Buněčná proliferace - MB150P21

• Anglický název: Cell Proliferation
• Český název: Buněčná proliferace
• Zajišťuje: Katedra buněčné biologie (31-151)
• Fakulta: Přírodovědecká fakulta
• Platnost: od 2020
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 3
• Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
• Rozsah, examinace: zimní s.:2/0, Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: zrušen
• Jazyk výuky: čeština
• Poznámka: povolen pro zápis po webu
• Garant: prof. RNDr. Jan Kovář, DrSc.
• Je neslučitelnost pro: MB150P121

Anotace

čeština

Poslední úprava: PUTA (08.04.2004)

Přednáška se zabývá buněčnou proliferací včetně návazných procesů a mechanismy jejich regulace. Na začátku se zmiňuje biologický význam buněčné proliferace. Detailně se probírají fáze buněčného cyklu a G0 fáze. Dále se probírají mechanismy regulace buněčného cyklu a všeobecné nadřazené mechanismy regulace buněčné proliferace. Následující část se zabývá signálními molekulami, které se účastní regulace buněčné proliferace. Dále se probírají mechanismy přenosu signálu přes plazmatickou membránu včetně relevantních membránových receptorů a mechanismy intracelulární signalizace. Probírají se i takové procesy s návazností na buněčnou proliferaci, jako je embryonální růst, diferenciace, buněčné stárnutí a apoptóza. Dále se probírají onkogeny a antionkogeny i jejich funkce a následně se probírá buněčná transformace včetně nádorových onemocnění. Nakonec se probírají základní metody studia buněčné proliferace.

angličtina

Poslední úprava: PUTA (21.03.2006)

Please note, the lectures are given in czech language only.

The lecture deals with cell proliferation, including related processes, and with mechanisms of its regulation. Biological significance of cell proliferation is mentioned at the beginning. Phases of the cell cycle and G0 phase are described in detail. Mechanisms of cell cycle control and general upstream mechanisms of control of cell proliferation are described afterwards. Following part deals with signal molecules involved in regulation of cell proliferation. Mechanisms of signal transduction across plasma membrane, including relevant membrane receptors, and intracellular signaling are described afterwards. Processes related to cell proliferation such as embryonic growth, differentiation, cell senescence and apoptosis are also discussed. Afterwards oncogenes and antioncogenes and their functions are described and subsequently cell transformation, including tumor diseases, is discussed. Finally basic methods used in studies concerning cell proliferation are described.

Literatura

Poslední úprava: PUTA (08.04.2004)

Jan Kovář: Buněčná proliferace a mechanismy její regulace I. Karolinum, Praha 2003.

Jan Kovář: Buněčná proliferace a mechanismy její regulace II. Karolinum, Praha 2003.

Alberts et al.: Molecular Biology of the Cell. Garland Publishing, New York,1998.

Požadavky ke zkoušce

Poslední úprava: prof. RNDr. Jan Kovář, DrSc. (04.06.2019)

Zkouška je ústní, skládá se minimálně ze tří hlavních a dalších doplňujících otázek. Trvá průměrně 30-40 minut.

Sylabus

Poslední úprava: PUTA (08.04.2004)

1.1. REPRODUKCE ORGANISMŮ

1.1.1. Podstata reprodukce organismů

• Reprodukční schopnost organismů

1.1.2. Reprodukce sexuální a asexuální

• Nepohlavní vs. pohlavní rozmnožování

• Střídání haploidních a diploidních generací při pohlavním rozmnožování

• Gamety (vajíčko & spermie), zygota

1.2. REPRODUKCE BUNĚK

1.2.1. Podstata buněčné reprodukce

• Buněčná proliferace, buněčný růst

• Buněčný cyklus

1.2.2. Buněčná reprodukce u jednobuněčných a mnohobuněčných organismů

• Podstata rozdílu

• Dvojí úloha u mnohobuněčných organismů

1.3. BUNĚČNÁ PROLIFERACE V ONTOGENEZI

• Buněčná proliferace během ontogeneze

1.3.1. Embryogeneze

• Blastogeneze

• Organogeneze

1.3.2. Postembryonální vývoj

• Juvenilní období (& zastavení růstu)

• Období dospělosti (otevřený růst)

1.4. BUNĚČNÁ PROLIFERACE PŘI ZAJIŠŤOVÁNÍ FUNKCÍ ORGANISMU

• Tkáně bez obnovy buněk (buňky permanentní)

• Tkáně s obnovou buněk

1.4.1. Fyziologická obnova buněk

• Proliferace diferencovaných buněk (identické funkční dceřinné b.)

