Piotr
WASĄG, Stanisław KOWALCZYK
Wewnątrzkomórkowe
i błonowe receptory kwasu abscysynowego
Streszczenie: Kwas
abscysynowy (ABA) reguluje szereg różnorodnych procesów,
w tym m.in.
dojrzewanie i spoczynek nasion, wzrost korzeni, starzenie liści, a
także przechodzenie z fazy wzrostu wegetatywnego do generatywnego. ABA
jest także głównym hormonem stresu umożliwiającym przystosowanie
rośliny do czynników środowiska, takich jak: susza, chłód
czy
zasolenie, pośredniczącym w regulacji aparatu szparkowego regulując w
ten sposób przepływ wody oraz wpływającym na ekspresję
genów związanych
ze stresem. Spektakularnym osiągnięciem w poznawaniu szlaków
sygnałowych ABA w ostatnim czasie było zidentyfikowanie trzech
różnych
receptorów ABA: białka FCA uczestniczącego w regulacji
zakwitania,
podjednostki H Mg-chelatazy i białka GCR2 z nadrodziny
receptorów
sprzężo-nych z białkami G. Pierwszym poznanym receptorem było jądrowe
białko FCA wiążące RNA oddziałujące z białkami FY i PCFS4
funkcjonującymi w formowaniu końca 3'RNA. Kompleks FCA-FY-PCFS4
przeciwdziała akumulacji transkryptu genu FLC kodującego czynnik
transkrypcyjny hamujący zakwitanie. Drugim wewnątrzkomórkowym
receptorem jest podjednostka CHLH magnezowej chelatazy, enzymu
odpowiedzialnego za wbudowywanie Mg2+ do protoporfirynyIX. CHLH wiąże
ABA niezależnie od protoporfirynyIX i gra kluczową rolę w tzw. szlaku
retrogratywnym przekazującym informację z chloroplastów do
jądra.
CHLH/GUN5 jest także plastydowym receptorem ABA funkcjonującym jako
pozytywny element w szlaku sygnałowym odpowiedzialnym za większość
odpowiedzi na ABA. W przeciwieństwie do dwóch receptorów
wewnątrzkomórkowych, wiążące ABA białko GCR2, związane z błoną
komórkową, oddziałuje z heterotrimerycznymi białkami G. Wiązanie
ABA do
GCR2 wymusza dysocjację G? inicjując klasyczną kaskadę sygnałową
zależną od białek G. Na razie nie wiemy, czy GCR2 jest typowym
receptorem sprzężonym z białkami G czy białkiem tylko peryferycznie
powiązanym z błoną. Niezależnie od osiągnięć związanych z poznawaniem
receptorów ABA, wyniki najnowszych badań pokazują, że w sieci
sygnałowej ABA kluczowe miejsce zajmują oddziałujące swoiście pomiędzy
sobą fosfatazy i kinazy białkowe. Wyniki badań genetycznych i
biochemicznych potwierdziły udział kinaz typu SnRK2 i SnRK3 w regulacji
ruchów aparatu szparkowego, a także w regulacji transkrypcji i
metabolizmu RNA oraz w odpowiedziach na czynniki stresowe.
Słowa
kluczowe: kwas abscysynowy,
receptory ABA, szlaki sygnałowe ABA.
