Cancer

Question 1

Τι είναι ο καρκίνος ;

Answer 1

Κατηγορία παθήσεων στην οποία ομάδα κυττάρων
επιδεικνύει
1. Ανεξέλεγκτο πολλαπλασιασμό (uncontrolled
proliferation), δηλαδή ανεξέλεγκτη κυτταρική αύξηση και
διαίρεση
2. Διήθηση (Invasion), δηλαδή εισδοχή και καταστροφή
γειτονικών ιστών
3. Μετάσταση (metastasis), δηλαδή εξάπλωση σε άλλες
θέσεις του σώματος μέσω του λεμφικού συστήματος ή της
κυκλοφορίας του αίματος

Question 2

Νεοπλασία (neoplasm):

Answer 2

Ο ανεξέλεγκτος πολλαπλασιασμός κυττάρων

Κακοήθης νεοπλασία = καρκίνος

Question 3

Καλοήθης νεοπλασία =

Answer 3

όγκος ο οποίος σταματά να αυξάνεται από μόνος

του, δηλ. δεν επιδεικνύει διήθηση και μετάσταση

Question 4

Όγκος =

Answer 4

(συμπαγής) μάζα κυττάρων, αποτέλεσμα της νεοπλασίας

Υπάρχουν και νεοπλασίες που δεν σχηματίζουν όγκους (Λευχαιμίες)

Question 5

Προκαρκινικός όγκος =

Answer 5

όγκος που δεν έχει ικανότητα διήθησης και

μετάστασης αλλά μπορεί να αποκτήσει εάν δεν αντιμετωπιστεί

Question 6

καρκινώματα (carcinomas)

Answer 6

Καρκίνοι (κακοήθεις νεοπλασίες) οι οποίοι ξεκινούν από επιθηλιακά
κύτταρα

Question 7

σαρκώματα (sarcomas)

Answer 7

Kακοήθεις νεοπλασίες οι οποίες ξεκινούν από μυικά κύτταρα ή κύτταρα
συνδετικού ιστού

Question 8

Αδένωμα:

Answer 8

καλοήθης όγκος από επιθηλιακά κύτταρα

Question 9

Χόνδρωμα:

Answer 9

καλοήθης όγκος από συνδετικό ιστό

Question 10

Τι εννοούμε με την έννοια κλωνογενής προέλευση του καρκίνου

Answer 10

Δημιουργείται από ένα κύτταρο το οποίο έχει υποστεί βλάβες οι οποίες
κληρονομούνται στα θυγατρικά κύτταρα και τους επιτρέπουν να πολλαπλασιάζονται
συνεχώς
Οι βλάβες αυτές είναι γονιδιακές μεταλλάξεις ή χρωμοσωμικές ανωμαλίες οι
οποίες επιτρέπουν στο καρκινικό κύτταρο να ξεπεράσει τους μηχανισμούς ελέγχου
της κυτταρικής αύξησης και πολλαπλασιασμού

Question 11

Ποιοι είναι οι δύο φραγμοί που πρέπει να υπενικηθούν για να δημιουργηθούν καρκινικά κύτταρα ;

Answer 11

Αθανατοποίηση
(Immortalisation)
Μεταμόρφωση
(Transformation)

Question 12

Αθανατοποίηση

Answer 12

Φυσιολογικά, τα κύτταρα σταματούν να πολλαπλασιάζονται μετά από
συγκεκριμένο αριθμό κυτταρικών διαιρέσεων (π.χ. 25-50 διαιρέσεις για
ινοβλάστες του ανθρώπου)
Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται «αναπαραγωγική γήρανση» και προστατεύει
από ανεξέλεγκτο πολλαπλασιασμό σωματικών κυττάρων με γενετικές βλάβες
Τα καρκινικά κύτταρα είναι «αθανατοποιημένα» (immortalised) δηλ.
μπορούν να διαιρούνται «επ’ άπειρον»

Question 13

Μεταμόρφωση

Answer 13

Φυσιολογικά, τα κύτταρα αποκρίνονται σε εξωτερικά ερεθίσματα τα οποία ρυθμίζουν τον πολλαπλασιασμό τους (για παράδειγμα σταματούν
να διαιρούνται όταν έρθουν σε επαφή με γειτονικά κύτταρα)
Επίσης, χρειάζονται σήματα από άλλα κύτταρα του ίδιου ιστού για να
επιβιώσουν
Τα καρκινικά κύτταρα είναι «μεταμορφωμένα» (tranformed) δηλ. δεν
αποκρίνονται σε εξωτερικά ερεθίσματα από γειτονικά κύτταρα
Επιπλέον, εγκαταλείπουν τον φυσιολογικό τους ιστό (διήθηση)
Επιζούν και πολλαπλασιάζονται σε ξένες θέσεις (μετάσταση)

Question 14

τι γονίδια παθαίνουν βλάβη ώστε να δημιουργηθεί καρκίνος ;

Answer 14

• Πρωτο-ογκογονίδια (proto-oncogenes)
• Ογκοκατασταλτικά γονίδια (tumour
suppressor genes)

Question 15

Πρωτο-ογκογονίδια

Answer 15

Γονίδια των οποίων ενίσχυση της ενεργότητας (gain of function) οδηγεί
σε καρκινογένεση (π.χ. ras, myc, Abl)
Ο φυσιολογικός ρόλος των πρωτο-ογκογονιδίων είναι να επάγουν τον
κυτταρικό πολλαπλασιασμό
Οι υπερενεργές μορφές τους ονομάζονται ογκογονίδια (oncogenes)
Μετατροπή των πρωτο-ογκογονιδίων σε ογκογονίδια επάγει ανεξέλεγκτο
κυτταρικό πολλαπλασιασμό

Question 16

Μηχανισμοί ενεργοποίησης πρωτο-

ογκογονιδίων

Answer 16

1.Ενσωμάτωση στο γονιδίωμα
ιικών αλληλουχιών (enhancers)
οι οποίες προκαλούν
υπερέκφραση κυτταρικών
γονιδίων
2.Αναδιάταξη χρωμοσώματος
3.Ενίσχυση έκφρασης γονιδίου
4.Σημειακή μετάλλαξη ή διαγραφή σε κωδική αλληλουχία

Question 17

Ογκοκατασταλτικά γονίδια

Answer 17

Γονίδια των οποίων απώλεια της ενεργότητας (loss of function) οδηγεί
σε καρκινογένεση(π.χ. Rb, p53, BRCA1, APC, p16)
Στόχος τους είναι το σταμάτημα του κυτταρικού πολλαπλασιασμού όταν
αυτό υπαγορεύεται από εσωτερικά/ εξωτερικά ερεθίσματα ή η
επαγωγή προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου (απόπτωσης) όταν ο
έλεγχος του κυτταρικού πολλαπλασιασμού διαταραχθεί
Απενεργοποίηση των ογκοκατασταλτικών γονιδίων επιτρέπει ανεξέλεγκτο
κυτταρικό πολλαπλασιασμό

Question 18

Μηχανισμοί απενεργοποίησης

ογκοκατασταλτικών γονιδίων

Answer 18

Απαιτείται απενεργοποίηση και των δύο αλληλομόρφων
Συνήθως κληρονομείται μετάλλαξη στο ένα αλληλόμορφο και
απενεργοποιείται το δεύτερο με σημειακή μετάλλαξη ή με έλλειψη μέρους ή
όλου του χρωμοσώματος
Επιπλέον μπορεί να γίνει απενεργοποίηση ογκοκατασταλτικών πρωτεϊνών από ιικές πρωτεΐνες

Question 19

Είδη καρκίνων συσχετίζονται με ιδιαίτερο

φάσμα γενετικών βλαβών; +παραδείγματα

Answer 19

• Οι βλάβες αυτές δεν είναι αυστηρά καθορισμένες αλλά
γενετικές βλάβες σε κάποιο(α) γονίδιο(α) δύνανται να
εμφανίζονται συχνότερα σε ορισμένα είδη καρκίνων

Παράδειγμα:
• Μεταλλάξεις στο K-ras συσχετίζονται με καρκίνο του παχέος
εντέρου
• Βλάβες στο Rb με καρκίνο του ρετινοβλαστώματος
• Μεταλλάξεις στο BRCA1 με καρκίνο του μαστού
Όμως: Μεταλλάξεις στο p53 παρουσιάζονται στο 50% των
νεοπλασιών στον άνθρωπο

Question 20

πως γίνεται αντιμετώπιση του καρκίνου ;

Answer 20

1. Πρόληψη
2. Πρόγνωση
3. Έγκαιρη διάγνωση
4. Αποτελεσματική θεραπεία

Question 21

Παραδείγματα πρόληψης καρκίνου

Answer 21

Παραδείγματα:
• Το κάπνισμα προδιαθέτει σε καρκίνο του αναπνευστικού
συστήματος (κυρίως των πνευμόνων)
• Μεγάλη κατανάλωση κόκκινου κρέατος/ διοξινών προδιαθέτει σε
καρκίνο του παχέος εντέρου
• Η έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία προδιαθέτει σε εμφάνιση
καρκίνου του δέρματος
• Ορισμένες ικές μολύνσεις προδιαθέτουν σε καρκινογένεση
(HPV, hepatitis viruses, κ.ά.)

Question 22

Μηχανισμοί ογκογένεσης από Ιούς

Answer 22

Άμεσοι:
Οι ογκογόνοι ιοί ενσωματώνουν το γενετικό τους υλικό
στο DNA του κυττάρου ξενιστή (EBV, HPV, HHV8)
• Ιικά ογκογονίδια εκφράζονται και προκαλούν
αλλοιώσεις στο κύτταρο
• Κυτταρικά πρωτο-ογκογονίδια υπερεκφράζονται και
προκαλούν αλλοιώσεις στο κύτταρο
Έμμεσοι:
Οι ογκογόνοι ιοί εξασθενούν το ανοσοποιητικό σύστημα
του οργανισμού και προκαλούν φλεγμονές (Ιός
Ηπατίτιδας Β)
• Οι φλεγμονές διευκολύνουν την ογκογένεση από άλλα αίτια

Question 23

Πρόγνωση επικινδυνότητας εμφάνισης

καρκίνου ( παραδείγματα)

Answer 23

• Συγκεκριμένες μεταλλάξεις ογκο-κατασταλτικών γονιδίων προδιαθέτουν σε εμφάνιση κληρονομούμενων μορφών καρκίνου
• Γενετικοί έλεγχοι για τον εντοπισμό τέτοιων μεταλλάξεων
μας βοηθούν να εντοπίσουμε άτομα με υψηλό κίνδυνο εμφάνισης κληρονομούμενων μορφών καρκίνου
• Τα άτομα αυτά παρακολουθούνται συστηματικά για έγκαιρη διάγνωση και αποτελεσματικότερη αντιμετώπιση μορφών
καρκίνου

Question 24

Τι απαιτεται για πρόγνωση επικινδυνότητας εμφάνισης καρκίνου ;

Answer 24

• Εντοπισμός γονιδίων μεταλλάξεις των οποίων συνδέονται με
συγκεκριμένο είδος καρκίνου
• Εξεύρεση θέσεων συχνών μεταλλάξεων “mutation hot spots” στα γονίδια αυτά

Question 25

Πως γίνεται έγκαιρη διάγνωση καρκίνου;

Answer 25

• Κλινικά test για όσο το δυνατόν πιο έγκαιρη διάγνωση (αιματολογικά, X rays, αξονικοί τομογράφοι, κ.ά) • Καρκινικοί δείκτες, για παράδειγμα Prostate Specific Antigen, PSA (καρκίνος του προστάτη) • Test ελέγχου όπως test pap (καρκίνος του ενδομητρίου)

Question 26

Πως γίνεται αντιμετώπιση του καρκίνου;

Answer 26

1. Χειρουργική αφαίρεση όγκου 2. Θανάτωση των καρκινικών κυττάρων με ακτινοθεραπεία ή χημειοθεραπεία (αντικαρκινικά φάρμακα)

Question 27

Οι καταξιωμένες μέθοδοι καρκινικής θεραπείας (χημειοθεραπεία, ακτινοθεραπεία) θανατώνουν τα καρκινικά κύτταρα συνήθως μέσω:

Answer 27

1. Επαγωγής χρωμοσωμικών βλαβών (π.χ. ιονίζουσα ακτινοβολία (IR), cisplatin) 2. Παρεμπόδισης της αντιγραφής του DNA (π.χ. Aphidicolin, 5- Fluoro-uracil, 5FU) 3. Παρεμπόδισης της κυτταρικής διαίρεσης (taxol, vinblastin)

Question 28

Οι μέθοδοι κατά του καρκίνου θανατώνουν επιλεκτικά τα καρκινικά κύτταρα διότι:

Answer 28

1. Τα φυσιολογικά (μη καρκινικά) κύτταρα διαθέτουν περισσότερους μηχανισμούς προστασίας από χρωμοσωμικές βλάβες (βέβαια υπάρχουν παρενέργειες και πεθαίνουν και κάποια από αυτά ) 2,3. Τα καρκινικά κύτταρα πολλαπλασιάζονται (αντιγράφουν και διαιρούν το γενετικό τους υλικό) συνεχώς. Αντίθετα, η πλειονότητα των φυσιολογικών κυττάρων του ενήλικα οργανισμού είναι διαφοροποιημένα και δεν πολλαπλασιάζονται

Question 29

Που οφείλεται η ανθεκτικότητα των καρκινικών | κυττάρων στη χημειοθεραπεία;

Answer 29

• Ανθεκτικότητα στη χημειοθεραπεία (drug resistance) συχνά συνδέεται με γονιδιακή επέκταση (gene amplification) του γονιδίου Mdr1 (multidrug resistance 1) στα καρκινικά κύτταρα • Το γονίδιο αυτό κωδικοποιεί για μια μεμβρανική πρωτεΐνη-μεταφορέα (transport protein) με ενεργότητα ΑΤPase η οποία μεταφέρει λιπόφιλες ενώσεις (όπως είναι τα φάρμακα που χρησιμοποιούνται στη χημειοθεραπεία) από το εσωτερικό στο εξωτερικό του κυττάρου • Υπερπαραγωγή της πρωτεΐνης MDR1 οδηγεί στην απομάκρυνση των χημειοθεραπευτικών φαρμάκων στο εξωτερικό του κυττάρου ώστε αυτά να τα μην μπορούν να δράσουν (δηλ. ο όγκος αναπτύσσει ανθεκτικότητα στη χημειοθεραπεία)

Question 30

Πως προκαλείται η μυελογενής λευχαιμία ;

Answer 30

Χρωμοσωμική μετατόπιση μεταξύ των χρωμοσωμάτων 9 και 22 είναι υπεύθυνη για τη χρόνια μυελογενή λευχαιμία (CML) Αυτή η χρωμοσωμική μετατόπιση μετατρέπει το πρωτο-ογκογονίδιο Abl σε ογκογονίδιο ABL: Κυτταροπλασματική κινάση Τυροσίνης Η ABL είναι κυτταροπλασματική κινάση Τυροσίνης Η πρωτεΐνη BCR-ABL είναι υπερενεργή διότι η δράση της δεν ρυθμίζεται όπως πρέπει Η BCR-ABL επάγει συνεχή πολλαπλασιασμό των αιματοποιητικών κυττάρων στο μυελό των οστών και οδηγεί σε ανάπτυξη λευχαιμίας

Question 31

Πως δρα το Gleevec ;

Answer 31

To Gleevec δένεται στη θέση πρόσδεσης του ATP, εμποδίζει την καταλυτική ενεργότητα της BCR-ABL στα καρκινικά κύτταρα και σταματά τη χρόνια μυελογενή λευχαιμία .Αναστολή της δράσης της ABL από το Gleevec στα φυσιολογικά κύτταρα δεν εμφανίζει ιδιαίτερα προβλήματα .Το Gleevec είναι παράδειγμα στοχευμένης αντιμετώπισης συγκεκριμένου γονιδίου των καρκινικών κυττάρων

Question 32

Τι είναι η φάση G0;

Answer 32

Είναι περίοδος στην οποία το κύτταρο ευρίσκεται «έξω» από τον κυτταρικό κύκλο, σε κατάσταση ληθάργου (quiescent), δηλαδή δεν διπλασιάζει το DNA και δεν διαιρείται, επιτελεί όμως άλλες λειτουργίες (μεταβολισμός, επικοινωνία, κίνηση, κ.α.) • Σε συνθήκες κυτταροκαλιέργειας, τα κύτταρα πηγαίνουν από τη G1 στη G0 όταν οι θρεπτικές ουσίες δεν επαρκούν, έως ότου υπάρξουν πάλι προϋποθέσεις να πολλαπλασιαστούν οπότε επιστρέφουν στην G1 και συνεχίζουν τον κυτταρικό κύκλο • Στον οργανισμό, τα διαφοροποιημένα κύτταρα είναι μόνιμα σε φάση G0

Question 33

Οι φάσεις του κυτταρικού κύκλου (G1, S, G2 και M) | πρέπει να διαδραματίζονται:

Answer 33

• Με τη σωστή σειρά • Στον κατάλληλο χρόνο • Μόνο μία φορά σε κάθε κύκλο Ενεργοποίηση/ απενεργοποίηση συμπλόκων Cdk/Cyclin ρυθμίζει την πρόοδο του κυτταρικού κύκλου

Question 34

Ποιοι μηχανισμοί ρυθμίζουν την | ενεργότητα των Cdks?

Answer 34

``` 1. Ενεργοποίηση των Cdks μέσω πρόσδεσης κυκλινών και φωσφορυλίωσης 2. Αναστολή της ενεργότητας των Cdks μέσω φωσφορυλίωσης 3. Αναστολή της ενεργότητας των Cdks από Cdk inhibitor proteins (CKI) 4. Ρύθμιση της ενεργότητας των Cdks μέσω πρωτεόλυσης εξαρτώμενης από το Πρωτεάσωμα ```

Question 35

Πως γίνεται ενεργοποίηση των Cdks μέσω πρόσδεσης κυκλινών και φωσφορυλίωσης;

Answer 35

Ανενεργή Cdk(με ATP) => πρόσδεση κυκλίνης στο T-Loop => ενεργοποιητική φωσφορυλίωση T161 από Cdk-activating kinase (CAK) => ενεργή Cdk Αποφωσφορυλίωση T161 ,ακόμα και αν είναι συνδεδεμένη με κυκλίνη κάνει την Cdk ανενεργή.

Question 36

Πως γίνεται αναστολή της ενεργότητας των | Cdks μέσω φωσφορυλίωσης ;

Answer 36

Ενεργοποιημένη Cdk φωσφορυλιομένη στη T161 και με κυκλίνη προσδεδεμένη => Wee1 κινάση κάνει την ανασταλτική φωσφορυλίωση T14 & Y15=> Ανενεργή Cdk με δύο φωσφορικές ομάδες και κυκλίνη Επανενεργοποίηση της Cdk μέσω αφαίρεσης της φωσφορικής ομάδας T14 , Y15 κάνει η φωσφατάση Cdc25

Question 37

Αναστολή της ενεργότητας των Cdks από Cdk inhibitor proteins (CKI)

Answer 37

φωσφορυλιωμένη στην T161 Cdk με κυκλίνη => πρόσδεση CKI στην Cdk και την κυκλίνη => απενεργοποιημένη Cdk

Question 38

Τι είναι το Πρωτεάσωμα (Proteasome);

Answer 38

• Είναι μια ενδοκυτταρική πρωτεάση και η δράση της απαιτεί υδρόλυση ATP • Ρόλος του πρωτεασώματος είναι η αποικοδόμηση πρωτεϊνών λόγω βλαβών, λαθών κατά τη σύνθεσή τους ή αναγκών του κυτταρικού κύκλου • Αποτελείται από ένα κεντρικό «κούφιο» κυλινδρικό τμήμα • και από δύο υπομονάδες (caps) στα άκρα του κυλίνδρου

Question 39

Τι είναι η ουβικιτίνη

Answer 39

``` Για να δράσει το πρωτεάσωμα πρέπει η πρωτεΐνη-στόχος να «σημανθεί» με αλυσίδα μορίων ubiquitin • Ubiquitin: μικρή πρωτεΐνη 76 αα. Προσδένεται σε πλευρικές αλυσίδες Lysine των πρωτεϊνών-στόχων από ubiquitination ένζυμα και σχηματίζει αλυσίδες polyubiquitin ```

Question 40

Ποια είναι τα είδη Ubiquitination ενζύμων ;

Answer 40

Για το σχηματισμό αλυσίδων poly-ubiquitin χρειάζονται ubiquitination ένζυμα • Κατηγορίες Ubiquitination ενζύμων : E1: ubiquitin activating enzyme E2: ubiquitin conjugating enzyme E3: ubiquitin ligase • Υπάρχουν περισσότερα από 300 σύμπλοκα Ε2- Ε3 τα οποία αναγνωρίζουν διαφορετικά σήματα αποικοδόμησης πρωτεϊνών-στόχων (ειδικές αμινοξικές αλληλουχίες, φωσφορυλιώσεις, κ.ά.)

Question 41

Πως γίνεται η ουβικιτινυλίωση πρωτεινών ;

Answer 41

Μία πρωτείνη σημαίνεται με μία φωσφορική ομάδα =>Το ένζυμο Ε1 προσδένει μία ομάδα ουβικιτίνης στην ομάδα SH του με δαπάνη ενός ΑΤP => Το Ε1 μεταφέρει την ουβικιτίνη στο σύμπλοκο ενζύμων Ε2, Ε3 => το σύμπλοκο προσδένεται στην πρωτείνη λόγω της φωσφορυλίωσής του και της μεταφέρει την ουβικιτίνη => το σύμπλοκο απελευθερώνεται, πάνω στην πρωτείνη δημιουργείται αλυσίδα poly-ubiquitin και η πρωτείνη είναι πλέον κατάλληλα σημασμένη για το πρωτεάσωμα

Question 42

Δύο κατηγορίες συμπλόκων με ενεργότητα E3 ubiquitin ligase ρυθμίζουν την ενεργότητα των Cdks ποιά είναι αυτά ;

Answer 42

SCF (Τέλος G1, S, G2) APC/C (M και αρχή G1)

Question 43

Τι είναι το σύμπλοκο SCF ;

Answer 43

• Είναι σύμπλοκο πρωτεϊνών (Skp1/CUL1/F-Box protein) με ενεργότητα Ε3 ubiquitin ligase • Αναγνωρίζει φωσφορυλιωμένες πρωτεΐνες-στόχους, τις ουμπικιτινιώνει και τις σημαίνει για πρωτεόλυση από το πρωτεάσωμα • Συμμετέχει στη ρύθμιση της ενεργότητας των Cdks κατά τις G1, S και G2 μέσω αναγνώρισης και ουμπικιτινίωσης CKI και Κυκλινών

Question 44

Πως γίνεται η ρύθμιση της ενεργότητας των Cdks | από το σύμπλοκο SCF

Answer 44

1) Η Cdk με κυκλίνη και φωσφορική ομάδα είναι απενεργοποιημένη από CKI => ενεργή SCF μαζί με Ε1 και Ε2 ένζυμα και ουβικιτίνη αναγνωρίζουν φωσρφορυλίωση της CKI και την ουβικιτινιλιώνουν => η CKI πηγαίνει στο πρωτεάσωμα για να καταστραφεί και η Cdk με κυκλίνη και φωσφορική ομάδα T161 είναι πλέον ενεργοποιημένη 2) Ενεργοποιημένη Cdk με κυκλίνη και φωσφορυλίωση Τ161 => φωσφορυλίωση της κυκλίνης => μέσω SCF και Ε2,Ε1, ουβικιτίνης γίνεται ουβικιτινιλίωση της κυκλίνης => μεταφορά της κυκλίνης στο πρωτεάσωμα για αποδόμηση και απενεργοποίηση της Cdk

Question 45

Μηχανισμοί ρύθμισης της ενεργότητας | των Cdks ( 5 )

Answer 45

* Πρόσδεση Κυκλινών και φωσφορυλίωση ενεργοποίησης στην Thr161 * Φωσφορυλιώσεις απενεργοποίησης στις Thr14 & Tyr15 * Πρόσδεση πρωτεϊνών CDK-inhibitors (CKI) * Αποικοδόμηση Κυκλινών από το πρωτεάσωμα * Αποικοδόμηση CKI από το πρωτεάσωμα

Question 46

Ποιο σύμπλοκο Cdk-κυκλίνης έχουμε στην φάση G1 ;

Answer 46

Cdk4, Cdk6 Cyclin D

Question 47

Ποιο σύμπλοκο Cdk-κυκλίνης έχουμε στην φάση G1/S;

Answer 47

Cdk2 Cyclin E

Question 48

Ποιο σύμπλοκο Cdk-κυκλίνης έχουμε στην φάση S;

Answer 48

Cdk2 Cyclin A

Question 49

Ποιο σύμπλοκο Cdk-κυκλίνης έχουμε στην φάση G2;

Answer 49

Cdk1 (Cdc2) Cyclin A

Question 50

Ποιο σύμπλοκο Cdk-κυκλίνης έχουμε στην φάση M;

Answer 50

Cdk1 (Cdc2) Cyclin B

Question 51

Ποιος ο ρόλος της πρωτεΐνης του Ρετινοβλαστώματος | Retinoblastoma protein, Rb

Answer 51

• Είναι ογκοκατασταλτική πρωτεΐνη. Απενεργοποίηση και των δύο αλληλομόρφων του γονιδίου προκαλεί καρκίνο του ρετινοβλαστώματος στον άνθρωπο • Εκφράζεται σταθερά αλλά μεταβάλλονται τα επίπεδα φωσφορυλίωσης της πρωτεΐνης κατά τον κυτταρικό κύκλο • Φωσφορυλιώνεται στη G1 από τις CDK4, CDK6 και CDK2. Η μη φωσφορυλιωμένη μορφή της Rb προσδένει και απενεργοποιεί το μεταγραφικό παράγοντα E2F • O ενεργός E2F προσδένεται σε αλληλουχίες υποκινητών και επάγει την έκφραση γονιδίων-στόχων του E2F

Question 52

Ποιο είναι το μονοπάτι CDK-Rb-E2F;

Answer 52

όταν δεν έχουν ενεργότητα Cdk τότε η Rb είναι ενεργή και προσδένεται στον E2F απενεργοποιώντας τον => όταν οι Cdk4,Cdk6/ Cyclin D ενεργοποιηθούν από κάποιο μιτωτικό παράγοντα τότε φωσφορυλιώνουν την Rb και την καθιστούν μερικώς ανενεργή και έτσι την E2F λίγο ενεργή => επιπλέον φωσφορυλίωση της Rb από Cdk4,Cdk6/ Cyclin D ή Cdk2/ Cyclin E την καθιστά εντελώς ανενεργή και κάνει την E2F να αποκτήσει την πλήρη ενεργότητά της

Question 53

Πως δρα ο μεταγραφικός παράγοντας E2F;

Answer 53

• Προσδένει τη μη φωσφορυλιωμένη πρωτεΐνη Rb • Απουσία προσδεδεμένης Rb εντοπίζεται σε ειδικές αλληλουχίες στον υποκινητή και επάγει την έκφραση γονιδίων-στόχων • Προσελκύει ένζυμα που προκαλούν «άνοιγμα» της δομής της χρωματίνης ώστε αυτή να είναι μεταγραφικά ενεργή

Question 54

• Οι μεταγραφικοί του στόχοι E2F περιλαμβάνουν γονίδια:

Answer 54

Κυτταρικού κύκλου (Cdk2, Cyclin Ε, Cyclin A, E2F) Αντιγραφής DNA (PCNA, MCM2-7, RPA, H2A, DNA polα, δ) Επιδιόρθωσης DNA (BRCA1,2, FANC, RAD51) Απόπτωσης (APAF1, CASPases 3,7,8)

Question 55

Ποια είναι η Ρύθμιση των CDKs κατά την G1 | - αρχή της S ;

Answer 55

• Στην αρχή της G1 η συνολική ενεργότητα Cdk είναι χαμηλή • Η Rb προσδένει και απενεργοποιεί το μεταγραφικό παράγοντα E2F • Μιτογόνες ουσίες ενεργοποιούν τις Cdk4,6/ Cyclin D και Cdk2/ Cyclin Ε • Φωσφορυλίωση του Rb οδηγεί σε ενεργοποίηση του E2F και μεταγραφή γονιδίων που εμπλέκονται σε περεταίρω ενεργοποίηση CDK συμπλόκων και έναρξη της αντιγραφής του DNA

Question 56

Ενεργότητα της Cdk1/ Cyclin B είναι αναγκαία για την έναρξη της μιτωτικής διαίρεσης ,τι κάνει ;

Answer 56

Διάλυση πυρηνικού φακέλου Σχηματισμός μιτωτικής ατρακτου Διάταξη χρωμοσωμάτων

Question 57

Ποιο είναι το μονοπάτι για ενεργοποίηση της Cdk1/ Cyclin B και έναρξη της μιτωτικής διαίρεσης;

Answer 57

πρόσδεση κυκλίνης στην Cdk => απενεργοποίηση Cdk από Wee1 ή CKI => επανενεργοποίηση από Cdc25=> έναρξη της μίτωσης (φάση Μ) και παράλληλη μείωση ενεργότητας Wee1 ή CKI και αύξηση ενεργότητας Cdc25

Question 58

Πώς μπορούμε να διακρίνουμε σε ποια φάση του κυτταρικού κύκλου βρίσκεται το κύτταρο;

Answer 58

* Ανοσοφθορισμός (immunofluorescence) | * Κυτταρομετρία ροής (flow cytometry)

Question 59

Πως γίνεται μελέτη των φάσεων του κυτταρικού | κύκλου με ανοσοφθορισμό

Answer 59

Μονιμοποίηση των κυττάρων και χρώση με ουσίες οι οποίες φθορίζουν μετά την πρόσδεσή τους στο DNA (DAPI, Propidium Iodide) • Ανίχνευση επιτόπων ειδικών για τη συγκεκριμένη φάση του κυτταρικού κύκλου (markers), με χρήση αντισωμάτων συνδεδεμένων σε φθορίζων μόριο • Μικροσκοπία φθορισμού Παράδειγμα S- phase marker: PCNA Παράδειγμα Μ- phase marker: φωσφορυλιωμένη Ιστόνη Η3 στη Σερίνη 10 (pH3)

Question 60

Πως γίνεται μελέτη των φάσεων του κυτταρικού κύκλου με | κυτταρομετρία ροής (flow cytometry);

Answer 60

• Μέθοδος ανάλυσης πληθυσμού κυττάρων η οποία δείχνει το ποσοστό κυττάρων που έχουν συγκεκριμένη ποσότητα DNA • Μονιμοποίηση κυττάρων • Χρώση με Propidium Iodide (PI). Η χρωστική PI φθορίζει (στο κόκκινο) όταν προσδεθεί στο DNA και η ένταση του φθορισμού είναι ανάλογη της ποσότητας του DNA κάθε κυττάρου • Η ποσότητα του DNA (2N, 4N ή ενδιάμεση) είναι χαρακτηριστική της φάσης του κυτταρικού κύκλου (G1, G2 ή S) • Ανάλυση φθορισμού των κυττάρων με κυτταρομετρία ροής μας δείχνει το ποσοστό αυτών στις διάφορες φάσεις του κυτταρικού κύκλου

Question 61

Ποια είναι η ενεργότητα των CDKs κατά την G1 | και αρχή της S ( μεγάλο σχήμα);

Answer 61

μιτωγόνα και αυξυντικοί παράγοντες ενεργοποιούν Cdk4, 6/ CycD=> φωσφορυλίωση Rb=> ενεργός E2F=> έκφραση των γονιδίων Cdk2, CycE => ενίσχυση ενεργότητας E2F,αλλαγή από G2 σε S => ενεργοποίηση φωσφορυλιομένου p27=> απενεργοποίηση Cdk4, 6/ CycD μέσω ουβικιτινιλίωσης και πρωτεασώματος

Question 62

Ποιές είναι οι φάσεις της κυτταρικής διαίρεσης ;

Answer 62

Μεσόφαση ( G1,S,G2) φάση Μ (1. Πρόφαση 2. Προμετάφαση 3. Μετάφαση 4. Ανάφαση 5. Τελόφαση 6. Κυτταροκίνηση)

Question 63

(Κάποια) Μορφολογικά χαρακτηριστικά της Μεσόφασης (κεντρόσωμα);

Answer 63

``` Το κεντρόσωμα διπλασιάζεται κατά το τέλος της S ή κατά την G2. Τα δύο τμήματα του διπλασιασμένου κεντροσώματος παραμένουν συνδεδεμένα μεταξύ τους έως την αρχή της κυτταρικής διαίρεσης (Πρόφαση) ```

Question 64

Χρωμοσωμικά και κυτταροπλασματικά | γεγονότα της κυτταρικής διαίρεσης;

Answer 64

``` Μεσόφαση: • Όχι συμπυκνωμένο DNA • Πυρηνικός φάκελος ανέπαφος • Κεντρόσωμα όχι διαχωρισμένο, κοντά στον πυρηνικό φάκελο • Δίκτυο μικροσωληνίσκων ``` • Διαχωρισμός του κεντροσώματος και κίνηση προς αντίθετους πόλους του κυττάρου (Πρόφαση) • Συμπύκνωση των χρωμοσωμάτων (Πρόφαση) • Αποικοδόμηση του πυρηνικού φακέλου (Προμετάφαση) • Σχηματισμός της μιτωτικής ατράκτου από μικροσωληνίσκους (Προμετάφαση) και διάταξη των χρωμοσωμάτων στο ισημερινό επίπεδο (Προμετάφαση έως Μετάφαση) • Διαχωρισμός των χρωμοσωμάτων και απομάκρυνση χρωμοσωμάτων και πόλων της ατράκτου προς αντίθετους κυτταρικούς πόλους (Ανάφαση) • Αποσυσπείρωση των χρωμοσωμάτων στα θυγατρικά κύτταρα και επανασχηματισμός των πυρηνικών φακέλων (Τελόφαση) • Σχηματισμός του συσταλτού δακτυλίου στην ενδιάμεση ζώνη και στο ενδιάμεσο σώμα (midzone and midbody) και διαίρεση του κυτταροπλάσματος (Κυτταροκίνηση) • Η κυτταροκίνηση ξεκινά μετά την αρχή της ανάφασης και ολοκληρώνεται μετά την τελόφαση

Question 65

Ενεργοποίηση της Cdk1 στο κεντρόσωμα | και διαχωρισμός του κεντροσώματος, ποιο είναι το μονοπάτι ;

Answer 65

Cdk1/Cyclin Β φωσφορυλιομένη στις T14 & Y15 και ανενεργή (τέλος G2) =>Ενεργοποίηση Cdc25Β από Aurora-A μέσω φωσφορυλίωσης του S353 => ενεργοποίηση μέσω αποφωσφορυλίωσης Cdk1/ Cyclin Β από Cdc25Β =>Είσοδος ενεργής Cdk1/Cyclin B στον πυρήνα ή και ενεργοποίηση της κινεσίνης Eg5 (Αρχή μίτωσης)

Question 66

Πως γίνεται η έναρξη της κυτταρικής διαίρεσης ;

Answer 66

• Ενεργοποίηση του συμπλόκου Cdk1/ Cyclin B στο κεντρόσωμα και είσοδος αυτού στον πυρήνα σηματοδοτεί την έναρξη της κυτταρικής διαίρεσης • Το σύμπλοκο Cdk1/ Cyclin B ενεργοποιείται μέσω φωσφορυλίωσης της φωσφατάσης Cdc25B από την κινάση Aurora-A. Aκολούθως, το ενεργοποιημένο σύμπλοκο Cdk1/ Cyclin B εισέρχεται στον πυρήνα • Ενεργότητα του συμπλόκου Cdk1/ Cyclin B είναι απαραίτητη για πολλές λειτουργίες της κυτταρικής διαίρεσης

Question 67

Ποιές είναι οι λειτουργίες του συμπλόκου Cdk1/ | Cyclin B κατά την κυτταρική διαίρεση;

Answer 67

Διαχωρισμός του κεντροσώματος Αποικοδόμηση του πυρηνικού φακέλου Σχηματισμός της μιτωτικής ατράκτου Διάταξη των χρωμοσωμάτων στο ισημερινό επίπεδο

Question 68

Γιατί συμβαίνει και πότε η αποικοδόμηση του πυρηνικού φακέλου ;

Answer 68

Η αποικοδόμηση του πυρηνικού φακέλου συμβαίνει όταν η Cdk1/Cyclin Β φωσφορυλιώνει τα διμερή την λαμίνης στο ελαστικό έλασμα και γίνεται στην προμετάφαση της φάσης Μ.