• Proliferace nediferencovaných (progenitorových) buněk (neidentické dceřinné b.)

1.4.2. Imunitní odpověď

• Proliferace B buněk a T buněk

1.4.3. Reparační regenerace a hojení ran

• Schopnost reparační regenerace

• Kompenzační hyperplazie

• Kompenzační hypertrofie

• Význam hojení ran

1.5. LITERATURA

2. BUNĚČNÝ CYKLUS

2.1. PODSTATA BUNĚČNÉHO CYKLU

2.1.1. Fáze G1, S, G2, M a jejich vymezení

• Jaderné a buněčné dělení, interfáze

• Definice buněčného cyklu

• Biochemie, fyziologie a morfologie buněčného cyklu

2.1.2. Doba trvání buněčného cyklu a jeho fází

• Zkrácený buněčný cyklus embryonálních buněk

2.1.3. Jeden nebo více cyklů

• Buněčný cyklus jako souhrn několika cyklů

• Chromozomální cyklus & cytoplazmatický cyklus

• Cyklus DNA syntézy, cyklus jaderného dělení, růstový cyklus & cyklus buněčného dělení

2.2. REPLIKACE DNA

• S fáze

2.2.1. Organizace replikace DNA u eukaryont

• "Replication units"

• Asynchronní charakter replikace

2.2.2. Mechanismus replikace DNA

• DNA polymerázy

• Zahájení replikace, "leading strand" & "lagging strand", ukončení replikace

2.2.3. Spřažená syntéza histonů

• Funkce histonů při formování chromozómu

2.3. JADERNÉ DĚLENÍ

• G2 fáze, M fáze

• Kondenzace chromozómů

2.3.1. Centrozómový cyklus

• Centrozóm, centrioly

2.3.2. Fáze mitózy

• Profáze, prometafáze, metafáze, anafáze, telofáze

• Mechanismy mitotického dělení (funkce mitotického vřeténka)

• Synchronizace s buněčným dělením

2.3.3. Meióza

• Meióza I, Meióza II

• Profáze meiózy I (leptotene, zygotene, pachytene,diplotene, diakinéze)

2.4. CYTOKINÉZE

• Rozdělení nejaderných komponent buňky

2.4.1. Cytokinéze u živočišných buněk

• Mechanismy buněčného dělení u živočichů (rýhování)

2.4.2. Cytokinéze u rostlin a hub

• Odlišné mechanismy buněčného dělení u vyšších rostlin (buněčná plotýnka, fragmoplast), řas & hub

2.5. ZDVOJENÍ FUNKČNÍCH KAPACIT BUŇKY

• G1 fáze

2.5.1. Syntéza proteinů a RNA

• Rovnoměrný růst obsahu proteinů

2.5.2. Duplikace organel

• Ribozómy

• Jednoduché membránové organely (endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát)

• Mitochondrie, chloroplasty

2.6. KLIDOVÉ BUŇKY

• Podstata G0 fáze

2.6.1. Přechod do G0 fáze

• Přechod z G1 fáze (G2 fáze)

2.6.2. Fyziologická odlišnost G0 buněk

• Nižší metabolická aktivita

2.7. LITERATURA

3. MECHANISMY ŘÍZENÍ BUNĚČNÉHO CYKLU

3.1. OBECNÉ PRINCIPY ŘÍZENÍ BUNĚČNÉHO CYKLU

3.1.1. Aktivace a progrese

• Aktivace: G0 ? G1, deaktivace

• Progrese: G1 ? S ? G2 ? M ? G1

• Vstup do S fáze & G1 blok

• Vstup do M fáze & G2 blok

3.1.2. Deterministický a stochastický model progrese

• "Restrikční bod"

• "Transition probability"

3.2. MECHANISMY AKTIVACE

3.2.1. Exprese genů primární odpovědi (časné odpovědi)

• c-fos, c-jun, c-myc

• regulace exprese genů primární odpovědi

3.2.2. Funkce genů primární odpovědi

• Transkripční faktory: Regulace exprese sekundárních genů

• Myc

• Proteiny Fos & Jun

• Egr-1, Egr-2 & Nur77

3.2.3. Exprese sekundárních genů

• c-myb, p53

• T lymfocyty: Il-2, Il-2 receptor, c-myb, transferinový receptor

3.3. MECHANISMY PROGRESE

3.3.1. Centrální úloha cyklin dependentní kinázy

• Cyklin dependentní kináza (CDK), cdc2 kináza, p34

• Aktivovaná CDK (MPF)

• Aktivace cyklinem

• Úloha wee-1 kinázy a cdc25 fosfatázy

3.3.2. Funkce cyklinů

• Mitotický cyklin & G1 cyklin u kvasinek

• Cykliny u savčích buněk: cykliny D (D1, D2, D3), cykliny E (E1, E2), cykliny A (A1, A2), cykliny B

(B1, B2)

• Cyklin dependentní kinázy u savčích buněk: CDK6, CDK4, CDK2, CDK1

• Funkce jednotlivých komplexů cyklin/CDK

3.3.3. Mechanismy iniciace replikace DNA a mitózy

• Proteiny potřebné pro replikaci DNA

• Funkce proteinů rodiny Rb (Rb, p107, p130)

• Fosforylace H1: Kondenzace chromozómů

• Fosforylace laminů: Desintegrace jaderného obalu

3.3.4. Funkce inhibitorů cyklin dependentních kináz

• Rodina p21WAF1/CIP1: p21WAF1/CIP1, p27KIP1, p57KIP2

• Rodina INK4: p16INK4A, p15INK4B, p18INK4C, p19INK4D

3.3.5. Kontrolní body buněčného cyklu

• G1 kontrolní bod a rereplikační blok

• G2 kontrolní bod

• Metafázický kontrolní bod

3.4. LITERATURA

4. MECHANISMY REGULACE BUNĚČNÉ PROLIFERACE

4.1. NESPECIFICKÁ A SPECIFICKÁ REGULACE

• Nespecifická vs. specifická regulace proliferace

• Význam specifické regulace pro zajištění funkcí organismu

• Uplatnění zpětné vazby

4.2. ENDOGENNÍ MECHANISMY

4.2.1. Regulace velikostí

• Nukleocytoplazmový poměr

4.2.2. "Lifespan limit" a nesmrtelnost buněk

• Biologický význam "lifespan limit"

4.3. EXOGENNÍ MECHANISMY

• Přímá mezibuněčná komunikace & zprostředkovaná mezibuněčná komunikace

4.3.1. "Anchorage dependence"

4.3.2. Kontaktní inhibice

• Denzitní inhibice

4.3.3. "Gap junctions"

• Konexon

4.3.4. Regulace prostřednictvím signálních molekul

• Endokrinní signalizace

• Parakrinní signalizace

• Autokrinní signalizace

• Synaptická signalizace

4.4. LITERATURA

5. SIGNÁLNÍ MOLEKULY

5.1. STRUKTURA A VÝZNAM SIGNÁLNÍCH MOLEKUL

5.1.1. Struktura cytokinů

• Polypeptidy, glykoproteiny

• Monomery, dimery, trimery

5.1.2. "First messengers"

• Inhibiční a stimulační signál

• 1st, 2nd & 3rd messengers

5.1.3. Signální molekuly nejasného postavení

• Hormony: Insulin, růstový hormon (GH)

• "Bombesin-related peptides"

