Биохимические механизмы регенерации Области изучения процесса регенерации

Биохимические механизмы регенерации

Области изучения процесса регенерации n n Как оставшиеся в “живых” клетки “узнают” о дефекте ткани? Кто дает сигнал о регенерации? Как формируется граница органа? Каковы отличия в молекулярных перестройках в опухолевой и быстро растущей регенерирующей ткани?

Механизм апоптоза Активация рецепторов региона “клеточной смерти” ( FAST NF) Повреждение ДНК блокада опухоль Р 53 прокаспаза 8 Вах Bc. I-2 Вах каспаза 8 прокаспаза -3 Bax Bc. I-2 Вах я и изац рал нейт каспаза-3 ’белок смерти’ Апоптоз клетки

Факторы, стимулирующие регенерацию ткани 1. Увеличение функциональной нагрузки на орган; 2. Уменьшение объема ткани; 3. Гормональная регуляция; 4. Травма ткани.

Источники образования новых клеток Стволовые клетки а) стволовые клетки данной ткани; б) популяция клеток с большим пролиферативным потенциалом; в) стволовые клетки костного мозга МИТОЗ Дифференцированные клетки

Действие фактора роста стволовая клетка ФР

Внутриклеточные посредники факторов роста Фактор роста рецептор c. AMP (-) c. GMP(+) активная протеинкиназа неактивная протеинкиназа + АТР активные ферменты неактивные ферменты и-РНК рибосома белки пролиферации днк и-РНК Ядро клетки мембрана клетки

Усиление внешних сигналов клеткой 1 молекула GTF c. GTF 1000 молекул ферменты 1000000 молекул

протоонкогены Функции онкобелка Ген PDGF - ростового фактора тромбоцитов Sis – онкоген вируса саркомы обезьян Ростовый фактор, аналог ростового фактора тромбоцитов Ген EGF-R - рецептор эпидермального фактора роста Erb B – онкоген вируса эритробластоза птиц “Обезглавленный” рецептор фактора роста, непрерывно посылающий сигналы к пролиферации с-RAS – ген белка, входящего в систему передачи сигнала в клетку Ras – онкоген вируса саркомы опухолей животных и человека Цитоплазиатический активированный передатчик сигналов в клетку, ведущий к ее пролиферации c-SRC – ген тирозинкиназы, критического звена в системе передачи сигнала в клетку Src – онкоген вируса саркомы птиц и млекопитающих Активированный передатчик сигналов в клетку, ведущий к ее пролиферации с-MYC - ген ядерного транскрипционного фактора Myc – онкоген вируса лейкоза птиц и опухолей человека и животных Ядерный фактор, активность которого ведет к непрерывному делению клеток

Роль протоонкогенов и онкобелков в клетке Процесс деления клеток зависит от работы особой группы генов – протоонкогенов; Протоонкогены включаются на первых стадиях образования зародыша и функционируют вплоть до формирования взрослого человека; Работа протоонкогенов контролируется с помощью гормонов Активность протоонкогенов стимулируется факторами роста; Активность протоонкогенов ослабляется факторами контактного торможения, кейлонами и гормонами; Протоонкогены осуществляют свою активность через кодируемые ими белки – онкобелки; Онкобелки это ферменты, относящиеся к классу рецепторов, протеинкиназ и ядерных белков, способные включать работу генов, ответственных за подготовку и деление клеток;

Отличия в строении рецептора протоонкогена от онкогена онкоген v-erb. B протоонкоген c-erb. B

Источники образования новых клеток Стволовые клетки а) стволовые клетки данной ткани; б) популяция клеток с большим пролиферативным потенциалом; в) стволовые клетки костного мозга МИТОЗ Дифференцированные клетки

Работающие гены клетки (выделены синим цветом) и гены пролиферации (выделены красным цветом) ДНК

Блокировка генов метилирование цитозина ДНК нуклеосома блокада

Разблокирование гена индуктором РНК-полимераза оператор А) ген ДНК репрессор индуктор (активатор работы гена) полимераза разблокирована Б) комплекс репрессор-индуктор В) м. РНК синтез РНК

Образование в ткани градиента концентрации вещества, обладающего морфогенетическим действием. В нижней части схемы изображены расположенные по соседству клетки, получающие постепенное ослабление сигнала от стволовой клетки (красный кружок). уда л ени е деление клеток Граница органа

Действие фактора роста стволовая клетка ФР

Укорочение длины теломера при однократной репликации ДНК 3’ лидирующая цепь ДНК 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 5’ Праймер (РНК) ДНК-полимераза РНК-полимераза ДНК-полимераза фрагменты ДНК отстающая цепь удаление праймеров фрагменты РНК (праймеры) Исходная длина фрагмента ДНК укорочение исходной длины ДНК

Синтез одного теломерного ДНКповтора теломеразой хромосома GGGTTAG 5’ AUCCCAAUC d. GTF d. TTF Теломеразная РНК d. ATF Элонгация 5’ GGGTTAG достраивание второй цепи AUCCCAAUC Транслокация 5’ GGGTTAG AUCCCAAUC