Question 69

Πως γίνεται ο ταχύς πολυμερισμός/ αποπολυμερισμός ΜΣ κατά το σχηματισμό μιτωτικής ατράκτου και την πρόσδεση των χρωμοσωμάτων

Answer 69

(Μεσόφαση) Μακρείς και σταθεροί ΜΣ η σταθεροποίηση γίνεται με MAPs (Microtubule (MT) associated proteins) στο + άκρο => η κυκλίνη Cdk1/ Cyclin Β φωσφωρυλιώνει τις MAPs και αυτές απομακρίνονται=> αυτό κάνει τους μικροσωληνίσκους δυναμικούς και βραχείς λόγω καταστροφινών (μίτωση)

Question 70

Πως γίνεται η διάταξη των χρωμοσωμάτων στον κινητοχώρο ;

Answer 70

Φωσφορυλίωση της κινεσίνης της | μιτωτικής ατράκτου (συγκεκριμένα στους MΣ επικάλυψης) από την Cdk1/ Cyclin Β

Question 71

Πως η ενεργοποίηση του συμπλόκου Cdk1/Cyclin B σηματοδοτεί την έναρξη της κυτταρικής διαίρεσης(Πρόφαση -Μετάφαση) επιγραματικά ;

Answer 71

• Διαχωρισμός του κεντροσώματος • Αποικοδόμηση πυρηνικού φακέλου • Σχηματισμός της μιτωτικής ατράκτου και διάταξη των χρωμοσωμάτων στο ισημερινό επίπεδο

Question 72

Τι είναι το σύμπλοκο APC/C;

Answer 72

• Το APC/C (Anaphase Promoting Complex/Cyclosome) είναι σύμπλοκο πρωτεϊνών με ενεργότητα Ε3 ubiquitin ligase • Μεταφέρει αλυσίδα μορίων ubiquitin σε μιτωτικές πρωτεΐνες-στόχους. Οι ουμπικιτινιωμένες πρωτεΐνες αναγνωρίζονται από το πρωτεάσωμα (proteasome) και αποικοδομούνται • Το APC/C ενεργοποιείται μέσω πρόσδεσης της καταλυτικής του υπομονάδας Cdc20 • Ενεργοποίηση του APC/C οδηγεί σε αποικοδόμηση των υποστρωμάτων Cyclin Β και cohesin και έναρξη της ανάφασης

Question 73

Ποια είναι τα υποστρώματα του APC/C για την έναρξη της ανάφασης;

Answer 73

Κατα την μετάβαση από την Μετάφαση στην Ανάφαση : 1) το σύμπλοκο APC/C ,Ε2, Cdc20 ουβικιτινιλιώνει την κυκλίνη Β και αυτή απποικοδονείται 2) Διασπά την σεκιουρίνη και ελευθερώνει την σεπαράση => η σεπαράση διασπά την κοεζίνη των κινητοχώρων οδηγόντας σε διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων

Question 74

Πως ελέγχεται η έναρξη της ανάφασης;

Answer 74

Mitotic spindle checkpoint | Σημείο ελέγχου της μιτωτικής διαίρεσης

Question 75

Τί είναι το mitotic spindle checkpoint;

Answer 75

• Είναι μηχανισμός ο οποίος εμποδίζει την έναρξη της ανάφασης (τον διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων) έως ότου όλα τα χρωμοσώματα συνδεθούν μέσω των κινητοχώρων τους διπολικά με ΜΣ της μιτωτικής ατράκτου • Ενεργοποιείται αυθόρμητα κατά τη διάταξη των χρωμοσωμάτων στη μιτωτική άτρακτο λόγω έλλειψης πρόσδεσης ΜΣ στους κινητοχώρους ή τάσης μεταξύ αδελφών κινητοχώρων • Επίσης, επάγεται εξωγενώς από ουσίες που εμποδίζουν τον ομαλό σχηματισμό της μιτωτικής ατράκτου (όπως nocodazole, taxol) • «Σβήσιμο» του spindle checkpoint (όταν όλα τα χρωμοσώματα διαταχθούν σωστά) επιτρέπει έναρξη της ανάφασης

Question 76

Πως το spindle checkpoint εκτελεί τον έλεγχο του;

Answer 76

Οι πρωτεΐνες του spindle checkpoint απενεργοποιούν το APC/C Όταν έστω και ένας κινητοχώρος δεν είναι προσδεδεμένος σε μικροσωληνίσκο από την σωστή πλευρά της μιτωτικής ατράκτου τότε οι πρωτείνες του spindle checkpoint προσδένονται στην Cdc20 και έτσι απενεργοποιούν το σύμπλοκο APC/C και άρα δεν γίνονται τα απαραίτητα βήματα για γίνει η μετάβαση από την μετάφαση στην ανάφαση .

Question 77

Ποιες είναι οι πρωτείνες του spindle checkpoint ;

Answer 77

``` Bub proteins: Bub1, Bub3 Mad proteins: Mad1, Mad2, BubR1 (Mad3) Proteins of the Chromosomal Passenger Complex (Αurora-B, INCENP and Survivin) ```

Question 78

Ποιά είναι η μοριακή βάση της ανάφασης ;

Answer 78

ενεργός μηχανισμός του spindle checkpoint => ανενεργό σύμπλοκο APC/C, προστατευμένη από σεκιουρίνη η σεπαρ'αση και ενεργή η Cdk1/Cyclin B Απενεργοποιημένο το spindle checkpoint=>απελευθέρωση των πρωτεινών του spindle checkpoint, ενεργοποίηση του APC/C, αποικοδόμηση της κυκλίνης άρα απενεργοποίηση της Cdk1, απελευθέρωση της σεπαράσης από την σεκιουρίνη και διάσπαση της κοεζίνης => διαχωρισμός των χρωμοσωμάτων και έναρξη ανάφασης

Question 79

Ποια η σπουδαιότητα του spindle | checkpoint;

Answer 79

• Σφάλματα στο spindle checkpoint οδηγούν σε άνιση κατανομή του γενετικού υλικού στα θυγατρικά κύτταρα (ανευπλοειδία, χρωμοσωμική αστάθεια) • Η χρωμοσωμική αστάθεια συνδέεται με καρκινογένεση λόγω ενεργοποίησης πρωτο-ογκογονιδίων ή/και έλλειψης ογκο- κατασταλτικών γονιδίων

Question 80

Ποια γεγονότα συνδέονται με την έναρξη της ανάφασης επιγραμματικά ;

Answer 80

• Το spindle checkpoint εμποδίζει την έναρξη της ανάφασης μέσω απενεργοποίησης της καταλυτικής υπομονάδας Cdc20 του APC/C • Όταν όλοι οι αδελφοί κινητοχώροι προσδεθούν διπολικά μέσω ΜΣ στη μιτωτική άτρακτο, το spindle checkpoint «σβήνει» και ενεργοποιείται το σύμπλοκο APC/C • Ενεργοποίηση του συμπλόκου APC/C οδηγεί σε αποικοδόμηση της Cyclin B (απενεργοποίηση της Cdk1) από το πρωτεάσωμα, αποικοδόμηση της cohesin και διαχωρισμό των αδελφών χρωματίδων

Question 81

Πώς καθορίζεται η θέση σχηματισμού της κυτταροπλασματικής αύλακας;

Answer 81

Οι ΜΣ της μιτωτικής ατράκτου καθορίζουν τη θέση σχηματισμού της κυτταροπλασματικής αύλακας

Question 82

Πώς συντονίζεται η έναρξη της Κυτταροκίνησης με τον διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων;

Answer 82

1. Πριν την ανάφαση, το σύμπλοκο Cdk1/ Cyclin B φωσφορυλιώνει και απενεργοποιεί ρυθμιστικές πρωτεΐνες οι οποίες επάγουν τον πολυμερισμό ινιδίων ακτίνης 2. Μετά την έναρξη της ανάφασης, απενεργοποίηση της Cdk1 από το APC/C επιτρέπει την αποφωσφορυλίωση και ενεργοποίηση των παραπάνω ρυθμιστικών πρωτεϊνών και τη μετακίνησή τους στη midzone και στο midbody 3. Εκεί, επέρχεται πολυμερισμός ινιδίων ακτίνης και σχηματισμός της κυτταροπλασματικής αύλακας 4. Συνεπώς ο σχηματισμός της αύλακας ακολουθεί χρονικά την έναρξη της ανάφασης (το διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων)

Question 83

Πως γίνεται ενεργοποίηση/ μετακίνηση πρωτεϊνών που επάγουν | πολυμερισμό της ακτίνης στο midzone & midbody;

Answer 83

(πρόφαση, μετάφαση) ενεργή Cdk1/ CyclinΒ= φωσφορυλίωση και παρεμπόδιση πρωτεινών που προκαλούν πολυμερισμό της ακτίνης => ενεργή APC/C=> ανενεργή Cdk1 ( άρα όχι φωσφορυλίωση ) , φωσφατάσες αποφωσφορυλιώνουν τις πρωτείνες πολυμερισμού ακτίνης και αυτές κινούνται προς την ενδιάμεση ζώη,ε ενδιάμεσο σώμα=> αρχή κυτταροκίνησης

Question 84

Η κινεσίνη HSET βοηθά την επιβίωση καρκινικών | κυττάρων με πολύ-πολικές ατράκτους. Πως μπορεί αυτό να χρησιμοποιηθεί ως θεραπεία καρκίνου;

Answer 84

• Αναστολή της κινεσίνης HSET μπορεί να οδηγήσει σε θανάτωση των καρκινικών κυττάρων με πολύ-πολικές ατράκτους, διότι δημιουργούνται μη βιώσιμα κύτταρα • H HSET δεν είναι απαραίτητη για τα φυσιολογικά κύτταρα με διπολικές ατράκτους από κεντροσώματα, συνεπώς αναστολή της HSET δεν τα επηρεάζει

Question 85

Τί είναι Κυτταρική Επικοινωνία;

Answer 85

• Είναι η ικανότητα του κυττάρου να αποκρίνεται σε εξωτερικά σήματα (σήματα από το περιβάλλον του ή άλλα κύτταρα) • Τα σήματα αυτά μπορεί να είναι ιόντα, μικρομόρια (π.χ. γλυκόζη) ή μακρομόρια (π.χ. ορμόνες) • Οι λειτουργίες του κυττάρου ρυθμίζονται από τα εξωτερικά σήματα τα οποία δέχεται

Question 86

Η κυτταρική απόκριση σε εξωτερικά | σήματα εξαρτάται από:

Answer 86

``` 1. Το είδος του σήματος επιβίωση διαίρεση διαφοροποίηση θάνατος ``` 2. Το είδος των πρωτεϊνών του κυττάρου οι οποίες δρουν ως διαβιβαστές σημάτων (το είδος του κυττάρου) 3. Το συνδυασμό σημάτων στα οποία εκτίθεται το κύτταρο

Question 87

Ποια είναι τα είδη κυτταρικής επικοινωνίας;

Answer 87

Paracrine Endocrine Autocrine

Question 88

Γιατί η αυτοκρινική επικοινωνία είναι σημαντική | για την επιβίωση καρκινικών κυττάρων;

Answer 88

``` • Τα καρκινικά κύτταρα παράγουν αυτοκρινικά αυξητικούς παράγοντες και σήματα επιβίωσης για να επάγουν και να συντηρήσουν την κυτταρική αύξηση και επιβίωσή τους • Τα καρκινικά κύτταρα αποκτούν ανθεκτικότητα σε αναστολείς κυτταρικών μονοπατιών αύξησης, μέσω επαγωγής αυτοκρινικών μονοπατιών ```

Question 89

Τα εξωτερικά σήματα διακρίνονται σε | λιποδιαλυτά και υδατοδιαλυτά αναφέρετε παραδείγματα.

Answer 89

Παραδείγματα Λιποδιαλυτών (Υδρόφοβων) σημάτων: τεστοστερόνη, θυρεοειδείς ορμόνες (θυροξίνη), ρετινοειδή, βιταμίνη D Παραδείγματα Υδατοδιαλυτών (Υδρόφιλων) σημάτων: Αυξητικοί παράγοντες, νευροδιαβιβαστές, σήματα τοπικής εμβέλειας, π.χ. ισταμίνη

Question 90

Εξωτερικά σήματα ενεργοποιούν ενδοκυτταρικά | μονοπάτια διαβίβασης πληροφοριών ,ποιά είναι τα βασικά στάδια σε αυτή τη διαδικασία (γενικά και επιγραμματικά)

Answer 90

1. signal molecule 2. cell receptor protein 3. intracellular signal transduction proteins 4. target proteins 5. EFFECT

Question 91

Ποιες είναι οι διαφορές μεταξύ λιποδιαλυτών και | υδατοδιαλυτών σημάτων;

Answer 91

• Διαλυτότητα σε νερό • Τα λιποδιαλυτά σήματα κυκλοφορούν στα υγρά του σώματος δεσμευμένες με πρωτεΐνες-μεταφορείς • Τα υδατοδιαλυτά σήματα έχουν συνήθως μικρό χρόνο ζωής ενώ τα λιποδιαλυτά μπορούν να διατηρηθούν για ώρες (στεροειδείς ορμόνες) ή ημέρες (ορμόνες θυρεοειδούς)

Question 92

Ποια είναι τα είδη των κυττάρικών υποδοχέων ;

Answer 92

Πυρηνικοί υποδοχείς = ενδοκυτταρικοί υποδοχείς, προσδένουν μικρά υδρόφοβα μόρια που διαχέονται μέσα από την πλασματική μεμβράνη , ρυθμίζουν την έκφραση γονιδίων υποδοχείς επιφανείας κυττάρου = βρίσκονται στην επιφάνεια του κυττάρου, προσδένουν υδατοδιαλυτές πρωτείνες, δρουν ως μεταφορείς σήματος έχοντας λειτουργία κινάσης τυροσίνης

Question 93

Η οικογένεια των πυρηνικών | υποδοχέων( παρδείγματα και domains)

Answer 93

• Glucocorticoid Receptor • Vitamin D Receptor (GR) • Progesterone Receptor • Retinoic acid Receptor• Thyroid hormone • Estrogen Receptor (ER) Transcription activating domain DNA-binding domain Ligand-binding domain

Question 94

Ποια είναι τα στοιχεία που χρειάζονται για να δράσουν οι πυρηνικοί υποδοχείς;

Answer 94

Co-activator proteins receptor-binding element (Receptor Response Element) ligand

Question 95

Ποιά είναι η ιστορία των Οιστρογόνων και του καρκίνου;

Answer 95

• Τα οιστρογόνα χρησιμοποιούνται σε γυναίκες μετά την εμμηνόπαυση για πρόληψη της οστεοπόρωσης και βελτίωση των συμπτωμάτων της εμμηνόπαυσης (hormone replacement treatment-HRT) • The Million Women Study- CRUK & NHS: To 2002 δείχθηκε ότι χρήση οιστρογόνων συνδέεται με αύξηση της συχνότητας καρκίνου του μαστού (αλλά και καρδιοπαθειών και εγκεφαλικών επεισοδίων) • Περίπου 80% των καρκίνων του μαστού εξαρτάται από οιστρογόνα για να αυξηθεί • Πλέον η HRT δίνεται για το μικρότερο δυνατόν χρόνο και δόση και η συχνότητα χρήσης της έχει μειωθεί περίπου στο μισό

Question 96

Πως γίνεται η ενεργοποίηση υποδοχέων κινάσης | Τυροσίνης ;

Answer 96

ανενεργός υποδοχέας κινάσης τυροσίνης=> ο συνδέτης ( ligand) προσδένεται=> ο υποδοχέας διμερίζεται και φωσφορυλιώνεται => πρόσδεση πρωτεϊνών προσαρμοστών => ενδοκυττάρικά μονοπάτια σηματοδότησης

Question 97

Πως γίνεται η πρόσδεση adaptor πρωτεϊνών (προσαρμοστές) σε υποδοχείς κινάσης Τυροσίνης;

Answer 97

