Udział układu serotoninowego  w  funkcjonowaniu  zegara  biologicznego  ssaków

Streszczenie: Serotonina jest ważnym neuroprzekaźnikiem odgrywającym rolę w funkcjonowaniu organizmu przez regulację procesów fizjologicznych i behawioralnych. Ma także udział w kontrolowaniu działania zegara biologicznego, umieszczonego w jądrach nadskrzyżowaniowych (SCN) podwzgórza. Unerwienie serotoninergiczne pochodzi ze środkowego jądra szwu śródmózgowia i wchodzi w interakcje z pozostałymi dwoma głównymi projekcjami dochodzącymi do SCN. Podstawowa rola serotoniny polega na modulowaniu pracy zegara biologicznego przez osłabienie przenoszenia informacji świetlnej docierającej do SCN. Zachodzi to w wyniku aktywacji receptorów 5HT1A, 5HT1B oraz 5HT7 i ma znaczenie w dostosowaniu zegara do oświetlenia środowiskowego. Serotonina i jej agoniści  mają zdolność przesuwania fazy rytmu aktywności neuronalnej SCN. Bierze także udział w oddziaływaniu czynników nieświetlnych na funkcjonowanie zegara okołodobowego.

Słowa kluczowe: serotonina, rytmy okołodobowe, SCN, czynniki świetlne, czynniki nieświetlne.

Występowanie i biosynteza triterpenoidów w warunkach in vitro

Streszczenie: Triterpenoidy są bardzo obszerną grupą związków i występują powszechnie w świecie roślin. Ze względu na cenne właściwości (owadobójcze, grzybobójcze, przeciwwirusowe i inne) coraz większe zainteresowanie budzi sprawna ich biosynteza w kulturach in vitro. W niniejszym artykule opisano przykłady biosyntezy fitoekdysteroidów, sapogenin steroidowych i pięciocyklicznych, przez komórki różnych roślin utrzymywanych w różnych typach kultury. Dotąd w odróżnicowanych komórkach in vitro, jeśli szlak biosyntezy fitoekdysteroidów zachodził w ogóle, otrzymywano niższą ich zawartość niż w tkankach in vivo, a tylko sporadycznie ilości tych związków w kulturze in vitro były większe (np. w kalusie uzyskanym z przedrośli paproci Pteridium aquilinum). Do biosyntezy digitoksyny konieczna była organogeneza, ale w przypadku innych sapogenin steroidowych – pochodnych diosgeniny, w tkance kalusowej bez oznak organogenezy obserwowano dużo większe ich ilości. Podobnie, różne wyniki otrzymano w przypadku biosyntezy sapogenin pięciocyklicznych in vitro w zależności od gatunku rośliny, rodzaju kultury, pożywki, stężenia w niej hormonów i składników pokarmowych.

Słowa kluczowe: triterpenoidy, fitoekdysteroidy, sapogeniny, kultura in vitro.

Wpływ dojrzewania mitochondrialnych transkryptów roślin na ich stabilność

Streszczenie: Transkrypty mitochondrialnych genów, zanim w pełni przekształcą się w dojrzały mRNA, podlegają kilku modyfikacjom potranskrypcyjnym, do których należy wycinanie intronów, redagowanie oraz obróbka 3’ i  5’ końca transkryptów. Procesy potranskrypcyjne prowadzące do powstania dojrzałych, funkcjonalnych mRNA są regulowane przez czynniki, które stabilizują bądź degradują te cząsteczki. Poziom stabilnych mitochondrialnych RNA jest związany w pierwszym rzędzie z aktywnością transkrypcyjną genu, na którą wpływa między innymi budowa promotora i liczba kopii genu. Za czynnik stabilizujący mitochondrialne transkrypty przyjmuje się obecność na 3’ końcu RNA sekwencji odwrotnie powtórzonych tworzących struktury pętli. Natomiast czynnikiem degradującym mitochondrialny mRNA roślin jest dołączanie ogonów poliadenylowych do 3’ końca, co zwiększa podatność transkryptu na działanie nukleaz i indukuje degradację cząsteczek RNA. Mitochondrialne RNA nie wykazują obecności specyficznych elementów sekwencji ściśle związanych z poliadenylacją. W pracy omawiany jest wpływ dojrzewania 3’ końca na stabilność i degradację transkryptów mRNA w mitochondriach roślin.

Słowa kluczowe: mitochondrialne transkrypty roślin, poliadenylacja, sekwencje odwrotnie powtórzone.

