Postępy Biologii Komórki, tom 32, 2005, supl. 23

Streszczenie: Komórki miogenne są potencjalnymi komórkami mięśniowymi dzielącymi się mitotycznie. Komórki te po wyjściu z cyklu komórkowego w fazie G1/G0 wchodzą w stadium post-mitotycznych mioblastów. W ich jądrach rozpoczyna się ekspresja białek regulatorowych należących do rodziny MRF: MyoD, Myf5, myogenina i MRF-4, które tworzą heterodimery z białkami rodziny E (E12 i E47), wspomagane przez rodzinę białek MEF. Układ ten aktywizuje geny mięśniowo specyficzne. Mioblasty przed fuzją wydłużają się, układają się liniowo, przylegają do siebie i zlewają się z sobą w wydłużoną miotubę. W procesie adhezji i fuzji biorą udział białka transbłonowe, np. kadheryny i integryny. W embriogenezie komórki miogenne mezodermy niesegmentowanej oraz nowopowstałych somitów podlegają działaniu białek sygnalizacyjnych, tj. Shh i Wnt emitowanych z sąsiednich tkanek. Białka te inicjują aktywność genów rodziny MRF (Myf5 i MyoD). Ponadto komórki miogenne wykazują dużą morfogenetyczną aktywność ruchową. U amniota translokują się pod dermomiotom. Pionierskie mioblasty miotomalne rosną i wydłużają się na całą długość somitu. U pewnych gatunków płazów w procesie somitogenezy, komórki miogenne rotują z położenia prostopadłego na równoległe do długiej osi ciała. U innych gatunków płazów wydłużają się zgodnie z długą osią ciała. W wyniku rotacji i wydłużania się zajmują całą długość miotomu, a następnie różnicują się w jednojądrowe miotuby. U ryb komórki miogenne mezodermy niesegmentowanej migrują z położenia przyosiowego na powierzchnię miotomu, a komórki zewnętrzne (ang. external cells) migrują w głąb miotomu. U płazów i ryb do miotomów migrują komórki mezenchymalne via miosepta. Mioblasty pochodzenia mezenchymalnego o potencji miogennej zlewają się z miotubą. Komórki miogenne wykazują ponadto zdolności migracyjne na stosunkowo duże odległości. U amniota komórki brzusznej wargi dermomiotomu, a u niższych strunowców brzusznej części somitu migrują np. do zawiązka kończyn, płetw i do rozwijających się mięśni brzusznych. Migrujące komórki wykazują ekspresję genów białek regulatorowych Pax3 oraz Lbx1.

Streszczenie: Zespół Coffina i Lowry'ego (CLS, MIM#303600) jest chorobą (semi-) dominującą sprzężoną z chromosomem X. U osób płci męskiej choroba przebiega pod postacią niepełnosprawności intelektualnej znacznego stopnia z charakterystycznym fenotypem twarzy i dłoni oraz ze zmianami w układzie kostno-stawowym. U osób płci żeńskiej nasilenie objawów jest zmienne. Zespół Coffina i Lowry'ego w większości przypadków jest wywołany mutacjami w genie RSK2 (RPS6KA3), zlokalizowanym na chromosomie X w regionie p22.2. Gen RSK2 koduje białko RSK2 należące do rodziny kinaz serynowo-treoninowych, działających w szlaku przekaźnictwa MAPK/ERK. Białko RSK2 jest zbudowane z 740 aminokwasów i składa się z dwóch domen o aktywności kinaz. Białka RSK biorą udział w różnych procesach odpowiedzialnych za podziały i różnicowanie komórkowe oraz odpowiedź komórki na stres i apoptozę. Dotychczas w genie RSK2 zidentyfikowano około 130 różnych mutacji u 160 pacjentów z zespołem Coffina i Lowry'ego. Dwie trzecie zidentyfikowanych mutacji powoduje przedwczesne wprowadzenie kodonu terminacji translacji, co prowadzi do braku funkcjonalnej kinazy serynowo-treoninowej. Osiemdziesiąt procent wszystkich zidentyfikowanych mutacji pojawiło się de novo. Wykrywalność mutacji w genie RSK2 wynosi około 40%. Charakterystyczna dla zespołu Coffina i Lowry'ego niepełnosprawność intelektualna wynika z braku funkcjonalnego białka RSK2 w szlaku przekaźnictwa MAPK/ERK, biorącym udział w tworzeniu nowych połączeń synaptycznych i kształtowaniu pamięci długotrwałej. Za powstawanie wad w układzie szkieletowym odpowiedzialne są zaburzenia w fosforylacji czynnika transkrypcyjnego ATF4.

