Polarny transport auksyny – hipotezy i odkrycia

Streszczenie: Polarny transport auksyny (PAT)  jest  procesem kontrolującym wszystkie etapy wzrostu  i rozwoju roślin. Poznanie odpowiedzialnych za ten proces mechanizmów stało się więc jednym z głównych celów współczesnej nauki. Dzięki najnowszym badaniom z użyciem technik biologii molekularnej udało się potwierdzić postawioną kilkadziesiąt lat wcześniej hipotezę chemioosmotyczną. Według niej PAT odbywa się dzięki obecności w błonie cytoplazmatycznej wyspecjalizowanych nośników wpływającej (AUX) i wypływającej (PIN) z komórki auksyny. Obecnie znane są całe rodziny genów kodujących wymienione nośniki. Ustalono także, że nośnik wypływającej auksyny jest kompleksem białkowym i zidentyfikowano, przynajmniej częściowo, jego przypuszczalne komponenty, a także czynniki mogące wpływać na lokalizację tegoż nośnika w błonie komórkowej. Mimo to nie udało się dokładnie wyjaśnić żadnego z procesów kontrolowanych przez auksynę. Dokonano natomiast odkryć, które wymagają weryfikacji dotychczasowego spojrzenia na PAT. Jednym z nich jest stwierdzenie, że znany, bazypetalny PAT  nie jest jedynym sposobem długodystansowego transportu auksyny poprzez miękisz ksylemowy lub kambium z części pędowych do korzenia, gdyż podobny transport wymagający obecności nośników auksyny wpływającej do komórki odkryto także w tkance floemowej. Przypuszcza się więc, że w roślinie może występować wiele dróg transportu auksyny, a każda z nich może być związana z kontrolą innego procesu. Innym bardzo ważnym odkryciem stało się stwierdzenie, że nośniki wypływającej auksyny mogą zmieniać swoje położenie w błonie komórkowej. Kierunek transportu auksyny mógłby zatem ulegać zmianie, teoretycznie w każdy inny, zależnie od tego, w którym miejscu błony w danym momencie umiejscowione są nośniki. Daje to wskazówkę do poszukiwania wyjaśnień sprzeczności między znanym bazypetalnym kierunkiem PAT w tkankach pędowych a akropetalnym ukierunkowaniem sterowanych przez auksynę procesów, takich jak tworzenie zawiązków organów czy różnicowanie tkanek waskularnych.

Słowa kluczowe: polarny transport auksyny (PAT), nośniki auksyny, PIN, AUX, Arabidopsis.
 

Rurki sitowe - fenomen funkcjonalności

Streszczenie: Budowa rurek sitowych jest znana od dawna, jednak dopiero ostatnie doniesienia dotyczące ultrastruktury pozwalają w pełni zrozumieć, jak dobrze te twory są przystosowane do pełnionych funkcji, począwszy od redukcji oporów dla przepływu soku floemowego, przez wytrzymywanie wysokich ciśnień, aż po mechanizmy zabezpieczające przed wyciekiem zawartości w razie uszkodzenia oraz przed atakiem patogenów. Sok floemowy zawiera nie tylko cukry i jony, ale też hormony, białka i kwasy nukleinowe. Związki te są zaangażowane w sygnalizację, a także w systemiczną reakcję odporności przed wirusami. Z tego względu rurki sitowe roślin, mimo iż stanowią jedynie ciągi komórkowe, wewnątrz których odbywa się transport, można uznać za odpowiednik systemu krążenia, pokarmowego, limfatycznego, a nawet – ze względu na przenoszenie sygnałów biofizycznych – nerwowego zwierząt.

Słowa kluczowe: floem, transport, ultrastruktura

Niestabilność genetyczna w nowotworach.II. Niestabilność mikrosatelitarna i utrata heterozygotyczności

Streszczenie: Niestabilność genetyczna jest jedną z najbardziej charakterystycznych cech komórek nowotworowych. Wyraża się nagromadzeniem w komórce aberracji chromosomowych i mutacji, a także niestabilnością mikrosatelitarną i utratą heterozygotyczności. Niestabilność mikrosatelitarna (MSI) jest cechą fenotypu mutatorowego. Występuje w nowotworach dziedzicznych  i sporadycznych, choć z różną częstością. MSI polega na zmianie długości (wielkości) alleli na skutek zwiększenia lub zmniejszenia liczby powtórzeń nukleotydowych. Utrata heterozygotyczności (LOH) oznacza delecję jednego z dwóch alleli tego samego genu, prowadzącą do jego hemizygotyczności. MSI i LOH są obserwowane zarówno we wczesnych, jak i późnych stadiach karcinogenezy. W pracy omówiono znaczenie MSI i LOH w transformacji nowotworowej oraz metody ich diagnozowania.