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 3–22]
Michał
SZCZEŚNIAK, Zofia SZWEYKOWSKA-KULIŃSKA
Regulacja
alternatywnego splicingu
Streszczenie: Alternatywny
splicing to proces, w którym z jednego pre-mRNA powstaje więcej
niż
jedna izoforma mRNA. Rodzaj powstającej izoformy mRNA jest wynikiem
działania dość skomplikowanych mechanizmów regulacyjnych,
które
pozwalają na uzyskanie na przykład tkankowo-specyficznego wzoru
splicingu bądź zmian komórkowego profilu splicingu na
różnych etapach
rozwoju. Jest to możliwe dzięki współdziałaniu szeregu
elementów,
spośród których należy wymienić: sekwencję nukleotydową
oraz strukturę
drugorzędową pre-mRNA, czynniki splicingowe oraz dodatkowe czynniki
białkowe i niebiałkowe. Oprócz podstawowych sygnałów
splicingowych
(miejsca splicingowe, miejsce rozgałęzienia, trakt polipirymidynowy), w
pre-mRNA ulegającym alternatywnemu splicingowi znajdują się elementy
regulatorowe. Należą tutaj intronowe sekwencje wzmacniające (ISE) i
wyciszające (ISS) oraz egzonowe sekwencje wzmacniające (ESE) i
wyciszające (ESS). Ich funkcja w regulacji alternatywnego splicingu
najogólniej polega na wiązaniu odpowiednich czynników
działających w
trans, które z kolei wpływają na wybór miejsca
splicingowego przez
spliceosom. Struktura drugorzędowa pre-mRNA wpływa na alternatywny
splicing, decydując o dostępności cząsteczki dla czynników
splicingowych. Po pierwsze, utworzenie struktury drugorzędowej wiąże
się z powstaniem dwuniciowych fragmentów RNA, które są
rozpoznawane
przez niektóre czynniki działające w trans. Poza tym struktura
drugorzędowa zmienia wzajemne ułożenie elementów cis w
przestrzeni, co
stwarza dodatkowe możliwości regulatorowe. Podstawową rolę w regulacji
alternatywnego splicingu spełniają jednak czynniki działające w trans.
Należą do nich między innymi białka SR i hnRNP. Białka SR przyłączają
się przeważnie do sekwencji wzmacniających, pełniąc rolę
aktywatorów
splicingu. Stopień fosforylacji tych białek zmienia się wraz z
przebiegiem splicingu i jest przedmiotem złożonej regulacji. Białka
hnRNP przyłączają się do sekwencji wyciszających i są inhibitorami
splicingu. Ich najlepiej scharakteryzowanym przedstawicielem jest
białko PTB, które – jako inhibitor splicingu –
uczestniczy przede
wszystkim w splicingu tkankowo-specyficznym. W rzeczywistości białka
aktywatorowe i inhibitorowe splicingu działają jednocześnie, a
ostatecznie o wzorze splicingu decyduje rodzaj związanych białek, ich
zdolność do oddziaływania z innymi białkami (w tym ze składnikami
spliceosomu), jak również czynniki pozasplicingowe. Transkrypcja
jest
procesem dość silnie sprzężonym z alternatywnym splicingiem.
Główną
rolę odgrywa tutaj polimeraza RNA II, a zwłaszcza jej domena C-końcowa:
CTD. Domena ta jest odpowiedzialna m.in. za rozmieszczenie
czynników
splicingowych i transkrypcyjnych w jądrze. Poznano szereg
czynników
białkowych sprzęgających splicing i transkrypcję poprzez regulowanie
stopnia ufosforylowania domeny CTD. Funkcje polimerazy RNA II w
splicingu zależą ponadto od rozpoznanego przez nią promotora
transkrybowanego genu. Promotor może bowiem decydować o zdolności
białek SR do wiązania domeny CTD lub o procesywności polimerazy RNA II
(procesywność polimerazy niekiedy wpływa na przebieg splicingu).
Wzajemna regulacja splicingu i transkrypcji jest możliwa dzięki
czasowemu i przestrzennemu sprzężeniu obu procesów. Splicing
zostaje
zahamowany podczas mitozy; efekt ten jest w głównej mierze
skutkiem
zmian stopnia ufosforylowania niektórych czynników
splicingowych. Na
przykład białko SRp38 ulega defosforylacji wraz z początkiem mitozy i w
tej postaci zakłóca funkcje białek SR na wczesnym etapie
splicingu.