Maria SĄSIADEK, Kamila SCHLADE-BARTUSIAK, Agnieszka STEMBALSKA-KOZŁOWSKA, Aleksandra BIELAWSKA-POHL, Robert ŚMIGIEL, Danuta DUŚ

Niestabilność genetyczna w nowotworach. I. Niestabilność chromosomowa w nowotworach.

Streszczenie: Niestabilność genetyczna, chromosomowa lub/i mikrosatelitarna jest jedną z charakterystycznych cech komórek nowotworowych. W komórkach nowotworowych, zarówno guzów litych, jak i nowotworów układu krwiotwórczego niestabilność chromosomowa wyraża się nagromadzeniem aberracji strukturalnych i liczbowych chromosomów. Aberracje chromosomów w nowotworach mogą być zmianami swoistymi, o kluczowym znaczeniu dla procesu transformacji lub też wtórnymi, będącymi wyrazem i jednocześnie przyczyną niestabilności genetycznej komórek nowotworowych. W pracy przedstawiono poglądy na mechanizm powstawania, metody diagnozowania oraz znaczenie aberracji liczbowych i strukturalnych w niestabilności genetycznej w nowotworach.

Słowa kluczowe: niestabilność genetyczna, aberracje chromosomowe, aneuplodia, nowotwory.

Supresja apoptozy w zakażeniach chordopokswirusami

Streszczenie: Wirusy, w tym pokswirusy, są znane z posiadania mechanizmów umożliwiających im skuteczną ucieczkę przed układem odpornościowym zakażonego gospodarza. Jednym z takich mechanizmów jest możliwość supresyjnego lub indukującego oddziaływania wirusów na programowaną śmierć komórek (apoptozę). W niniejszej pracy przedstawiono charakterystykę zróżnicowanych sposobów supresji apoptozy przez produkty genów niektórych chordopokswirusów (ortopokswirusów,  leporipokswirusów  i molluscipokswirusów). Do białek biorących udział w  supresji apoptozy  przez  pokswirusy zaliczamy inhibitory  kaspaz – serpiny,  rozpuszczalne receptory cytokin: IL-1a i b, IL-18, IFN-b  i  IFN-g, TNF-a, TNF-b, chemokiny (CC), inhibitory kinazy PKR, v-FLIP oraz białka antyapoptotyczne M11L, MT4 i p28 o zróżnicowanych funkcjach:  Dzięki posiadaniu genów, których produkty  mogą modyfikować nie tylko przebieg apoptozy, ale i syntezę różnych białek regulatorowych, pokswirusy mogą sprawnie powielać swój genom i adaptować się do zakażonych gospodarzy przez zakłócanie funkcjonowania ich mechanizmów obronnych.

Słowa kluczowe: chordopokswirusy, apoptoza, kaspazy, receptory śmierci,  cytokiny, chemokiny.
 

Zespół Smitha,  Lemlego  i  Opitza w badaniach klinicznych, biochemicznych i molekularnych

Streszczenie: Zespół Smitha, Lemlego i Opitza (SLOS, MIM 27400) jest chorobą autosomalną recesywną. Charakteryzuje ją opóźnienie rozwoju umysłowego, zmieniony wygląd twarzy i liczne nieprawidłowości w budowie wielu narządów. Przyczyną licznych wad jest deficyt  aktywności reduktazy 7-dehydrocholesterolu (DHCR7), enzymu, który katalizuje ostatni etap biosyntezy cholesterolu. Ostatnio wykryto, że cholesterol odgrywa kluczową rolę w rozwoju embrionalnym organizmu przez regulację działania białek sygnalnych (sonic hedgehog, SHH). Zespół SLO występuje z częstością 1:60000 do 1:10000. Gen DHCR7 kodujący białko reduktazy został zlokalizowany na chromosomie 11 w pozycji q13. Według dotychczasowych doniesień znanych jest ponad 90 różnych mutacji w genie DHCR7. Większość mutacji stanowią jednonukleotydowe substytucje (90%). Bardzo rzadko występują mutacje typu delecji i insercji (10%). Podejmowane są próby ustalenia korelacji między genotypem a fenotypem choroby. Łagodne objawy kliniczne u chorych (typ I SLO) wywoływane są przez mutacje zmieniające informację kodonu. Ciężka postać choroby (typ II SLO) jest związana z mutacjami zmieniającymi ramkę odczytu i wprowadzającymi kodon terminacyjny, które całkowicie znoszą aktywność białka enzymatycznego.

Słowa kluczowe: zespół Smitha, Lemlego i Opitza, reduktaza 7-dehydrocholesterolu, gen DHCR7, białka sonic hedgehog.
 

