![Page 1: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/1.jpg)
APOPTÓZA M.Kohutiar
ÚLCHBCH 2.LF UK
Source: http://www.sciencephoto.com/media/253985/enlarge
![Page 2: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/2.jpg)
Odpověď buňky na různé noxy
• Buněčná adaptace
• Akutní poškození
• Sekundární změny
• Akumulace
• Patologická kalcifikace
![Page 3: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/3.jpg)
Poškození buňky a buněčná smrt
• Fyzikální příčiny
• Chemické příčiny
• Infekční agens
• Imunologické reakce
• Genetické poruchy
• Nutriční nerovnováha
![Page 4: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/4.jpg)
Biochemické mechanizmy buněčného
poškození
• ATP (deficit, buněčný edém..)
• Defekty membránové permeability
• ROS
• Porucha
![Page 5: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/5.jpg)
Buněčná smrt
• Toxický faktor
ireverzibilní poškození základní buněčné funkce
• Indukovaná sebevražda (Programmed Cell Death)
![Page 6: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/6.jpg)
Nekróza vs. apoptóza
Source: http://www.gyne.cz/clanky/2008/408cl1.htm
![Page 7: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/7.jpg)
Význam apoptózy
• Nezbytný faktor pro vývoj organizmu
• Eliminace potenciálně nebezpečných buněk
![Page 8: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/8.jpg)
Morfologie apoptózy
1. Výskyt: jednotlivé buňky, rozptýleně
2. Objem buňky: zmenšený
3. Cytoplazmatická membrána: intaktní
4. Mitochondrie: Intaktní
5. Jádro: kondenzace chromatinu, váčky
6. Integrita: apoptotická tělíska
7. Blebbing
8. Porucha adherence
![Page 9: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/9.jpg)
Blebbing membrány
Source:
http://sciencepark.mdanderson.org/fcores/flow/files/apoptosis.html
http://www.theitunurse.com/post/4603844767
![Page 10: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/10.jpg)
Expozice fosfatidylserinu
Source:
http://www.cas.cz/o_avcr/zakladni_informace/dokumenty/anotace/200
8/5_sekce_biologickych_a_lekarskych_ved.html
http://nanostructure.usc.edu/research/CI_Stress.shtml
![Page 11: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/11.jpg)
DNA ladder
Source:
http://www.itsbio.co.kr/main/goods_view.php?category2=60&no=129
![Page 12: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/12.jpg)
Mechanizmy apoptózy
• 1. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především z mitochondrií
• 2. Vnější dráha Aktivace smrtících domén TNF-receptorové rodiny
UV, γ , betulinová kyselina, ceramid, perforin, granzym B …
![Page 13: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/13.jpg)
Apoptóza
Source:
http://www.nature.com/nrm/journal/v4/n7/box/nrm1150_BX1.html
![Page 14: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/14.jpg)
Mechanizmy apoptózy
• 1. Odstranění pozitivního signálu
Růstové faktory
2. Přijetí negativního signálu
Poškození DNA, death ligands ..
![Page 15: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/15.jpg)
Apoptotické signály
• Endogenní: p53 (p21 a inhibice CDK2)
• Exogenní: apoptotické signální molekuly
Glukokortikoidy
Cytokiny (IL-3, 4, 6)
Fas receptor, TNFR1
Granzym B
![Page 16: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/16.jpg)
Ligandy/receptory smrti
• Rodina TNF
• Fas-L/Fas (CD95) • TRAIL-L/TRAIL-R
• TNFα/TNFR1 a TNFR2
• Extra/intracelulární doména (DD)
• TRAIL trimer→tri/polymerizace receptorové molekuly → hromadění FADD a TRADD na DD
smrtícího receptoru → aktivace prokaspázy 8
Source:
http://www.sgul.ac.uk/depts/immunology/~dash/apoptosis/receptors.ht
m
![Page 17: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/17.jpg)
Source:
http://accessscience.com/content/Death%20receptors/YB100016
![Page 18: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/18.jpg)
Proces apoptózy
• Proteolýza IC bílkovin
• Kaspázy (Cytosolic Aspartate-Specific cystein Proteases)
• Výskyt v cytosolu v inaktivní formě
• Signalizační 2,8,9,10: dlouhá doména může asociovat s receptory CD95,
TNF-R1
![Page 19: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/19.jpg)
Source: http://www.sigmaaldrich.com/life-science/cell-biology/learning-
center/pathway-slides-and/mitochondria-in-apoptosis.html
![Page 20: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/20.jpg)
Cílové molekuly
• Laminy
• Poly-ADP-ribosa-polymerasa (PARP)
• DNA-dependentní proteinkinasa
• Aktin
• Cytoskeletální proteiny
![Page 21: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/21.jpg)
Alterace mitochondriální membrány
• Uvolnění cytochromu c
• Vazba na Apaf-1/pro-kaspáza 9 →
apoptozom →aktivovaná kaspáza 9
→ akt. K 3
Source:
http://www.sgul.ac.uk/depts/immunology/~dash/apoptosis/caspases.ht
m
![Page 22: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/22.jpg)
Tvorba apoptotických tělísek
• Fagocytóza
• Bez zánětlivé reakce!
Source:
http://arthritis-research.com/content/10/4/R86/figure/F2?highres=y
http://rcmm.med.unideb.hu/research-groups/apoptosis-signaling/
![Page 23: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/23.jpg)
Regulace apoptózy
• Pro-apoptotické geny a proteiny Bax
• Anti-apoptotické geny a proteiny
Bcl-2
• p53
Perforin, granzym B
![Page 24: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/24.jpg)
Summary
• 1. Vnitřní mitochondriální dráha
cyt c/Apaf-1/kaspáza 9
2. Vnější dráha
CD95/TNF-R1,2 → komplexy → DISC
![Page 25: APOPTÓZA - stary.lf2.cuni.czstary.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/vyuka/apoptosa.pdf · Mechanizmy apoptózy •. Vnitřní dráha Většina signálů vycházejících především](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021715/5c77226309d3f2322f8bc329/html5/thumbnails/25.jpg)
Použitá a doporučená literatura
• MASOPUST, J. Patobiochemie buňky.
• KALOUSOVÁ, M. Patobiochemie ve schématech.
• VOET, VOET. Principles of biochemistry.
• DEVLIN. Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations.