הרצאה 6

Question 1

מה ההבדלים בין אפופטזיס לנקרוזיס?

תיאור

סיבה

מורפולוגיה

כמות תאים משתתפים

דלקת

משמעות

על מי משפיע התהליך

Answer 1

Question 2

איך נראה נקרוזיס?

Answer 2

Question 3

איך נראה אפוסטזיס?

Answer 3

Question 4

מה התהליך המתרחש בתמונה?

Answer 4

Blebbing

אחד המאפיינים של תאים אפופטוטיים. לתוך כל בועית מתכנסים החלבונים ותכולת התא. בהמשך- הבועיות נסגרות ויוצאות מהתא, כל בועית הופכת ל

שנבלעים עי תאים בלעניים apoptotic bodies

Question 5

איך תאים בלעניים יודעים לבלוע רק תאים מתתים ולא תאים חיים?

Answer 5

Eat me signal- בעזרת הסמן

סמן לתאים שהחליטו לבצע אפופטוזיס.

זה קורה בזכות הפוספוטידילסרין- פוספוליפיד שבמצב נורמטיבי יושב על החלק הפנימי של הממברנה, ובתאים אפופטוטיים הוא עובר לחלר החיצוני של הממברנה ומסמן את התא לבליעה.

Annexin-V נקשר PS אל הפוספוטידילסרין, או בקיצור

הוא סמן פלורסנטי לזיהוי תאים אפופטוטיים.

Question 6

מהם תפקידי האפופטוזיס בהתפתחות העובר?

Answer 6

1. Sculpting (Morphogenesis) – עיצוב האצבעות בהתפתחות העובר ע”י התאבדות התאים במרווחים ביניהן.

_{<em>Incomplete cell death- אצבעות ידיים/ רגליים עם קרום בינהן למשל</em>}

2. Deleting structures – למשל סילוק זנב בראשון כשהופך לצפרדע בוגר.
3. Adjusting cell number – Selection. למשל תאי מוח נוצרים ביתר בהתחלה והגוף מסנן את הלא מוצלחים או לא רצויים בהבשלת המוח הבוגר.
4. Eliminating dangerous cells – סילוק של תא המסכן את האורגניזם.

Question 7

מה תפקיד האפופוטוזיס באדם בוגר?

Answer 7

1. בתהליך של זיהום- יש גיוס של מערכת החיסון ויצירת מאסיבית של לימפוציטים שפועלים כנגד הפתוגן. לאחר סיום התגובה החיסונית יש צורך בסילוק תאי החיסון, שנעשה ע”י אפופטוזיס.
2. בהיריון- תאי בלוטת החלב נוצרות ומפיקות חלב בבלוטות החלב. לאחר סיום ההנקה- בלוטות החלב עוברות אפופטוזיס.

Question 8

אילו גורמים יכולים ליצור סיגנאל של מוות תאי?

Answer 8

1. Extracellular death factors- אותות שהתא מקבל מבחוץ עמ שיזום מוות תאי.
   a. TNF-a ציטוקין המופקש ממאקרופאגים פעילים,

ומאקטב אפופטוזיס במסלול חיצוני TNFR1 נקשר לקולטן

b. FAS- TNF חלבון טרנסממברנלי ממשפחת

יוזם אפופטוזיס במסלול חיצוני FAS-L שבהיקשרות לליגנד

2. survival factors- מחסור ב

(survival factors- פקטורי הישרדות)

3. steroid hormones
4. DNA damage- UV למשל בגלל קרינת
5. חום
6. רדיקלים חופשיים

Question 9

בנוגע לעתידו של התא conflicting signals מה קורה כאשר יש?

למשל סיגנל להתרבות וסיגנל לאפופטוזיס

Answer 9

הסיגנל למוות תאי ינצח

Question 10

אילו מסלולי פירוק תאים יש?

Answer 10

1. death receptor מסלול חיצוני, דרך

במסלול זה יש קישור של פקטורים מחוץ לתא שמעבירים את הסיגנל לתוך התא.

TNFa ו FAS למשל

type 1 cells התאים שעוברים אפופטוזיס במסלול זה נקראים

אות שמתחיל במסלול חיצוני יכול לעבור הגברה ולגייס גם את המסלול הפנימי (המיטוכונדריה)

2. mitochondrial / secretory pathway מסלול פנימי,

מפעילים אותנו סיגנלים שמגיעים ויוצאים מהמיטוכונדריה. כמו מוטציות הדוחפות לאפופוטוזיס דרך המיטוכונדריה באמצעות אותות תוך תאיים, מתנקזות לאקטיבציה של הקספזות.

רוב התאים עוברים מוות במסלול תלוי מיטוכונדריה ונקראים

type 2 cells

Question 11

איך נקראים החלבונים המבצעים את האפופטוזיס?

מאיזו משפחה הם?

מה המבנה שלהם?

האם המבנה עמיד לשינויים קלים?

מה קורה להם לאחר הפעלת הסיגנל האפופטוטי?

Answer 11

Caspases – Cysteine Aspartases

משפחת פרוטאזות החותכות חלבונים בתא. לכל מסלול יש קספזות יחודיות לו, אך כולן בעלות מבנה דומה וספציפיות גבוהה מאוד לסובסטרט. לכולן יש ציסטאין באתר הקטליטי החותך מיד אחרי ח”א אספרטאט שהיא הראשונה ברצף הכרה של 4 ח”א, כאשר 3 הח”א שאחריה שונה לכל קספזה. כלומר, אם תהיה החלפה של אחת מחומצות האמינו- לא יהיה חיתוך (בתמונה מתואר התהליך)

לאחר הפעלת הסיגנל האפופטוטי הם מתרבים ומתחילים לחתוך את כל החלבונים בתא. אקטיבציה של הקספאזות- אנזימים אלו נמצאים תמיד בתא, אך רק לאחר קבלת הסיגנל הן עוברות ביקוע. הן מסותנזות כפרקורסרים, חלבונים עם אתר רגולטורי שחוסם את האתר הקטליטי. הביקוע – חיתוך האתר הרגולטורי מאפשר הפעלה של האנזים.

Question 12

מהם החלקים שמרכיבים את הקספזה?

מה קורה להם עם סיגנל אפופטוטי להפעלה?

Answer 12

חלקים שמרכיבים את הקספזה:

1. Prodomain- אתר רגולטורי
2. Large subunit- יחידה של הקספזה הפעילה
3. Small subunit- יחידה של הקספזה הפעילה

בשעה של סיגנל אפופטוטי שגורם להפעלה, יש חיתוך של האתר הרגולטורי שמאפשר הפעלה של הקספזות.

Question 13

מה המבנה הפעיל של הקספאזות?

Answer 13

צריך 2 יחידות של קספאזות, ללא האתרים הרגולטוריים כדי שיהיו אקטיביות, ושיווצר מבנה מרובע של 4 יחידות (הטרוטטראמר): 2 יחידות קטנות, 2 יחידות גדולות. במבנה כזה האתרים הקטליטיים מסודרים כך: כל אתר קטליטי (באדום) יושב גם על תת היחידה הקטנה וגם על תת היחידה הגדולה.

Question 14

מהי חלוקת התפקידים של הקספאזות?

Answer 14

1. executioner- קספאזות אפקטוריות

ממשפחת קספאזות מסוג 3,6,7

הן אלו שעושות את החיתוך של החלבונים בתא

2. initiator - קספאזות תחיליות

ממשפחת קספאזות מסוג _8,10_קספאזות במסלול החיצוני,_9_קספאזות במסלול המיטוכונדריה

הן הקספאזות שמתחילות להפעיל את הקספאזות האפקטוריות ע”י חיתוך האתר הרגולטורי (פרודומיין) לאחר ח”א אספרטט ובכך מגבירות את התגובה

9- קספאזה של המסלול של המיטוכונדריה

8,10- קספזה של המסלול החיצוני

Question 15

מה מפעיל את הקספאזות התחיליות?

Answer 15

adaptor מולקולות

DISC במסלול החיצוני נוצר קומפלקס בשם

Apoptosome במסלול הפנימי נוצר קומפלקס בשם

מולק’ שתפקידן להביא את הסיגנל מבחוץ או מבפנים על מנת להפעיל את הקספזות התחיליות. מדובר בדיוק באותו מנגנון שמפעיל קספזות תחיליות במסלול הפנימי והחיצוני.

אחד המנגנונים שניתן לעשות עליהם רגולציה עבור הקספזות.

Question 16

מהן הקספאזות התחיליות במסלול הפנימי ומהן הקספאזות התחיליות במסלול החיצוני?

Answer 16

פנימי- 9

חיצוני- 8,10

Question 17

מהן שלושת מנגנוני הבקרה שיש על הקספאזות?

