BIO111 Μικροβιολογια ιαλεξη 7 Κυτταρικη Ρυθµιση
Περιεχοµενα 1. Τι σηµαινει ρυθµιζω για την κυτταρικη µηχανη? 1. Η κυτταρικη ρυθµιση ειναι πολυεπιπεδη 2. Επιπεδο Μεταγραφης-Pύθµιση έκφρασης γονιδίων-tο παράδειγµα του οπερόνιου της λακτόζης και η καταβολική αναστολή. 4. Επιπεδο Μετα-µεταγραφικο-Σκοτώνοντας τον αγγελιοφόρο. Tο "χρησιµοπoιηµένο" mrna αποδοµείται. 5. Επιπεδο µεταφρασης 6. Επιπεδο Μετα-µεταφραστικο (ρυθµιση ενζυµικης δραστικοτητας, πρωτεολυση) 7. Tο κύττάρο επικοινωνεί µε το περιβάλλον µέσω πρωτεϊνώναισθητήρων. Παγκοσµια ρυθµιση. 8. Τρια παραδειγµατα επίδρασης του βιοτικού και αβιοτικού περιβάλλοντος στην κυτταρικη ρύθµιση-α.pυθµιστικά συστήµατα δύο στοιχείων, β. θερµικό πλήγµα.γ. Kίνησηχηµειοτακτισµός
Τα χαρακτηριστικα της Ζωης
Τα χαρακτηριστικα της Ζωης
Γιατι να ρυθµιζω βρε παιδακι µου?
Κ Υ Τ Τ Α Ρ ΙΚ Ο Σ Μ Ε Τ Α Β Ο Λ ΙΣ Μ Ο Σ
Οι λειτουργιες της βακτηριακης κυτταρικης µηχανης υποκεινται σε διαρκη ρυθµιση εκπληκτικης ακριβειας
ιαφορετικα εξωκυτταρικα σηµατα επαγουν την παραγωγη διαφορετικων ενζυµων
ιαφορετικα εξωκυτταρικα σηµατα επαγουν την παραγωγη διαφορετικων ενζυµων
Κυτταρο Αντιτυπα γενετικης πληροφοριας= 1 (συνηθως) Αντιτυπα πρωτεινων= Πολλα, σε διαφορετικες ποσοτητες
Ρυθµίζω= 1. Μεταβάλλω την ποσότητα και την ποικιλία των RNA και/ή των πρωτεινών µου 2. Μεταβάλλω/Ελέγχω τη δραστικότητα των ενζύµων µου
Η Κυτταρικη ρυθµιση ειναι πολυεπιπεδη 5 4 3 2 1
Η Κυτταρικη ρυθµιση ειναι πολυεπιπεδη 1. Επιπεδο Μεταγραφης- Pύθµιση έκφρασης γονιδίων- 2. Επιπεδο Μετα-µεταγραφικοmRNA αποδοµηση. 3.Επιπεδο µεταφρασης 3. Επιπεδο Μετα-µεταφραστικο -ρυθµιση ενζυµικης δραστικοτητας) 4. Επιπεδο Μετα-µεταφραστικο -πρωτεολυση
Η Κυτταρικη ρυθµιση ειναι πολυεπιπεδη 1. Επιπεδο Μεταγραφης- Pύθµιση έκφρασης γονιδίων- 2. Επιπεδο Μετα-µεταγραφικοmRNA αποδοµηση. 3.Επιπεδο µεταφρασης 3. Επιπεδο Μετα-µεταφραστικο -ρυθµιση ενζυµικης δραστικοτητας) 4. Επιπεδο Μετα-µεταφραστικο -πρωτεολυση
ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΗΣ ΜΕΤΑΓΡΑΦΗΣ cis 5 3 DNA 3 5 trans
ιµερεις µεταγραφικοι παραγοντες αναγνωριζουν ειδικα το DNA
ιµερεις µεταγραφικοι παραγοντες αναγνωριζουν ειδικα το DNA DNA
ιµερεις µεταγραφικοι παραγοντες αναγνωριζουν ειδικα το DNA (φερµουαρ Λευκινης)
Ρυµιση στο Επιπεδο της Μεταγραφης 1. Καταστολή (repression) 2. Επαγωγη (induction) 3. Θετικη ενεργοποιηση (positive activation) 4. Ρυθµιση επηρεασµενη απο τη µεταφραση (εξασθενιση-attenuation) 5. Παραγοντες σ
Ρυµιση στο Επιπεδο της Μεταγραφης 1. Καταστολή (repression) 2. Επαγωγη (induction) 3. Θετικη ενεργοποιηση (positive activation) 4. Ρυθµιση επηρεασµενη απο τη µεταφραση (εξασθενιση-attenuation) 5. Παραγοντες σ
Καταστολή (repression)
Καταστολή (repression)
Ρυµιση στο Επιπεδο της Μεταγραφης 1. Καταστολή (repression) 2. Επαγωγη (induction) 3. Θετικη ενεργοποιηση (positive activation) 4. Ρυθµιση επηρεασµενη απο τη µεταφραση (εξασθενιση-attenuation) 5. Παραγοντες σ
