Κεφάλαιο 16

Question 1

Ποια είναι η βασική αρχή της κυτταρικής σηματοδότησης;

Answer 1

Ένα κύτταρο παράγει ένα σηματοδοτικό μόριο, το οποίο ανιχνεύεται από το κύτταρο- στόχο μέσω μιας πρωτεΐνης που δρα ως υποδοχέας. Η πρωτεΐνη αυτή αναγνωρίζει το σηματοδοτικό μόριο και απαντά σε αυτό με ειδικό τρόπο

Question 2

Ποιες δύο διεργασίες συνιστούν την κυτταρική σηματοδότηση;

Answer 2

Η παραλαβή και η μεταβίβαση σημάτων

Question 3

Ποιος είναι ο πιο κοινός τρόπος μετάδοσης σήματος στα ζώα;

Answer 3

Οι ορμόνες, δηλαδή σηματοδοτικά μόρια που εκκρίνοται στην κυκλοφορία του αίματος

Question 4

Τι είναι η παρακρινής σηματοδότηση και που συνίσταται η χρησιμότητά της;

Answer 4

Είναι η διάχυση των σηματοδοτικών μορίων μέσα στον εξωκυττάριο χώρο. Με αυτό τον τρόπο τα κύτταρα δρουν ως τοπικοί διαμεσολαβητές

Question 5

Ποια τα 4 είδη σηματοδότησης;

Answer 5

1) Ενδοκρινής (ορμόνες)
2) Παρακρινής (κύτταρα= τοπικοί διαμεσολαβητές)
3) Νεωρωνική (ηλεκτρική μετάδοση σημάτων)
4) Εξαρτώμενη από επαφή

Question 6

Πώς το κύτταρο περιορίζει τον αριθμό σημάτων που δέχεται;

Answer 6

Παράγοντας περιορισμένο αριθμό υποδοχέων κάθε στιγμή

Question 7

Περιγράψτε το γενικό μονοπάτι της κυτταρικής σηματοδότησης

Answer 7

Το σηματοδοτικό μόριο προσδένεται στον υποδοχέα του κυττάρου στόχου. Το σήμα μεταβιβάζεται στο εσωτερικό του κυττάρου μέσω μιας ομάδας ενδοκυττάριων σηματοδοτικών μορίων που επιδρούν στην λειτουργία των πρωτεϊνών τελεστών, οι οποίες επηρεάζουν την συμπεριφορά του κυττάρου στόχου

Question 8

Σε ποιες κατηγορίες διακρίνονται τα εξωκυττάρια σηματοδοτικά μόρια με βάση την ικανότητά τους να διαπερνούν την κυτταρική μεμβράνη;

Answer 8

1) Σε αυτά που δεν την διαπερνούν (μεγάλα ή/και υδρόφιλα μόρια)
2) Σε αυτά που την διαπερνούν (μικρά και υδρόφοβα μόρια)

Question 9

Αναφέρετε μία κατηγορία σηματοδοτικών μορίων που να εξαρτώνται από ενδοκυττάριους υποδοχείς

Answer 9

Στεροειδείς ορμόνες (πχ κορτιζόλη, τεστοστερόνη)

Θυροειδείς ορμόνες

Question 10

Πώς αποκαλούνται οι ενδοκυττάριοι υποδοχείς των στεροειδών ορμονών και γιατί;

Answer 10

Πυρηνικοί υποδοχείς επειδή όταν ενεργοποιηθούν λειτουργούν ως μεταγραφικοί ρυθμιστές στον πυρήνα

Question 11

Αναφέρετε ένα παράδειγμα διαλυτού αερίου που διαπερνά την μεμβράνη και έχει δράση σηματοδοτικού μορίου

Answer 11

Το μονοξείδιο του αζώτου ΝΟ, το οποίο παράγεται από τα ενδοθηλιακά κύτταρα είναι υπεύθυνο για την χάλαση των λείων μυϊκών κυττάρων που με τη σειρά του οδηγεί στην αγγειοδιαστολή και τελικά στην μεγαλύτερη εισροή αίματος

Question 12

Τι κάνει ένας υποδοχέας;

Answer 12

Παραλαμβάνει το εξωτερικό σήμα και απαντά δημιουργώντας ένα νέο εσωτερικό σήμα

Question 13

Ποια είναι η πορεία ενός κυτταρικού σήματος;

Answer 13

1) Υποδοχέας (παραλαβή και απόκκριση)
2) Καθοδική μεταβίβαση μέσω ενδοκυττάριων σηματοδοτικών μορίων
3) Απάντηση του κυττάρου (ενεργοποίηση ενζύμου, ενεργοποίηση γονιδίου κλπ)

Question 14

Ποιες λειτουργίες διεκπεραιώνουν τα ενδοκυττάρια σηματοδοτικά μονοπάτια;

Answer 14

1) Μεταφέρουν και διαδίδουν το σήμα στο εσωτερικό του κυττάρου
2) Ενισχύουν το σήμα
3) Ανιχνεύουν και συνδυάζουν σήματα
4) Διανέμουν το σήμα σε διάφορες πρωτεΐνες τελεστές

Question 15

Πώς ρυθμίζονται τα σήματα σε μία σηματοδοτική οδό;

Answer 15

Μέσω ανατροφοδότησης που μπορεί να είναι είτε θετική είτε αρνητική

Question 16

Σε ποιες κύριες κατηγορίες χωρίζονται οι πρωτεΐνες που δρουν ως μοριακοί διακόπτες;

Answer 16

1) Αυτές που η ενεργότητά τους ρυθμίζεται με φωσφορυλίωση

2) Αυτές που συνδέονται με GTP και η ενεργότητά τους ρυθμίζεται από την υδρόλυση του εν λόγω μορίου

Question 17

Ποιος ο ρόλος των κινασών και ποια είδη κινασών περιλαμβάνονται στις ενδοκυττάριες σηματοδοτικές οδούς; Ποιο ένζυμο κάνει την αντίθετη δουλειά από αυτή που κάνουν οι κινάσες;

Answer 17

Φωσφορυλίωση (προσθήκη φωσφορικής ομάδας). Χωρίζονται στις κινάσες σερίνης/θρεονίνης και στις κινάσες τυροσίνης.
Την αντίθετη δουλειά κάνουν οι φωσφατάσες

Question 18

Σε ποιες κατηγορίες χωρίζονται οι πρωτεΐνες που συνδέονται με GTP;

Answer 18

1) Στις μεγάλες τριμερείς πρωτεΐνες (G-proteins) που προσδένουν GTP και μεταβιβάζουν μηνύματα μέσω υποδοχέων που συνδέονται με αυτές
2) Στις μονομερείς πρωτεΐνες που συνδέονται με GTP.

Question 19

Ποιος ο ρόλος των ρυθμιστικών πρωτεϊνών GEF και GAP;

Answer 19

Υποβοηθούν τις μονομερείς πρωτεΐνες που συνδέονται με GTP. Οι πρώτες τις ενεργοποιούν ανταλάσσοντας GDP με GTP, ενώ οι δεύτερες την απενεργοποιούν προάγοντας την υδρόλυση του GTP.

Question 20

Σε ποιες κατηγορίες κατατάσσονται οι υποδοχείς κυτταρικής επιφάνειας;

Answer 20

1) Υποδοχείς που διασυνδέονται με διαύλους ιόντων και ως εκ τούτου αλλάζουν την διαπερατότητα της κυτταρικής μεμβράνης σε επιλεγμένα ιόντα, μεταβάλλοντας το δυναμικό της
2) Υποδοχείς που διασυνδέονται με τριμερείς G πρωτεΐνες και ρυθμίζουν την ενεργότητα ιοντικών διαύλων ή ενζύμων
3) Σε υποδοχείς που είτε διασυνδέονται με ένζυμα, είτε δρουν οι ίδιοι ως ένζυμα

Question 21

Ποια η βασική δράση των υποδοχέων που διασυνδέονται με διαύλους ιόντων;

Answer 21

Μετατροπή χημικών σημάτων σε ηλεκτρικά

Question 22

Ποια η δομή των GPCRs (G-protein linked receptors);

Answer 22

Είναι η μεγαλύτερη οικογένεια υποδοχέων. Αποτελούνται από μία συνεχή πολυπεπτιδική αλυσίδα που διαπερνά την μεμβράνη πάνω κάτω επτά φορές (7 διαμεμβρανικές α- έλικες)

Question 23

Ποια η δομή των G πρωτεϊνών;

Answer 23

Αποτελούνται από 3 υπομονάδες(α,β,γ)
Όταν βρίσκονται σε ηρεμία οι δύο από αυτές είναι συνδεδεμένες στην μεμβράνη με λιπιδικές ουρές. Η α υπομονάδα είναι συνδεδεμένη με GDP.

Question 24

Πώς αλλάζει η διαμόρφωση της G πρωτεΐνης μετά την ενεργοποίησή της;

Answer 24

Διίσταται σε μία ενεργοποιημένη α υπομομόδα συνδεδεμένη με GTP και ένα επίσης ενεργοποιημένο σύμπλοκο βγ

Question 25

Ποια είναι τα συνηθέστερα ένζυμα- στόχοι των G- πρωτεϊνών;

Answer 25

1) Η αδενυλική κυκλάση που είναι υπεύθυνη για την παραγωγή του σηματοδοτικού μορίου κυκλικό AMP
2) Η φωσφολιπάση C που παράγει τα σηματοδοτικά μόρια τριφωσφορική ινοσιτόλη (IP3) και διακυλογλυκερόλη (DAG)

Question 26

Πώς αποκαλούνται τα σηματοδοτικά μόρια των οδών που ενεργοποιούνται από τις G πρωτεΐνες;

Answer 26

Δεύτεροι ή μικροί αγγελιαφόροι (cAMP, IP3, DAG). Παράγονται σε μεγάλες ποσότητες μετά την ενεργοποίηση των ενζύμων και απομακρύνονται από τη θέση παραγωγής τους με διάχυση, ενισχύοντας και αναμεταδίδοντας το σήμα

Question 27

Περιγράψτε την οδό του κυκλικού AMP (cAMP)

Answer 27

Ένα σηματοδοτικό μόριο προσδένεται στο υποδοχέα που είναι συνδεδεμένος με G πρωτεΐνη. Ακολουθεί η ενεργοποίηση της G πρωτεΐνης (Gs), η α υπομονάδα της οποίας ενεργοποιεί το ένζυμο αδενυλική κυκλάση που καταλύει την σύνθεση του κυκλικού AMP. Το κυκλικό AMP, με την σειρά του, ενεργοποιεί μία πρωτεϊνική κινάση που εξαρτάται από AMP (PKA). Ο τερματισμός της οδού συμβαίνει με την δράση της φωσφοδιεστεράσης του cAMP

Question 28

Ανεφέρετε ένα παράδειγμα σηματοδοτικού μορίου που ενεργοποιεί τους GPCRs, καθώς και την διαδικασία που πυροδοτείται (Εικ.16-25)

Answer 28

Η αδρεναλίνη (προετοιμάζει τον οργανισμό για αιφνίδια δράση).
Για παράδειγμα, στους γραμμωτούς μυς, η αδρεναλίνη προκαλεί αύξηση της συγκέντρωσης του κυκλικού AMP, που με τη σειρά του ενεργοποιεί την PKA. Αυτή μέσω της διαδικασίας της φωσφορυλίωσης, ενεργοποιεί το ένζυμο καταβολισμού του γλυκογόνου, που καταλύει την αποδόμησή του. Έτσι, παράγεται γλυκόζη που χρησιμοποιείται για καύσιμο σε επικείμενη μυϊκή δραστηριότητα

Question 29

Περιγράψτε την σηματοδοτική οδό IP3 (τριφοωσφορική ινοσιτόλη)

Answer 29

Το IP3 προσδένεται σε διαύλους Ca2+ και προκαλεί το άνοιγμά τους. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την εισροή ιόντων Ca2+ στο κυτταροδιάλυμα, γεγονός που συνεπάγεται την αύξηση της συγκέντρωσής τους. Το Ca2+ ενεργοποιεί διάφορες πρωτεΐνες

Question 30

Περιγράψτε την σηματοδοτική οδό DAG (διακυλογλυκερόλη)

Answer 30

Η διακυλογλυκερόλη ενεργοποιεί την πρωτεϊνική κινάση C που πηγαίνει στην κυτταρική μεμβράνη για να προσδέσει Ca2+

Question 31

Με ποιον τρόπο τα ιόντα Ca2+ λειτουργούν ως ενδοκυττάριοι αγγελιαφόροι;

Answer 31

Η αύξηση της συγκέντρωσης των εν λόγω ιόντων είναι απάντηση σε πολλά διαφορετικά σήματα που δρουν μέσω υποδοχέων που διασυνδέονται με G- πρωτεΐνες

Question 32

Ποια η πιο γνωστή πρωτεΐνη που απαντά στο Ca2+ και ποια η δράση της;

Answer 32

Η καλμοδουλίνη. Όταν συνδεθεί με Ca2+ μεταβάλλει τη διαμόρφωσή της και μπορεί να προσδένεται σε διάφορες πρωτεΐνες-στόχους τροποποιώντας την δράση τους. Ένα παράδειγμα τέτοιων πρωτεϊνών είναι οι CaM κινάσες

Question 33

Ποια η λειτουργία των φωσφορυλιωμένων τυροσινών των RTKs;

Answer 33

Λειτουργούν ως θέσεις πρόσδεσης για ενδοκυττάριες πρωτεΐνες. Κάποιες από αυτές ενεργοποιούνται με φωσφορυλίωση, ενώ άλλες λειτουργούν ως ικριώματα (scaffolds), διασυνδέοντας τον υποδοχέα με άλλες σηματοδοτικές πρωτεΐνες

Question 34

Πώς απενεργοποιείται ο υποδοχέας RTK;

Answer 34

Με την δράση φωσφατασών της τυροσίνης

Question 35

Ποια είναι η δομή της Ras;

Answer 35

Είναι μία μονομερής πρωτεΐνη με δράση GTPάσης που λειτουργεί ως μοριακός διακόπτης. Είναι προσεδεμένη στην εσωτερική πλευρά της κυτταρικής μεμβράνης μέσω μίας λιπιδικής ουράς

Question 36

Περιγράψτε το σηματοδοτικό μονοπάτι στο οποίο συμμετέχει η Ras

Answer 36

Το σηματοδοτικό μόριο ενεργοποιεί τον υποδοχέα με δράση κινάση της τυροσίνης. Η φωσφορυλίωση των ουρών του υποδοχέα ενεργοποιεί την Ras (αλλαγή GDP σε GTP), η οποία με την σειρά της ενεργοποιεί την κινάση της κινάσης της MAP κινάσης (MAP3Κ). Αυτή ενεργοποιεί την MAP2Κ και αυτή τελικά την MAPΚ. Η τελευταία φωσφορυλιώνει πρωτεΐνες τελεστές, τροποποιώντας την ικανότητά τους να ρυθμίζουν την μεταγραφή ορισμένων γονιδίων που παίζουν ρόλο στον κυτταρικό κύκλο

Question 37

Τι αποτέλεσμα μπορεί να έχει μία μετάλλαξη στην Ras που να την εμποδίζει να υδρολύει GTP;

Answer 37

Η Ras δεν θα μπορεί να απενεργοποιηθεί, οδηγώντας έτσι στον ανεξέλεγκτο κυτταρικό πολλαπλασιασμό (καρκίνος)

Question 38

Δώστε ένα παράδειγμα σηματοδοτικών πρωτεϊνών που προάγουν την αύξηση και την επιβίωση των κυττάρων. Αναφερθείτε στον τρόπο δράσης τους

Answer 38

Η οικογένεια αυξητικών παραγόντων τύπου ινσουλίνης (IGF), οι οποίοι δρουν μέσω υποδοχέων RTK. Μια σηματοδοτική οδός που χρησιμοποιούν οι υποδοχείς αυτής της κατηγορίας βασίζεται στο σηματοδοτικό ένζυμο 3- κινάση της φωσφατιδυλο- ινοσιτόλης (PI3 kinase)

Question 39

Ποιο το κυτταρικό μονοπάτι στο οποίο συμμετέχει η κινάση PI3;

Answer 39

Το εξωκυττάριο σήμα επιβίωσης (πχ IGF) διαγείρει τον RTK που με την σειρά του ενεργοποιεί την κινάση PI3. Αυτή φωσφορυλιώνει ένα φωσφολιπίδιο ινοσιτόλης της κυτταρικής μεμβράνης που λειτουργεί ως θέση προσάραξης για άλλα ενδοκυττάρια σηματοδοτικά μόρια

Question 40

Ανεφέρετε ένα ενδοκυττάριο σηματοδοτικό μόριο που ενεργοποιείται μέσω της προσάρραξης στο φωσφορυλιωμένο φωσφολιπίδιο της ινοσιτόλης. Ποια η δράση του σε σχέση με την κυτταρική επιβίωση;

Answer 40

Η κινάση σερίνης/ θρεονίνης Akt, η οποία μεταδίδει σήματα επιβίωσης και αύξησης σε πολλούς κυτταρικούς τύπους, απενεργοποιώντας, συνήθως, τα μόρια που φωσφορυλιώνει. Παραδείγματα:

1) Απενεργοποίηση της πρωτεΐνης Bad που προκαλεί κυτταρικό θάνατο
2) Ενεργοποίηση της Tor (μεγάλη κινάση σερίνης/ θρεονίνης) διαγείροντας έτσι την κυτταρική αύξηση

Question 41

Πώς λειτουργεί ο υποδοχέας - πρωτεΐνη Notch;

Answer 41

Είναι ένας σηματοδοτικός υποδοχέας που εντοπίζεται σε όλα τα ζώα και λειτουργεί ως ίδιος ως μεταγραφικός ρυθμιστής. Όταν ενεργοποιηθεί μέσω της πρόσδεσής της διαμεμβρανικής πρωτεΐνης Delta, δίισταται, απελευθερώνοντας την κυτταροπλασματική του ουρά. Αυτή μεταναστεύει στον πυρήνα ενεργοποιώντας τα κατάλληλα γονίδια.