5.1.4. Rodiny a funkční skupiny cytokinů

• Cytokiny: Růstové faktory, lymfokiny a monokiny,interferony, ostatní cytokiny

5.2. CHALONY

• Podstata chalonové teorie: Definice chalonů (Bullough)

• Některé příklady chalonů: Epidermální chalon, "Fibroblast growth regulator",

Oligopeptidické růstové inhibitory ("Granulopoiesis-inhibiting factor")

5.3. RŮSTOVÉ FAKTORY

5.3.1. Rodina TGF-ß: TGF-ß1, TGF-ß2, TGF-ß3

• TGF-ß1, TGF-ß2, TGF-ß3

• Úloha proteoglykanů: Dekorin

5.3.2. Rodina EGF: EGF, TGF-a

• EGF

• TGF-a

5.3.3. Rodina FGF: FGF-1, FGF-2, FGF-7

• FGF-1 (aFGF)

• FGF-2 (bFGF)

• FGF-7

• Úloha proteoglykanů: Heparin

5.3.4. HGF

5.3.5. Rodina IGF: Insulin, IGF-I, IGF-II

• insulin

• IGF-I

• IGF-II

5.3.6. Rodina NGF: NGF

• NGF

5.3.7. Rodina PDGF: PDGF-AA, PDGF-BB, PDGF-AB

• PDGF-AA, PDGF-BB, PDGF-AB

5.4. LYMFOKINY A MONOKINY

5.4.1. Rodina IL-1: IL-1a, IL-1ß

• IL-1a

• IL-1ß

5.4.2. IL-2

5.4.3. IL-3

5.4.4. IL-4

5.4.5. IL-5

5.4.6. Rodina IL-6: IL-6, IL-11, G-CSF, LIF, OSM

• IL-6

• IL-11

• G-CSF

• LIF

• OSM

5.4.7. IL-7

5.4.8. Rodina a chemokinů: IL-8

5.4.9. IL-9

5.4.10. IL-10

5.4.11. IL-12

5.4.12. IL-13

5.4.13. IL-14

5.4.14. IL-15

5.4.15. GM-CSF

5.4.16. M-CSF

5.5. INTERFERONY

5.5.1. Rodina IFN-a/ß: IFN-a, IFN-ß

• IFN-a

• IFN-ß

5.5.2. IFN-g

5.6. OSTATNÍ CYTOKINY

5.6.1. Erytropoietin (EPO)

5.6.2. Rodina TNF: TNF-a, TNF-ß

• TNF-a

• TNF-ß

5.6.3. SCF

5.6.4. Rodina NRG: NDF

• NDF

5.6.5. Rodina GH/PRL: GH

• GH

5.7. RŮSTOVÉ REGULÁTORY U ROSTLIN

• Rostlinné hormony

5.7.1. Auxiny

• Kyselina ß-indolyloctová

5.7.2. Gibereliny

• Kyselina giberelová

5.7.3. Cytokininy

• Zeatin

5.7.4. Kyselina abscisová

5.7.5. Ethylen

5.8. LITERATURA

6. PŘENOS SIGNÁLU PŘES MEMBRÁNU

6.1. MEMBRÁNOVÉ RECEPTORY

6.1.1. Struktura membránových receptorů

• Glykoproteiny

• Monomery, dimery, trimery

• Extracelulární doména: Charakteristické strukturní domény

• Transmembránová oblast

• Cytoplazmatická doména

6.1.2. Vazba signální molekuly na receptor

• Specifita membránových receptorů, afinita k vazbě ligandu

• Oligomerizace: dimerizace, trimerizace

• Fosforylace: Změna aktivity cytoplazmatické domény

• "Receptor desensitization"