Słowa kluczowe: zespół Coffina i Lowry'ego (CLS), gen RSK2, białko RSK2, mutacje, szlak przekaźni-ctwa MAPK/ERK

Streszczenie: W pracy przedstawiono przegląd najnowszej literatury dotyczącej budowy i roli białek utrzymujących strukturę chromatyd oraz innych białek, których działanie wpływa na proces segregacji chromosomów w mitozie i mejozie. SMC (Structural Maintenance of Chromosomes) to białka o dużej masie cząsteczkowej, mające aktywność ATPazy. Białka te są wysoce konserwatywne wśród Eukaryota i Prokaryota. Białka SMC są wielkimi polipeptydami ze specyficzną organizacją domen: globularnych głów i alfa-helikalnych ramion. W domenie głowy występują konserwatywne motywy, w N-końcu Walker A, a w C-końcu Walker B oraz motyw C. ATP wiąże się z domenami Walker A i B jednej podjednostki oraz motywem C drugiej podjednostki. Dwie domeny głowy łączy białko kleizyna. SMC mogą być podzielone na podrodziny. Poszczególne białka należące do różnych podrodzin tworzą dimery, aby pełnić swoje specyficzne funkcje. Białka SMC są istotnymi składnikami kondensyn i kohezyn. Pojedyncza cząstka kondensyny i kohezyny składa się z heterodimeru SMC i odpowiednio 3 lub 2 białek innych niż SMC. Kohezyny odpowiadają za kohezję siostrzanych chromatyd i występują w komórkach eukariotycznych jako ewolucyjnie konserwatywny kompleks czterech białek: MCD1/RAD21/SCC1, SMC1, SMC3 i SCC3/SA1/SA2. Działanie kohezyn opisują modele pierścienia lub objęcia. Heterodimer SMC1-SMC3 jest połączony kleizyną Scc1, co powoduje uformowanie trójczłonowego pierścienia, który obejmuje dwa dupleksy DNA. Większość kohezyn oddysocjowuje od ramion chromosomowych w profazie. Na granicy metafazy i anafazy następuje proteolityczne cięcie Scc1 przez separazę, która jest enzymem proteolitycznym, ulokowanym we wrzecionie mitotycznym i na jego biegunach. Otwiera to pierścień kohezynowy i uwalnia chromatydy na początku anafazy. Kondensyny odgrywają ważną rolę w kondensacji chromosomów. Każda kondensyna zbudowana jest z pięciu białek. Wyróżnia się I i II kompleks kondensyn. W różnych miejscach chromosomu występuje zróżnicowanie ilości poszczególnych kompleksów. Kondensyna II łączy się z chromatyną we wczesnej profazie i powoduje kondensację chromosomów. Kondensyna I zaczyna działać dopiero po rozpadzie otoczki jądrowej i jest niezbędna do uwolnienia kohezyn oraz do maksymalnej kondensacji chromosomów. Zaproponowano model działania kondensyn oparty na obserwacji cytologicznej stopniowego gromadzenia się kondensyn w osi chromatydowej. Oprócz kohezyn i kondensyn znaczny wpływ na segregację chromatyd ma białko podobne strukturalnie i funkcjonalnie do ubikwityny – SUMO (Small Ubiquitin-like Modifier) i białko centromerowe CENP-F. SUMO reguluje aktywność cyklosomu. Cyklosom – APC/C (Anaphase Promoting Complex/Cyclosom) powoduje degradację sekuryny, co uwalnia separazę, a także wpływa na konformację białka Pds5 uwalniającego kohezyny. Białko CENP-F jest fakultatywnym białkiem centromerowym, które przy współdziałaniu innych białek centromerowych i białek punktu kontroli wrzeciona podziałowego wpływa na segregację chromosomów.