``` Πρόσδεση adaptor proteins μέσω SH2 (Src homology region 2) domain που περιέχει pTyr binding site amino-acid side chain binding site ```

Question 98

Τι είναι και τι κάνει η πρωτείνη Ras;

Answer 98

• Ανήκει σε οικογένεια πρωτεϊνών (Ras, Rac, Cdc42, κ.ά.) Η πρωτεΐνη Ras ενεργοποιείται από μιτογόνες ουσίες (φορβολικοί εστέρες-PMA, γλυκοπρωτείνες-concavalin A, phytohaemagglutinin, κ.ά.) και επάγει κυτταρικό πολλαπλασιασμό (Γονίδιο ras = πρωτο-ογκογονίδιο) • Η μεταλλαγμένη Ras είναι υπερ-ενεργή και επάγει υπερβολικό πολλαπλασιασμό των κυττάρων (μεταλλαγμένο γονίδιο ras = ογκογονίδιο) Μεταλλάξεις στα γονίδια ras προωθούν την καρκινογένεση και περίπου 30% των όγκων του ανθρώπου εκφράζουν μεταλλαγμένη πρωτεΐνη Ras • Η πρωτεΐνη Ras μεταφέρει σήματα από adaptor proteins οι οποίες προσδένονται σε υποδοχείς κινάσης Τυροσίνης, σε downstream κινάσες οι οποίες επάγουν τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό

Question 99

Με ποιόν τρόπο διενεργείται η ενεργότητα GTPασης των Ras/ Rac/ Cdc42 ;

Answer 99

πχ ανενεργή Ras προσδεδεμένη με GDP => η GEF: Guanine exchange factor απομακρίνει το GDP και έρχεται στην θέση του ένα GTP=> ενεργή Ras με GTP άρα και μεταφορά σήματος για κυτταρικό πολλαπλασιασμό => η GAP: Guanine activating protein αφαιρεί μία φωσφορική ομάδα από το GTP και το κάνει GDP επαναφέροντας την Ras στην ανενεργή κατασταση

Question 100

Πως ενεργοποιούνται οι πρωτείνες Οι πρωτεΐνες Ras/ Rac/ Cdc42 ;

Answer 100

Σηματοδοτικό μόριο ενεργοποιεί τον υποδοχέα με δράση κινάσης τυροσίνης => πρωτείνη προσαρμοστής ( adaptor) πχ GRB2 ενεργοποιεί την Ras GEF που είναι προσδεδεμένη σε αυτή => αυτη ενεργοποιεί την Ras και αυτή ξεκινά τον καταράκτη μεταφορά σήματος

Question 101

Ποια είναι η γενική μορφή μονοπατιών Ras;

Answer 101

υποδοχέας με δράση κινάσης τυροσίνης => adaptor => GEF=> Ras=> MAPKKK=>MAPKK (2 φωσφορικές ομάδες)=>MAPK (2 φωσφορικές ομάδες)=>άλλες επιδραστικές πρωτείνες => μεταβολή στο κύτταρο όλα τα βήματα που περιέχουν κινάση περιλαμβάνουν χρήση ATP όλες οι MAPK είναι κινάσες σερίνης -θρεονίνης MAP: mitogen-activated protein

Question 102

Ποιο είναι το μονοπάτι ERK από την Ras/Rac/ | Cdc42 και μετά ;

Answer 102

μιτογόνα =>ενεργή Ras/Rac/ Cdc42=>Raf=>MEK1,2=>ERK=>CREB ή Myc ή MAPs=> αλλαγές στο κύτταρο που αποσκοπούν στον κυτταρικό πολλαπλασιασμό ( κυτταροσκελετός , έκφραση γονιδίων )

Question 103

Ποιες είναι οι δυνατές αποκρίσεις του μονοπατιού ERK;

Answer 103

CREB,Myc => έκφραση μεταγραφικών παραγόντων (E2F), Κυκλίνεςκαι ριβοσωμικές πρωτείνες. MAPs=> δρουν σε πρωτείνες κυτταροσκελετού για διάφορες ανακατατάξεις και αλλαγές εκεί . και τα δύο μονοπάτια αποσκοπούν στον κυτταρικό πολλαπλασιασμό

Question 104

Ποιο είναι το μονοπάτι JNK και | p38MAPK από την ενεργοποιήση της Rac/Cdc42 και μετά ;

Answer 104

στρες, UV, φλεγμωνή => ενεργή Rac ή Cdc42=>PAKs=>MKK4,7 ή MKK3,6=>JNK , p38MAPK(από MKK4,7) και p38MAPK(από MKK3,6) =>Jun, Elk1, ATF-2 (από JNK) και ATF-2 , MAPKAP-2( από p38MAPK)

Question 105

Ποιες είναι οι δυνατές αποκρίσεις του μονοπατιού JNK και | p38MAPK;

Answer 105

Jun ,ATF-2,Elk1 => δρουν γενωμικά προάγοντας την έκφραση προ- αποπτωτικών πρωτεινών, αναστολέων του κυτταρικού κύκλου, υποδοχέων μακροφάγων, μεταλλοπρωτεασών MAPKAP2=>μέσω φωσφορυλιώσεων και όχι γενωμικά στο σταμάτημα του κυτταρικού κύκλου

Question 106

Ποιο είναι το μονοπάτι PI3-kinase/ Akt ;

Answer 106

* Προκειμένου να πολλαπλασιαστούν (Ras pathway), τα κύτταρα χρειάζεται να αυξηθούν σε όγκο (cell growth). Το μονοπάτι PI3- kinase/ Akt είναι ένα από τα κύρια ενδοκυτταρικά μονοπάτια που οδηγούν σε κυτταρική αύξηση * Το μονοπάτι PI3-kinase/ Akt επάγεται από αυξητικούς παράγοντες όπως EGF (Epidermal Growth Factor), NGF (Nerve Growth Factor), IGF (Insulin Growth Factor), ορρό (serum) * Οι αυξητικοί παράγοντες ενεργοποιούν Phosphatidylinositol 3- kinases (PI 3-kinases) * Οι PI 3-kinases δημιουργούν το φωσφολιπίδιο PI(3,4,5)P3 (phosphatidylinositol 3, 4, 5-triphosphate) το οποίο ενεργοποιεί την κινάση Akt και οδηγεί σε κυτταρική αύξηση και επιβίωση

Question 107

Πως γίνεται η δημιουργία του PI(3,4,5)P3;

Answer 107

Phosphatidynositol (PI)=>PI 4,5-biphosphate (PI[4,5]P2)=>( μέσω PI 3-KINASE) έχουμε PI 3,4,5-triphosphate (PI[3,4,5]P3)

Question 108

Ποιος είναι ο μηχανισμός δράσης της PI 3-kinase;

Answer 108

PI 3-kinase προσδένεται σε έναν ενεργοποιημένο υποδοχέα με δράση κινάσης τυροσίνης μέσω SH2 domain ( adaptor ) => μέσω μετατροπής ενός ATP σε ADP κάνει την PI(4,5)P2 να γίνει PI(3,4,5)P3 στην πλασματική μεμβράνη => κάποια κινάση σερίνης θρεονίνης προσδένεται στην PI(3,4,5)P3 μέσω PH domain και ξεκινά τον καταράκτη μεταφοράς σήματος

Question 109

Ποιο είναι το μονοπάτι PI3-kinase/ Akt που προάγει | την κυτταρική αύξηση και επιβίωση ;

Answer 109

σήμα αύξησης=> υποδοχέας κινάσης τυροσίνης=>PI 3-Kinase, μετατροπή PI(4,5)P2 σε PI(3,4,5)P3=> πρόσδεση Akt στην PI(3,4,5)P3=> απομάκρυνση Akt=> (μέσω φωσφορυλίωσης ) ανάπτυξη του κυττάρου (πχ στην φάση G1 αυξηση Cdk) ή (μέσω απενεργοποιητικής φωσφορυλίωσης της BAD κυτταρική επιβίωση

Question 110

Τι εννοούμε με τον όρο CELL GROWTH

Answer 110

Increased protein synthesis, accumulation | of Cyclins, glucose transport

Question 111

Τι ονομάζουμε κυτταρική επικοινωνία;

Answer 111

Η κυτταρική επικοινωνία απαιτεί πρόσδεση των μορίων- σημάτων σε ειδικούς υποδοχείς στο εσωτερικό (πυρηνικοί υποδοχείς) ή στην επιφάνεια του κυττάρου (διαμεμβρανικοί υποδοχείς) • Πρόσδεση του μορίου-σήματος στον αντίστοιχο πυρηνικό υποδοχέα οδηγεί σε εντοπισμό του υποδοχέα σε ειδικές αλληλουχίες υποκινητών και επαγωγή της έκφρασης γονιδίων- στόχων • Πρόσδεση του μορίου-σήματος στον αντίστοιχο διαμεμβρανικό υποδοχέα κινάσης Τυροσίνης επάγει αυτο-φωσφωρυλίωση του υποδοχέα και ενεργοποίηση GTPασών (Ras Rac, Cdc42) •Μετά από την ενεργοποίηση του κατάλληλου υποδοχέα κινάσης Τυροσίνης, το σήμα μεταβιβάζεται στις πρωτεΐνες-στόχους μέσω καταρρακτών κινασών Σερίνης-Θρεονίνης • Το μονοπάτι Ras (ERK) ενεργοποιείται από μιτογόνα και επάγει κυτταρικό πολλαπλασιασμό • Το μονοπάτι JNK/ p38MAPK αποκρίνεται σε ερεθίσματα κυτταρικού stress και οδηγεί σε κυτταρικό θάνατο • Το μονοπάτι PI3-kinase/ Akt ενεργοποιείται από αυξητικούς παράγοντες και επάγει κυτταρική αύξηση και επιβίωση • Η τελική απόκριση του κυττάρου καθορίζεται από συνδυασμούς σημάτων/ μονοπατιών διαβίβασης ενδοκυτταρικών μηνυμάτων

Question 112

Ποιες είναι οι δομές οργάνωσης της χρωματίνης

Answer 112

κομπολόι με χάντρες ,ινίδια 30 nm,«θηλειές»

Question 113

Ποιες είναι οι δύο μορφές της χρωματίνης και τι συνεπάγεται η κάθε μορφή;

Answer 113

συμπυκνωμένη χρωματίνη (ετεροχρωματίνη)=> Dna που δεν εκφράζεται αποσυμπύκνωση χρωματίνης (ευχρωματίνη)=>γονίδια που εκφράζονται

Question 114

Τι είναι επιγενετικές τροποποιήσεις της χρωματίνης+ παραδείγματα;

Answer 114

• Είναι τροποποιήσεις της χρωματίνης οι οποίες δεν περιλαμβάνουν αλλαγές στη αλληλουχία του DNA • Ο όρος «επιγενετικές αλλαγές» περιγράφει την ιδέα ότι το περιβάλλον μπορεί να επηρεάσει τη συμπεριφορά γονιδίων χωρίς να αλλάξουν οι αλληλουχίες αυτών των γονιδίων • Δύνανται να διατηρηθούν και να κληρονομηθούν κατά την κυτταρική διαίρεση και από γενιά σε γενιά • Παραδείγματα επιγενετικής ρύθμισης γονιδίων: σχηματισμός ετεροχρωματίνης στα κεντρομερή, απενεργοποίηση του Χ χρωμοσώματος, ρύθμιση της έκφρασης γονιδίων κατά τον κυτταρικό κύκλο, αποσιώπηση (silencing) γονιδίων από καρκινογόνες ουσίες, κ.ά.

Question 115

Ποιες είναι οι επιγενετικές τροποποιήσεις της | χρωματίνης ;

Answer 115

• Τροποποιήσεις Ιστονών Ακετυλίωση Ιστονών Μεθυλίωση Ιστονών • Μεθυλίωση του DNA

Question 116

Ποια η λειτουργία των ουρών των ιστονών ;

Answer 116

Οι «ουρές» των Ιστονών συμμετέχουν στο πακετάρισμα των νουκλεοσωμάτων Επιγενετικές τροποποιήσεις στις «ουρές» των Ιστονών επιφέρουν αλλαγές στη δομή της χρωματίνης

Question 117

Τι είναι ακετυλίωση Ιστονών;

Answer 117

• Μεταφορά ακετυλικής ομάδας σε αμινοξικό κατάλοιπο Λυσίνης ή Αργινίνης και δημιουργία ε-Ν–ακέτυλο-λυσίνης ή ε-Ν-ακέτυλο-αργινίνης • Μεταφορά ακετυλικής ομάδας εξουδετερώνει το θετικό φορτίο των αμινοξέων Λυσίνης ή Αργινίνης. Έτσι, χαλαρώνουν οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των «ουρών» των ιστονών • Ακετυλίωση Ιστονών σχετίζεται με ενεργοποίηση ενώ απoακετυλίωση με καταστολή της μεταγραφής • Υποακετυλίωση του DNA παρατηρείται στην ετεροχρωματίνη και σχετίζεται με καταστολή της γονιδιακής έκφρασης • Οι πιο καλά μελετημένες ακετυλιώσεις Ιστονών αφορούν στις Η3Κ9 και Η3Κ14 • Οι Histone AcetylTransferases (HATs) ακετυλιώνουν Λυσίνη/ Αργινίνη. Οι Histone Deacetylases (HDACs) αποακετυλιώνουν Λυσίνη/ Αργινίνη

Question 118

Ποιές είναι οι οικογένειες και ποιες οι λειτουργικές περιοχές για τις πρωτεΐνες-Μεταφορείς Ακετυλίων σε Ιστόνες (Histone Acetyltransferases, HATs);

Answer 118

1. Οικογένεια GNAT (GCN5, PCAF) 2. P300 και CBP 3. Οικογένεια MYST (MOZ, SAS2, Tip60) Λειτουργικές περιοχές (domains) 1.Acetyl-transferase domain (HAT) 2.Bromodomain (πρόσδεση σε ακετυλιωμένα αμινοξέα 3.Zn fingers (πρόσδεση στο DNA) 4.Αλληλεπίδραση με παράγοντες μεταγραφής

Question 119

Δράσεις των ακετυλιώσεων των ιστονών ;

Answer 119

Πρωτεΐνες που προσδένονται σε ενισχυτές της μεταγραφής γονιδίων Μεταγραφικοί παράγοντες που δεν προσδένονται απευθείας σε υποκινητές γονιδίων ``` Μεταγραφικοί παράγοντες που προσδένονται απευθείας σε υποκινητές ``` Παράγοντες για περαιτέρω χαλάρωση της χρωματίνης

Question 120

Ακετυλίωση Ιστονών ενεργοποιεί την έκφραση γονιδίων, με τους | ακόλουθους τρόπους:

Answer 120

1. Ακετυλίωση Ιστονών από τις HATs επιφέρει αλλαγή του φορτίου αυτών, χαλάρωση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των «ουρών» των Ιστονών και «άνοιγμα» της δομής της χρωματίνης Η «ανοιχτή» χρωματίνη είναι ευκολότερα προσβάσιμη σε παράγοντες της μεταγραφής και RNA πολυμεράση 2. Οι HATs προσδένονται στις ακετυλιωμένες Ιστόνες μέσω του Bromodomain και προσελκύουν μεταγραφικούς παράγοντες σε ενισχυτές ή υποκινητές γονιδίων 3. Μεταγραφικοί παράγοντες και Chromatin remodeling enzymes συνδέονται απευθείας στις ακετυλιωμένες Ιστόνες, μέσω των δικών τους Bromodomains και επάγουν μεταγραφή γονιδίων ή περαιτέρω χαλάρωση της χρωματίνης αντίστοιχα

Question 121

Τι είναι Μεθυλίωση Ιστονών ;

Answer 121

• Τροποποίηση αμινοξικών καταλοίπων Λυσίνης ή Αργινίνης με προσθήκη ενός, δύο ή τριών μεθυλικών ομάδων • Μεθυλιώσεις Ιστονών αλλάζουν τις αλληλεπιδράσεις του νουκλεοσώματος με πρωτεΐνες οι οποίες προσδένονται σε Ιστόνες • Μεθυλιώσεις Ιστονών σχετίζονται με ενεργοποίηση ή καταστολή της μεταγραφής, ανάλογα με το αμινοξικό κατάλοιπο • Οι Histone Methyltransferases (HMTs) μεθυλιώνουν αμινοξικά κατάλοιπα Ιστονών • Οι Histone Demethylases (HDMs) απομεθυλιώνουν αμινοξικά κατάλοιπα Ιστονών

Question 122

Τι γνωρίζετε για τη Μεθυλίωση των H3-K4 και Η3-Κ9;

Answer 122

SET-1 SET-9 => H3-K4 αύξηση μεταγραφής Suv39h Suv(ar)3-9 Clr4 => Η3-Κ9 καταστολή μεταγραφής

Question 123

Ποιές είναι και ποιες οι λειτουργικές περιοχές για τις Πρωτεΐνες-Μεταφορείς Μεθυλίων σε Ιστόνες (HMTs);

Answer 123

Suv39h SET-9 Protein domains Methyl-transferase domain Chromodomain (πρόσδεση σε μεθυλιωμένα αμινοξέα) Zn fingers (πρόσδεση στο DNA)

Question 124

Πως η Mεθυλίωση της Η3-Κ9 σχετίζεται με το | σχηματισμό ετεροχρωματίνης;

