funktsioonid ja anatoomilis-histoloogilised struktuurid hakkavad kõhetuma ja manduma; võib vaadelda kui molekulaarsete ja rakuliste kahjustuste kuhjumist, mis viivad funktsionaalsete muutusteni. Raugastumist takistavad nt DNA reparatsioonisüsteemid (p53 pathway), telomeerid, Foxo (kaitseb ROSide eest). Insuliini signaaliraja aktivatsioonil Foxo inhibeeritakse ja aktiveeritakse TOR (Target of rapamycin) - seostatud eluea lühenemisega
juhtudest on viraalse tekkega. HPV kapsiidi valgud on L1 ja L2 geenidelt transleeritavad (late1, late2). Ta on DNA viirus, üks väiksemaid. Episomaalne tema genoom ei lülitu kromosoomi. HPV on hästi levinud ka loomadel, aga siiski liigispetsiifiline. Inglismaal on hästi palju koertel. Lisaks koespetsiifilised (ainult epiteeli, aga erinevad viirused nakatavad erinevat epiteeli). Madala riskiga HPVd vähkkasvajaid ei anna tekitavad kondüloome, tüükaid. P53 ja veel mõned hoiavad rakkude paljunemise kontrolli all. Vähkkasvaja tekib kui viirus integreerub kromosoomi ja blokeerib paljunemiskontrolli mehanismid ära rakud hakkavad paljunema. Lisaks blokeerivad immuunsüsteemi. Emakakaelavähk on väga hästi diagnoositav ja ravitav (enne metastaaside andmist). Levib puutekontaktil (käsi-kõht nt), mistõttu kondoom 100% ei kaitse. Lisaks mitteseksuaalne ülekanne: sünnitusel
kuidas tekib? Mitootilise tsükliini kontsentratsioon tõuseb järk-järgult ning seostub CDK-ga, moodustab MPF kompleksi Millest koosneb? mitootilisest tsükliinist ja CDK-st (tsükliin-sõltuvad kinaasid) Kuidas laguneb? MPF ise aga laguneb metafaasi- anafaasi jooksul. MPF laguneb seetõttu, et ta käivitab proteolüütilise aktiivsuse, mis teda ennast lagundab. MPF-i lagunemine on vajalik, et rakk saaks mitoosist väljuda. 81. Milline on valk p53 osa rakutsükli kontrollis, kuidas see realiseerub? *tumor repressor e märgistab vigase DNA (võib tekitada kasvajaid), tingides apoptoosi või rakutsükli peatamise ning vigase DNA parandamise. Aktiveerib CDK inhibiitorvalgu p21 82. APC (anaphase promoting complex) roll metafaasist anafaasi üleminekul (M pärssimine). Märgistab ubikvitiiniga proteolüüsiks valgud ning aktiveerib valgu Cut1p, mis lagundab
profaas 46 92 metafaas 46 92 Anafaas lõpp 92 92 Telofaasi 46 46 lõpp+tsütokinees Kontrollida rakkude jagunemist organismis: 1) Ööpäevane rütm 2) Neurohumoraalne regulatsioon(närvi ja hormoon mõjutustega saab mitoose pidurdada või kiirendada). 3) Regulaator valkude mõju · Kasvufaktorid-kiirendavad mitoosi( aga p53 pidurdab mitoose). Mitoosi bioloogiline tähtsus: 1. Suureneb rakkude arv, organism kasvab (hulkraksed) 2. üherakulistel moodustuvad tänu mitoosile uued organismid. 3. hukkunud ja surnud rakkude asendamine( vigastuste paranemine). 4. Mitoos võimaldab rakkude eristumist teatud juhtudel. Näide 1 taimedel: kambiumirakk jaguneb kambiumirakkuks ja teine rakk eristub, sõltuvalt asukohast( läheb siis puidurakuks või niinerakuks). Näide 2 loomadel-
Fosforüleeritakse tavaliselt seriini, treoniini ja türosiini jääke eukarüootsetes valkudes. Lisaks toimub fosforüleerimine põhilistes aminohappe jääkides histidiinis, arginiis või lüsiinis prokarüootsetes valkudes. Fosfaadi molekuli lisamine polaarsele R rühmale aminohappes võib muuta hüdrofoobse osa polaarseks ja väga hüdrofiilseks, mistõttu toimubki konformatsiooni muutus. Nt p53 tuumorsuppressor valk aktiveerides võib viia apoptoosini. metüleerimine - valgu metüleerimine toimub tavaliselt arginiini või lüsiini jäägi juures. Arginiini saab metüleerida 1 või 2 korda või ühe metüülrühmaga mõlemasse lämmastikku, läbi viivad peptidüülarginiin metüültransferaasid. Lüsiini saab metüleerida 1-3 korda lüsiini metüültransferaaside poolt. Valkude metüleerimist on enim uuritud histoonides, kus seda viivad läbi histoon metüültransferaasid (Met kohal