Streszczenie: Choroba Alzheimera jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych schorzeń neurodegeneracyjnych na świecie. Etiologia tej choroby nie została jeszcze wyjaśniona. Cechą charakterystyczną tego schorzenia są zmiany morfologiczne, obecność płytek starczych (zewnątrzkomórkowe agregaty peptydu amyloidub– Ab) oraz splotów neurofibrylarnych (wewnątrzkomórkowe kompleksy hyperfosforylowanego białka Tau), które są zlokalizowane w rejonach mózgu odpowiedzialnych za pamięć, uczenie się oraz emocje. Krytyczne zmiany, które są istotne dla rozwoju choroby Alzheimera, powodowane są przez peptydy amyloidu b. W literaturze opisano szereg potencjalnych mechanizmów neurotoksyczności różnych form Ab. Najważniejsze z nich dotyczą dysfunkcji mitochondriów, generacji wolnych rodników oraz zaburzeń integralności błon biologicznych. Peptydy Ab powstają w wyniku proteolitycznej obróbki białka APP przez sekretazy: b oraz c. Proces ten zachodzi przez całe życie człowieka. Upośledzenie mechanizmów zaangażowanych w zachowanie stężenia Ab na nietoksycznym poziomie jest główną przyczyną choroby Alzheimera. Znane są genetyczne oraz środowiskowe czynniki ryzyka zachorowania na to schorzenie. Śmierć komórek nerwowych jest prawdopodobnie skorelowana również z chronicznym stanem zapalnym stymulowanym w mózgu przez stale obecny Ab. Liczne dowody wskazują jednak na korzystne działanie cytokin prozapalnych w aspekcie tego schorzenia. Rola mediatorów reakcji zapalnej w patogenezie choroby Alzheimera jest bardzo skomplikowana i nie do końca wyjaśniona. Ostatnio dokonano dużego postępu w zrozumieniu molekularnych mechanizmów leżących u podstaw choroby Alzheimera. Dzięki temu możliwe było opracowanie szeregu potencjalnych terapeutyków, które mogą mieć zastosowanie w leczeniu przyczynowym tego schorzenia.

Słowa kluczowe: choroba Alzheimera, neurodegeneracja, amyloid b, białko Tau, stan zapalny, cytokiny

Streszczenie: Streszczenie: Uruchomienie wrodzonych, antygenowo-nieswoistych efektorowych mechanizmów odpornościowych u ssaków przebiega na różnych poziomach zjawisk molekularnych w zakażonej komórce. Jednym z takich ważnych, choć tylko częściowo poznanych procesów biorących udział w zwalczaniu zakażeń wywoływanych przez wirusy i wewnątrzkomórkowe bakterie, jest autofagia aktywowana przez wymienione czynniki zakaźne – wakuole autofagiczne zamykają w sobie wirusy i bakterie dostarczając je do lizosomów w celu degradacji. Patogeny wykształciły jednak wiele możliwości sprawnej „ucieczki immunologicznej” przed autofagią, co pozwala im na skuteczne omijanie mechanizmów efektorowych zakażonego organizmu.