Słowa kluczowe: niestabilność genetyczna, niestabilność mikrosatelitarna (MSI), utrata heterozygotyczności (LOH), nowotwór

Molekularne podstawy odpowiedzi roślin na niedobór fosforanu
 

Streszczenie: Niedobór przyswajalnych przez rośliny fosforanów nieorganicznych (Pi) w środowisku jest zjawiskiem często spotykanym. Rośliny dostosowują się do warunków takiego stresu uruchamiając szereg mechanizmów zwiększających  pobieranie Pi z podłoża oraz mobilizację Pi z zasobów wewnętrznych. Korzenie mogą wydzielać do podłoża kwasy organiczne, kwaśne fosfatazy, a także, o ile to konieczne, rybonukleazy. Następuje także indukcja błonowych przenośników Pi i fosfataz wewnątrzkomórkowych. Wiele zmian dostosowujących rośliny do niedoboru fosforu jest poprzedzonych aktywacją (lub represją) specyficznych genów. W warunkach deficytu Pi obserwowano indukcję genów kodujących transportery Pi w korzeniach, genów kodujących kwaśne fosfatazy, nukleazy, b-glukozydazy i inne białka. Roślina, aby reagować szybko i właściwie na zmiany środowiskowe, musi mieć sprawny system percepcji sygnałów i ich przekazywania do wszystkich komórek. Niewiele wiadomo dotychczas o mechanizmach odbioru i transdukcji sygnału o niedoborze Pi w podłożu i/lub tkankach roślinnych, jednak badania tego zagadnienia zaczęły się intensywnie rozwijać w ostatnich latach. W pracy dyskutowana jest natura i pochodzenie sygnału o niedoborze Pi oraz rola hormonów i innych związków uczestniczących w jego percepcji i transdukcji w komórkach roślinnych. Zwrócono uwagę na szereg mutantów charakteryzujących się obniżonym lub podwyższonym poziomem Pi, zróżnicowaną aktywnością kwaśnych fosfataz i zawartością białek oraz ich odmiennymi reakcjami na deficyt Pi w porównaniu z roślinami kontrolnymi.  Zastosowanie i analiza tych mutantów okazują się pomocne w badaniach sposobów przenoszenia informację o deficycie Pi i mechanizmów odpowiedzi roślin na niedobór fosforu.

Słowa kluczowe: deficyt Pi, ekspresja genów, pho, regulacja metabolizmu, transdukcja sygnału

Udział jądrowych receptorów ksenobiotyków w indukcji cytochromów P450
 

Streszczenie: Jądrowe receptory heterodimeryczne: konstytutywny receptor androstanu (CAR), receptor pregnanu X oraz  receptor steroidów i ksenobiotyków (PXR/SXR) wiążą się  z wieloma nieswoistymi ligandami, takimi jak endogenne toksyczne metabolity oraz egzogenne ksenobiotyki. Po aktywacji przez ligandy receptory mają zdolność indukcji i stymulacji ekspresji genów cytochromów P450. Swoiste miejsce odpowiedzi w DNA, rozpoznawane i wiązane  przez receptor pregnanu X oraz receptor ksenobiotyków i steroidów występuje głównie w promotorze genów cytochromów CYP3A, zaś element odpowiedzi konstytutywnego receptora androstanu – w promotorze CYP2A. Obydwie rodziny cytochromów odgrywają główną rolę w metabolizmie ksenobiotyków oraz w procesach detoksykacji. Omawiane receptory są zlokalizowane w wątrobie i  jelitach, tam gdzie mają miejsce reakcje detoksykacyjne. Opisano swoistość gatunkową obu receptorów, ich wybiórczość względem ligandów oraz wzajemne interakcje.

Słowa kluczowe: CAR, CYP3A, CYP2B, cytochromy P450, ksenobiotyki, PXR, SXR

Molekularne aspekty infekcjiwywołanej Helicobacter  pylori

Streszczenie: Infekcja wywołana H. pylori jest istotnym czynnikiem ryzyka choroby wrzodowej żołądka i dwunastnicy. Zakażenie tą bakterią powoduje zaburzenie struktury i funkcji komórek błony śluzowej żołądka mogące być początkiem szeregu procesów patologicznych, w tym transformacji nowotworowej. Infekcja związana jest z rozwojem przewlekłego zapalenia komórek nabłonkowych żołądka wywołanym procesami adaptacyjnymi mikroorganizmu do środowiska, określonymi przez budowę chemiczną i swoistość adhezyn bakteryjnych, aktywność enzymatyczną ureazy H. pylori, a także jego ruchliwość i chemotaksję. Przedstawione w pracy molekularne podłoże chorobotwórczości bakterii dotyczy zróżnicowania strukturalnego i funkcjonalnego genomu H. pylori oraz mechanizmu kolonizacji błony śluzowej żołądka, których zrozumienie ma znaczenie zarówno poznawcze, jak i kliniczne.