Fosforylacja tego czynnika już po zakończeniu mitozy, przywraca
komórce zdolność do przeprowadzania splicingu. Splicing jest
regulowany
przez jeszcze inne procesy w komórce. Na przykład
niektóre czynniki
splicingowe wykorzystują proces degradacji mRNA niosących przedwczesny
kodon stop do regulacji poziomu swojej ekspresji, jak ma to miejsce w
przypadku białka PTB. Na komórkę działają różnego rodzaju
bodźce
zewnątrzkomórkowe, jak na przykład czynniki wzrostu, hormony i
czynniki
wywołujące depolaryzację błony komórkowej. Jedną z odpowiedzi
komórki
na te bodźce jest zmiana profilu splicingu alternatywnego. Angażowane
są tutaj szlaki przekazywania sygnałów, które zmieniają
stopień
ufosforylowania odpowiednich czynników działających w trans
(głównie
białek SR). Splicing można regulować poprzez wprowadzanie do
komórki
pewnych związków chemicznych. Należą tutaj niskocząsteczkowe
inhibitory
splicingu – związki te hamują splicing na różnych jego
etapach i pewne
nadzieje wiąże się z wykorzystaniem ich w leczeniu schorzeń wywołanych
nieprawidłowym splicingiem.
Słowa
kluczowe: alternatywny splicing, białka SR, hnRNP,
transkrypcja.
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 23–35]
Tomasz
SAKOWICZ, Marek GADZALSKI, Wiktor PSZCZÓŁKOWSKI
Sekwencje SINE w
genomach roślinnych
Streszczenie: Ruchome elementy
genetyczne zidentyfikowano we wszystkich badanych do tej pory gatunkach
zwierząt, grzybów oraz Protozoa. Tworzą one też istotny składnik
genomów roślin. Podlegają one intensywnym procesom amplifikacji,
a następnie są wstawiane w nowe miejsca. Ruchome elementy są zwykle
dzielone na dwie duże klasy. Pierwsza to retrotranspozony, powstałe
przy udziale RNA i odwrotnej transkryptazy; druga klasa to transpozony
DNA, u których proces tworzenia nowych kopii i ich
przemieszczanie odbywa się za pośrednictwem DNA i transpozazy. Do
pierwszej z wymienionych należą m.in. pozbawione LTR (non-LTR)
retrotranspozony typu SINE (krótkie rozproszone elementy
jądrowe). Są to małe, nieautonomiczne sekwencje DNA, pozbawione
otwartych ramek odczytu (ORF), które same nie mając zdolności
kodowania białek niezbędnych w retropozycji wykorzystują do tego celu
białka kodowane przez elementy typu LINEs (długie rozproszone elementy
jądrowe) również zaliczane do tej samej klasy. SINE mają
charakterystyczne elementy strukturalne, takie jak obecność kaset A i B
wewnętrznego promotora RNA polimerazy III w
części t-RNA-pokrewnej, zmiennej długości region t-RNA
niepokrewny oraz krótki, bogaty w dA region 3'. U roślin
wszystkie SINE, inaczej niż analogiczne sekwencje genomów
zwierzęcych, wywodzą się z genów tRNA. Są one w roślinach także
mniej obfite, a liczba kopii elementów danej rodziny wynosi
zwykle kilkaset do kilku tysięcy w haploidalnym genomie (wobec
104–106 u zwierząt). Obecnie, z badanych
genomów wyizolowano ponad 80 rodzin
SINE, a p-SINE1 była pierwszą sekwencją omawianego typu opisaną u
roślin. Została ona zidentyfikowana w intronach genu Waxy u Oryza
sativa. Kolejne elementy SINE odnaleziono wśród innych Gramineae
(Zea mays, Aegilops umbellulata, Triticum aestivum), a także w
gatunkach dwuliściennych: u Brassicaceae (Arabidopsis thaliana,
Brassica napus, Brassica oleracea), Solanaceae (Nicotiana tabacum,
Capsicum annuum, Lycopersicon esculentum), Fabaceae (Medicago
truncatula, Lotus japonicus, Glycine max). Zwykle są one rozproszone w
genomach, rzadziej obecne w heterochromatynie, regionach
przycentromerowych wykazując preferencje wobec regionów bogatych
w geny. Mnogość i różnorodność elementów powtarzających
się sprawia, że są one grupowane w charakterystyczne rodziny, a wysoki
poziom polimorfizmu SINE sprawia, że w obrębie rodzin utworzono także
liczne podrodziny. Wspomniana cecha czyni z sekwencji SINE użyteczne
markery wykorzystywane m.in. w klasyfikacji odmian, gatunków
roślin czy w filogenezie.