Επαγωγη (induction)
Επαγωγη (induction)
Ρυµιση στο Επιπεδο της Μεταγραφης 1. Καταστολή (repression) 2. Επαγωγη (induction) 3. Θετικη ενεργοποιηση (positive activation) 4. Ρυθµιση επηρεασµενη απο τη µεταφραση (εξασθενιση-attenuation) 5. Παραγοντες σ
Θετικη ενεργοποιηση (positive activation)
Θετικη ενεργοποιηση (positive activation)
Θετικη ενεργοποιηση (positive activation)
Θετικη ενεργοποιηση (positive activation)
Ρυµιση στο Επιπεδο της Μεταγραφης 1. Καταστολή (repression) 2. Επαγωγη (induction) 3. Θετικη ενεργοποιηση (positive activation) 4. Ρυθµιση επηρεασµενη απο τη µεταφραση (εξασθενιση-attenuation) 5. Παραγοντες σ
Εξασθενιση-Αttenuation
Εξασθενιση-Αttenuation
Εξασθενιση-Αttenuation
Εξασθενιση-Αttenuation
Ρυµιση στο Επιπεδο της Μεταγραφης 1. Καταστολή (repression) 2. Επαγωγη (induction) 3. Θετικη ενεργοποιηση (positive activation) 4. Ρυθµιση επηρεασµενη απο τη µεταφραση (εξασθενιση-attenuation) 5. Παραγοντες σ
Πως αναγνωριζει υποκινητες η RNA πολυµεραση? 5 3
Εναλλακτικοι παραγοντες σ Βαση εδοµενων Υποκινητων E.coli δες CD-ROM
Η Κυτταρικη ρυθµιση ειναι πολυεπιπεδη 1. Επιπεδο Μεταγραφης- Pύθµιση έκφρασης γονιδίων- 2. Επιπεδο Μετα-µεταγραφικοmRNA αποδοµηση. 3.Επιπεδο µεταφρασης 3. Επιπεδο Μετα-µεταφραστικο -ρυθµιση ενζυµικης δραστικοτητας) 4. Επιπεδο Μετα-µεταφραστικο -πρωτεολυση
Τα mrna αποδοµουνται απο Εξειδικευµενες RNAασες π.χ. RNA αποδοµοσωµα (degradosome)
Η Κυτταρικη ρυθµιση ειναι πολυεπιπεδη 1. Επιπεδο Μεταγραφης- Pύθµιση έκφρασης γονιδίων- 2. Επιπεδο Μετα-µεταγραφικοmRNA αποδοµηση. 3.Επιπεδο µεταφρασης 3. Επιπεδο Μετα-µεταφραστικο -ρυθµιση ενζυµικης δραστικοτητας) 4. Επιπεδο Μετα-µεταφραστικο -πρωτεολυση
ΜΕΤΑΦΡΑΣΤΙΚΗ ΡΥΘΜΙΣΗ SD 5' SD SD 3' S1 L3 S21 L3 mrna L3 L3
Η Κυτταρικη ρυθµιση ειναι πολυεπιπεδη 1. Επιπεδο Μεταγραφης- Pύθµιση έκφρασης γονιδίων- 2. Επιπεδο Μετα-µεταγραφικοmRNA αποδοµηση. 3.Επιπεδο µεταφρασης 3. Επιπεδο Μετα-µεταφραστικο -ρυθµιση ενζυµικης δραστικοτητας) 4. Επιπεδο Μετα-µεταφραστικο -πρωτεολυση
Αναδροµικη Καταστολη απο το τελικο προιον
Αναδροµικη καταστολη (feedback inhibition) σε διακλαδισµενα µονοπατια
Πως γινεται αυτη η ενζυµικη καταστολη?
ENZYMA ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΟ ΚΕΝΤΡΟ - προσθετικές οµάδες - συνένζυµα ------------άση
Ρυθµιστικες περιοχες στα αλλοστερικά ενζυµα Ρυθµιστικη θεση ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΟ ΚΕΝΤΡΟ
υθµιστικες (αλλοστερικες) περιοχες στα ενζυµα
Η Κυτταρικη ρυθµιση ειναι πολυεπιπεδη 1. Επιπεδο Μεταγραφης- Pύθµιση έκφρασης γονιδίων- 2. Επιπεδο Μετα-µεταγραφικοmRNA αποδοµηση. 3.Επιπεδο µεταφρασης 3. Επιπεδο Μετα-µεταφραστικο -ρυθµιση ενζυµικης δραστικοτητας) 4. Επιπεδο Μετα-µεταφραστικο -πρωτεολυση
To πρωτεασοσωµα
Πως θα συντονισω ολα αυτα τα γονιδια µαζι?