Wirus brodawczaka ludzkiego a proces apoptozy

Streszczenie: Znaczenie wpływu infekcji wirusem brodawczaka ludzkiego (HPV) na procesy apoptozy i kancerogenezy było przedmiotem wielu badań, lecz wciąż jest mało poznane. Opracowanie ma na celu przedstawienie dotychczasowej wiedzy dotyczącej wpływu infekcji HPV na wybrane aspekty procesów życia i śmierci komórek. Apoptoza jest złożonym procesem prowadzącym do śmierci komórki, w którym istotną rolę odgrywają białka z rodziny BCL-2, jak również białka regulujące cykl komórkowy m.in. P53 oraz pRB. Znaczenie infekcji HPV wiąże się głównie z promowaniem procesów przeżycia m.in. poprzez inaktywację białek P53, pRB, p107, interakcję onkoprotein wirusowych z cyklinami cyklu komórkowego, degradację białek proapoptotycznych (BAX, BAK), co w konsekwencji prowadzi do nadekspresji białek antyapoptotycznych, m.in. białka BCL-2. Opierając się na danych literaturowych opisano oddziaływanie onkoprotein wirusowych na szereg białek regulujących cykl komórkowy, proliferację i apoptozę (P53, BCL-2, BAX, BAK i pRB). Szczególną uwagę poświęcono roli, jaką w hamowaniu apoptozy odgrywają produkty genów wirusa E6 i E7.  Przebieg infekcji wirusem brodawczaka ludzkiego wydaje  się mieć znaczącą rolę  w zaburzeniach kaskady procesów apoptozy, co może prowadzić do niekontrolowanej proliferacji komórek oraz rozwoju zmian nowotworowych.

Słowa kluczowe: apoptoza, HPV, BAK, BAX, Bcl-2, P53, pRB.

Rola reaktywnych form tlenu w płytkach krwi

Streszczenie: Reaktywne formy tlenu (RFT), do których należy anionorodnik ponadtlenkowy (O2.), rodnik hydroksylowy (ˇOH), nadtlenek wodoru (H2O2),  tlen singletowy (1O2) czy rodnik tlenku azotu (NOˇ) są wysoce reaktywnymi cząstkami. Mogą reagować z lipidami, białkami czy DNA powodując nieodwracalne zmiany w strukturze tych związków. Płytki krwi, podobnie jak inne komórki, mogą wytwarzać RFT, które są wciągnięte w mechanizmy aktywacji tych komórek. Istnieje kilka dróg wytwarzania RFT w płytkach krwi. W komórkach stymulowanych różnymi fizjologicznymi agonistami (trombina, kolagen) potencjalnymi źródłami reaktywnych form tlenu są procesy związane z metabolizmem kwasu arachidonowego (przy udziale cykloosygenazy czy 12-lipoksygenazy), przemiana fosfoinozytolu czy cykl glutationowy. RFT są także generowane w płytkach krwi przez aktywację oksydazy NADPH, oksydazy ksantynowej i syntazy NOˇ. Reaktywne formy tlenu mogą zachowywać się jako wtórne przekaźniki informacji w płytkach aktywowanych trombiną czy kolagenem. Ten przeglądowy artykuł przedstawia rolę RFT w płytkach krwi.

Słowa kluczowe: reaktywne formy tlenu, płytki krwi, glutation.
 

Wyciszanie genów jako strategia badania ich funkcji w roślinach

Streszczenie: Jedną z metod ustalania funkcji genów jest morfologiczna, cytologiczna i molekularna analiza porównawcza fenotypów roślin uzyskanych po wprowadzeniu konstrukcji genowej wywołującej wyciszenie genu albo jego nadekspresję. W niniejszym opracowaniu dokonano przeglądu aktualnego stanu wiedzy dotyczącego wyciszania genów z uwzględnieniem jego przydatności do badania funkcji genów. Omówiono kolejno: rodzaje wyciszania (wyciszanie genów na poziomie transkrypcji, potranskrypcyjne wyciszanie genów, kosupresja, wyciszanie genów zależne od homologii, interferencja RNA, tłumienie), ich genetyczne uwarunkowania oraz przytoczono przykłady najczęściej używanych wektorów wyciszających w genomice funkcjonalnej roślin.

Słowa kluczowe: wyciszanie genów, potranskrypcyjne wyciszanie genów (PTGS), wyciszanie z udziałem RNA, wektory wyciszające.
 

Układ nadzorujący genom

Streszczenie: Podstawy zagadnienia: DNA komórkowy podlega nieustannym uszkodzeniom; działanie punktów kontrolnych cyklu komórkowego jest częścią odpowiedzi komórkowej na uszkodzenie DNA. 1. Układ nadzorujący genom a przechodzenie przez cykl komórkowy W miarę badania regulacji cyklu komórkowego odkrywano powiązania mechanizmów regulacyjnych ze skomplikowaną siecią dróg sygnalizacyjnych, którą nazwano układem nadzorującym genom. 2. Odpowiedź komórkowa na uszkodzenia DNA.  Białka w układzie nadzorującym odpowiadające na uszkodzenia DNA to: kinazy białkowe typu PIKL (podobne do kinazy fosfatydyloinozytolu); białka tworzące trimery podobnie jak antygen jądrowy komórek proliferujących, PCNA (ang. proliferating cell nuclear antigen); białka czujnikowe (tzw. kompleks 9-1-1); kinazy serynowo-treoninowe (Chk 1 i Chk 2), tzw. kinazy efektorowe; białka adaptorowe. Uszkodzenie DNA generuje sygnał alarmowy, przekazywany do układów naprawy DNA oraz aktywujący geny potrzebne do zatrzymania w cyklu komórkowym, do naprawy DNA bądź do apoptozy. 3. Punkty kontrolne w cyklu komórkowym. Sygnalizacja potrzebna do zatrzymania komórek w fazach G1, S lub G2 wychodzi od kinazy Atm, której najważniejszymi substratami są: kinazy efektorowe niezbędne we wszystkich 3 punktach kontrolnych, białko Tp53 działające jako czynnik transkrypcyjny, niezbędne do blokowania granicy faz G1/S, nibryna (punkt kontrolny S) oraz Brca1(punkty kontrolne S i G2). Ostatnie 2 białka uczestniczą także w naprawie DNA. 4. Uwagi końcowe.  Badania nad układem nadzorującym genom ukazują obraz coraz bardziej złożony. Najczęściej opisane w komórkach ssaków funkcje tego układu – kontrola przechodzenia przez cykl komórkowy i jej koordynacja z naprawą DNA – zostały uzupełnione o kolejne, w znacznej mierze dzięki analizie tych samych funkcji u drożdży.

Słowa kluczowe:  Układ nadzorujący genom; kinaza Atm; Tp53; Brca1; nibryna; cykl komórkowy

Implantacja zarodka

Streszczenie: W pracy przedstawiono zjawisko implantacji. Omówiono mechanizmy poszczególnych jej etapów: apozycji, adhezji i inwazji. Wyjaśniono mechanizmy regulacji hormonalnej i parakrynnej tych zjawisk. Zwrócono uwagę na wzajemne oddziaływanie zarodka i endometrium. Stopień skomplikowania i złożoność mechanizmów kontrolujących implantację powodują, że nawet niewielkie zaburzenia homeostazy organizmu prowadzą do ograniczenia płodności. Zaburzenia apozycji wiążą się z możliwością wystąpienia ciąży pozamacicznej lub łożyska przodującego, zaburzenia adhezji z brakiem implantacji, a więc z wczesnymi często nieuchwytnymi poronieniami. Natomiast nieprawidłowości inwazji endometrium mogą być odpowiedzialne za przypadki łożysk przylegających i wrośniętych, ale także, na skutek indukcji zmian naczyniowych, mogą predysponować  do nadciśnienia i jego powikłań.

Słowa kluczowe: zarodek, implantacja.

Funkcja białek wiążących jony Ca2+ z rodziny S100

Streszczenie: Jony wapniowe oraz białka wiążące wapń pełnią funkcję w wielu procesach komórkowych. Wśród białek wiążących jony Ca2+, mających motywy EF-hand, wyróżnia się grupę białek zwaną rodziną białek S100. Większość białek S100 została odkryta w ostatnim dziesięcioleciu i rodzina ta obecnie liczy 20 białek. Są to białka o podobnej strukturze pierwszorzędowej, gdyż wykazują  30–60% identycznosci w sekwencji aminokwasowej. Poszczególne białka S100 występują w określonych komórkach i tkankach, a ich funkcja nie jest w pełni wyjaśniona. Jednakże sugerowany udział białek S100 w wielu procesach, takich jak:  fosforylacja, regulacja aktywności enzymów, adhezja, przeżywalność i regeneracja neuronów bądź apoptoza komórek nerwowych, wskazuje, że białka te mogą odgrywać ważną rolę w komórce oraz w komunikacji międzykomórkowej.

Słowa kluczowe: białka wiążące jony Ca2+, białka S100, funkcja.