Glipikany

Streszczenie: Proteoglikany (PG) – molekuły syntetyzowane przez komórki eukariotyczne – obecne są w przestrzeni okołokomórkowej oraz w macierzy pozakomórkowej. Składają się z białka rdzeniowego, do którego przyłączony jest jeden lub więcej łańcuchów glikozoaminoglikanowych. Jedną z kilku rodzin PG stanowią glipikany – proteoglikany heparanosiarczanowe. Cechami charakterystycznymi glipikanów są: wielkość białka rdzeniowego – wynosząca w przybliżeniu 60 kDa, czternaście konserwatywnie rozmieszczonych reszt cysteiny w obrębie białka rdzeniowego, hydrofobowe C i N-końcowe sekwencje  o strukturze podobnej do peptydu sygnałowego, dwa lub więcej miejsc akceptorowych dla łańcuchów glikozoamino-glikanowych oraz  połączenie z błoną komórkową za pośrednictwem glikozylofosfatydylo-inozytolu. Glipikany kontrolują podziały, adhezję i migrację komórek, a także modulują właściwości niektórych czynników wzrostowych. Mutacje w obrębie genów glipikanów są przyczyną kilku ciężkich schorzeń, prowadzących często do przedwczesnej śmierci organizmu.

Słowa kluczowe: proteoglikany, glipikany
 

Biochemiczne i molekularne aspekty starzenia się liści

Streszczenie: Starzenie się jest ważnym procesem w cyklu życiowym rośliny, bezpośrednio poprzedzającym śmierć wybranej grupy komórek, określonych organów np. liści, lub całych organizmów. Zapoczątkowanie starzenia się liści, jak również jego prawidłowy przebieg wymaga ekspresji szeregu specyficznych genów, z których największą poznaną rodzinę stanowią tzw. geny sags - senescence-associated genes. Zidentyfikowano wielu genów, których produktami białkowymi są enzymy uczestniczące podczas starzenia się w procesach degradacyjnych, takie jak: proteazy, nukleazy, a także enzymy zaangażowane w metabolizm lipidów i węglowodanów. Kondensacja chromatyny na terenie jądra, a także nieprzypadkowa internukleosomalna fragmentacja jądrowego DNA (nDNA), jak również  występowanie w starzejących się komórkach mezofilu specyficznych nukleaz oraz proteaz cysteinowych wskazują, iż proces starzenia się liści angażuje mechanizmy programowanej śmierci komórkowej (PCD).

Słowa kluczowe: geny sags, internukleosomalna fragmentacja jądrowego DNA, mezofil, programowana śmierć komórkowa (PCD), proteazy cysteinowe, starzenie się liści.
 

Sygnałowa funkcja ATP w centralnym układzie nerwowym

Streszczenie: ATP wiążąc się z receptorami purynowymi P2 pełni funkcję neuroprzekaźnika w centralnym układzie nerwowym. Dwa podstawowe typy tych receptorów – P2X i P2Y zlokalizowano w komórkach wszystkich struktur mózgu. Każdą strukturę charakteryzuje specyficzny profil ekspresji białek receptorowych. Profil ten w niektórych przypadkach może zmieniać się wraz z dojrzewaniem struktur. Receptory P2X, z uwagi na szybkość przekazu stanowią istotny element szlaków transmisji sygnałów w centralnym układzie nerwowym. Receptory P2X są kanałami o niskiej selektywności jonowej. Receptory P2Y działają za pośrednictwem białek G. Ich funkcja wiąże się z aktywacją wewnątrzkomórkowych wtórnych przekaźników (głównie wapnia i cAMP). Szereg receptorów P2 zostało sklonowanych. Rezultaty tych badań wykazały wyraźne różnice w sekwencji aminokwasów nie tylko między podstawowymi typami receptorów – P2X i P2Y, ale również między receptorami należącymi do obu typów. Szczególną funkcję w procesie neurotransmisji z udziałem ATP odgrywają hydrolazy z rodziny E-NTPDaz, które degradując ATP i ADP nie tylko uwalniają receptory P2 od agonisty, lecz współdziałając z ekto-5'-nukleotydazą produkują adenozynę – ligand purynoreceptorów P1. Odmienne efekty, jakie wywołuje w komórkach stymulacja purynoreceptorów przez substraty (ATP) i produkty tych przemian (ADP i adenozynę) wskazują, że ilościowe relacje między obu grupami agonistów ([ATP] : [ADP i/lub adenozyna]) mogą regulować intensywność metabolizmu komórek.