Rola komunikacji/izolacji symplastowej w różnicowaniu komórek na wybranych przykładach

Streszczenie: Organizm roślinny charakteryzuje się szczególną cechą, jaką jest występowanie plazmodesm (PD) między sąsiadującymi ze sobą komórkami. Badania ostatnich lat pokazały, że komunikacja za pośrednictwem plazmodesm lub jej brak odgrywa istotną rolę w regulacji różnicowania komórek roślinnych. Okazało się bowiem, że przez PD przemieszczają się białka oraz RNA (w tym mRNA), a więc cząsteczki mogące wpływać na różnicowanie komórek. W niniejszym artykule opisano wyniki badań nad rolą izolacji symplastowej w procesie różnicowania trichoblastów i atrichoblastów na przykładzie korzeni Arabidopsis thaliana. Przedstawiono wyniki badań nad zmianami komunikacji symplastowej między komórkami woreczka zalążkowego przed i po zapłodnieniu na przykładzie Torenia fournieri. Opisano również wyniki badań, które wykazały związek między wykształcaniem się domen symplastowych a różnicowaniem komórek i tkanek zarodka zygotycznego oraz izolacji symplastowej w nasieniu Arabidopsis thaliana. Informacje te poprzedzono podstawowymi wiadomościami na temat transportu symplastowego. Opisano podstawowe parametry transportu symplastowego zachodzącego w drodze dyfuzji. Przedstawiono wyniki badań, które wykazały przemieszczanie się przez PD białek, takich jak: KNOTTED1, DEFICIENS, CLAVATA3 oraz LEAFY, a także przemieszczanie się cząsteczek RNA wyciszających geny (siRNA i miRNA). W artykule tym przedstawiono również podstawowe informacje na temat dynamiki transportu symplastowego ze szczególnym uwzględnieniem syntezy kalozy.

Słowa kluczowe: domeny symplastowe, izolacja symplastowa, różnicowanie komórek, transport symplastowy

Układ tioredoksyna-reduktaza tioredoksyny jako nowy cel terapii przeciwnowotworowych

Streszczenie: Wiele szlaków biochemicznych, istotnych w takich procesach, jak: ochrona komórki przed stresem oksydacyjnym, proliferacja, czy też metabolizm selenu, przebiega z udziałem układu tioredoksyna - reduktaza tioredoksyny. Układ ten tworzą białka o charakterze enzymatycznym: tioredoksyna oraz reduktaza tioredoksyny, a do jego działania niezbędne są cząsteczki NADPH, pozyskiwane głównie w cyklu pentozofosforanowym. Ze względu na istotne znaczenie kontrolowanych drogą reakcji redoks procesów, białka z rodziny tioredoksyny występują u niemal wszystkich organizmów, a elementy wiążące tioredoksynę kodowane są nawet przez genomy niektórych wirusów. Okazuje się także, że w zależności od stanu utlenienia oraz rodzaju alternatywnego cięcia i składania pierwotnego transkryptu, białka opisywanego układu mogą pełnić różne funkcje poza komórką, np. w regulacji odpowiedzi immunologicznej. Obecnie pojawia się coraz więcej prac potwierdzających nie tylko istotną rolę układu tioredoksyny w kancerogenezie, ale także w powstawaniu oporności komórek nowotworowych na standardowe metody leczenia nowotworów.

Streszczenie: Było to zimą roku 1984, w budynku przy ulicy św. Anny 6, w mrocznej sali Katedry Zoologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. Stanisław Wyspiański, odrywając na krótkie chwile wzrok od mikroskopu, naszkicował ołówkiem na kartonie sześć faz podziału komórkowego. Potem, dla lepszego uwidocznienia dynamiki podziału, pogrubił węglem kontury faz i wrzeciona podziałowego, chromosomy zabarwił brązowymi, a obwodowe partie cytoplazmy niebieskimi pastelami. W końcu dodał tu i ówdzie żółci i bieli. Tak powstały obraz, zwany „Komórką w podwojeniu”, służył początkowo jako tablica poglądowa w nauczaniu cytologii, a kiedy sława Wyspiańskiego jako malarza była już ugruntowana, obraz oprawiono i stał się ozdobą gabinetu kierownika katedry. Jest własnością uniwersytetu do dziś.
*Przedruk fragmentów artykułu z „Wiedzy i Życia” (1999).