Słowa
kluczowe: sekwencje SINE, non-LTR retrotranspozony, genomy
roślin.
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 37–53]
Dorota RYBACZEK, Magdalena GRAŻUL
Stres replikacyjny a
wewnętrzny punkt kontrolny fazy S
Streszczenie: Wiele programów badawczych
koncentruje się na poznaniu mechanizmu działania wewnętrznego punktu
kontrolnego fazy S, który nadzoruje zarówno procesy
związane z częstością inicjacji replikacji DNA (gęstość regionów
origin), jak i z ruchem widełek replikacyjnych (tempo elongacji). Tempo
replikacji maleje w odpowiedzi na działanie hydroksymocznika,
afidikoliny lub czynników uszkadzających DNA. Zmniejszenie
szybkości replikacji jest spowodowane zaktywowaniem szlaków
biochemicznych związanych z wewnętrznym punktem kontrolnym fazy S.
Funkcją wewnętrznego punktu kontrolnego fazy S jest: (1) spowalnianie
tempa lub blokowanie ruchu widełek replikacyjnych, (2) zapobieganie
przedwczesnemu uruchamianiu późnych origin, (3) inicjowanie
szlaków sygnałowych związanych z odpowiedzią na wystąpienie
defektów strukturalnych DNA, w celu uniemożliwienia replikacji
uszkodzonych cząsteczek DNA, a także (4) opóźnianie wejścia w
mitozę, do momentu zaprzestania działania bodźca stresowego. W pracy
przedstawiono najnowsze informacje dotyczące kinaz białkowych ATR, ATM,
Chk1 i Chk2 zaangażowanych w kontrolę fazy S, opisano aktualny
stan wiedzy o pozostałych białkach uczestniczących w reakcjach
związanych z odpowiedzią na stres replikacyjny oraz dodatkowo
podjęto próbę wyjaśnienia ich wzajemnych korelacji. Kinazy
białkowe ATM i ATR należą do rodziny kinaz 3-fosfatydyloinozytolu.
Pomimo wykazania istotnej roli, jaką pełnią kinazy ATM i ATR w szlakach
sygnałowych cyklu komórkowego, nadal niewiele wiadomo o
mechanizmach aktywacji tych kinaz. Ufosforylowane kinazy ATM i ATR,
aktywują podległe im białka docelowe (kinazy Chk2 i Chk1) poprzez ich
fosforylowanie na resztach serynowych i treoninowych. Dwuniciowe
pęknięcia DNA aktywują kinazę ATM, która fosforyluje na
N-końcu podległą jej kinazę Chk2 (Thr68). Fosforylacja treoniny
68 jest warunkiem niezbędnym do pełnego zaktywowania kinazy Chk2,
które przypisywane jest procesowi jej autofosforylacji,
dokonywanej na treoninach 383 i 387. Kinaza ATR jest aktywowana w
odpowiedzi na stres replikacyjny lub uszkodzenia DNA wywołane wpływem
promieniowania UV. Po zaktywowaniu, dokonuje fosforylacji kinazy Chk1
na resztach serynowych: Ser317 i Ser345. Fosforylacja seryny 345 wzmaga
szybkie lokalizowanie kinazy Chk1 na obszarze jądra komórkowego,
podczas aktywacji punktu kontrolnego. Stan ufosforylowania seryny 317
gwarantuje zablokowanie przejścia S?G2 i zapobiega wchodzeniu w mitozę,
w warunkach zaburzonego przebiegu replikacji DNA. W niektórych
sytuacjach, warunkowanych rodzajem działającego bodźca stresowego,
kinazy ensoryczne ATM i ATR mogą fosforylować wspólne białka
docelowe. Ufosforylowana aktywująco kinaza Chk1 oddaje grupy
fosforanowe fosfatazom białkowym Cdc25A-C, co prowadzi do zablokowania
kinaz Cdk1 i Cdk2, a w konsekwencji do zatrzymania przebiegu cyklu
komórkowego. Kinaza Chk1 może także stabilizować widełki
replikacyjne, prawdopodobnie poprzez nakierowywanie białek Cdc6 i
MCM2-7 oraz – po ustąpieniu działania bodźca stresowego –
ponownie je uruchamiać. Funkcjonalna zmienność białek tworzących oś
ATM/ATR-Chk2/Chk1-Cdc25/Cdk stanowi molekularny fundament wewnętrznego