6.2. PŘENOS SIGNÁLU MEMBRÁNOVÝMI RECEPTORY

6.2.1. Receptory s vlastní kinázovou aktivitou

• Tyrosinkinázy

• Serin-threoninkinázy

6.2.2. Receptory asociované s kinázami

• Rodina Src kináz

• Rodina Jak kináz

6.2.3. Receptory asociované s G proteinem

• Funkce G proteinu

• Receptory aktivující fosfolipázu C

• Receptory aktivující adenylátcyklázu

• Receptory aktivující cGMP fosfodiesterázu

6.3. INTERNALIZACE MEMBRÁNOVÝCH RECEPTORŮ

6.3.1. Receptorem zprostředkovaná endocytóza

• "Clathrin-coated pits"

• Invaginace

• Endozómy

6.3.2. Recyklace a degradace receptorů

• Recyklace receptorů

• Degradace receptorů v lysozómech

• "Receptor down-regulation"

6.4. MEMBRÁNOVÉ RECEPTORY PRO CYTOKINY

• Rodiny membránových receptorů pro cytokiny

• Cytokinové receptory se specifickou strukturou:IGF-IIR, IL-1R I & IL-1R II, IL-2R-a

6.4.1. Rodina receptorových kináz

• Serin-threoninkinázy: TGF-ßR I, TGF-ßR II

• Tyrosinkinázy: Podrodiny

• Podrodina EGFR: EGFR, neu

• Podrodina FGFR: FGFR-1, FGFR-2, FGFR-3, FGFR-4

• Podrodina HGFR: HGFR

• Podrodina insulinového receptoru: insulinový receptor, IGF-IR

• Podrodina trk: trkA

• Podrodina PDGFR: PDGFR-a, PDGFR-ß, M-CSFR, SCFR

6.4.2. Rodina hemopoietin/interferon receptorů

• Hemopoietinové receptory: IL-2R-ß, IL-2R-g,IL-3R-a, IL-3R-ß, IL-4R, IL-5R-a, IL-6R,

gp130,G-CSFR, LIFR, IL-7R, IL-9R, IL-12R, GM-CSFR-a,EpoR, GHR

• Interferonové receptory: IL-10R, IFN-a/ßR, IFN-gR

6.4.3. Rodina NGF/TNF receptorů

• NGFRp75, TNFR I, TNFR II

6.4.4. Rodina receptorů asociovaných s G proteinem

• IL-8R A, IL-8R B

6.5. LITERATURA

7. PŘENOS SIGNÁLU UVNITŘ BUŇKY

7.1. KINÁZY

• Receptorové kinázy

• Receptory asociované s kinázami: Rodina Src kináz a rodina Jak kináz

7.1.1. Kinázová kaskáda Raf-MAPKK-MAPK

• Aktivace receptorovou tyrosinkinázou: Grb2-Sos- Ras

• Aktivace kinázami rodiny Src

7.1.2. Dráha aktivovaná Jak kinázami

• ISGF-3 & GAF

7.2. "SECOND MESSENGERS"

• Receptory asociované s G proteinem

7.2.1. IP3/DG

• Hydrolýza PIP2 fosfolipázou C

• Rozdvojení signálu

• IP3/Ca2+ dráha (mobilizace Ca2+)

• DG/PKC dráha (aktivace proteinkiázy C)

7.2.2. cAMP

• Vznik cAMP z ATP působením adenylátcyklázy

• cAMP fosfodiesteráza: cAMP -> AMP

• Aktivace proteinkinázy A

7.2.3. cGMP

• Vznik cGMP z GTP působením guanylátcyklázy

7.3. HLADINA IONTŮ

7.3.1. Hladina Ca2+

• Ca2+ z interních & z externích zdrojů

• Signální funkce Ca2+

• Kalmodulin

7.3.2. Výměna Na+/H+

• Aktivace výměny Na+/H+

• Zvýšení hladiny Na+ a snížení hladiny H+: Zvýšení pH

• Depolarizace membrány (snížení membránového potenciálu)

7.4. REALIZACE SIGNÁLU

• Fosforylace cílových proteinů

• Vazba ISGF-3 na "interferon response element" a GAF na "gamma activated sequence"

7.4.1. MAP kináza

• Fosforylace Elk-1: Indukce c-fos

7.4.2. Proteinkináza C

• Fosforylace membránových receptorů

• Fosforylace membránových proteinů: Ca2+-ATPáza,Na+/H+ "exchanger"