Answer 124

ευχρωματίνη ακετυλιωμένη => δράση ενζύμων HMT ,HDAC=> • Η πρωτεΐνη HP1 προσδένεται στη μεθυλιωμένη Η3-Κ9 μέσω του chromodomain • Αλληλεπιδράσεις μεταξύ των chromoshadow domains των HP1 οδηγούν σε συμπύκνωση της χρωματίνης • Η συμπυκνωμένη χρωματίνη δεν είναι προσβάσιμη σε μεταγραφικούς παράγοντες και RNA πολυμεράση -> καταστολή της γονιδιακής έκφρασης

Question 125

Πως η Μεθυλίωση της Η3-Κ4 ενεργοποιεί την έκφραση γονιδίων ;

Answer 125

• Πρόσδεση μεταγραφικών παραγόντων και chromatin | remodeling enzymes στην μεθυλιωμένη Κ4

Question 126

Τι είναι η Mεθυλίωση του DNA και που εμφανίζεται ;

Answer 126

• Προσθήκη μεθυλικής ομάδας στο DNA, για παράδειγμα στον 5C του πυριμιδινικού δακτυλίου της Κυτοσίνης και δημιουργία 5-μεθυλκυτοσίνης • Παρατηρείται συνήθως σε δινουκλεοτίδια CpG Έως 90% των δινουκλεοτιδίων CpG είναι μεθυλιωμένα σε κύτταρα θηλαστικών • Υπερμεθυλίωση του DNA παρατηρείται στην ετεροχρωματίνη και σχετίζεται με καταστολή της γονιδιακής έκφρασης • Μη μεθυλιωμένα δινουκλεοτίδια CpG σχηματίζουν ομάδες στην 5’ ρυθμιστική περιοχή ενεργών γονιδίων (CG νησίδες - CG islands) • Σε καρκινικά κύτταρα εμφανίζεται υπερμεθυλίωση (απενεργοποίηση) υποκινητών ογκο-κατασταλτικών γονιδίων

Question 127

Ποιες είναι και ποιες οι λειτουργικές περιοχές για τις Πρωτεΐνες-Μεταφορείς Μεθυλίων σε DNA (DNA Methyltransferases, DNMTs);

Answer 127

• Τρεις DNA methyltranferases στα θηλαστικά, DNMT1, DNMT3a, DNMT3b • DNMT3a και DNMT3b κάνουν de novo μεθυλίωση • DNMT1 συντηρεί την μεθυλίωση (maintenance DNMT) • DNMTs: Έχουν μία ρυθμιστική περιοχή στο Ν-τελικό και μια καταλυτική περιοχή στο C-τελικό άκρο της πρωτεΐνης

Question 128

Με ποια διαδικασία η Μεθυλίωση του DNA σχετίζεται με σχηματισμό ετεροχρωματίνης και καταστολή της μεταγραφής;

Answer 128

ακετυλιωμένη ευχρωματίνη => DNA μεθυλίωση => πρόσδεση MeCP2 -HDAC MeCP2-Chromatin remodeling complex=> καταστολή της μεταγραφής

Question 129

Πως Μεθυλίωση του DNA (σχηματισμός νησίδων 5mCpG) οδηγεί σε | απενεργοποίηση της έκφρασης γονιδίων ( με λόγια όχι ονόματα ) ;

Answer 129

Πρωτεΐνες HDAC προσελκύονται μέσω πρωτεϊνών που προσδένονται σε μεθυλιωμένο DNA και αποακετυλιώνουν αμινοξέα Η3-Κ9 • Επίσης, πρωτεΐνες που αλλάζουν τη στερεοδομή του DNA προσελκύονται μέσω πρωτεϊνών που προσδένονται σε μεθυλιωμένο DNA και προκαλούν συμπύκνωση της χρωματίνης και καταστολή της μεταγραφής

Question 130

Περιγράψτε μία κλασσική περίπτωση ευχρωματίνης .

Answer 130

Η Ευχρωματίνη είναι χρωματίνη με γονίδια που εκφράζονται • Έχει λιγότερο συμπυκνωμένη τριτοταγή δομή • Μη μεθυλιωμένο DNA (CpG) • Όχι Η3-Κ9 μεθυλίωση. Ναι Η3-Κ4 μεθυλίωση • Ναι Η3-Κ9 Ακετυλίωση

Question 131

Ποια είναι τρία Παραδείγματα εφαρμογής | επιγενετικών μηχανισμών;

Answer 131

``` • Δημιουργία ετεροχρωματίνης στα κεντρομερή •Απενεργοποίηση του Χ χρωμοσώματος σε κύτταρα θηλαστικών • Ρύθμιση της έκφρασης γονιδίων της ευχρωματίνης: Cyclin E ```

Question 132

Πως γίνεται η Δημιουργία ετεροχρωματίνης στα | κεντρομερή;

Answer 132

Μικροδορυφορικό DNA=>Προσέλκυση HMTs HP1=>Εκτεταμένη μεθυλίωση περικεντρικής Η3-Κ9,Υποακετυλίωση περικεντρικής Η3-K9 ,Υπομεθυλίωση περικεντρικής Η3-Κ4 =>Μεθυλίωση του DNA

Question 133

Τι είναι Εξισορρόπηση δόσης | (Dosage compensation);

Answer 133

• Το φύλο του ατόμου καθορίζεται από τα φυλετικά χρωμοσώματα • Σε πολλά είδη τα δύο φύλα έχουν διαφορετικό αριθμό Χ χρωμοσωμάτων • Θα περίμενε κανείς σε άτομα με γονότυπο ΧΧ τα γονίδια του Χ χρωμοσώματος να εκφράζονται σε διπλάσια ποσότητα από ό,τι σε άτομα με γονότυπο ΧΥ • Υπάρχουν μηχανισμοί γονιδιακής ρύθμισης για την εξισορρόπηση φαινοτυπικών χαρακτηριστικών που καθορίζονται από γονίδια του Χ χρωμοσώματος (Εξισορρόπηση δόσης)

Question 134

Πως γίνεται η Εξισορρόπηση δόσης στα θηλαστικά;

Answer 134

απενεργοποίηση του Χ χρωμοσώματος Θυλικό Χ1=100% Χ2=0% Αρσενικό=Χ=100% Υ=100% εκφραση

Question 135

Πως γίνεται ο Σχηματισμός χρώματος στις | πολύχρωμες γάτες ( πορτοκαλί -μαύρο) ;

Answer 135

• Ο χρωματισμός του τριχώματος στις γάτες είναι πολύπλοκος και περιλαμβάνει πολλά γονίδια. Ένα από αυτά ευρίσκεται στο Χ χρωμόσωμα • ΧΟ: επικρατές (πορτοκαλί) • Χο: υπολειπόμενο (μαύρο) • Μία ετερόζυγη γάτα θα έχει γονότυπο ΧΟΧο Η απενεργοποίηση του Χ χρωμοσώματος γίνεται κατά την αρχή της εμβρυογένεσης (βλαστοκύστη) και είναι τυχαία. Σε κάποια κύτταρα θα είναι ενεργό το γονίδιο ΧΟ (σημεία με πορτοκαλί τρίχωμα) και σε άλλα το γονίδιο Χο (μαύρο τρίχωμα) Έτσι σχηματίζονται κομμάτια τριχώματος διαφορετικού χρώματος

Question 136

Ποιος είναι ο Μηχανισμός απενεργοποίησης του Χ | χρωμοσώματος;

Answer 136

Απαιτείται για να εξισορροπηθεί η έκφραση γονιδίων του Χ χρωμοσώματος σε άτομα των δύο φύλων • Απενεργοποίηση του Χ χρωμοσώματος μητρικής ή πατρικής προέλευσης γίνεται τυχαία • Στο Χ χρωμόσωμα που προορίζεται για απενεργοποίηση έχουμε έκφραση του γονιδίου XIC και μεταγραφή μη κωδικού RNA ( παραγωγή Χ inactivation specific transcript (Xist)- nonencoding RNA • Το μη κωδικό RNA καλύπτει το Χ χρωμόσωμα που προορίζεται για απενεργοποίηση • Ακολουθούν μεθυλίωση της Η3-Κ9, αποακετυλίωση της Η3-Κ9, μεθυλίωση του DNA και ενσωμάτωση της ειδικής Ιστόνης mΗ2Α •Το Xist δεν είναι απαραίτητο για την διατήρηση της απενεργοποίησης του Χ

Question 137

Ποια είναι η δομή της ιστόνης macroH2A (mH2A)

Answer 137

Η mH2A εκτός από το τμήμα H2A region έχει και ένα nonhistone region οπότε η mH2A ουρά ( Xi nucleosome) είναι μεγαλύτερη από την H2A (nucleosome) και μπορεί να παράγοντες αναδιαμόρφωσης χρωματίνης (Xi chromatin)

Question 138

Πότε γίνεται η Έκφραση της Κυκλίνης Ε στον | κυτταρικό κύκλο και σε ποια Cdk προσδένεται;

Answer 138

μεταξύ των φάσεων G1-S και δημιουργεί το σύμπλοκο Cdk2/ Cyclin E

Question 139

Πως γίνεται η Ρύθμιση της έκφρασης του γονιδίου | της Κυκλίνης Ε;

Answer 139

Αρχικά έχουμε μη ενεργό υποκινητή ( αρχή G1) διότι υπάρχει μεθυλίωση των ιστονών από HMT και πρόσδεση HP1 έπειτα εκεί προσδένεται Rb με HDAC1 και στον E2F με αποτέλεσμα να απενεργοποιείται ο υποκινητής. Μετά δρά το σύμπλοκο Cdk4,6/ Cyclin D και κάνει απενεργοποιητική φωσφορυλίωση της Rb και έτσι όλες αυτές οι πρωτείνες φεύγουν και γινεται ακετυλίωση από HAT ενώ ο E2F μένει και βοηθά στην έκφραση και ο υποκινητής είναι ενεργός

Question 140

Παραδειγμα με το οποίο συσχετίχονται Επιγενετικές τροποποιήσεις και καρκίνος;

Answer 140

• Η υπερμεθυλίωση υποκινητών αποτελεί μηχανισμό | απενεργοποίησης ογκοκατασταλτικών γονιδίων

Question 141

Τι είναι το 5-aza-2’deoxycytidine και πως λειτουργεί;

Answer 141

• Είναι χημικό ανάλογο της δεόξυ-κυτιδίνης (κυτοσίνη + δεοξυριβόζη) • Ενσωματώνεται στο DNA και προσδένεται ομοιοπολικά σε DNMTs τις οποίες απενεργοποιεί • Προκαλεί υπομεθυλίωση και απομεθυλίωση του DNA και επάγει (σε κάποιο βαθμό) επανέκφραση γονιδίων τα οποία είχαν αποσιωπηθεί με επιγενετικούς μηχανισμούς • Χρησιμοποιείται με σχετική επιτυχία στη θεραπεία λευχαιμιών από το 2004

Question 142

Ποιές είναι οι Πηγές βλαβών του DNA;

Answer 142

``` 1. Ενδογενείς βλάβες Προκαλούνται κατά τη διάρκεια κυτταρικών διαδικασιών όπως η αντιγραφή του DNA και ο μεταβολισμός 2. Εξωγενείς βλάβες Προκαλούνται από εξωτερικούς παράγοντες όπως UV, θερμική διάσπαση ουσιών, τοξίνες, κάπνισμα, χημικά μεταλλαξογόνα ```

Question 143

Ποιές είναι οι Κυτταρικές αποκρίσεις στις βλάβες του DNA ;

Answer 143

Σταμάτημα του κυτταρικού κύκλου (checkpoints) Επιδιόρθωση των βλαβών του DNA Απόπτωση

Question 144

Πως Οι βλάβες του DNA διαφέρουν | από τις μεταλλάξεις;

Answer 144

• Μεταλλάξεις του DNA Αλλαγή βάσεων και στις δύο αλυσίδες του DNA Δεν μπορούν να αναγνωριστούν διότι δεν υπάρχει σημείο σύγκρισης στη συμπληρωματική αλυσίδα του DNA και συνεπώς δεν μπορούν να επιδιορθωθούν • Βλάβες του DNA Αλλοιώσεις στη δομή του DNA (λάθη της πολυμεράσης, αλλοιώσεις βάσεων, διμερή πυριμιδινών, σπασίματα αλυσίδων DNA, κ.ά.) Αναγνωρίζονται από ειδικά ένζυμα και μπορούν να επιδιορθωθούν διότι η σωστή πληροφορία είναι διαθέσιμη για αντιγραφή από τη συμπληρωματική αλυσίδα DNA

Question 145

Ποια είναι τα Είδη βλαβών του DNA;

Answer 145

``` • «Τυπογραφικά» λάθη της πολυμεράσης κατά την αντιγραφή του DNA • Αλλοιώσεις βάσεων (οξειδώσεις, μεθυλιώσεις, αποπουρινώσεις, απαμινώσεις) • Θραύση της μίας αλυσίδας του DNA • Διμερή πυριμιδινών • Προσθήκη ογκωδών χημικών μορίων • Θραύση και των δύο αλυσίδων του DNA ```

Question 146

Τι είναι τα Σφάλματα της DNA πολυμεράσης | (mismatch of bases);

Answer 146

• Προσθήκη 1-4 βάσεων/ απάλειψη 1-4 βάσεων/ εισδοχή μη συμπληρωματικής βάσης. Αποτέλεσμα: αλλαγή στην αλληλουχία νουκλεοτιδίων του DNA (μετάλλαξη)

Question 147

Ποιές είναι οι Αλλοιώσεις βάσεων;

Answer 147

* Οξειδώσεις * Μεθυλιώσεις * Υδρολύσεις (Αποπουρινώσεις ή απαμινώσεις)

Question 148

Πως γίνεται η Μεθυλίωση της Γουανίνης;

Answer 148

νιτροζαμίνες προσθέτουν μία μεθυλομάδα στο οξυγόνο που χρησιμέυει στο ζευγάρωμα με κυτοσίνη => προκύπτει O6- methylguanine που πλέον Ζευγαρώνει με Thymine

Question 149

Τι συμβαίνει στην αποπουρίνωση G;

Answer 149

η G υδρολύεται => μη βασική θέση (abasic | site)

Question 150

Τι συμβαίνει στην απαμίνωση C;

Answer 150

η αμυνική ομάδα της C υδρολύεται => αλλαγή της C | σε U

Question 151

Πως Απαμινώσεις νουκλεοτιδίων δύνανται να | οδηγήσουν σε μεταλλάξεις;

Answer 151

Η U που προκύπτει, κατά την αντιγραφή του DNA θα οδηγήσει σε μία διπλή αλυσίδα μεταλλαγμένο DNA (U-A )και σε μία φυσιολογικού (C-G)

Question 152

Ποιες είναι οι δυνατές Θραύσεις του DNA και τι προκαλούν ;

Answer 152

``` Θραύση της μίας αλυσίδας DNA (ss break) Οδηγεί σε μεταλλάξεις Θραύση των δύο αλυσίδων DNA ( ds break) Οδηγεί σε καταστροφικές χρωμοσωμικές αλλοιώσεις (αστάθεια του γονιδιώματος) ```

Question 153

Τι είναι τα Διμερή Πυριμιδινών και ογκώδη | πρόσθετα (bulk adducts) και από τι προκαλούνται ;

Answer 153

• Υπεριώδης ακτινοβολία (UV). Προκαλεί κυρίως συνένωση γειτονικών βάσεων T ή C και σχηματισμό διμερών πυριμιδινών Τ Τ ,C C

Question 154

Πως τα Διμερή Πυριμιδινών δύνανται να οδηγήσουν σε | μεταλλάξεις;

Answer 154

Γίνεται αντιγραφή DNA διαμέσου βλάβης (translesion synthesis, polη, etc) και τα διμερή προβάλουν έκτός της αλυσίδας οδηγόντας σε έλλειψη .