Question 42

Πού συνίσταται η σημασία της δημιουργίας δεσμοσωματίων (σύνδεση γειτονικών επιθηλιακών κυττάρων) και με ποια ασθένεια εκδηλώνεται αυτή;

Answer 42

Η δικτύωση που έχει μεγάλη εκτατική δύναμη και σχηματίζεται από τα ινίδια σε όλο το επιθηλιακό στρώμα, κατανέμει την πίεση που εφαρμόζεται στο δέρμα όταν τεντώνεται. Η σημασία αυτής της λειτουργίας αναδεικνύεται από τη σπάνια κληρονιμική ασθένεια φυσιαλιώδη επιδερμόλυση, στην οποία μετάλλαξη των γονιδίων κερατίνης επηρεάζουν τον σχηματισμό ινιδίων κερατίνης στην επιδερμίδα με αποτέλεσμα το δέρμα να είναι ευαίσθητο σε μηχανικές κακώσεις

Question 43

Από την δράση ποιων φαρμάκων φαίνεται η σημασία τόσο του πολυμερισμού όσο και του αποπολυμερισμού της τουμπουλίνης στον σχηματισμό της μιτωτικής ατράκτου;

Answer 43

1) Κολχικίνη: Προσδένεται στην ελεύθερη τουμπουλίνη και εμποδίζει τον σχηματισμό της σε μικροσωληνίσκους. Έτσι αποτρέπει τον αποπολυμερισμό με καταστροφικά αποτελέσματα όσον αφορά τον σχηματισμό της μιτωτικής ατράκτου
2) Taxol: Προσδένεται στους μικροσωληνίσκους και δεν αφήνει τον αποπολυμερισμό τους. Αδυναμία σχηματισμού μιτωτικής ατράκτου

Question 44

Με ποιον τρόπο η χολερική τοξίνη επεμβαίνει στην ομαλή λειτουργία του οργανισμού;

Answer 44

Τροποποιώντας την α υπομονάδα μιας Gs πρωτεΐνης και κλειδώνοντάς στην σε ενεργό κατάσταση στερώντας της την δυνατότητα να υδρολύει GTP. Συνεπώς το κυκλικό ΑΜΡ συντίθεται ασταμάτητα, οδηγώντας σε διαρκή εκροή νερού και Cl- προς τον αυλό του εντρέρου, προκαλώντας έντονες διάρροιες και αφυδάτωση

Question 45

Με ποιον τρόπο η κοκκυτική τοξίνη επεμβαίνει στην ομαλή λειτουργία του οργανισμού;

Answer 45

Τροποποιεί την α υπομονάδα μιας Gi (ανασταλτικής) πρωτεΐνης, κλειδώνοντάς την σε ενεργό κατάσταση κατά την οποία είναι συνδεδεμένη με GDP. Προκαλείται βήχας

Question 46

Πού εντοπίζονται οι υποδοχείς

1) προσδεδεμένοι με διαύλους
2) Με G proteins
3) προσδεδεμένοι με ένζυμα

Answer 46

1) Νευρικό σύστημα και ηλεκτρικώς διαγειρόμενα σήματα (πχ μυϊκά)
2,3) Σε όλο το σώμα

Question 47

Με ποια διαδικασία αποσυναρμολογούνται και με ποια επανασυναρμολογούνται οι λαμίνες;

Answer 47

1) Αποσυναρμολόγηση: Φωσφορυλίωση

2) Συναρμολόγηση: Αποφωσφορυλίωση

Question 48

Ποιος ο συνηθέστερος στόχος του μονοξειδίου του αζώτου μόλις αυτό βρεθεί μέσα στο κύτταρο; Πώς λειτουργεί το Viagra;

Answer 48

Είναι το ένζυμο γουανυλική κυκλάση, που καταλύει τον σχηματισμό του κυκλικού GMP από το νουκλεοτίδιο GTP. Το GMP είναι ένα μικρό αγγελιαφόρο μόριο που ενεργοποιεί μια βραχεία ενδοκυττάρια σηματοδοτική οδό και προκαλεί την τελική απάντηση του κυττάρου.
Το Viagra ενισχύει την στύση αναστέλλοντας την αποδόμηση του κυκλικού GMP, παρατείνοντας έτσι το σήμα του ΝΟ