Answer 17

1. הביקוע של הפרהקורסרים יכול להתבצע רק אם הסינתזה הייתה תקינה
2. אדפטורים שעושים בקרה (לא ברור אם רק עי ההפעלה או עי מנגנונים נוספים)
3. compartmentalization- מידור

חלקי הקומפלקס שמשפעל את הקספאזות התחיליות נמצאים במקומות שונים בתוך או מחוץ לתא, ורק כאשר יש טריגר אפופטוטי יש מיקום מחדש של 3 החלקים שמרכיבים את הקומפלקס שמפעיל את הקספאזות התחיליות.

Question 18

כיצד משופעלות הקספאזות במסלול החיצוני?

Answer 18

1. TNFR, FAS במצב תקין יש קולטנים לסיגנל של מוות חיצוני
2. כאשר יהיה סיגנל, תהיה אגרגציה של שלושה רצפטורים שיהיה סביב הסיגנל.אות.
3. מולקולת אדפטור תיקשר לחלק הפנימי של הקולטן, יהיה רצף הכרה משותף לשניהם. הקישור יפעיל את המולקולה.

DD- Death Domain.

_{TRADD = TNF-R Associated Death Domain}

_{FADD = FAS Associated protein with DD}

4. האדפטור נקשר לפרוקספז

DED – Death Effector Domain רצף ההכרה המשותף נקרא

5. DISC – Death Inducing Signaling Complex נוצר

קומפלקס המצמיד את שלושת הקספזות התחיליות וגורם להן לשפעל אחת את השניה

6. יש ביקוע ושפעול של הקספאזות האפקטוריות עי הקספזות התחיליות. יהיה חיתוך חלבוני התא ואפוסטוזיס.

Question 19

כיצד משופעלות הקספאזות במסלול הפנימי?

Answer 19

1. C שחרור ציטוכרום

מתקבל אות מוות פנימי, יש פתיחה של הפורות של המיטוכונדריה ושחרור של הציטוכרום מהחלל הבין ממברנלי

(הוא משתתף בשרשרת העברת האלקטרונים בנשימה תאית)

2. קשירת הציטוכרום לאדפטור של המסלול הפנימי

Apaf-1 (Apoptosis activating factor 1) - האדפטור

WD repeat domain דרך הדומיין

3. בעקבות היקשרות הציטוכרום Apaf-1 יש שינוי קונפורמטיבי של

ATP והידרוליזה של

משתחרר אתר ההיקשרות של המתאם לקספזה התחילית של המסלול הפנימי- קספזה מספר 9

CARD – Caspase Recruitment Domain נוצר

5. יצירת אפופטוזום לא משופעל

צירת קומפלקס של 7 מתאמים משופעלים, אך כקומפלקס הוא עדיין לא משופעל ולכן לא יכול לקשור פרוקספזה 9

5. Apoptosome יצירת האפופטוזום

יוצר שינוי קונפורמציה ATP ל ADP שחלוף

פרושים במרכזו כמו אתר נחיתה לקספזות 9 CARD כך שכל ה

6. הגעת קספזות ושפעול שלהן בשל הקרבה אחת לשניה.
7. שפעול קספזות אפקטוריות 3,6,7 ואפופטוזיס.

Question 20

למה גורמות הקספות האפקטוריות בתא?

Answer 20

שיתוק ופירוק של כל חלבוני הפעילות הנורמלית והתקינה של התא. הגברה של קספזות פעילות. פירוק סובסטרטים תאיים כדוגמת:

1. Blebbing גורם ל Gelsoline, PAK-2 חיתוך
2. שיפרק את הדנא בגרעין לפרגמנטים DNAse יוצר ICAD-L חיתוך
3. יוצר הפרעה לתיקון הדנא PARP, DNA-PK חיתוך

Question 21

מדוע נרצה לזהות במעבדה אפופטוזיס?

אילו שיטות קיימות במעבדה שמאפשרות זאת?

Answer 21

בסרטן אפופטוזיב הוא עדות להצלחת הטיפול, אפפשר למדוד הצלחת כימותרפיה/ הקרנות וכד.

השיטות החשובות (פירוט יותר רחב בתמונות):

1. מדידת כמות תאים עם פוספוטידיל סרין בעזרת אנקסין 5 פלורסנטי
2. TUNEL- צביעה של דנא אפופטוטי,

מאפשר לראות חיתוכים בגרעין

3. נוגדנים פלורסנטיים לקספזות מאוקטבות. כמותן תהייה רבה יותר בתאים אפופטויים.