• Aktivace kinázové kaskády Raf-MAPKK-MAPK

7.4.3. Proteinkináza A

• Fosforylace CREB proteinu

7.5. ÚLOHA CYTOSKELETU

• Profilin a formování aktinových filament

• Fokální kontakt

7.6. JADERNÉ RECEPTORY

• Jaderné receptory internalizovaných signálních molekul

• Mechanismus působení signálních molekul v jádře

7.7. LITERATURA

8. EMBRYONÁLNÍ RŮST, DIFERENCIACE A STÁRNUTÍ

8.1. EMBRYONÁLNÍ RŮST

• Rýhování vajíčka

8.1.1. Synchronní buněčné cykly

• Buněčný cyklus časných embryonálních buněk

8.1.2. Nástup asynchronních buněčných cyklů

8.2. DIFERENCIACE BUNĚK

• Vzájemné propojení diferenciace a proliferace

8.2.1. Diferenciace během embryogeneze

• Totipotence časných embryonálních buněk

• Pluripotence a unipotence

8.2.2. Řízení diferenciace během embryogeneze

• Morfogeny: retinoidy

• Úloha růstových faktorů

• Aktiviny a inhibiny

8.2.3. Diferenciace při regeneraci tkání

• Progenitorové buňky: Pluripotence, unipotence

• Kmenové buňky živočichů

• Meristematické buňky rostlin

8.2.4. Řízení diferenciace při regeneraci

• Úloha cytokinů

• Diferenciace hematopoietických buněk

8.2.5. Dediferenciace

8.3. STÁRNUTÍ BUNĚK

8.3.1. Hayflickův limit

8.3.2. Příčiny buněčného stárnutí

• Genetická kontrola stárnutí

• Úloha telomer

8.3.3. Ztráta schopnosti proliferace

• Snížení odpovídavosti na cytokiny

• Statin & terminin

8.4. LITERATURA

9. APOPTÓZA

9.1. PODSTATA A VÝZNAM APOPTÓZY

9.1.1. Co je apoptóza

• Programovaná buněčná smrt: Apoptóza

• Apoptóza jako vysoce organizovaná sebedestrukce buňky

• Apoptóza vs. nekróza

9.1.2. Biologický význam apoptózy

• Regulace počtu buněk: Eliminace buněk, zajištění tkáňové homeostáze

• Formování organismu v ontogenezi: Modelování, eliminace a atrofie tkání/orgánů

• Zajištování funkce imunitního systému: Negativní selekce B & T buněk, eliminace

aktivovaných T lymfocytů

• Produkce specializovaných buněk bez organel (?): terminální diferenciace erytrocytů

• Patologické stavy: Nádorová onemocnění, choroby spojené s apoptózou

9.2. MECHANISMY REALIZACE APOPTÓZY

• Molekulární podstata apoptózy

9.2.1. Kaspázy (ICE proteázy)

• Funkce kaspáz

• Iniciační kaspázy: Kaspáza 9, kaspáza 8, kaspáza 10, kaspáza 2

• Exekuční kaspázy: Kaspáza 3, kaspáza 6, kaspáza 7

• Aktivace kaspáz

9.2.2. Substráty smrti

• Fragmentace DNA (DNA žebříček): CAD/ICAD

• Reparace DNA: PARP, DNA-PK

• Strukturní proteiny: Laminy, cytoskeletární proteiny

• Regulační proteiny: Rb protein, Mdm2

9.3. MECHANISMY INDUKCE APOPTÓZY

• Endogenní a exogenní apoptotické signály: p53, apoptotické signální molekuly

• Kontrolní mechanismy indukce apoptózy: Proteiny rodiny Bcl-2, mitochondrie

9.3.1. p53

• Mechanismy aktivace p53: Poškození DNA

• Aktivovaný p53 jako transkripční faktor: mdm2, gadd45, p21 gen, geny rodiny bcl-2 (bax,

bcl-2), IGF-BP3 gen, Fas gen

• Mechanismy indukce apoptózy prostřednictvím p53: Bax/Bcl-2, IGF-BP3, Fas

9.3.2. Apoptotické signální molekuly

• Glukokortikoidy

• Cytokiny ("viability factors"): Regulace aktivity proteinů rodiny Bcl-2 (protein 14-3-3)