Question 155

Πως δρουν οι Μηχανισμοί επιδιόρθωσης του | DNA;

Answer 155

• Αναγνωρίζουν τις βλάβες στο DNA και τις επιδιορθώνουν χρησιμοποιώντας ως «καλούπι» την πληροφορία από την συμπληρωματική αλυσίδα του DNA • Προστατεύουν από μεταλλάξεις και αστάθεια του γονιδιώματος

Question 156

Ποια είναι τα δύο είδη Μηχανισμών επιδιόρθωσης του DNA;

Answer 156

• Μηχανισμοί επιδιόρθωσης βλαβών της μίας αλυσίδας του DNA (π.χ. «τυπογραφικά» λάθη, αλλοιώσεις βάσεων, ss breaks) • Μηχανισμοί επιδιόρθωσης θραύσεων των δύο αλυσίδων του DNA (double strand breaks)

Question 157

Ποιοι είναι οι Μηχανισμοί επιδιόρθωσης βλαβών | της μίας αλυσίδας του DNA;

Answer 157

• Mismatch repair (MMR) Διορθώνει σφάλματα κατά την αντιγραφή του DNA τα οποία οδηγούν στην εισαγωγή μίας ή λίγων (2-4) λανθασμένων (αλλά όχι αλλοιωμένων) βάσεων • Base excision repair (BER) Διορθώνει αλλοιώσεις μίας μόνο βάσης νουκλεοτιδίου (οξείδωση, μεθυλίωση, αποπουρίνωση ή απαμίνωση) και single strand breaks • Nucleotide excision repair (NER) Διορθώνει αλλοιώσεις που εκτείνονται σε δύο ή περισσότερa νουκλεοτίδια (για παράδειγμα διμερή θυμίνης) και την προσθήκη ογκωδών μορίων

Question 158

Τι γνωρίζετε για το Mismatch Repair (MMR) εκτός από τον μηχανισμό του;

Answer 158

Διορθώνει τα «τυπογραφικά λάθη» που εμφανίζονται κατά την αντιγραφή του DNA (προσθήκη 1-4 βάσεων/ απάλειψη 1-4 βάσεων/ εισδοχή μη συμπληρωματικής βάσης) • Στοιχεία του MMR είναι συντηρημένα από τα βακτήρια έως τον άνθρωπο • Απενεργοποίηση του μηχανισμού MMR οδηγεί σε αύξηση της συχνότητας μεταλλάξεων • Σφάλματα στο MMR pathway προδιαθέτουν σε καρκινογένεση στον άνθρωπο

Question 159

Ποιά είναι η Aρχή λειτουργίας του MMR;

Answer 159

Αναγνώριση της βλάβης Ξετύλιγμα έλικας (Ελικάση) Αφαίρεση βλάβης (Ενδονουκλεάση) Πολυμερισμός και συγκόλληση (Πολυμεράση και Λιγάση)

Question 160

Ποιός είναι ο Μηχανισμός του MMR;

Answer 160

λανθασμένο ζευγάρωμα βάσεων =>MSH2 ,MSH6=>MLH1 ,PMS2 αναγνώρηση βλάβης =>PCNA helicase ,EX01 Αφαίρεση βλάβης=>DNA pol δ,ε , ligase I Πολυμερισμός και συγκόλληση μικρές προσθήκες η αφαιρέσεις βάσεων =>MSH2,MSH3=>MLH1 ,PMS2 Αναγνώριση της βλάβης=>PCNA helicase ,EX01 Αφαίρεση βλάβης=>DNA pol δ,ε , ligase I Πολυμερισμός και συγκόλληση

Question 161

Τι είναι το | σύνδρομο HNPCC;

Answer 161

• HNPCC: Hereditary Non Polyposis Colon Cancer Κληρονομικό σύνδρομο στον άνθρωπο, το οποίο προδιαθέτει στην εμφάνιση καρκίνου του παχέως εντέρου • Ευθύνεται για περίπου 5% των καρκίνων του παχέως εντέρου. Ο μέσος όρος διάγνωσης της νόσου σε ασθενείς με HNPCC είναι τα 44 έτη, ενώ σε ανθρώπους χωρίς το σύνδρομο είναι τα 64 έτη • Οι ασθενείς με HNPCC παρουσιάζουν υψηλή συχνότητα μεταλλαξογένεσης η οποία προδιαθέτει σε καρκινογένεση

Question 162

Πως κληρονομείται το σύνδρομο HNPCC;

Answer 162

• Κληρονομείται ως αυτοσωμικό επικρατές και η πλειονότητα των ασθενών είναι ετερόζυγοι • Κριτήρια επικινδυνότητας: τρεiς ή περισσότεροι συγγενείς με καρκίνο του παχέως εντέρου, ασθενείς σε συνεχόμενες γενιές και ένας τουλάχιστον διαγνώσθηκε πριν την ηλικία των 50 ετών

Question 163

Ποια είναι η Μοριακή βάση του συνδρόμου | HNPCC;

Answer 163

• Οφείλεται σε κληρονομική μετάλλαξη ενός από τα MMR γονίδια, συνήθως των MLH1 (50% των περιπτώσεων) ή MSH2 (40%) • Ασθενείς με HNPCC είναι ετερόζυγοι για ένα φυσιολογικό και ένα μεταλλαγμένο MMR γονίδιο (Αα). Τα φυσιολογικά τους κύτταρα διαθέτουν επαρκή ενεργότητα mismatch repair • Καταστολή της έκφρασης του φυσιολογικού αλληλομόρφου γονιδίου ΜΜR λόγω μετάλλαξης, απάλειψης του γονιδίου ή υπερμεθυλίωσης του υποκινήτη οδηγεί σε συσσώρευση μεταλλάξεων • Η συσσώρευση μεταλλάξεων προδιαθέτει σε καρκινογένεση

Question 164

Τι διορθώνει το Base Excision Repair BER;

Answer 164

• Διορθώνει αλλοιώσεις (οξείδωση, μεθυλίωση, αποπουρίνωση, απαμίνωση) βάσης νουκλεοτιδίου • Διορθώνει θραύσεις της μίας αλυσίδας του DNA (single strand breaks) • Στοιχεία του BER είναι συντηρημένα από τα βακτήρια έως τον άνθρωπο

Question 165

Τι γνωρίζετε για τις Αλλοιώσεις βάσης νουκλεοτιδίου και ποια η σχέση τους με το BER;

Answer 165

• Είναι το συνηθέστερο είδος βλαβών του DNA (για παράδειγμα, αυθόρμητες απαμινώσεις συμβαίνουν σε 10,000 βάσεις/ κύτταρο/ ημέρα) • Προϊόντα του μεταβολισμού καθώς και όλες σχεδόν οι διαβρωτικές και τοξικές ουσίες του περιβάλλοντος δημιουργούν αλλοιώσεις βάσεων νουκλεοτιδίων ή/ και ss breaks • Παρόλο που οι μηχανισμοί BER είναι υπεύθυνοι για επιδιόρθωση μεγάλου ποσοστού βλαβών του DNA, σφάλματα στο BER pathway δεν έχουν συσχετισθεί με καρκινική προδιάθεση στον άνθρωπο

Question 166

Πως γίνεται η Επισκευή αλλοιωμένης βάσης | νουκλεοτιδίου μέσω BER;

Answer 166

Απαμίνωση (αλλαγή C σε U) ή Οξειδωμένη ή μεθυλιωμένη βάση=> DNA glycosylase (Αναγνώριση της βλάβης), Δημιουργία μη βασικής θέσης και κόψιμο του φωσφοδιεστερικού δεσμού του DNA 3’ από τη βλάβη=>APE1 (Επεξεργασία της βλάβης) Αναγνώριση της μη βασικής θέσης και κόψιμο του φωσφοδιεστερικού δεσμού 5’ από τη βλάβη,Προσέλκυση της XRCC1=>polβ Ligase III,Προσθήκη του συμπληρωματικού νουκλεοτιδίου και συγκόλληση=>Επιδιορθωμένη βλάβη

Question 167

Ποια είναι τα βασικά ενζυμα επισκευής των ss breaks μέσω BER;

Answer 167

PARP, PNK, XRCC1, | ligase III

Question 168

Ποια η χρησιμότητα της πρωτεΐνης | PARP στην επιδιόρθωση των ss breaks (σπάσιμο μίας αλυσίδας)

Answer 168

* PARP: Poly (ADP-ribose) polymerase. Πυρηνική πρωτεΐνη, απαντάται στους ανώτερους ευκαρυωτικούς οργανισμούς * Προσδένεται σε σπασίματα του DNA και συνθέτει αλυσίδες όλιγο- ή πόλυ-(ADP-ριβόζης) χρησιμοποιώντας NAD+ * Τις αλυσίδες αυτές τις προσθέτει ομοιοπολικά στον εαυτό της ή άλλες πρωτεΐνες-στόχους * Η ενεργότητα της ρυθμίζεται από τα επίπεδα αυτο-τροποποίησής της (αλυσίδες ADP-ριβόζης). Για πλήρη ενεργότητα, απαιτείται πρόσδεση της PARP σε σπασίματα του DNA * Προσθήκη αλυσίδων ADP-ριβόζης σε πρωτεΐνες-στόχους είναι απαραίτητη για το σωστό εντοπισμό και λειτουργία αυτών * Ενεργοποιείται μετά από σπασίματα του DNA και συμμετέχει στην επιδιόρθωση των ss breaks * Ακόμη, παίζει ρόλους κατά την απόπτωση, την επιδιόρθωση των ds breaks και την αντιγραφή του DNA

Question 169

Ποιος ο ρόλος της PNK στην Επισκευή ss breaks;

Answer 169

``` Λιγάση μπορεί να συγκολλήσει το φωσφοδιεστερικό δεσμό (30%) Λιγάση δεν μπορεί να συγκολλήσει το φωσφοδιεστερικό δεσμό (70%) Χρειάζεται η PNK ``` Eίναι ένζυμο που διαθέτει 3’-DNA phosphatase και 5’-DNA kinase ενεργότητα έτσι δημιουργεί τα κατάλληλα άκρα όταν δεν υπάρχουν και η λιγάση μπορεί να συγκολλήσει το φωσφοδιεστερικό δεσμό

Question 170

Ποιος είναι ο μέσω BER μηχανισμός για την Επισκευή ss breaks;

Answer 170

ss break=>PARP=>Αναγνώριση λάβης=>NAD+,Αυτο- ριβοζυλίωση=>XRCC1 ,Επεξεργασία βλάβης ( σε αυτό το στάδιο η PARP πηγαίνει πίσω στην αρχή της διαδικασίας μέσω του ενζύμου PARG (Poly [ADPribose] glycosylase)) =>PNK, ligase III , Επεξεργασία βλάβης =>Επιδιορθωμένη βλάβη

Question 171

Πως συνδέονται BER και καρκινογένεση;

Answer 171

• Απενεργοποίηση του BER σε E. Coli, μύκητες και κύτταρα θηλαστικών συνδέεται με αυξημένη συχνότητα αυθόρμητων σημειακών μεταλλάξεων • Ωστόσο, δεν υπάρχει ακόμα άμεση σύνδεση μεταξύ απωλειών στο BER και προδιάθεσης για καρκινογένεση στον άνθρωπο • Απενεργοποίηση (απάλειψη) γονιδίων-κλειδιά για το BER (APE1, XRCC1, Ligase III, DNA polβ) επιφέρουν θανάτωση κατά την εμβρυογένεση στον ποντικό • Απενεργοποίηση γονιδίων BER τα οποία δεν προκαλούν θανάτωση κατά την εμβρυογένεση (PARP) δεν οδηγούν σε αυξημένη αυθόρμητη καρκινογένεση στον ποντικό, πιθανά λόγω συμπληρωματικότητας (redundancy) με άλλους επιδιορθωτικούς μηχανισμούς του κυττάρου

Question 172

Πως συνδέεται συγκεκριμένα η PARP με την καρκινογένεση ;

Answer 172

• PARP (PARP-1) KO ποντίκια είναι βιώσιμα, γόνιμα και απώλεια της PARP δεν είναι αρκετή για να οδηγήσει σε αυθόρμητη καρκινογένεση • Επειδή το γενετικό υπόβαθρο παίζει μεγάλη σημασία στην καρκινογένεση, ίσως απαιτούνται επιπλέον γενετικές αλλαγές για επαγωγή καρκινογένεσης απουσία της PARP • Πραγματικά, απενεργοποίηση της PARP ενισχύει την καρκινογένεση σε P53 KO ποντικούς

Question 173

Ποια είναι τα Συμπεράσματα από τη μελέτη του ρόλου γονιδίων BER στην καρκινογένεση ;

Answer 173

Ο προστατευτικός ρόλος κάποιων γονιδίων έναντι της καρκινογένεσης μπορεί να μην είναι άμεσα ορατός: • Εάν απώλεια αυτών προκαλεί θάνατο κατά την εμβρυογένεση, φάση κατά την οποία τα εμβρυϊκά κύτταρα διαιρούνται συνεχώς και είναι περισσότερο ευαίσθητα σε βλάβες του DNA (APE1, XRCC1, Ligase III, DNA polβ) • Εάν υπάρχει συμπληρωματικότητα (redundancy) με λειτουργίες άλλων γονιδίων (PARP?) Το γενετικό υπόβαθρο είναι πολύ σημαντικό για την καρκινογένεση: Απενεργοποίηση γονιδίων τα οποία είναι σημαντικά για προστασία έναντι μεταλλάξεων (PARP) πρέπει να συνδυαστεί με απώλεια ογκοκατασταλτικών γονιδίων ώστε να επαχθεί καρκινογένεση

Question 174

Τι είναι και ποιοι οι δύο μηχανισμοί του Nucleotide Excision Repair (NER);

Answer 174

• Διορθώνει βλάβες οι οποίες παραμορφώνουν το σχήμα της έλικας του DNA, όπως σχηματισμός διμερών πυριμιδινών και ομοιοπολική πρόσδεση ογκωδών χημικών ομάδων • Τέτοιες βλάβες προκαλούνται από χημικά καρκινογόνα και την υπεριώδη ακτινοβολία Στο μηχανισμό NER συμμετέχουν περίπου 30 πρωτεΐνες σε κύτταρα θηλαστικών Διακρίνεται σε δύο υπομηχανισμούς: • Trancription Coupled Repair (TCR): διορθώνει βλάβες που εμποδίζουν την RNA polII και επιδιορθώνει γονίδια που εκφράζονται • Global Genomic Repair (GGR): διορθώνει βλάβες σε περιοχές του γονιδιώματος οι οποίες δεν εκφράζονται (ετεροχρωματίνη) Και οι δύο υπομηχανισμοί έχουν αντίστοιχα στάδια και διαφέρουν μόνο στις πρωτεΐνες που συμμετέχουν στο αρχικό στάδιο αναγνώρισης της βλάβης

Question 175

Ποιος είναι ο μηχανισμός του NER- επιδιόρθωση διμερών πυριμιδινών;

Answer 175

``` Πρώτα στάδια : 1)ετεροχρωματίνη=>XPC-RAD ,Αρχική αναγνώριση 2)παρεμπόδιση της RNA polII=>CSB-RNA polII,Αρχική αναγνώριση ``` Μετά και για τους δύο : XPB-XPD=>Ξετύλιγμα (ελικάση)=>XPA ,RPA ,Τελική αναγνώριση και σταθεροποίηση=>ΕRCC1, XPF, XPG,Αφαίρεση βλάβης (Ενδονουκλεάση)=>polδ,ε ,RFC, PCNA,Πολυμερισμός=>ligase=>Επιδιορθωμένη βλάβη

Question 176

Τι γνωρίζετε για NER και καρκινογένεση: το σύνδρομο Μελαχρωματικής Ξηροδερμίας (Xeroderma Pigmentosum, XP);

Answer 176

• Σύνδρομο το οποίο χαρακτηρίζεται από φωτοευαισθησία και οξεία προδιάθεση σε καρκίνο του δέρματος • Συμπτώματα: Δέρμα λεπτό, ξηρό, ξεφλουδίζει εύκολα, με πολλές φακίδες και υπερευαισθησία σε εγκαύματα • Κληρονομείται ως αυτοσωμικό υπολειπόμενο σύνδρομο • Μοριακή βάση: 7 υποομάδες κάθε μία με μεταλλάξεις σε ένα ή δύο γονίδια που συμμετέχουν στο NER. H κλασσική μορφή του συνδρόμου χαρακτηρίζεται από μετάλλαξη στο γονίδιο XPA (κωδικοποιεί μια ενδονουκλεάση η οποία αφαιρεί τη βλάβη)• Μεταλλάξεις σε γονίδια του NER οι οποίες σχετίζονται με το σύνδρομο XP, οδηγούν σε μείωση της ενεργότητας ή απενεργοποίηση του μηχανισμού NER • Αποτέλεσμα: Δεν επιδιορθώνονται επαρκώς οι βλάβες του DNA κατά την έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία με συνακόλουθη συσσώρευση μεταλλάξεων και προδιάθεση σε καρκινογένεση • Καρκινικοί ιστοί ασθενών με ΧΡ έχουν μεταλλάξεις οι οποίες οδηγούν σε απενεργοποίηση της πρωτεΐνης P53 και σχεδόν όλες είναι UV-σχετικές (C->T ή CC->TT σε θέσεις με δύο γειτονικές πυριμιδίνες)

Question 177

Ποιοι είναι οι Μηχανισμοί επιδιόρθωσης βλαβών | της μίας αλυσίδας του DNA και τι κάνουν επιγραμματικά ;

Answer 177

• Μηχανισμός Mismatch Repair (πρωτεΐνες MLH, MSH, PMS) Διόρθωση «τυπογραφικών» λαθών της DNA pol • Μηχανισμοί Base Excision Repair >Μηχανισμός πρωτεΐνών DNA glycosylase, APE1 Επιδιόρθωση αλλοιωμένης βάσης νουκλεοτιδίου > Μηχανισμός πρωτεΐνών PARP, PNK Επιδιόρθωση ss breaks • Μηχανισμοί Nucleotide Excision Repair (πρωτεΐνες XP) Επιδιόρθωση ογκωδών προσθέτων και διμερών πυριμιδινών

Question 178

Ποιά είναι τα κοινά χαρακτηριστικά των Μηχανισμών επιδιόρθωσης βλαβών της μίας αλυσίδας του DNA;

Answer 178

• Χρησιμοποιούν ποικιλία πρωτεϊνών για την επιδιόρθωση της βλάβης • Εμφανίζουν εξειδίκευση κατά την αναγνώριση της βλάβης του DNA μέσω πρωτεϊνών οι οποίες αναγνωρίζουν συγκεκριμένες αλλοιώσεις βάσεων ή διαταραχές στη γεωμετρία του DNA • Έχουν ομοιότητες ως προς τα βασικά στάδια που ακολουθούν: αναγνώριση βλάβης, αφαίρεση λανθασμένων νουκλεοτιδίων, συμπλήρωση του κενού από DNA pol, συγκόλληση της επιδιορθωμένης αλυσίδας DNA • Απενεργοποίηση των παραπάνω μηχανισμών οδηγεί σε αυξημένη μεταλλαξογένεση και προδιαθέτει σε καρκινογένεση και συνδέεται με την εμφάνιση συνδρόμων στον άνθρωπο τα οποία προδιαθέτουν σε καρκινογένεση

Question 179

Ποιες είναι οι πηγές double strand breaks;

Answer 179

• Ιονίζουσα ακτινοβολία (IR)-δρα δημιουργώντας ελεύθερες ρίζες οξυγόνου. Oυσίες του μεταβολισμού που προκαλούν οξείδωση ή υδρόλυση του DNA. Αντικαρκινικά φάρμακα (bleomycin, cisplatin, κ.ά.) • Μηχανικό stress (αναστολή δράσης τοποϊσομερασών) • Ακινητοποίηση δομών αντιγραφής του DNA (λόγω αναστολής της DNA πολυμεράσης, σχηματισμού ss breaks, διμερών πυριμιδινών, κ.ά.) και κατάρρευση των δομών αυτών

Question 180

Με ποια διαδικασία τα ds breaks δύνανται να προκαλέσουν | χρωμοσωμικές αλλοιώσεις;

Answer 180

έστω το χρωμόσωμα 12 με το γονίδιο myc( προ-ογκογονίδιο ) δέχεται UV=> Θράυση μεταξύ κεντρομερούς και τελομερούς (1. Απώλεια χρωμοσωμικού τμήματος)=>Περιοχή ομολογίας, ανασυνδυασμός σε αναζήτηση αλληλουχίας τελομερούς με χρωμόσωμα 15=> 2.χρωμοσωμική μετατόπιση χωρίς ανταπόδωση 3. Δικεντρικό χρωμόσωμα=>Μιτωτική διαίρεση κατά την οποία το το ένα από τα δύο κεντρομερή του δικεντρικού Χάνεται ή προκαλεί νέες χρωμοσωμικές μετατοπίσεις=> το άλλο μπάινει σε ένα κύκλο Αντιγραφής DNA, συγκόλλησης άκρων ,Μιτωτικής διαίρεσης,Θραύσης δικεντρικού χρωμοσώματος=>βγαίνει από αυτόν τον κύκλο μόνο με προσθήκη τελομερούς από άλλο χρωμόσωμα=>Γονιδιακή επέκταση του myc Υπερέκφραση της Myc πρωτεΐνης

Question 181

Ποιές είναι οι Ιδιότητες των double strand | breaks;

Answer 181

• Είναι η πιο επικίνδυνη μορφή βλαβών του DNA και κρίσιμη για την επιβίωση του κυττάρου • Αδυναμία επιδιόρθωσης των ds breaks οδηγεί σε χρωμοσωμικές αλλοιώσεις: ελλείψεις, διπλασιασμούς ή μετατοπίσεις χρωμοσωμικών τμημάτων, θρυμματισμό ή συγκόλληση χρωμοσωμάτων • Κατά συνέπεια, αδυναμία επιδιόρθωσης των ds breaks οδηγεί σε αστάθεια του γονιδιώματος η οποία συνδέεται με την καρκινογένεση • Όταν υπάρχει έστω και ένα ds break, σταματά ο κυτταρικός κύκλος και ενεργοποιούνται μηχανισμοί επιδιόρθωσης της βλάβης ή επαγωγής προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου

Question 182

ΠΩΣ ΑΝΙΧΝΕΥΕΤΑΙ Η ΒΛΑΒΗ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΟΥΝΤΑΙ ΟΙ | ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗΣ ΤΩΝ ds breaks;

Answer 182

Φωσφορυλίωση της Ιστόνης Η2ΑΧ • Η Ιστόνη Η2ΑΧ είναι ποικιλομορφία της Ιστόνης Η2Α. Στα θηλαστικά η Η2ΑΧ αντιπροσωπεύει το 10% της Η2Α • Μετά την πρόκληση ds breaks, η Η2ΑΧ φωσφορυλιώνεται στη Σερίνη 139 στο C-τελικό άκρο της πρωτεΐνης. Αυτή η φωσφορυλιωμένη μορφή της Η2ΑΧ ονομάζεται γ-Η2ΑΧ • Φωσφορυλίωση της Ιστόνης H2AX είναι από τα πρώτα στάδια αναγνώρισης ds breaks • Γίνεται από κινάσες όπως ATM και ATR • Συμβαίνει μέσα σε 1-10 min μετά τη βλάβη και εκτείνεται σε δεκάδες χιλιάδες βάσεις εκατέρωθεν του σπασίματος

Question 183

Σε τι οδήγεί η φωσφορυλίωση της H2AX και τι την επάγει ;

Answer 183

Ιονίζουσα ακτινοβολία σε DNA=>ds break και προσέλκηση ΑΤΜ ή ATR=>H2AX σε γ-H2AX=> 1.Προσέλκυση ελικασών και «ξετύλιγμα» του νουκλεοσώματος 2.Σχηματισμός ss DNA &σταμάτημα του κυτταρικού κύκλου 3.Προσέλκυση πρωτεϊνών επιδιόρθωσης του DNA

Question 184

Ποιοι είναι οι δύο Μηχανισμοί επιδιόρθωσης των double strand breaks (μετά την αποικοδόμηση λίγων νουκλεοτιδίων στο σημείο της βλάβης);

Answer 184

1.Συγκόλληση άκρων με έλλειψη λίγων νουκλεοτιδίων Nonhomologous end-joining (NHEJ) ``` 2.Ακριβής επιδιόρθωση Homologous Recombination (HR) με αντιγραφή της πληροφορίας από την αδελφή χρωματίδη ```

Question 185

Τι γνωρίζετε για Nonhomologous End-Joining (NHEJ);

Answer 185

• Είναι ο κύριος μηχανισμός επιδιόρθωσης ds breaks σε κύτταρα θηλαστικών κατά τη φάση G1, οπότε δεν υπάρχουν αδελφές χρωματίδες • Γρήγορη επισκευή, χωρίς να απαιτείται ομολογία με άλλο μόριο DNA • Είναι επιρρεπής σε σφάλματα (απώλεια λίγων νουκλεοτιδίων) • Σφάλματα κατά την επιδιόρθωση μέσω NHEJ είναι συνήθως ανεκτά λόγω της μεγάλης ποσότητας μη κωδικού DNA • Απενεργοποίηση γονιδίων του NHEJ συσχετίζεται με ραδιοευαισθησία, αστάθεια γονιδιώματος και καρκινογένεση στα ποντίκια και στον άνθρωπο

Question 186

Ποια είναι τα Κύρια πρωτεϊνικά σύμπλοκα | του NHEJ;

Answer 186

DNA-PK=Αναγνώριση της βλάβης MRN=Επεξεργασία της βλάβης DNA Ligase IV/ XRCC4=Συγκόλληση των άκρων του DNA

Question 187

Από τι αποτελείται το σύμπλοκο DNA-PK και τι κάνει;

Answer 187

• Το πρωτεϊνικό σύμπλοκο DNA-PK (DNA-dependent Protein Kinase) είναι απαραίτητο για την αναγνώριση της βλάβης • Είναι πενταμερές και αποτελείται από δύο ετεροδιμερή των πρωτεϊνών Ku70 (~70 kDa) και Ku80 (~ 80 kDa) και την καταλυτική υπομονάδα DNA-PKCS (~ 465 kDa) • Κάθε ετεροδιμερές Ku70/ Ku80 προσδένει από μια άκρη του σπασμένου DNA και συγκρατεί τα δύο άκρα κοντά μεταξύ τους, σε θέση κατάλληλη για αναγνώριση από τις υπόλοιπες πρωτεΐνες του NHEJ • Η DNA-PKCS είναι αναγκαία για την προσέλκυση και φωσφορυλίωση πρωτεϊνών που επεξεργάζονται τα σπασμένα άκρα του DNA

Question 188

Από τι αποτελείται και τι κάνει τοσύμπλοκο MRN;

Answer 188

• Μετά τη θραύση, τα άκρα του DNA συνήθως δεν μπορούν να επανασυγκολληθούν χωρίς επεξεργασία (5’ και 3’ προεξοχές ss DNA, φουρκέτες) • Το MRN σύμπλοκο αποτελούμενο από τις πρωτεΐνες MRE11, Rad50 και NBS1 παρουσιάζει ενδονουκλεολυτική ενεργότητα σε 5’ και 3’ προεξοχές και φουρκέτες DNA (επεξεργασία των άκρων του DNA) (<> 5΄ , 3' προεξοχές)

Question 189

Τι κάνει το σύμπλοκο DNA ligase | IV/ XRCC4 και πως ενεργοποιείται ;

Answer 189

• Το τελευταίο στάδιο στην επιδιόρθωση του DNA είναι η συγκόλληση των επεξεργασμένων άκρων η οποία επιτελείται από το σύμπλοκο DNA ligase IV/ XRCC4 • H αλληλεπίδραση μεταξύ XRCC4 και DNA ligase IV σταθεροποιεί το σύμπλοκο • Οι πρωτεΐνες Ku προσελκύουν το σύμπλοκο DNA ligase IV/ XRCC4 στις άκρες του DNA και η DNA-PKCS το ενεργοποιεί ώστε να συγκολλήσει τα άκρα του DNA

Question 190

Ποιος είναι ο μηχανισμός του NHEJ ( σύντομα);

Answer 190

ds break=>Φωσφορυλίωση H2AX από ΑΤΜ ή ATR , επιστράτευση Ku70, Ku80 DNA-PKCS ( αναγνώριση βλάβης )=>MRN complex (Επεξεργασία των άκρων του DNA)=>XRCC4 Ligase IV(Συγκόλληση των άκρων του DNA)=>Επιδιόρθωση της βλάβης με έλλειψη λίγων νουκλεοτιδίων

Question 191

Πως η Απώλεια γονιδίων του NHEJ συσχετίζεται με καρκινογένεση σε ποντικούς;

Answer 191

• Ποντίκια ΚΟ για γονίδια NHEJ είναι υπερευαίσθητα σε IR και ουσίες που επάγουν ds breaks • Ύστερα από επαγωγή ds breaks, NHEJ KO ποντίκια εμφανίζουν μεγάλο αριθμό χρωμοσωμικών ανωμαλιών • Τα NHEJ KO ποντίκια εμφανίζουν προδιάθεση σε αυθόρμητες χρωμοσωμικές μετατοπίσεις, απενεργοποίηση της P53 και αναπτύσσουν λεμφώματα και πεθαίνουν σε νεαρή ηλικία

Question 192

NHEJ και καρκινογένεση στον άνθρωπο: Σύνδρομο Nijmegen (συμπτώματα και από τι προκαλείται );

Answer 192

• Μοριακή βάση του συνδρόμου είναι μεταλλάξεις που απενεργοποιούν το γονίδιο NBS1 • Χαρακτηρίζεται από μικρή σωματική ανάπτυξη, ανοσοανεπάρκεια, ραδιοευαισθησία και ισχυρή προδιάθεση σε λεμφώματα

Question 193

Τι γνωρίζετε για τον Ομόλογο ανασυνδυασμό | (Homologous Recombination, HR);

Answer 193

• Κύριος μηχανισμός επιδιόρθωσης ds breaks σε κύτταρα θηλαστικών κατά τη φάση G2, δηλαδή μετά το διπλασιασμό του DNA • Χρησιμοποιεί την αδελφή χρωματίδη ως καλούπι για την επισκευή της βλάβης • Είναι πολύ ακριβής μηχανισμός επιδιόρθωσης • Απενεργοποίηση γονιδίων HR οδηγεί σε αστάθεια του γονιδιώματος (χρωμοσωμικές μετατοπίσεις, ανευπλοειδία) και προδιαθέτει σε καρκινογένεση

Question 194

Ποιός είναι ο Μηχανισμός του HR χωρίς πρωτείνες;

Answer 194

ακτινοβολία=>γ-H2AX =>Επεξεργασία των άκρων του DNA=>ύπαρξη Αδελφής χρωματίδης=>H 3’ προεξοχή εισβάλει στο μόριο DNA στην περιοχή ομολογίας=>Πολυμερισμός DNA=>Holliday junctions=> ``` Resolution 1 Ligation Resolution without crossover (επίλυση χωρίς ανταλλαγή υλικού μεταξύ των αδελφών χρωματίδων) ``` ``` Resolution 2 Ligation Resolution with crossover (επίλυση με ανταλλαγή υλικού μεταξύ των αδελφών χρωματίδων) ```

Question 195

Ποια τα Κύρια πρωτεϊνικά σύμπλοκα | του HR και σε ποιο βήμα εμπλέκεται το καθένα ;

Answer 195

ds DNA break λόγω ακτινοβολίας=>BRCA1,γ−H2AX=>MRN,Τροποποίηση άκρων του DNA=>BRCA1=>BRCA2,cohesin,RPA,Rad52,Rad51,Τοποθέτηση των άκρων του DNA -Εγγύτητα αδελφών χρωματίδων=>BRCA1=>όλες οι προηγούμενες +BLM ,WRN(ελικάσες),Rad54,Εισβολή της 3’ προεξοχής=>BRCA1,Polα, Polδ, RFC, PCNA , FEN1/RNaseH,Πολυμερισμός DNA=>Resolution, Ligation ( δεν ξέρουμε ενεζυμα?)

Question 196

Πως σχετίζονται HR και καρκινογένεση -το | γονίδιο BRCA1;

Answer 196

• Χαρτογραφήθηκε το 1994 ως γονίδιο μετάλλαξη του οποίου προδιαθέτει σε καρκίνο του μαστού. Περίπου 1,2 εκατομμύρια γυναίκες διαγνώσκονται με καρκίνο του μαστού κάθε έτος σε όλο τον κόσμο • Κωδικοποιεί μια πολύ μεγάλη πρωτεΐνη 1863 αμινοξέων. Η πρωτεΐνη εντοπίζεται ταχύτατα σε θέσεις ds breaks όπου δρα ως ικρίωμα (βάση) για την σωστή τοποθέτηση και αλληλεπίδραση πρωτεϊνών που συμμετέχουν στο HR • Η πρωτεΐνη BRCA1 αλληλεπιδρά μεταξύ άλλων με τις: ATM, ATR ΜRN BLM/WRN ελικάσες • Μεταλλάξεις στο γονίδιο BRCA1 οδηγούν σε αυτοσωμικό επικρατές σχέδιο κληρονόμησης καρκίνου του μαστού και των ωοθηκών • Μεταλλάξεις στο BRCA1 σε ασθενείς με καρκίνο του μαστού έχουν ως αποτέλεσμα απώλεια ή έκφραση κομμένης (truncated) πρωτεΐνης • Κληρονόμηση ενός μεταλλαγμένου αλληλομόρφου του γονιδίου BRCA1 προδιαθέτει σε εμφάνιση καρκίνου του μαστού με συχνότητα έως 90%. Απώλεια του φυσιολογικού αλληλομόρφου είναι απαραίτητη για καρκινική εξαλλαγή

Question 197

Πως σχετίζονται HR και καρκινογένεση-το | γονίδιο BRCA2;

Answer 197

• Μεταλλάξεις στο γονίδιο BRCA2 οδηγούν σε αυτοσωμικό επικρατές σχέδιο κληρονόμησης καρκίνου του μαστού • Η πρωτεΐνη BRCA2 αλληλεπιδρά με την RAD51 και σταθεροποιεί την πρόσδεση των RAD51 και RAD52 στο μονόκλωνο DNA κατά την επιδιόρθωση των ds breaks με ομόλογο ανασυνδυασμό • Κληρονόμηση ενός μεταλλαγμένου αλληλομόρφου του γονιδίου BRCA2 προδιαθέτει σε εμφάνιση καρκίνου του μαστού με συχνότητα 30- 85%. Απώλεια του φυσιολογικού αλληλομόρφου είναι απαραίτητη για καρκινική εξαλλαγή

Question 198

HR και καρκινογένεση: σπανιότερα σύνδρομα Τι γνωρίζετε για την Αναιμία Fanconi;

Answer 198

Σπάνια νόσος (1:100,000 γεννήσεις), κληρονομείται ως αυτοσωμικό υπολειπόμενο σύνδρομο. Χαρακτηρίζεται από δυσλειτουργία του μυελού των οστών, προδιάθεση σε οξεία μυελογενή λευχαιμία (AML) και υπερευαισθησία σε ουσίες που προκαλούν ds breaks. Οφείλεται σε μετάλλαξη των πρωτεϊνών FANC. Οι FANC αλληλεπιδρούν με την BRCA1 αλλά ο ακριβής ρόλος τους στην επισκευή ds breaks μέσω HR δεν είναι γνωστός

Question 199

HR και καρκινογένεση: σπανιότερα σύνδρομα Τι γνωρίζετε για τα Σύνδρομα Bloom και Werner;

Answer 199

Κληρονομούμενα αυτοσωμικά υπολειπόμενα σύνδρομα. Οφείλονται σε μετάλλαξη των ελικασών BLM και WRN αντίστοιχα. Απώλεια της λειτουργίας των πρωτεϊνών BLM και WRN συνοδεύεται από σπασίματα χρωματίδων και προδιαθέτει σε μεγάλο εύρος καρκίνων οι οποίοι εμφανίζονται σε νεαρή ηλικία (μ.ο. 25 ετών)

Question 200

Τι γνωρίζεται για την επιδιόρθωση των ds breaks και ποια είναι τα σύνδρομα που σχετίζονται με αυτά ; (σύντομα)

Answer 200

• Είναι η πιο επικίνδυνη μορφή βλαβών του DNA. Αποτυχία στην επιδιόρθωση των ds breaks επιφέρει χρωμοσωμικές ελλείψεις, μετατοπίσεις ή διπλασιασμούς, δηλαδή αστάθεια του γονιδιώματος • Ένα από τα πρώτα στάδια αναγνώρισης της βλάβης είναι η φωσφορυλίωση της Ιστόνης Η2ΑΧ από τις πρωτεΐνες ΑΤΜ και ATR • Μηχανισμοί επιδιόρθωσης των ds breaks: 􀂾 Nonhomologous End-Joining: Eνεργός κυρίως κατά την G1, συγκόλληση των σπασμένων άκρων του DNA, γρήγορος αλλά επιρρεπής σε σφάλματα 􀂾 Homologous Recombination: Eνεργός κατά την G2, πολύ ακριβής, χρησιμοποιεί πληροφορία από την αδελφή χρωματίδη• Απώλεια της λειτουργίας γονιδίων που συμμετέχουν στους μηχανισμούς επιδιόρθωσης των ds breaks προδιαθέτει σε καρκινογένεση στον άνθρωπο • Παραδείγματα: 􀂾 Κληρονομούμενος καρκίνος του μαστού και των ωοθηκών (BRCA1, BRCA2) 􀂾 Σύνδρομα Fanconi, Bloom και Werner

Question 201

Τι ονομάζουμε Αναπαραγωγική Γήρανση και σε τι διαφέρει από την κοινή γήρανση ;( γενικά )

Answer 201

• Ονομάζεται το σταμάτημα του κυτταρικού πολλαπλασιασμού μετά από περιορισμένο αριθμό κυτταρικών διαιρέσεων (π.χ. 25- 50 διαιρέσεις για ινοβλάστες του ανθρώπου) • Η αναπαραγωγική γήρανση διαφέρει από τη γήρανση του δέρματος (ρυτίδες)!!! Η τελευταία προκαλείται από συσσώρευση οξειδωτικών ουσιών στα κύτταρα και επαγωγή βλαβών στη δομή του επιθηλίου!!

Question 202

Τι είναι τα τελομερή και σε τι διαδικασίες συμμετέχουν ;

Answer 202

• Είναι ειδικές αλληλουχίες DNA στα άκρα των ευκαρυωτικών χρωμοσωμάτων • Αποτελούνται από πολλαπλά επαναλαμβανόμενες μικρές αλληλουχίες νουκλεοτιδίων (telomeric repeats) και σχηματίζουν ετεροχρωματίνη. Στον άνθρωπο κάθε τελομερές περιέχει περίπου 5,000 επαναλήψεις της αλληλουχίας 5’- TTAGGG-3’ • Συμμετέχουν σε χαρακτηριστικές δομές της χρωματίνης στα άκρα των χρωμοσωμάτων (telomere caps) • Διακρίνουν τα άκρα των χρωμοσωμάτων από σπασίματα των δύο αλυσίδων του DNA. Συμμετέχουν στην αντιγραφή του DNA και την αναπαραγωγική γήρανση

Question 203

Ποιες είναι οι δομές στα άκρα του DNA του ανθρώπου;

Answer 203

euchromatin-telomere (~30kb)-3’ overhang (~200nt)(single stranded DNA)-telomere repeat factors (TRFs) όλα τα τελευταία είναι στην ετεροχρωματίνη

Question 204

Ποιές είναι οι 3 Χρησιμότητες των τελομερών ;

Answer 204

•Χάρις στα τελομερή και τα telomere caps το κύτταρο διακρίνει την άκρη των χρωμοσωμάτων από τα ds breaks • Χάρις στην ύπαρξη τελομερών αποφεύγεται η απώλεια αλληλουχιών ευχρωματίνης μετά από κάθε διπλασιασμό του DNA του ανθρώπου! •Όταν τα τελομερή φτάσουν ένα ελάχιστο «κρίσιμο» μήκος επάγεται «αναπαραγωγική γήρανση» η οποία προστατεύει από την καρκινογένεση

Question 205

Ποια είναι η Δομή της καταλυτικής υπομονάδας της | Τελομεράσης;

Answer 205

(Telomerase Reverse Transcriptase- TERT) 1. remainder of telomerase RNA 2. telomerase “fingers” 3. telomerase RNA used as template 4. telomerase “palm” (εκεί εισέρχεται το telomere DNΑ) 5. telomerase “thumb”

Question 206

Πως γίνεται η Aντιγραφή των τελομερών του DNA;

Answer 206

• Απαιτεί τη δράση της τελομεράσης, ενζύμου με ενεργότητα αντίστροφης μεταγραφάσης (reverse transcriptase) • Η τελομεράση προσδένεται στα τελευταία νουκλεοτίδια του 3’ άκρου του DNA και χρησιμοποιεί το συστατικό της RNA ως καλούπι για τη σύνθεση telomeric repeats στο 3’ άκρο του DNA • Ακολούθως, οι DNA pols α, δ συνθέτουν τα telomeric repeats στην 5’ αλυσίδα του DNA έχοντας ως καλούπι τις αλληλουχίες του 3’ άκρου • Τέλος, τα άκρα του DNA τροποποιούνται από ενδονουκλεάσες και δημιουργείται το telomere cap στο άκρο του DNA με τη συμμετοχή πρωτεϊνών Telomere Repeat Factors (TRFs)

Question 207

πως διαφέρει η ρύθμιση του μήκους των τελομερών σε κάθε κύτταρο και πως το μήκος των τελομερών καθορίζει την αναπαραγωγική ηλικία του κυττάρου ;

Answer 207

Σε κύτταρα τα οποία αναπαράγονται συνεχώς (ζύμες) ο αριθμός των telomeric repeats και το μήκος των τελομερών διατηρούνται περίπου σταθερά • Σε κύτταρα με περιορισμένο αριθμό διαιρέσεων (σωματικά κύτταρα ανθρώπου) το μήκος των τελομερών διαρκώς συρρικνώνεται • Τα σωματικά κύτταρα του ανθρώπου δεν εκφράζουν telomerase • Σε κάθε αντιγραφή του DNA τα τελομερή «χάνουν» 50-200 ζεύγη νουκλεοτιδίων (base pairs, bp) • Μετά από περιορισμένο αριθμό κύκλων αντιγραφής του DNA - κυτταρικών διαιρέσεων, τα τελομερή συρρικνώνονται σε ένα ελάχιστο μήκος και ο κυτταρικός πολλαπλασιασμός σταματά, δηλ. Επέρχεται Αναπαραγωγική Γήρανση (Replicative Senescence)

Question 208

Πώς η αναπαραγωγική γήρανση προστατεύει | από την καρκινογένεση;

Answer 208

• Τα κύτταρα έχουν περιορισμένο χρόνο αναπαραγωγής και συνεπώς μικρότερη πιθανότητα εμφάνισης μεταλλάξεων κατά την αντιγραφή του DNA οι οποίες μπορούν να οδηγήσουν σε καρκινογένεση • Ακόμη και όταν ένα κύτταρο υποστεί γενετικές αλλοιώσεις, το φαινόμενο της αναπαραγωγικής γήρανσης επιτρέπει τον πολλαπλασιασμό αυτού για λίγες μόνο κυτταρικές γενιές και συνεπώς προστατεύει από την καρκινογένεση

Question 209

Πως ο μηχανισμός αναπαραγωγικής γήρανσης σε | κύτταρα ανθρώπου εξαρτάται από την πρωτεΐνη P53 και τι γνωρίzετε για αυτή την πρωτείνη ;

Answer 209

• Το γονίδιο της P53 είναι ογκο-κατασταλτικό γονίδιο. Απενεργοποίηση της πρωτεΐνης P53 λόγω μετάλλαξης συσχετίζεται με συσσώρευση βλαβών στο DNA του κυττάρου, επιβίωση των καρκινικών κυττάρων και προδιάθεση σε καρκινογένεση. Μεταλλάξεις στο γονίδιο P53 παρατηρούνται σε περισσότερο από 50% των νεοπλασιών του ανθρώπου • H πρωτεΐνη P53 προσδένεται σε ρυθμιστικές αλληλουχίες γονιδίων- στόχων και επάγει τη μεταγραφή αυτών • Στόχοι της P53 περιλαμβάνουν γονίδια που κωδικοποιούν για αναστολείς CDK πρωτεϊνών και οδηγούν στο σταμάτημα του κυτταρικού κύκλου • Η αναπαραγωγική γήρανση είναι ένα μόνιμο σταμάτημα του κυτταρικού κύκλου

Question 210

Ποιος είναι ο Μηχανισμός της αναπαραγωγικής γήρανσης;

Answer 210

short telomere=>σήμα μέσω κινασών =>η πρωτείνη Mdm2 απομακρίνεται από την P53 η οποία σταθεροποιείται και φωσφορυλιώνεται => P53 επάγει την μεταγραφή του γονιδίου της P21 => η P21 κάνει ανασταλτική πρόσδεση στα σύμπλοκα των Cdk4,6,2 με κυκλίνες => κυτταρική γήρανση

Question 211

Τι γίνεται με την P53 κατά τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό;

Answer 211

δεν υπαρχει σήμα κυτταρικής γήρανσης από το τελομερές =>Η πρωτείνη Mdm2 που έχει ενεργότητα E3 λιγάσης προσδένεται στην P53 =>την πολυ-ουβικιτινιλιώνει=> Αποικοδόμηση P53 από το πρωτεάσωμα

Question 212

Σύνοψη: Aναπαραγωγική γήρανση

Answer 212

• Τα εμβρυικά βλαστικά κύτταρα που σχηματίζουν τους ιστούς του ανθρώπου εκφράζουν τελομεράση • Στα ώριμα άτομα, η τελομεράση εκφράζεται σε κύτταρα που διαιρούνται συστηματικά, όπως του ανοσοποιητικού συστήματος • Τα περισσότερα σωματικά κύτταρα του ώριμου οργανισμού δεν εκφράζουν τελομεράση και πραγματοποιούν πεπερασμένο αριθμό κυτταρικών διαιρέσεων • Ακολούθως, σταματούν να διαιρούνται και η κατάσταση αυτή ονομάζεται «αναπαραγωγική γήρανση» • Το μήκος των τελομερών είναι το «μοριακό ρολόι» που καθορίζει την έναρξη της αναπαραγωγικής γήρανσης. Συντηρείται με τη δράση της τελομεράσης • Κατά την αναπαραγωγική γήρανση συσσωρεύεται η πρωτεΐνη P53, επάγεται η έκφραση πρωτεϊνών-αναστολέων των CDKs (όπως η p21) και σταματά ο κυτταρικός κύκλος • ΠΡΟΣΟΧΗ: Η Αναπαραγωγική Γήρανση είναι μόνιμο σταμάτημα του κυτταρικού κύκλου και είναι διαφορετική από την Απόπτωση (κυτταρικός θάνατος)

Question 213

Πως σχετίζονται Aναπαραγωγική γήρανση και | καρκινογένεση;

Answer 213

• Η αναπαραγωγική γήρανση προστατεύει από την καρκινογένεση • Περίπου 90% των όγκων του ανθρώπου επανεκφράζουν την τελομεράση, κατά συνέπεια συντηρούν το μήκος των τελομερών και πολλαπλασιάζονται αδιάκοπα

Question 214

Για να δημιουργηθούν καρκινικά κύτταρα πρέπει να υπερνικηθούν δύο «φραγμοί» ποιον φραγμό υπερνικά η διαρκής έκφραση τελομεράσης ;

Answer 214

Αθανατοποίηση | Immortalisation

Question 215

Πως μπορεί να χρησιμοποιηθεί η αναστολή της τελομεράσης ως μέθοδος καρκινικής θεραπείας;

Answer 215

• Τα φυσιολογικά κύτταρα του ανθρώπου δεν εκφράζουν την τελομεράση • Αντίθετα, τα καρκινικά κύτταρα επανεκφράζουν την τελομεράση • Aναστολή της τελομεράσης στα καρκινικά κύτταρα δύναται να οδηγήσει σε συρρίκνωση των τελομερών και σταμάτημα του πολλαπλασιασμού των καρκινικών κυττάρων χωρίς να επηρεάζονται τα περισσότερα φυδσιολογικά κύτταρα • Aναστολείς της τελομεράσης ελέγχονται σε κλινικές δοκιμές

Question 216

ΤΙ γνωρίζετε για την Απόπτωση;

Answer 216

• Η απόπτωση είναι προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος • Έχει συγκεκριμένα μορφολογικά και βιοχημικά χαρακτηριστικά και εκτελείται μέσω συγκεκριμένων μονοπατιών διαβίβασης ενδοκυτταρικών μηνυμάτων • Διαφέρει από τη νέκρωση (μη προγραμματισμένος θάνατος του κυττάρου, για παράδειγμα λόγω οσμωτικού shock ή τρυπήματος της κυτταρικής μεμβράνης) • Μπορεί να επαχθεί τόσο από εξωγενή όσο και ενδογενή αίτια (π.χ. βλάβες στο DNA, αποτυχημένη κυτταρική διαίρεση, κ.ά) • Το κύτταρο μπορεί να οδηγηθεί σε απόπτωση από οποιαδήποτε φάση του κυτταρικού κύκλου

Question 217

Ποια είναι η Μορφολογία των αποπτωτικών | κυττάρων στο μικροσκόπιο ;

Answer 217

* Κατακερματισμένο DNA | * Σχηματισμός μεγάλων κυστιδίων που περικλείουν τα κυτταρικά οργανίδια

Question 218

Ποια είναι τα Βιοχημικά χαρακτηριστικά της απόπτωσης;

Answer 218

1. Aλλαγές στην κυτταροπλασματική μεμβράνη • Απώλεια της ακεραιότητας της κυτταρικής μεμβράνης (γίνεται διαπερατή σε υδατοδιαλυτές ουσίες) • Το φωσφολιπίδιο phosphatidyl-serine το οποίο φυσιολογικά ευρίσκεται στο εσωτερικό της πλασματικής μεμβράνης μεταπίπτει στο εξωτερικό αυτής και είναι ανιχνεύσιμο με κατάλληλη μεθοδολογία (Annexin staining) 2. Ενεργοποίηση πρωτεασών (κασπασών) • Οι κασπάσες (caspases) υπάρχουν ως ανενεργά πρόδρομα μόρια (προ-κασπάσες). Οι εναρκτήριες κασπάσες (initiator caspases) ενεργοποιούνται με συσσωμάτωση και κόψιμο του εαυτού τους • Ακολούθως κόβουν σε συγκεκριμένες θέσεις και ενεργοποιούν τις εκτελεστικές κασπάσες (executioner caspases). Οι τελευταίες: 1. Αποικοδομούν ποικιλία κυτταρικών πρωτεϊνών (ρυθμιστικές πρωτεΐνες, πρωτεΐνες κυτταροσκελετού, κ.ά.) 2. Αποικοδομούν πρωτεΐνες ICAD (Inhibitor of casapase-3 activated DNAse) και ενεργοποιούν DNAσες (νουκλεάσες) • Initiator caspases: Caspases 8, 9. Executioner caspases: Caspases 3, 6, 7 3. Ενεργοποίηση νουκλεασών (nucleases) Οι νουκλεάσες «κόβουν» το DNA σε νουκλεοσωμικά κομμάτια (πολλαπλάσια των 180 νουκλεοτιδίων) τα οποία σχηματίζουν DNA “ladders” σε gel αγαρόζης

Question 219

Ποια είναι τα Κύρια αποπτωτικά | μονοπάτια;

Answer 219

1.The death receptor pathway 2.The mitochondrial pathway

Question 220

Ποιο είναι The death receptor pathway (απόπτωση);

Answer 220

``` Death Ligand (FasL) προσδένεται σε Death Receptor (Fas)=>caspase 8=> caspases 3, 6, 7=> απόπτωση ```

Question 221

Ποιο είναι το mitochondrial pathway ( απόπτωση);

Answer 221

Έξοδος του κυτοχρώματος C( CytoC) από το μιτοχόνδριο μέσω του διαύου MAC => στο κυτταρόπλασμα σχηματίζει σύμπλοκο με την πρωτείνη ενεργοποίησης της απόπτωσης Apaf-1=> ενεργοποιεί την κασπάση 9 => αυτή ενεργοποιεί τις κασπάσες 3,6,7=> απόπτωση στο μονοπάτι εμπλέκονται και άλλες πρωτείνες : PUMA , Bax, Noxa : Επάγουν την έξοδο του CytC Bcl-2: παρεμποδίζει την έξοδο του CytC Bad, Bid : Απενεργοποιούν τις αντιαποπτωτικές πρωτείνες Akt: Ανασστολέας της πρωτείνης Bad (όταν ενεργοποιήθεί από προσδέτη σε υποδοχέα και έπειτα PI-3K) IAP: καταστέλει την απόπτωση SMAC ή DIABLO : Καταστέλει την IAP, αφού εξέλθει από το μιτοχόνδριο

Question 222

Γιατί η πρωτεΐνη P53 είναι ρυθμιστής της | «μοίρας» του κυττάρου;

Answer 222

1)Διότι μπορεί όταν έχουμε κοντά τελομερή με΄σω P21 να κάνει μόνιμο σταμάτημα του κυτταρικού κύκλου 2) α)Μπορεί όταν έχουμε DNA βλάβη μέσω προαποπτωτικών πρωτεινών (πχ Bax PUMA,Noxa,caspase 9 , FasL) να κάνει απόπτωση β)και μέσω p21 να σταματήσει τον κυτταρικό κύκλο

Question 223

Πως σχετίζεται η P53 με την καρκινική θεραπεία;

Answer 223

• Η πρωτεΐνη P53 είναι σημαντική για την απόπτωση • Πολλοί όγκοι έχουν μεταλλαγμένη ή ανενεργή P53 και είναι ανθεκτικοί σε θανάτωση με χημειοθεραπεία ή ακτινοθεραπεία • Εισαγωγή ενεργής P53 σε καρκινικά κύτταρα μπορεί να οδηγήσει σε ευαισθητοποίηση αυτών για θανάτωση με μεθόδους καρκινικής θεραπείας