Słowa kluczowe: infekcja wytwołana H. pylori, kolonizacja, adhezyny bakteryjne, ureaza H. pylori, ureotaksja
 

Metaloproteinazy ADAM – rola w fuzji komórek i proteolizie

Streszczenie: Proteoliza białek na powierzchni błony komórkowej i proteoliza białek macierzy zewnątrzkomórkowej jest niezwykle ważnym procesem zachodzącym w prawidłowo funkcjonujących komórkach. Metaloproteinazy ADAM to białka transbłonowe, które łączą cechy białek adhezyjnych i proteinaz. Białka te uczestniczą w: adhezji, fuzji, uwalnianiu domen zewnątrzkomórkowych białek transbłonowych, przekazywaniu sygnału. Białka ADAM odgrywają istotną rolę w procesach związanych z: zapłodnieniem, fuzją mioblastów, neurogenezą oraz w wielu innych procesach. Na szczególną uwagę zasługuje: udział białka ADAM 17 w uwalnianiu  TNF-a, rola białka ADAM 10 w przekazywaniu sygnału przy udziale receptora Notch, funkcje fertyliny w procesie zapłodnienia oraz  meltryny a w fuzji mioblastów.

Słowa kluczowe: ADAM, fertylina, fuzja, Kuzbanian, metaloproteinazy, meltryna, proteoliza, TACE.

Cerebelina – biosynteza, występowanie i rola

Streszczenie: Cerebelina to stosunkowo nowy i mało poznany neuropeptyd, zbudowany z 16 aminokwasów. Obecnie wiadomo o istnieniu 4 białek prekursorowych określanych jako precerebeliny. W obrębie jednego gatunku geny dla poszczególnych precerebelin mieszczą się na różnych chromosomach, ale w każdym przypadku składają się z trzech eksonów. Porównanie poszczególnych precerebelin między różnymi gatunkami uwidacznia ich bardzo wysoką homologię. Przy pomocy RIA obecność immunoreaktywnej cerebeliny wykazano m.in. w móżdżku oraz innych okolicach mózgowia, przewodzie pokarmowym, nerce oraz w nadnerczach prawidłowych, jak i ich guzach. Czynność cerebeliny nie jest do końca poznana. Peptyd ten między innymi wzmaga wydzielanie aldosteronu oraz kortyzolu/kortykosteronu przez korę nadnerczy, ponadto bezpośrednio stymuluje on uwalnianie katecholamin z rdzenia nadnerczy. Sugeruje się także hamujący wpływ cerebeliny na czynność tarczycy.
 .
Słowa kluczowe:cerebelina (CR), precerebelina (Cbln), neuropeptydy, ewolucja, gen, mózg, nadnercza, tarczyca.
 

Metaloproteazy w fizjologii i patologii ośrodkowego układu nerwowego

Streszczenie: Metaloproteazy stanowią grupę co najmniej 25 zależnych od Zn2+ egzopeptydaz, których podstawową funkcją jest modulowanie środowiska zewnątrzkomórkowego przez proteolizę białkowych składników macierzy zewnątrzkomórkowej, receptorów błonowych i  cytokin. Enzymy te syntetyzowane są w komórkach i w formie prekursorów uwalniane do przestrzeni zewnątrzkomórkowej, gdzie ulegają aktywacji przez proteolityczne cięcie w rejonie propeptydu. Metaloproteazy są bardzo precyzyjnie regulowane na poziomie transkrypcji i translacji oraz przez specyficzne tkankowe inhibitory (tissue inhibitors of metalloproteinases; TIMPs). W warunkach fizjologicznych metaloproteazy regulują procesy związane z rozwojem oraz zapewniają homeostazę organizmu. Nadmierna aktywacja proteolizy zewnątrzkomórkowej obserwowana jest w szeregu ostrych i przewlekłych procesów patologicznych (ischemia, stwardnienie rozsiane, nowotwory). Poznanie mechanizmów regulujących aktywność metaloproteaz oraz ich interakcji ze specyficznymi inhibitorami, modulatorami i substratami może mieć nie tylko znaczenie poznawcze, ale także potencjalne znaczenie praktyczne dla opracowania postępowania terapeutycznego w niektórych stanach patologicznych.

