Postępy Biologii Komórki, tom 38, 2011 23

Streszczenie: Transportery ABC to przede wszystkim pompy odpowiadające za usuwanie z komórki szkodliwych substancji – ksenobiotyków, w tym również leków stosowanych w terapii chorób nowotworowych. Dlatego też dużą nadzieję pokłada się w substancjach będących inhibitorami tych transporterów. Z biegiem czasu okazało się, że udział w zjawisku oporności wielolekowej (MDR) nie jest jedyną funkcja transporterów ABC, odpowiadają one również za regulację gospodarki lipidowej poprzez transport lipidów (ABCA i ABCG z wyjątkiem ABCG2), regulację procesów wewnątrzkomórkowych, takich jak translacja białek (ABCE i ABCF), działanie peroksysomów (ABCD), wydzielanie insuliny (ABCC8 i ABCC9) oraz regulację uwodnienia śluzu w oskrzelach (ABCC7 – CFTR). Defekty niektórych z tych transporterów są przyczyną lub czynnikiem ryzyka wielu różnych chorób, m.in. miażdżycy (ABCA1), mukowiscydozy (defekt CFTR) oraz wielu innych. Najnowsze badania sugerują nowe funkcje transporterów ABC. W poniższej pracy przedstawiono krótki opis ewolucji tych transporterów oraz ich główne funkcje.

Charakterystyka i rola ,,kaspaz roślinnych” podczas programowanej śmierci komórki u roślin

Streszczenie: W niniejszym artykule przedstawiono i scharakteryzowano rolę „kaspaz roślinnych” w programowanej śmierci komórki u roślin. Programowana śmierć komórki jest procesem podczas którego w kontrolowany sposób dochodzi do jej obumierania. Kaspazy są cysteinowymi proteazami zaangażowanymi w proces apoptozy w komórkach zwierząt. Hydrolizują one wiązania peptydowe po reszcie kwasu asparaginowego. Rośliny posiadają kilka grup enzymów przypominających kaspazy ? wakuolarne enzymy przetwarzające, saspazy, fitaspazy i metakaspazy ? które jednak nie spełniają podstawowych kryteriów pozwalających na uznanie ich za kaspazy. Wakuolarne enzymy przetwarzające (VPE) należą do cysteinowych proteaz i mają aktywność kaspaz. Saspazy i fitaspazy, mimo obecności seryny w centrum aktywnym, również wykazują aktywność kaspaz. Metakaspazy natomiast nie mają aktywności kaspaz. VPE występują w wakuoli i aktywują enzymy odpowiedzialne za rozpad tonoplastu. Saspazy i fitaspazy działają częściowo wewnątrz i na zewnątrz komórki. Saspazy aktywują kaskadę enzymów proteolitycznych, natomiast fitaspazy mogą bezpośrednio degradować białka występujące w komórce. Metakaspazy biorą bezpośredni udział w degradacji ważnych dla komórki składników komórkowych, prawdopodobnie proces ten zachodzi w cytozolu. „Kaspazy roślinne”, mimo pewnych podobieństw do kaspaz zwierzęcych, są jedynie ich funkcjonalnymi odpowiednikami, dlatego też nazwę tę piszemy w cudzysłowie. Degradując ważne dla komórki struktury lub białka, doprowadzają do jej śmierci.

Słowa kluczowe: programowana śmierć komórki, „kaspazy roślinne”, wakuolarne enzymy przetwarzające, metakaspazy, saspazy, fitaspazy

Streszczenie: Ostatnie dziesięciolecia to czas ogromnego postępu w dziedzinie walki z chorobami nowotworowymi. Diagnostyka molekularna, cytogenetyka, techniki immunohistochemiczne to w tej chwili podstawowe narzędzia badawcze, które w znacznym stopniu usprawniają szeroko pojętą diagnostykę chorób nowotworowych, jak również są podstawą do opracowywania nowych strategii terapeutycznych. Niniejsza publikacja zawiera przegląd najnowszych doniesień dotyczących badań w zakresie diagnostyki i leczenia nowotworów.

Kluczowa rola kwasów tłuszczowych omega-3 i omega-6 w biologii człowieka; predykcyjna teoria ewolucji Crawforda

Streszczenie: Dla właściwego i zdrowego funkcjonowania organizmu człowieka, sprawą o kluczowym znaczeniu jest spożywanie w diecie niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych omega-3 i omega-6 w odpowiednich proporcjach, czemu współczesne zwyczaje żywieniowe, niestety nie sprzyjają. Na podstawie licznie zgromadzonych wyników badań, Crawford zdefiniował nową teorię ewolucji, która wnioskuje, że sprawczą i decydującą siłą w ewolucji jest obecność i dostępność właściwych substancji odżywczych w środowisku. Według tej teorii, kwasy omega-3 i omega-6 przyczyniły się do ukształtowania mózgu człowieka z całą jego złożonością i niezwykłością, nie mając innego odpowiednika. Jeżeli wszystkie dane dotyczące kluczowej roli kwasów nienasyconych omega-3 i omega-6, zamieszczone w licznych publikacjach naukowych i w badaniach populacyjnych, są prawdziwe, to można postawić wniosek, że zdrowie następnych generacji ludzi może być w sposób bardzo istotny uzależnione od właściwego żywienia matki przed i w czasie ciąży, oraz że kwasy omega-3 i omega-6, spożywane w proporcjach zrównoważonych, mogą odgrywać istotną rolę w tym procesie. Z tych powodów, dogłębne badania i wprowadzanie ich rezultatów do właściwego żywienia może mieć zasadnicze znaczenie dla zdrowia przyszłych pokoleń.

Słowa kluczowe: mózg, ewolucja, odżywiane, nienasycone kwasy tłuszczowe (EFA), omega-3, omega-6, Crawford

Streszczenie: Kwercetyna jest flawonoidem powszechnie występującym w owocach i warzywach. Jej średnie dobowe spożycie wynosi 25-35 mg. Dieta bogata w kwercetynę przyczynia się do obniżenia ryzyka zawału serca, zapobiega powstawaniu miażdżycy i żylaków. Flawonoid ten ma działanie przeciwzapalne, przeciwalergiczne, przeciwwrzodowe oraz przeciwnowotworowe. Jest silnym antyoksydantem. Blokuje cykl komórkowy. Inicjuje apoptozę poprzez modyfikowanie ekspresji białek sygnałowych, receptorów oraz przebiegu wewnątrzkomórkowych szlaków. Ma działanie ochronne w stosunku do komórek prawidłowych. Pojawiają się też doniesienia o neurotoksycznym oraz mutagennym wpływie tego związku na ludzkie komórki. Dlatego też w niniejszej pracy przeanalizowano, zależną od stężenia dwoistość charakteru kwercetyny, biorąc pod uwagę pozytywny jak również negatywny aspekt działania związku.

Słowa kluczowe: kwercetyna, biodostępność, nowotwory, apoptoza, cykl komórkowy, chemioterapia

Streszczenie: Ołów jest najpowszechniej występującym w przyrodzie metalem ciężkim i jednym z nielicznych, które spotykane są w czystej postaci. Z uwagi na swoje właściwości wykorzystywany był już przez najstarsze cywilizacje, wcześnie też doświadczono jego toksyczności. W niniejszej pracy przedstawiamy wpływ ołowiu na ludzki organizm oraz oddziaływania tego metalu z makrocząsteczkami (białkami i kwasami nukleinowymi) oraz strukturami komórkowymi. Dyskutujemy również mechanizmy toksyczności tego pierwiastka na poziomie molekularnym.

Remodeling chromatyny jako główny molekularny mechanizm
Działania receptora glukokortykosteroidowego

Streszczenie: Swoistość odpowiedzi tkanki na endogenne i syntetyczne glukokortykosteroidy (GK) jest kontrolowana na różnych poziomach funkcjonowania komórki: transkrypcji genów, translacji białka receptorowego dla glukokortykosteroidów (GR) oraz jego aktywacji i translokacji do jądra komórkowego. Molekularny mechanizm działania GR związany jest z genomową regulacją ekspresji – transaktywacją lub transrepresją – genów steroidozależnych poprzez interakcję z regionem promotorowym genów docelowych, wpływem na stabilność mRNA niektórych białek, oddziaływaniem z licznymi czynnikami transkrypcyjnymi, remodelingiem chromatyny a także oddziaływaniem z mikroRNA. Mechanizm pozagenomowego działania GR dotyczy aktywacji systemu wtórnych przekaźników oraz ścieżek przekazywania sygnału, która zachodzi z udziałem receptorów jądrowych i błonowych związanych z kanałami jonowymi, szeregiem kinaz tyrozynowych, serynowo-treoninowych jak i licznymi białkami adaptorowymi. Molekularne działanie glukokortykosteroidów determinuje prawidłową odpowiedź, lub też jej brak, na leczenie GK w wielu chorobach autoimmunologicznych i zapalnych, w tym w astmie, POChP, chorobie Crohna czy stwardnieniu rozsianym.

Słowa kluczowe: receptor glukokortykosteroidowy, remodeling chromatyny, zapalenie, czynniki transkrypcyjne, szlak sygnałowy MAPK

Streszczenie: HSF1 (ang. Heat Shock Factor 1) jest czynnikiem transkrypcyjnym aktywowanym pod wpływem stresu środowiskowego, co prowadzi do wzmożonej ekspresji białek HSP (ang. Heat Shock Proteins). HSP to białka opiekuńcze biorące udział w fałdowaniu innych białek i chroniące komórki przed apopotozą wywołaną działaniem stresu. W wielu typach nowotworów HSF1 i HSP ulegają zwiększonej ekspresji. HSF1 może wspierać transformację nowotworową, a także ułatwiać przetrwanie komórek nowotworowo zmienionych, modulując ścieżki sygnałowe związane ze wzrostem i proliferacją, apoptozą, metabolizmem oraz ruchliwością. HSF1 może promować niestabilność genetyczną przez unikanie punktów kontrolnych cyklu komórkowego. Sekwencja regulatorowa HSE rozpoznawana przez HSF1 występuje nie tylko w promotorach genów HSP, ale także w innych genach, np. w genie oporności wielolekowej ABCB1 (MDR1), kodującym glikoproteinę P aktywnie usuwającą leki z komórki. Działanie białka ABCB1 może znacznie zmniejszać skuteczność terapii przeciwnowotworowej. Cytoprotekcyjne działanie HSF1 w warunkach wzrostu nowotworowego jest więc bardzo niepożądane i czyni z niego nowy, ważny cel w terapii nowotworów.

Słowa kluczowe: czynnik transkrypcyjny HSF1, białka szoku termicznego, nowotworzenie

Streszczenie: Germiny i białka podobne do germin (GLPs) stanowią dużą i bardzo zróżnicowaną rodzinę wszechobecnych białek roślinnych. Należą one do nadrodziny cupin, której nazwa pochodzi od domeny o budowie b-beczułki (z łaciny cupa- mała beczułka). Jest to domena konserwatywna ewolucyjnie i zlokalizowana w końcu C tych białek. Składa się ona z dwóch motywów sekwencji aminokwasowych: 1 i 2 opisywanych jako "germin box". Domena cupin warunkuje wysoką termostabilność białek, która uwarunkowana jest obecnością mostków disiarczkowych i stopniem glikozylacji. Obecność domeny cupin nadaje białkom odporność na działanie proteaz. Germiny występują w dwóch izoformach, gf-2.8 i gf-3.8, kodowanych przez geny gf-2.8 i gf-3.8, które są aktywne w czasie kiełkowania ziarniaków wszystkich ważnych ekonomicznie zbóż. W obu tych genach występują obszary bezintronowe kodujące 224 aminokwasy wykazujące 90% homologii. Ciekawe jest to, że w genie gf-2.8 w obszarze 5' występują dwa motywy sekwencyjne charakterystyczne dla genów auksynowych. Wyróżniono 6 podrodzin białek germinowych o różnej aktywności enzymatycznej. Poznano wiele białek podobnych do germin zaangażowanych w reakcje obronne roślin przed patogenami i szkodnikami. Stwierdzono działanie obronne GLPs w apoplaście, gdzie ulegają ekspresji i reagują ze ścianą komórkową ułatwiając wczesną odpowiedź na atak patogena. Szczególne znaczenie mają GLPs z aktywnością oksydazy szczawianowej, gdyż obniżają poziom szczawianu, który jest czynnikiem wirulencji wytwarzanym przez kilka patogenów grzybowych. Transkrypcja genu kodującego germinę oraz aktywność oksydazy szczawianowej są stymulowane przez infekcje grzybicze oraz niektóre jony metali. Pszeniczna germina ma również ogromny potencjał dla zastosowań komercyjnych ze względu na wcześniej wspomnianą, niezwykłą odporność na proteazy, wysoką stabilność i odporność na ciepło.

Słowa kluczowe: cupiny, germiny, GLPs

Streszczenie: W ostatnich latach wzrosła ilość przeprowadzanych badań naukowych dotyczących wykorzystania komórek macierzystych w medycynie. W piśmiennictwie pojawiają się liczne, nowe doniesienia dotyczące postępów w ich wykorzystywaniu nie tylko w hematologii, ale również w leczeniu, m.in. chorób przewlekłych i genetycznych, cukrzycy, zaburzeń neurologicznych, oparzeń skóry, uszkodzeń rdzenia kręgowego, czy regeneracji mięśnia sercowego i wielu innych. Powszechne wykorzystanie komórek macierzystych w medycynie budzi emocje natury etycznej. Niniejszy artykuł stanowi przegląd literatury na temat pozytywnych i negatywnych aspektów wykorzystywania komórek macierzystych, ze szczególnym zwróceniem uwagi na ich zastosowanie w badaniach mających na celu uzyskanie komórek krwi.

Słowa kluczowe: medycyna regeneracyjna, hematopoetyczne komórki macierzyste, komórki macierzyste krwi pępowinowej