Słowa kluczowe: ATP, ektoenzymy, ektoapiraza, ektoATPaza, E-NTPDazy, purynoreceptory P2, receptor P2X, receptor P2Y.
 

Komórki dendrytyczne w immunoterapii

Streszczenie: Komórki dendrytyczne to komórki wyspecjalizowane w prezentacji antygenów. Licznie występują w skórze, krwi obwodowej, chłonce, węzłach chłonnych i innych narządach wewnętrznych. W organizmie obecne są dwie ich subpopulacje pochodzenia mieloidalnego i limfoidalnego, i jest to jedyny znany taki przykład. Komórki dendrytyczne pełnią kluczową rolę w procesach odpowiedzi odpornościowej. Liczne prace kliniczne i doświadczalne sugerują możliwość wykorzystania ich w leczeniu nowotworów, zakażeń wirusowych i chorób autoimmunologicznych. W artykule omówiono biologię i znaczenie fizjologiczne komórek dendrytycznych, metody ich hodowli w warunkach in vitro oraz zastosowania kliniczne.

Słowa kluczowe: komórki prezentujące antygeny, komórki dendrytyczne, immunoterapia
 

Mechanizmy przestrzennego różnicowania zarodka

Streszczenie: W trakcie oogenezy lub wczesnej embriogenezy tworzy się przestrzenny plan organizacji zarodka. W pewnych typach jaj specyficzne czynniki (determinanty) są asymetrycznie rozmieszczane, co następnie powoduje występowanie mitoz różnicujących podczas rozwoju zarodka. Przestrzenny plan budowy zarodka powstaje w wyniku hierarchicznych i wzajemnie ograniczających się przestrzennie aktywacji zasadniczo uniwersalnych genów programu kodujących czynniki transkrypcyjne kontrolujące przebieg tworzenia mapy zarodka oraz aktywacji genów regulujących geometrię przebiegu procesów bruzdkowania. Pojawianie się planu budowy przestrzennej zarodka rozpoczyna się od wyznaczenia osi przednio-tylnej i grzbietowo-brzusznej i ustalenia proporcjonalnej pierwotnej regionalizacji jego części ciała. Dwa typy mechanizmów tworzących informację pozycyjną komórek zarodka to: 1) ścieżki przekaźnictwa pomiędzy poszczególnymi komórkami zarodka oraz wymiana sygnałów pomiędzy zarodkiem i przyległymi komórkami jajnika oraz 2) mechanizmy kontrolujące orientację przestrzenną mitoz w zarodku. Pojawianie się informacji pozycyjnej w zarodku obejmuje procesy tworzenia gradientów morfogenów, pierwotnej indukcji embrionalnej, inhibicji bocznej i mechanizmów segmentacji. Omówiony jest także współczesny pogląd na ewolucję genów homeotycznych w drodze ich duplikacji i różnicowania, co prowadziło do powstawania wzajemnych zależności między czynnikami transkrypcyjnymi kodowanymi prez te geny.

Słowa kluczowe:  
 

Mechanizmy sygnalizacji interleukiny 1

Streszczenie: Interleukina 1 (IL-1) jest jedną z głównych cytokin prozapalnych, odpowiedzialnych za regulację odpowiedzi immunologicznej i zapalnej. Przedstawiona praca prezentuje aktualny stan wiedzy dotyczącej mechanizmów wewnątrzkomórkowej transdukcji sygnału indukowanego przez tę cytokinę. Interleukina 1 działa na komórki docelowe za pośrednictwem receptorów błonowych, z których jeden (typ I) odpowiada za jej sygnalizację wewnątrzkomórkową, drugi natomiast (typ II) stanowi naturalny regulator aktywności cytokiny. Receptory interleukiny 1 należą do dużej nadrodziny białek wykazujących podobieństwa w części wewnątrzkomórkowej lub zewnątrzkomórkowej. W nadrodzinie tej wyróżniono rodzinę silnie konserwowanych ewolucyjnie białek Toll, mających istotne funkcje w systemach odpornościowych różnych organizmów, począwszy od roślin, a skończywszy na człowieku. Interakcja interleukiny 1 z receptorem typu I prowadzi do asocjacji z receptorem cząsteczek adaptorowych, a w konsekwencji do utworzenia kompleksu receptorowego inicjującego szlaki sygnalizacji wewnątrzkomórkowej. Jednym z głównych szlaków wewnątrzkomórkowej transdukcji sygnału interleukiny 1 jest szlak prowadzący do mobilizacji czynnika transkrypcyjnego NF-kB. Czynnik ten jest niezbędny do inicjacji transkrypcji większości genów, których produkty uczestniczą w reakcji zapalnej. Pośrednikami w aktywacji innych czynników transkrypcyjnych przez interleukinę 1 są często kinazy białkowe z rodziny MAP. Pomimo uzyskanych w ostatnich latach licznych informacji o mechanizmie sygnalizacji IL-1, zarówno jego pełne poznanie, jak i zrozumienie znaczenia interakcji pomiędzy poszczególnymi szlakami sygnalizacyjnymi wymaga dalszych badań.