Słowa kluczowe: metaloproteazy, żelatynazy, ośrodkowy układ nerwowy, macierz zewnątrzkomórkowa.

Przekaz sygnału od receptorów białek morfogenetycznych kości
 

Streszczenie: Białka morfogenetyczne kości to plejotropowe cytokiny należące do nadrodziny transformującego czynnika wzrostowego typu b.  Są one wiązane przez dwa różne typy receptorów  o aktywności kinazy serynowo-treoninowej. Wtórnymi przekaźnikami wewnątrzkomórkowego sygnału są białka Smad. Fosforylacja R-Smad prowadzi do utworzenia kompleksu z Co-Smad, który jest transportowany do jądra komórkowego i reguluje transkrypcję wybranych genów. Przekaz sygnału jest modulowany przez różne czynniki biologiczne.

Słowa kluczowe: białka morfogenetyczne kości, nadrodzina transformującego czynnika wzrostowego typu b, białka Smad.
 

Fosducyna i jej izoformy – regulatory białek G

Streszczenie: Fosducyna i jej izoformy: białka podobne do fosducyny i niedawno odkryte białka sieroce podobne do fosducyny, tworzą odrębną, grupę białek, którym przypisuje się funkcję cytoplazmatycznych regulatorów heterotrimerycznych białek G. Fosducyna ulega silnej ekspresji w komórkach fotoreceptorowych siatkówki, natomiast w znacznie mniejszym stężeniu występuje ona w komórkach wielu innych tkanek oraz u niektórych niższych organizmów eukariotycznych.  Białko to może być fosforylowane w ciemności przez kinazę A, kinazę II zależną od wapnia i kalmoduliny oraz kinazy receptorów związanych z białkami G. Fosducyna w swojej zdefosforylowanej formie podczas stymulacji świetlnej wiąże się z wysokim powinowactwem do bg-podjednostek białka G (Gbg). W ten sposób fosducyna zapobiega reasocjacji bg-podjednostek z a-podjednostką białka G (Ga) i powstaniu heterotrimeru oraz działa jako negatywny regulator szlaku przekazywania sygnału w komórkach fotoreceptorowych. Zasadniczo podobny hamujący mechanizm regulacyjny przypisuje się także białkom podobnym do fosducyny. Obserwacje te sugerują, że fosducyna w komórkach fotoreceptorowych odgrywa istotną rolę w procesach adaptacji tych komórek do światła i ciemności. Fosducyna i jej izoformy mogą również, jak wykazano ostatnio, chronić białka G przed destrukcją w proteasomach, a być może także sprawować kontrolę nad czynnikami transkrypcyjnymi.

Słowa kluczowe:  fosducyna, białka podobne do fosducyny, sieroce białka podobne do fosducyny, bg-podjednostka białka G, fosforylacja, czynnik transkrypcyjny CRX.

Mechanizm działania prolaktyny w jajniku dojrzałych płciowo świń

Streszczenie: Prolaktyna (PRL) jest jednym z ważnych czynników regulujących steroidogenezę w komórkach ciałka żółtego i pęcherzyka jajnikowego świni. Hormon ten stymuluje produkcję progesteronu przez komórki lutealne pochodzące z pierwszych trzech dni cyklu rujowego oraz komórki osłonki wewnętrznej izolowane z dużych pęcherzyków jajnikowych. Wpływa także na pęcherzykową produkcję estrogenów. Receptory PRL są obecne w komórkach ciałka żółtego i komórkach osłonki  wewnętrznej jajnika świni. Wyniki dotychczasowych badań wskazują na istnienie więcej niż jednego szlaku  przekazywania sygnału indukowanego przez prolaktynę. Wewnątrzkomórkowy mechanizm działania PRL w komórkach steroidogennych jajnika świni obejmuje, między innymi, aktywację szlaku kinazy białkowej C (PKC) i szlaku niereceptorowych kinaz tyrozynowych (NRPTK). W transdukcję sygnału prolaktynowego w komórkach jajnika świni zaangażowane są również fosfatazy białkowe.

Słowa kluczowe:prolaktyna, świnia, ciałko żółte, pęcherzyk jajnikowy, steroidogeneza, kineza białkowa C, kinazy tyrozynowe, fosfatazy, transdukcja sygnału.