punktu kontrolnego fazy S. Substratem podległym kinazie ATR jest także
histon H2AX, fosforylowany na serynie 139. Po wystąpieniu w DNA
uszkodzeń typu dwuniciowych pęknięć, liczne cząsteczki histonów
H2AX, ufosforylowanych na Ser139, gromadzone są w miejscach
uszkodzenia, tworząc wewnątrzjądrowe foci. Większość
fluoryzujących ognisk jest rozproszona po całym obszarze nukleoplazmy,
jednak największe z nich związane są zazwyczaj z obszarami
heterochromatyny okołojąderkowej. Ufosforylowana postać histonu H2AX
tworzy platformę, dzięki której do miejsc uszkodzenia
nakierowywane są czynniki naprawcze i białka sygnałowe. W
artykule opisano także konsekwencje przełamywania funkcji wewnętrznego
punktu kontrolnego fazy S i ominięcia zależności S-M oraz wynikającą z
tego indukcję przedwczesnej kondensacji chromosomów. Poza
licznymi mutacjami, które eliminują poszczególne elementy
składowe szlaku biochemicznego związanego z wewnętrznym punktem
kontrolnym fazy S, system ten może być zaburzony także poprzez
oddziaływanie wielu czynników chemicznych. Należy do nich
kofeina, która przełamuje zależność S-M i prowadzi do indukcji
PCC w tych komórkach, które nie są przygotowane do
wejścia w mitozę, z powodu niezakończenia fazy S i poreplikacyjnych
procesów naprawczych w fazie G2. Komórki zablokowane w
przebiegu fazy S, a następnie poddane działaniu kofeiny, inicjują
aberracyjne podziały mitotyczne. W komórkach takich obserwujemy
wystąpienie ubytków i przerw w ciągłości chromosomów,
zagubienie w płaszczyźnie równikowej
chromosomów acentrycznych i fragmentów chromatyd oraz
formowanie się mostków chromosomowych i mikrojąder. Wynika z
tego nowe pojmowanie funkcji wewnętrznego punktu kontrolnego fazy S:
jako ściśle oddziałującego na późniejsze formowanie struktur
wyższego rzędu: chromosomów metafazowych, a tym samym
zapewniającego równocenne rozdzielenie DNA do dwóch jąder
siostrzanych. Zjawisko przedwczesnej mitozy stanowi nie tylko istotny
problem podstawowy biologii cyklu komórkowego, ale także
zagadnienie ważne ze względu na potencjalne zastosowania medyczne.
Metody radio- i chemioterapii stosowane w leczeniu chorób
nowotworowych prowadzą do rozległych uszkodzeń DNA, wstrzymujących
proces replikacji materiału genetycznego. Zdaniem wielu badaczy,
nasilenie oddziaływania terapeutycznego wynikać może z pobudzenia tych
mechanizmów biochemicznych, które omijając działanie
wewnętrznego punktu kontrolnego fazy S, wywoływać będą przedwczesną
kondensację chromosomów.
Słowa
kluczowe: stres replikacyjny, wewnętrzny punkt
kontrolny fazy S, zależność S-M.
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 55–76]
Danuta
OSTALSKA-NOWICKA, Michał NOWICKI, Aldona SIWIŃSKA, Maciej ZABEL
Reorganizacja
struktury i funkcji podocytów w idiopatycznych zespołach
nerczycowych u dzieci
Streszczenie: Przyczyną
białkomoczu w idiopatycznych zespołach nerczycowych u dzieci jest
zwiększona przepuszczalność bariery filtracyjnej kłębuszka nerkowego w
następstwie działania czynników immunologicznych oraz
nieimmunologicznych. Podocyty, dzięki swoistym białkom cytoszkieletu
(cytokeratyny, wimentyna, aktyna) i cząstkom stabilizującym ich
wewnątrzkomórkową organizację (kompleks podokaliksyna –
ezryna – czynnik regulujący wymiennik Na-H - aktyna,
synaptopodyna) oraz białkom błonek szczelinowatych (podocyna, nefryna)
odpowiadają za prawidłową proces przesączania w kłębuszku nerkowym.
Elementy błony filtracyjnej mogą być uszkodzone w procesach zapalnych.
Szczególne znaczenie przypisuje się cytokinom zapalnym (w tym
czynnikowi wzrostu śródbłonków, VEGF) oraz lektynom (np.
galektyna-1). Ponadto, niedojrzałe morfologicznie kłębuszki nerkowe
mogą się charakteryzować upośledzoną filtracją, która może być z
kolei przyczyną opornego na leczenie białkomoczu u dzieci. W
pracy przedstawiono współczesne poglądy na temat znaczenia
wymienionychbiałek w patogenezie, przebiegu oraz rokowaniu
zespołów nerczycowych u dzieci.
Słowa
kluczowe: podocyt,
zespół nerczycowy, ezryna, podokaliksyna, galektyna,
naczyniowy czynnik wzrostu śródbłonka, cytokeratyna,
wimentyna, nefryna.
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 77–99]
Kamil
KAROLCZAK, Beata OLAS, Joanna KOŁODZIEJCZYK
Rola tioli w aktywacji
płytek krwi
Streszczenie: Związki tiolowe obecne w komórkach
można podzielić na niskocząsteczkowe i białkowe. Grupy tiolowe białek,
pochodzące od cysteiny, mogą występować jako wolne tiole, disulfidy i
mieszane disulfidy w połączeniu z niskocząsteczkowymi tiolami:
glutationem, cysteiną, homocysteiną i ??-glutamylocysteiną. Reakcje
związane z metabolizmem tioli spełniają ważną rolę w funkcjonowaniu
płytek krwi, bezjądrzastych komórek pochodzących z
megakariocytów i
pełniących istotną funkcję w hemostazie. Różne niskocząsteczkowe
tiole
(glutation, cysteina, cysteinyloglicyna, homocysteina oraz jej
tiolakton) oraz zmiany potencjału redoks płytek krwi odgrywają
szczególną rolę w różnych etapach aktywacji płytek krwi,
ekspozycji
receptorów na powierzchni komórek i transdukcji
sygnałów. Ponadto, na
zewnętrznej powierzchni błony płytek krwi występuje izomeraza
białkowych disulfidów, która bierze udział w aktywacji
płytek, w tym w
aktywacji integryny??IIb?3 i w tworzeniu agregatów płytkowych. W
prezentowanej pracy przeglądowej opisano działanie wybranych
niskocząsteczkowych tioli (glutationu, homocysteiny i tiolaktonu
homocysteiny) w płytkach krwi.
Słowa
kluczowe: płytki krwi, tiole, aktywacja.
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 101–120]
Bartłomiej BYCZKOWSKI, Violetta Katarzyna MACIOSZEK, Andrzej
Kiejstut KONONOWICZ
Roślinne białka PR w
odpowiedzi obronnej na atak przez grzyby nekrotroficzne
Streszczenie: Białka związane z
patogenezą, zwane białkami PR (ang. Pathogenesis-Related) należą do
grupy białek aktywowanych przede wszystkim w odpowiedzi obronnej roślin
na atak patogenów, uszkodzenia spowodowane przez szkodniki oraz
czynniki abiotyczne. Obecnie, na podstawie homologii sekwencji
aminokwasów, właściwości biochemicznych i aktywności
biologicznej wyróżnia się 17 rodzin białek PR, przy czym często
wśród białkami jednej rodziny występuje
zróżnicowanie strukturalne i/lub funkcjonalne. Wiadomo, że
podczas ataku patogena ekspresja i akumulacja specyficznych białek PR
jest ściśle powiązana z typem patogena, typem komórki roślinnej
oraz biosyntezą i aktywacją określonych cząsteczek sygnałowych: kwasu
salicylowego (SA), kwasu jasmonowego (JA) i/lub etylenu (ET). Z tego
względu białka PR często wykorzystuje się jako markery specyficznej
odpowiedzi obronnej indukowanej w tkankach roślinnych. Należy jednak
pamiętać, że część białek PR występuje w komórce roślinnej
konstytutywnie, chociaż w niskim stężeniu. Niektóre z nich są
gromadzone w komórkach na różnych etapach rozwoju
rośliny, wykazując tkankowo-specyficzną lokalizację, inne tylko podczas
indukcji wywołanej określonymi czynnikami stresowymi. Pomimo znacznego
rozwoju metod fitopatologii molekularnej, mechanizm działania i funkcje
wielu białek PR pozostają nadal niewyjaśnione. Możliwość wykorzystania
białek PR, jako naturalnych substancji chroniących rośliny przed
atakiem patogenów, otwiera nowe perspektywy w biotechnologii
roślin, chociaż należy podkreślić, że niektóre z białek PR
wywołują reakcje alergiczne u człowieka. W artykule przedstawiono
wybrane rodziny białek PR – chitynazy (PR-4), defensyny (PR-12)
oraz tioniny (PR-13), które wykazują właściwości antygrzybowe i
których aktywność jest związana z odpowiedzią komórki
roślinnej na atak grzybów nekrotroficznych, a ponadto są
indukowane specyficznie w odpowiedzi obronnej roślin podczas aktywacji
szlaku sygnałowego zależnego od kwasu jasmonowego.
Słowa
kluczowe: białka związane z
patogenezą (PR), grzyby nekrotroficzne, kwas jasmonowy, odpowiedź
obronna roślin.
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 121–134]
Agata JABŁOŃSKA-TRYPUĆ, Romuald CZERPAK
Cytokininy, ich
aktywność biochemiczna w procesach podziałów, starzenia się i
apoptozy komórek ludzkich i zwierzęcych
Streszczenie: Cytokininy są jedną
z głównych grup hormonów roślinnych. Stymulują one
procesy anaboliczne, wzrost i podziały komórek. Pierwszą odkrytą
cytokininą była kinetyna, czyli N-6-furfuryloadenina. Kinetyna jest
ważnym komponentem ścieżki metabolicznej, która umożliwia
komórce pozbycie się nadmiaru wolnych rodników. Jest to
odpowiedź na stres oksydacyjny. W komórkach roślinnych we
frakcji cytosolowej, mikrosomalnej i błonach tylakoidów
występują białka wiążące cytokininy – CBP (ang. Cytokinin Binding
Protein). Związanie się z nimi cytokininy indukuje określoną odpowiedź
fizjologiczną. Kinetyna uważana jest za silny inhibitor procesów
oksydacji i glikozylacji białek i kwasów nukleinowych in vitro.
Jest ona silnym antyoksydantem, zarówno in vitro jak i in vivo,
opóźnia procesy starzenia się ludzkich komórek w
kulturach komórkowych in vitro. Kinetyna wpływa na wzrost i
kształt komórek, tempo ich wzrostu, strukturę cytoszkieletu,
syntezę makro-molekuł i zwartość lipofuscyny. Działa ona korzystnie na
skórę, poprawia funkcje barierowe warstwy kolczystej, zmniejsza
utratę wody przez naskórek – TEWL (ang. Transepidermal
Water Loss) i poprawia koloryt skóry. Zarówno kinetyna,
jak i jej rybozyd wykazują cytotoksyczność względem komórek
czerniaka. Kolejną cytokininą jest N-6-benzyloadenina. Wpływa ona
głównie na podziały komórek. Ma również zdolność
hamowania niektórych ludzkich kinaz białkowych, włącznie z CDKs.
Jest to ważne zwłaszcza w komórkach nowotworowych. Pochodne
benzyloadeniny stymulują apoptozę w komórkach nowotworowych w
różnych typach nowotworów. N-9-benzyloadenina hamuje
aktywność fosfodiesteraz (PDE). Ponadto w kulturach fibroblastów
wykazano, że pochodne N-6-benzyloadeniny indukują wydłużanie
komórek, osłabienie ich ruchów i zwiększenie adhezji do
podłoża.
Słowa
kluczowe: cytokininy, kinetyna, benzyloadenina, hormony.
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 135–154]