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Cellule - Vari aspetti

Il corso si propone di studiare le modalità di comunicazione cellulare, analizzando il trasporto di macromolecole e di particelle attraverso la membrana, i sistemi di adesione tra cellule e tra cellule e matrice extracellulare, i vari tipi di segnali chimici e la trasduzione del segnale. Il corso è tenuto dalla prof. Carla Tatone
Tra gli argomenti trattati:
- La membrana... Vedi di più

Esame di Biologia della comunicazione cellulare docente Prof. C. Tatone

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A Tre classi di recettori di

membrana

(A) multiproteici

Segnalazione sinaptica

Permeabilita’ specifica della

cellula post-sinaptica, eccitabilita’

B (B) singola catena

accoppiati a trasduttore

(proteina G)

GPCR

(C) singola catena, agiscono come dimeri

C Attivita’ enzimatica intrinseca (fosforilazione in tirosina - RTK)

o associata.

RECETTORI accoppiati a ENZIMI

- Comprendono i recettori di membrana per Fattori di Crescita (Growth Factors - GF) che

controllano la PROLIFERAZIONE (crescita), DIFFERENZIAMENTO, SOPRAVVIVENZA

cellulare. (RTK - Receptor Tyrosine Kinase) -9 -11

- I ligandi agiscono come mediatori locali a basse concentrazioni (10 -10 M)

- Le risposte principali indotte da qs recettori sono il CAMBIO dell’ESPRESSIONE

GENICA, la modificazione del CITOSCHELETRO (motilita’, interazione con il substrato di

adesione)

- Un dominio citoplasmatico ha attivita’ enzimatica intrinseca

o e’ accoppiato in modo diretto a un enzima

- Un dominio transmembrana

- Un dominio extracellulare di legame al GF

• Recettori tyr chinasici (RTK - Receptor Tyrosine Kinase)

• Recettori accoppiati a tyr chinasi (Tyr K associated Receptors)

• Recettori tyr fosfatasi (receptor-like)

• Rec ser/thr chinasi

• Rec Guanilil-ciclasi

• Rec His chinasi

Alcune molecole segnale proteiche che agiscono

mediante recettori tirosin-chinasici

SIGNALING LIGAND RECEPTORS SOME RESPONSES

Epidermal growth factor (EGF) EGF receptor stimulates proliferation of various cell types

stimulates carbohydrate utilization and protein

Insulin insulin receptor synthesis

Insulin-like growth factors IGF receptor-1 stimulate cell growth and survival

(IGF-1 and IGF-2)

Nerve growth factor (NGF) Trk A stimulates survival and growth of some neurons

Platelet-derived growth factors PDGF receptors (alpha and beta) stimulate survival, growth, and proliferation

(PDGF AA, BB, AB) of various cell types

Macrophage-colony-stimulating factor M-CSF receptor stimulates monocyte/macrophage proliferation

(M-CSF) and differentiation

Fibroblast growth factors FGF receptors (FGF-R1-FGF- R4, stimulate proliferation of various cell types,

(FGF-1 to FGF-24) plus multiple isoforms of each) inhibit differentiation of some precursor cells,

inductive signals in development

Vascular endothelial growth factor VEGF receptor stimulates angiogenesis

(VEGF)

Ephrins (A and B types) Eph receptors (A and B types) stimulate angiogenesis, guide cell and axon migration

GF = Growth Factor , fattore di crescita

Receptor Tyrosine Kinases (RTK)

(TrkA)

(V-EGFR-1)

• Famiglie dei FGFR: FGFR1-4 rispondono a acidic e basic FGF (aFGF, bFGF) (SVILUPPO), fattori diversi

FGF5, 6, KGF, GF prodotti da tumori. Importanti nell’angiogenesi, formazione omo-eterodimeri. Proteoglicani

matrice extracell. x la presentazione del ligando

• Rec. Eph-like famiglia + grande, rispondono a Efrine (ligandi di membrana) importanti nei processi di

migrazione cellulare, axon guidance. Segnale bidirezionale, segnalazione contatto dipendente.

• V-EGF R espressi su cellule endoteliali, ne esistono diverse varianti

• HGFR o Met rispondono a HGF (scatter Factor) espressi su cellule epiteliali e epatociti

• NT Rec. TrkA TrkB, TrkC, legano con diversa affinita’ le neurotrofine NGF, BDNF, NT3-5

RISPOSTE BIOCHIMICHE PRECOCI

a fattori di crescita

Autofosforilazione

Aumento del PI turnover (fosfatidil inositoli) DG PKC

 

IP Ca

  2+

(produzione di secondi messaggeri) 3

Attivazione di Ras

Attivazione della cascata delle Ser-Thr Chinasi (MAPK)

Trascrizione di geni precoci (early genes - fattori trascrizionali)

Questi eventi portano in genere all’ingresso in fase S (sintesi DNA -

mitosi) - proliferazione cellulare

L’attivita’ di due proto-oncogeni, c-Fos e c-Myc, che segue la stimolazione

con siero di cellule 3T3 (fibroblasti) quiescenti.

Il siero contiene fattori come il fattore di crescita derivato da piastrine

(Platelet Derived Growth Factor - PDGF) che stimola la crescita delle

cellule quiescenti. Uno degli effetti piu’ precoci dei fattori di crescita e’

l’induzione della trascrizione di c-fos e c-myc.

Sistema modello per lo studio del controllo della proliferazione cellulare

- Popolazione di cellule quiescenti

(fibroblasti non proliferanti - in fase G0)

- Stimolazione con siero o fattori di crescita (Growth Factor GF)

- Determinazione dell’entrata in fase S

- misura del contenuto di DNA della popolazione di cellule

mediante citofluorimetria a flusso

- conteggio delle cellule che incorporano precursori marcati del DNA

( H-timidina, BrdU - nucleotidi marcati)

3 - GF

G

0 segnale

MITOGENICO

(+GF)

Marcatura delle cellule in fase S.

(a) Il tessuto e’ stato incubato con H-timidina per un breve periodo e le cellule marcate sono state

3

visualizzate mediante autoradiografia. I granuli di argento (puntini scuri) dell’emulsione fotografica

sopra al nucleo indicano che la cellula ha incorporato H-timidina nel suo DNA e quindi era in fase S

3

in qualche momento durante il periodo di marcatura. In questo campione, che rappresenta l’epitelio

sensoriale dell’orecchio interno di pollo, la presenza di una cellula in fase S dimostra che in risposta

a un danno si induce proliferazione cellulare.

(b) Una microfotografia di immunofluorescenza di cellule marcate con BrdU (Bromo desossi Uridina).

Le cellule sono state incubate con BrdU per 4 ore, fissate e decorate con anticorpi fluorescenti anti-

BrdU (rosso). Cellule che hanno incorporato BrdU (rosse) hanno sintetizzato DNA durante il periodo

di marcatura. Tutte le cellule sono colorate con una molecola fluorescente blu.

Receptor Tyrosine Kinases (RTK): Organizzazione dei recettori

recettori dei fattori di crescita tirosina chinasi.

Ogni recettore e’ costituito da un

dominio N-terminale di interazione

con il ligando, un’unica alfa elica

transmembrana, e un dominio

citosolico C-terminale con attivita’

protein-tirosin chinasica. In figura e’

mostrata la struttura di diverse

sottofamiglie recettori tirosin

chinasici. I recettori dell’EGF e

dell’insulina hanno dei domini

extracellulari ricchi di cisteina,

mentre il recettore del PDGF ha dei

domini immunoglobulin-like. Il

recettore del PDGF e’ particolare in

quanto il dominio chinasico e’

interrotto da un inserto di circa 100

aa, non correlato a quelli

normalmente presenti nei domini

catalitici di altre protein-chinasi. Il

recettore dell’insulina ha la

particolarita’ di essere costituito da

un dimero di due coppie di catene

polipeptidiche alfa e beta.

RTK PDGFR

KI

~100aa

Tirosina chinasi recettoriale PDGFR

Kinase

Insert

(KI)

Struttura del dominio protein-chinasico conservato (v. PKA)


PAGINE

23

PESO

3.19 MB

AUTORE

Atreyu

PUBBLICATO

+1 anno fa


DESCRIZIONE DISPENSA

Il corso si propone di studiare le modalità di comunicazione cellulare, analizzando il trasporto di macromolecole e di particelle attraverso la membrana, i sistemi di adesione tra cellule e tra cellule e matrice extracellulare, i vari tipi di segnali chimici e la trasduzione del segnale. Il corso è tenuto dalla prof. Carla Tatone
Tra gli argomenti trattati:
- La membrana plasmatica: organizzazione, biogenesi ed asimmetria.
- Trasporto di macromolecole e di particelle: endocitosi ed esocitosi. Il compartimento endosomico. Il trasporto vescicolare.
- La superficie cellulare. La matrice extracellulare. Le lamine basali.
- Il riconoscimento tra cellule. Sistemi di adesione tra cellule e tra cellule e matrice extracellulare. Le giunzioni cellulari.
- La segnalazione cellulare. I segnali chimici tra cellule. I recettori di superficie. La trasduzione del segnale. Le molecole segnale intracellulari.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in biotecnologie
SSD:
Università: L'Aquila - Univaq
A.A.: 2011-2012

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Biologia della comunicazione cellulare e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università L'Aquila - Univaq o del prof Tatone Carla.

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