• Ligandy receptorů s doménou smrti: Fas receptor (FADD ? kaspáza 8 / kaspáza 10),

TNFR1 (TRADD & FADD ? kaspáza 8 / kaspáza 10, RIP & RAIDD ? kaspáza 2)

• Granzym B: Perforin & granzym B

9.3.3. Proteiny rodiny Bcl-2

• Struktura proteinů rodiny Bcl-2: BH domény

• Antiapoptotické proteiny rodiny Bcl-2: Bcl-2, Bcl-xL, Bcl-w, Bfl-1

• Proapoptotické proteiny rodiny Bcl-2: Bax, Bcl-xS, Bak, Bad, Bid

• Lokalizace proteinů rodiny Bcl-2: Mitochondriální membrána

• Funkce proteinů rodiny Bcl-2: homodimery a heterodimery

9.3.4. Mitochondrie

• Uvolňování proapoptotických faktorů: cytochrom c, Apaf-1, AIF

• Změna permeability mitochondriální membrány: PT póry, Bax/Bax kanály

• Formování apoptozómu: aktivace kaspázy 9

9.4. LITERATURA

10. ONKOGENY A ANTIONKOGENY

10.1. ONKOGENY

• Onkogeny a nádorová transformace

10.1.1. Buněčné onkogeny, virové onkogeny a protoonkogeny

• Normální úloha protoonkogenů

• Buněčné onkogeny a virové onkogeny

10.1.2. Onkogeny kódující růstové faktory

• hst-1, v-sis

• Autokrinní stimulace

10.1.3. Onkogeny kódující receptorové tyrosinkinázy

• v-erbB, v-fms, v-kit, met, neu, v-ros, trkA

10.1.4. Onkogeny kódující nereceptorové tyrosinkinázy

• v-abl, v-src

10.1.5. Onkogeny kódující G proteiny

• v-Hras, v-Kras, Nras

10.1.6. Onkogeny kódující serin-threoninkinázy

• v-mos, v-raf

10.1.7. Onkogeny kódující transkripční faktory

• v-fos, v-jun, v-myb, v-myc, v-rel

10.1.8. Onkogeny kódující faktory regulující apoptózu

• bcl-2

10.2. ANTIONKOGENY

• "Tumor suppressor genes"

10.2.1. Funkce antionkogenů

• Antionkogeny a nádorová transformace

• Funkce antionkogenů vs. funkce onkogenů

10.2.2. Rb-1 gen

10.2.3. p53 gen

10.2.4. Wt-1 gen

10.3. LITERATURA

11. NÁDOROVÁ ONEMOCNĚNÍ

11.1. BUNĚČNÁ TRANSFORMACE

• Buněčná transformace: Proces vzniku nádorové buňky

• Buněčná transformace in vitro: Buňky transformované a nádorové

• Buněčná transformace jako mikroevoluční proces

11.1.1. Transformované buňky

• Proliferace nádorových buněk

• Benigní nádory

• Maligní nádory (rakovina): Invazivita, metastázy

11.1.2. Transformace je několikastupňový proces

11.2. MECHANISMY TRANSFORMACE

11.2.1. Teorie vzniku nádorových onemocnění

• Princip kumulace genetických změn

• Úloha imunitního systému

• Nesmrtelnost nádorových buněk

• Ztráta schopnosti diferenciace, Rezistence k apoptóze

• Genetická nestabilita

• Aktivace onkogenů a inaktivace antionkogenů

11.2.2. Úloha genetických změn

• Bodové mutace, delece, chromozomální translokace, amplifikace

• Transformace indukované a spontánní

11.2.3. Kancerogeny

• Chemické kancerogeny

11.2.4. UV a ionizující záření

• UV záření, g záření & x záření

11.2.5. Viry

• RNA viry, DNA viry

• Retroviry: retrovirové onkogeny

• Papovaviry: Polyomaviry (SV40), papilomaviry

• Herpesviry (EBV)