5. Esineb korrelatsioon rakkude esimese kiiritusjärgse jagunemise ajal ilmnevate kromosoomiaberratsioonide ja rakkude puuduliku võime vahel moodustada elujõulisi kolooniaid. Apoptoos ja mitootiline surm Apoptoos – programmeritud surm. Apoptoseeruvad peale kiiritust enamasti hematopoeetilised ja lümfoidrakud, enamuse kasvajarakkude puhul esineb võrdlselt nii apoptoosi kui mitootilist surma, mõnede kasvajatüüpide puhul on mitootiline rakusurm ainuke viis. Apoptoos peale kiiritust on p53-sõltuv protsess, bcl-2 on apoptoosi supressor. Mitootliline surm – rakud surevad katsel paljuneda, sest kromosoomid on kahjustatud, aluseks on asümmeetrilised kahjustused. Lihtsustatud skeem kromosoomikahjustuse ja rakkude surma omavahelisest sõltuvusest. Rakud, kus on tekkinud ditsentriline või ringkromosoom, kaotavad reproduktsioonivõime. Selliste aberratsioonide tekke eeduseks on kahe kromosoomi katkemine. Väikeste dooside puhul võib kaks katkemist tekitada röntgeni või
katke. RecA valk aktiveerub kokkupuutes ssDNA-ga ning viib kontakti rekombineeruvad DNA molekulid. RecA soodustab DNA ahelate ülekannet, aitab neil paarduda ning osaleb DNA ahelate hargnemiskoha migratsioonil. RecA homolooge on leitud ka eukarüootides. Näiteks Rad51 defektsus põhjustab hiire embrüol letaalset fenotüüpi ning kõrgenenud tundlikkust ioniseeriva kiirguse suhtes. Rad51-ga interakteeruvad mitmed kartsinogeneesis osalevad valgud nagu näiteks BRCA1, BRCA2 ning p53. Pärmis kirjeldatud Dmc1-l on samuti rekombinatsioonil oluline rolli. DNA rekombinatsiooniline reparatsioon ssDNA katke puhul Kui replikatsioonikahvel jõuab DNA kahjustuseni või ssDNA katkeni, DNA replikatsioon blokeerub ning toimub rekombinatsiooniline reparatsioon RecF, RecO ja RecR osalusel. RecA viib homoloogia alusel omavahel kontakti kahjustusega ja intaktse DNA molekuli. DNA rekombinatsiooniline reparatsioon dsDNA katke puhul
RecA valk aktiveerub kokkupuutes ssDNA-ga ning viib kontakti rekombineeruvad DNA molekulid. RecA soodustab DNA ahelate ülekannet, aitab neil paarduda ning osaleb DNA ahelate hargnemiskoha migratsioonil. RecA homolooge on leitud ka eukarüootides. Näiteks Rad51 defektsus põhjustab hiire embrüol letaalset fenotüüpi ning kõrgenenud tundlikkust ioniseeriva kiirguse suhtes. Rad51-ga interakteeruvad mitmed kartsinogeneesis osalevad valgud nagu näiteks BRCA1, BRCA2 ning p53. Pärmis kirjeldatud RecA homoloogil Dmc1 on samuti oluline roll DNA rekombinatsioonil. SOS vastus DNA kahjustuste või DNA replikatsiooni inhibeerimise tagajärjel tekib rakkudes SOS vastus. Induktoriteks on UV-kiirgus, alküleerivad ühendid, tümiini vaegus ja ravimid. DNA replikatsiooni blokeerimine kahjustuste kohas toob esile ssDNA, kuna DNA polümeraasi III peatumisel jätkab DNA helikaas DnaB DNA ahelate lahtikeeramist. ssDNA aktiveerib RecA valgu, moodustub nukleoproteiinne filament
RecA valk aktiveerub kokkupuutes ssDNA-ga ning viib kontakti rekombineeruvad DNA molekulid. RecA soodustab DNA ahelate ülekannet, aitab neil paarduda ning osaleb DNA ahelate hargnemiskoha migratsioonil. RecA homolooge on leitud ka eukarüootides. Näiteks Rad51 defektsus põhjustab hiire embrüol letaalset fenotüüpi ning kõrgenenud tundlikkust ioniseeriva kiirguse suhtes. Rad51-ga interakteeruvad mitmed kartsinogeneesis osalevad valgud nagu näiteks BRCA1, BRCA2 ning p53. Pärmis kirjeldatud RecA homoloogil Dmc1 on samuti oluline roll DNA rekombinatsioonil. SOS vastus DNA kahjustuste või DNA replikatsiooni inhibeerimise tagajärjel tekib rakkudes SOS vastus. Induktoriteks on UV-kiirgus, alküleerivad ühendid, tümiini vaegus ja ravimid. DNA replikatsiooni blokeerimine kahjustuste kohas toob esile ssDNA, kuna DNA polümeraasi III peatumisel jätkab DNA helikaas DnaB DNA ahelate lahtikeeramist. ssDNA aktiveerib RecA valgu, moodustub nukleoproteiinne filament
annaabi.ee 