Słowa kluczowe: interleukina 1, receptory IL-1, transdukcja sygnału, czynnik transkrypcyjny NF-kB, kinazy MAP
 

Wykrywanie wewnątrzkomórkowych cytokin metodą cytometrii przepływowej

� zastosowanie i problemy

Streszczenie: Cytokiny są białkami regulującymi rozwój i czas trwania prawidłowej i patologicznej odpowiedzi immunologicznej. Odpowiedzialne są za przekazywanie informacji pomiędzy komórkami układu odpornościowego oraz zapewniają komunikację między układem odpornościowym a nerwowym i hormonalnym. Uczestniczą w odpowiedzi immunologicznej, biorą udział w hematopoezie, apoptozie, zapaleniu, utrzymaniu homeostazy organizmu. Określone populacje limfocytów charakteryzują się właściwym dla nich spektrum produkowanych cytokin. W stanach chorobowych ich synteza może być zaburzona. Analiza ekspresji cytokin dostarcza informacji na temat stanu funkcjonalnego układu odpornościowego. Cytometria przepływowa jest metodą z wyboru umożliwiającą wieloparametryczną analizę pojedynczych komórek. Antygeny wyznakowane specyficznymi przeciwciałami sprzężonymi z fluorochromami mogą być wykrywane na powierzchni oraz wewnątrz komórek po utrwaleniu i permeabilizacji ich błony. Metoda ta daje duże możliwości badawcze oraz stwarza szereg problemów.

Słowa kluczowe: cytometria przepływowa, limfocyty, cytokiny wewnątrzkomórkowe
 

Badania nad przekaźnictwem informacji w układzie nerwowym uhonorowane

nagrodą Nobla 2000 z medycyny i fizjologii

Streszczenie: Tegorocznymi laureatami nagrody Nobla z medycyny i fizjologii zostali  Arvid Carlsson, Paul Greengard oraz Eric Kandel. Dokonali oni przełomowych odkryć dotyczących mechanizmów przekazywania informacji między komórkami nerwowymi oraz w ich wnętrzu. Carlsson stwierdził, że dopamina pełni funkcję aktywnej substancji przekazującej informacje na synapsach. Pokazał, iż obniżenie jej poziomu wywołuje zaburzenia ruchowe przypominające objawy choroby Parkinsona. Zaburzenia te można odwrócić podając prekursor dopaminy � L- dopa. Greengard wykazał, że przyłączenie neuroprzekaźnika do jego specyficznego receptora błonowego włącza kaskadę zjawisk mogących prowadzić do trwałych zmian w funkcjonowaniu komórki poprzez fosforylację białek. Opisał także funkcję białka DARP-32- inhibitora fosfatazy�1 proponując, że DARP-32 pośredniczy w modulowaniu wpływu dopaminy na działanie innych neuroprzekaźników (np. glutaminianu) w komórce nerwowej. Na podstawie  badań elektrofizjologicznych i eksperymentów biochemicznych Eric Kandel stworzył model molekularnych zmian zachodzących w neuronie presynaptycznym i synapsie podczas tworzenia się pamięci średnio- i długotrwałej. Według Kandela podstawą pamięci średniotrwałej są przejściowe zmiany kowalencyjne białek, zaś pamięć długotrwała wymaga syntezy białek de novo oraz zmian w ekspresji genów, a także łączy się z trwałymi zmianami w morfologii zakończeń nerwowych.

Słowa kluczowe: