Laboratoř růstových regulátorů Miroslav Strnad

Transkript

1 Laboratoř růstových regulátorů Miroslav Strnad Fyziologie rostlinné buňky, cytoskelet, buněč ěčné dělení a onkogeneze [kap 1] Olomouc Univerzita Palackého & Ústav experimentální botaniky AV CR

2

3

4

5

6

7

8 ER mám rezidentní bílkoviny retikuloplasminy retenční signál l HDEL (homologa HSP70), retrográdn dním způsobem vraceny do ER, bez správn vného konformace jsou proteiny degradovány protesomem v cytoplasmě

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20 Mikrotubulárn rní cytoskelet α a β tubulin u rostlin Mikrotubulární organizační centra MTOCs na plazmalemě a jaderné membráně, vyšší rostliny nemají centrosom (centrioly), v přechodu do mitosy na jaderné membráně, hlavně γ tubulin MAPs bílkoviny asociované s mikrotubuly velmi typické pro rostliny, napojení cytoskeletu na membrány, zvyšují odolnost vůči chladu, reguluje MAP - fosfolipasa D, kateniny štěpí miktrotubuly na fragmenty Mirkotubulární motory slouží k vnitrobuněčnému transportu váčků po povrchu cytoskeletu, ATP, pouze v jednom směru, kinesin (od - k + konci) místo dyneinu

21 Aktinový cytoskelet F-aktinová mikrofilamenta u rostlin, F-aktin (fibrilární), z G-aktinu (globulární), váže ATP a profilin skládá mikrofilamenta ARPs bílkoviny asociované s aktinem, ADF faktory depolimerující aktin Aktinové motory slouží k vnitrobuněčnému transportu váčků po povrchu cytoskeletu, ATP, pouze v jednom směru, myosiny, indukují proudění cytoplasmy (cyklosa), často vázán na mikrotubuly- stabilizace

22

23

24

25 Cell cycle Cell with chromosomes in nucleus Cell division G1 DNA synthesis Mitosis M CDK cyclin Chromosome separation G2 S Chromosome duplication Duplicated cell with chromosomes

26 Regulation of CDK activity peptide CDK inhibitor association (INK4, CIP/KIP) cyclin synthesis / proteolysis export from nucleus CDK / cyclin association phosphorylation (T161) phosphorylation (T14, Y15)

27 Regulation of CDK activity by cyclins mitogenic stimulation p27 cyclin B cyclin E cyclin A cyclin D G0 G1 S G2 M G1 S G1 M G0

28 CDK inhibition CDC25B p21 CIP1 p27 KIP1 p57 KIP2 CDC25A CDK2 Cyklin A CDK2 Cyklin E S G2 CDK1 Cyklin A M CDK1 Cyklin B CDK7 Cyklin H CDC25A CDC25B CDC25C p16 INK4A p15 INK4B p18 INK4C CDK4-6 Cyklin D G1 G0 Wee1 Myt1 p19 INK4D CDC25B CDK7 Cyklin H

29 Cell cycle and cancer c-myc, cyclin E, cyclin A, thymidin kinase, thymidylate synthase, DNA pol α,... transcription transcription G1 prb P P CDK2 Cyklin E E2F DP E2F prb DP P CDK4-6 Cyklin D prb E2F DP p130 E2F p107 E2F p21 CIP1 p27 KIP1 p16 INK4A

30 Stabilization of p53/induction of p21 CDK2 Cyklin E S G1 G2 M CDK1 Cyklin B MDM2 p14 ARF p14 ARF p21 CIP1 apoptoses p53 MDM2 p53 P Chk2 MDM2 P ATM DNA damage, hypoxia and temperature shock...

31 DNA damage mitotic aparatus oxidative stress starvation, hypoxia Cell cycle block Reparation of damage p21,14-3-3σ Gadd45, p53r2 Level p53? p53! Transcription factor p53 DNA binding ability Interaction with transcrip. apparatus Apoptosis Bax, PUMA, NOXA Fas, DR-5, CD45, AIP1, PTEN Scotin, PIG3

32 Acquired Mutation Embryonic Mutation Chemotherapy Radiotherapy Genetic instability (BRCA mutation) LI-FRAUMENY SYNDROM 17p Loss of 1. allele Genetic instability Gain of function Dominant ngative effect N-term Loss of 2. alelle = loss of DNA-binding domain Deletion p53 C-term Frequency of mutations (%) of heterozygosity p53 p53 N- terminal p53 p DNA-binding domain 282 p53 p53 C- terminal 2. point mutation Other types of mutations Position of mutated codon

33 p53 signalling Stress DNA breaks UV radiation stress Oncogenes Stress signalling ATM DNA PK ATR Casein kinase II II p14 ARF Increase of p53 level Transactivation p53 MDM2 PTEN feedback loop Cyclin G p21 Expression of effector genes GADD σ Reprimo Scotin PERP NOXA KILLER/DR5 P53AIP1 Fas Bax PIDD Tsp1 Maspin BAI1 GD-AIF Cell cycle block Apoptosis Inhibition of vascularization

34 CDK s and cell division cycle Ras, Raf, Myc, Fos, Jun Growth Factors Restriction Point p15 p16 p18 p19 p53 p21 p27 p57 GSK-3 Myc Rb Cdk4 Cyclin D Cdk6 Cyclin D E2F PIK-1 Cdc25C P Histon H1, lamins, vimentin, caldesmon, other substrates P P Cdk1 E2F P Rb p107 & E2F Cyclin E Cdk2 Cyclin A Cdk2 p107 & E2F Cdc25A Cdc25B CHK-1 p53 P P Cyclin A Cdk1 Cyclin A Cdk1 Cyclin H Cdk7 Wee1 MAT1 Proteins implicated in carcinogenesis Mik1 Myt1 PP2A

35 Microtubular arrays during cell cycle progression in plant cells CDKB1/2 PPTALRE PPTTLRE motifs CDKA PSTAIRE motif

36 G1/S regulatory mechanisms in plant cells Cip1/Kip1 MDM2? p53? p19? ABA cytokinin p27 WEE1 + cyclin H CAK(CDK7) MAT1? sucrose p21? P P P P prb cyclin D3 cyclin D2 cyclin E CDKA CDKA CDK2A + + auxin + P prb prb E2F/DP E2F/DP prb Gem E2F E2F x x target gene S phase G1

37

38

39

40

41