Σλουρπ!! εν ξερω τι να πρωτοφαω. Γλυκοζη
Παγκοσµια ρυθµιση
ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΡΥΘΜΙΣΗ σήµα ΡΥΘΜΙΖΟΝΙΑ ΟΠΕΡΟΝΙΑ ΓΟΝΙ ΙΑ
Παραδειγµατα παγκοσµιας ρύθµισης α. Καταβολικη αναστολη β. Pυθµιστικά συστήµατα δύο στοιχείων, β. Θερµικό πλήγµα. γ. Kίνηση-χηµειοτακτισµός
Παραδειγµατα παγκοσµιας ρύθµισης α. Καταβολικη αναστολη β. Pυθµιστικά συστήµατα δύο στοιχείων, β. Θερµικό πλήγµα. γ. Kίνηση-χηµειοτακτισµός
εν ξερω τι να πρωτοφαω.. Γλυκοζη
ΚΑΤΑΒΟΛΙΚΗ ΑΝΑΣΤΟΛΗ camp CAP camp+cap + - Γλυκοζη Γονίδια καταβολισµού Λακτόζης Γονίδια καταβολισµού Λακτόζης
Κυκλικο AMP
Επαγωγη (induction) Οπερονιο Λακτοζης
Επαγωγη (induction) Οπερονιο Λακτοζης
Θετικη ενεργοποιηση (positive activation) Οπερονιο Λακτοζης
Θετικη ενεργοποιηση (positive activation) Οπερονιο Λακτοζης camp
Catabolite Activator Protein (CAP) http://biology.kenyon.edu/bmb/chime/marla/frames/capmast.htm
εσµευση CAP στο DNA http://biology.kenyon.edu/bmb/chime/marla/frames/capmast.htm
ιαυξικη αναπτυξη
Παραδειγµατα παγκοσµιας ρύθµισης α. Καταβολικη αναστολη β. Pυθµιστικά συστήµατα δύο στοιχείων γ. Θερµικό πλήγµα δ. Kίνηση-χηµειοτακτισµός
Οι µεµβρανες περιεχουν και πρωτεινες-αισθητηρες
ΥΘΜΙΣΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΥΟ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ
ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΥΟ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ εξωτερικό σήµα ΕΞ. ΜΕΜΒΡΑΝΗ ΠΕΡΙΠΛΑΣΜΑ ΕΣ. ΜΕΜΒΡΑΝΗ ATP P ρυθµιστής αντίδρασης RNA πολυµεραση P υποκινητής χειριστής φωσφατάση γονίδιο P DNA
Παραδειγµατα παγκοσµιας ρύθµισης α. Καταβολικη αναστολη β. Pυθµιστικά συστήµατα δύο στοιχείων γ. Θερµικό πλήγµα δ. Kίνηση-χηµειοτακτισµός
Η ΑΝΤΙ ΡΑΣΗ ΤΟΥ ΘΕΡΜΙΚΟΥ ΠΛΗΓΜΑΤΟΣ 37οC 42οC σ32 DnaK πρωτεάση σ32 DnaK DnaK DnaK σ32 σ32 σ32 σ32 σ32 RNA πολ πρωτεάση σ32 DNA dnak DNA σ32 σ32 σ32 DnaK DnaK πρωτεάση DnaK DnaK DnaK DnaK πρωτεάση πρωτεάση πρωτεάση
Παραδειγµατα παγκοσµιας ρύθµισης α. Καταβολικη αναστολη β. Pυθµιστικά συστήµατα δύο στοιχείων, γ. Θερµικό πλήγµα. δ. Kίνηση-χηµειοτακτισµός
Κινηση µε τη βοηθεια µαστιγιου
οµη µαστιγιου
ΟΤΗΣ e- ΗΛΕΚΤΡΑΝΑΓΩΓΙΚΟ ΥΝΑΜΙΚΟ Βακτηριακό κύτταρο ATP ΟΞΕΙ ΩΤΙΚΗ ΦΩΣΦΟΡΥΛΙΩΣΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ ΑΝΑΠΝΟΗ ή ΕΚΤΗΣ e-
ιαφορα δυναµικου στην κυτταροπλασµατικη µεµβρανη των βακτηριων Π Ε ΡΙ Π Λ Α Σ ΜΑ + + + + + + + + + + + Μ Ε ΜΒ Ρ Α ΝΗ ύ ν α µ η Κ ίν η σ η ς Κ ΥΤ ΟΠ Λ Α Σ ΜΑ - - - - - - - - - - - Π ρ ω το νί ω ν
Χηµειοτακτισµος
Κ Υ Τ Τ Α Ρ ΙΚ Ο Σ Μ Ε Τ Α Β Ο Λ ΙΣ Μ Ο Σ