• Adenoviry

• Hepadnaviry (HBV)

11.3. MOŽNOSTI A PERSPEKTIVY TERAPIE NÁDOROVÝCH ONEMOCNĚNÍ

11.3.1. Klasické metody léčení

• Chirurgický zásah, g záření

• Cytotoxické látky, cytostatika

• Hormony

11.3.2. Použití cytokinů v terapii

• Použití cytokinů

11.3.3. Použití monoklonálních protilátek v terapii

• Použití monoklonálních protilátek

11.3.4. Genová terapie

• Možnosti genové terapie

11.4. LITERATURA

12. METODY STUDIA BUNĚČNÉ PROLIFERACE

12.1. BUNĚČNÉ EXPERIMENTÁLNÍ MODELY

12.1.1. Modely in vivo

• Živočišné modely: Caenorhabditis elegans, Drosophila, Xenopus, kuře, myš a potkan

12.1.2. Modely in vitro: Buněčné kultury

• Kultivační media: Použití séra, definovaná bezsérová media

• Primokultury, buněčné linie

• Klony

12.2. METODY SLEDOVÁNÍ BUNĚČNÉ PROLIFERACE

12.2.1. Stanovení počtu buněk

• Bürkerova komůrka, "Coulter counter"

12.2.2. Inkorporace radioaktivních prekurzorů DNA, RNA a proteinů

• 3H & 14C-thymidin

• 3H-uridin , 14C-leucin & 35S-methionin

12.2.3. Fotometrické metody

• MTT (thiazolylová modř)

12.3. METODY STUDIA BUNĚČNÉHO CYKLU

12.3.1. Výpočet doby trvání buněčného cyklu

• Vztah pro exponenciálně rostoucí populaci

12.3.2. Autoradiografické metody

• Metoda pulzního značení 3H-thymidinem, metoda kontinuálního značení 3H-thymidinem,

metoda dvojího značení

12.3.3. Synchronizační metody

• Použití kolchicinu

• Mechanická synchronizace

12.3.4. Metody selektivního zabíjení

• Velké dávky 3H-thymidinu

12.3.5. Průtoková cytometrie

• Akridinová oranž, propidium jodid

• Analýza buněčného cyklu

12.4. BUNĚČNĚ BIOLOGICKÉ PŘÍSTUPY

12.4.1. Buněčná hybridizace

• Buněčná fúze: PEG, Sendai virus

• Selekční systémy (medium HAT)

12.4.2. Termosenzitivní mutanty

• Permisivní a nepermisivní teplota

12.4.3. Transformace buněk

• Chemické látky

• Viry (SV40, EBV)

• Genové transfekce

12.4.4. Mikromanipulace

• Mikroinjekce

12.4.5. Fluorescenční sondy

• Kinetika intracelulární koncentrace iontů (Ca2+, pH)

12.5. MOLEKULÁRNĚ BIOLOGICKÉ PŘÍSTUPY

12.5.1. Metody studia genové exprese

• "Northern blot" (RNA), "Southern blot" (DNA)

• "Western blot" (proteiny)

• RT PCR, PCR

• Gene arrays

12.5.2. Transfekce buněk

• Metoda transfekce

12.5.3. Transgenní organismy

• Příprava transgenních myší

• "Knockout" genů

12.6. LÁTKY OVLIVŇUJÍCÍ PROLIFERAČNÍ AKTIVITU

12.6.1. Mitogeny

• Lektiny

• Forbolestery

• Ca2+ ionofory

12.6.2. Cytostatika

• Kolchicin

• Vinca alkaloidy (vinblastin,vinkristin)

• Hydroxymočovina

• Aminopterin

12.6.3. Monoklonální protilátky

12.7. LITERATURA