Altklausuren Flashcards
Je 1 behülltes und ein 1 unbehütetes Virus mit komplexer Struktur nennen.
Gehüllt: Hepatitis B surface antigen
Unbehüllt: Tabak-Mosaik-Virus
Retroviruses
TRANSDUZIERENDE VIREN
- Effizienz der Tumorinduktion: hoch (ca. 100%)
- Latenzzeit: kurz (Tage)
- Erreger: Rekombinantes Viren, zumeist defekt
- Mechanismus: onkogene Transduktion
- Beispiel:
NICHTTRANSDUZIERENDE VIREN
- Effizienz der Tumorinduktion: hoch bis mittel
- Latenzzeit: intermediär (Wochen, Monate)
- Erreger: intaktes Virus, replikationskompetent
- Mechanismus: cis-aktives Provirus
- Beispiel:
NICHTTRANSDUZIERENDE VIREN MIT LANGER LATENZZEIT
- Effizienz der Tumorinduktion: sehr gering (< 5%)
- Latenzzeit: lang (Monate, Jahre)
- Erreger: intaktes Virus, replikationskompetent
- Mechanismus: viraler Transaktivator
- Beispiel:
Adenovirus Replikation
An den 5´-Enden der DNA ist ein Protein kovalent gebunden, das bei der viralen DNA-Replikation als primer dient; der DNA-Protein-Komplex ist infektiös. Die Replikation der viralen DNA beginnt an den Enden der Moleküle, die den Replikationsursprung (origin of replication) enthalten, und verläuft unter Verdrängung des anderen DNA-Strangs (strand displacement). Das Adenovirus-Genom codiert für eine viruseigene DNA-Polymerase.
Polyomaviren Replikation
Die überspiralige (engl. supercoiled) Virus-DNA liegt im Zellkern als mit Nucleosomen besetztes sog. Minichromosom vor. Bindung des großen T-Antigens an spezifische Bindungsstellen im ori-Bereich (OR) ist erforderlich, um die Replikation der viralen DNA-Moleküle zu initiieren; sie verläuft dann bidirektional.
Es werden 4 Virionproteine synthetisiert: VP1 (Hauptstrukturprotein des Viruscapsids), VP2 und VP 3 (Nebenstrukturproteine) und ein sog. Agnoprotein unklarer Funktion.
Topotectan Wirkweise
Topotecan ist ein Arzneimittel, das für die Chemotherapie von malignen Erkrankungen eingesetzt wird. Seine Wirkung beruht dabei auf seiner Funktion als Topoisomerase-I-Inhibitor. Wie einige andere Zytostatika besitzt auch Topotecan einen pflanzlichen Ursprung – es ist eine chemisch modifizierte Form des Pflanzenalkaloids Camptothecin.
Wirkt nur in der S-Phase des Zellzyklus -> dementsprechend nicht auf ruhende Zellen
HIV Therapie Lamivudine (3TC)
Es ist ein chemisches Analogon des Nukleosids Cytidin und zählt zur Gruppe der nukleosidischen Reverse-Transkriptase-Inhibitoren (NRTI). Lamivudin wird intrazellulär in ein 5’-Triphosphat umgewandelt. So kann es, wie andere Nukleosid-Analoga, in die virale DNA eingebaut werden und führt zum Abbruch der DNA-Synthese
HI-Viren entwickeln bei Monotherapie relativ leicht Resistenzen gegen Lamivudin: Eine einzige Mutation im Erbgut (M184V oder M184I) genügt, um HIV gegen Lamivudin hochgradig resistent werden zu lassen. Um dem entgegenzuwirken wird meist eine Kombinationstherapie mit einem anderen Medikament angewendet.
HIV Therapie Lamivudine (3TC)
Es ist ein chemisches Analogon des Nukleosids Cytidin und zählt zur Gruppe der nukleosidischen Reverse-Transkriptase-Inhibitoren (NRTI). Lamivudin wird intrazellulär in ein 5’-Triphosphat umgewandelt. So kann es, wie andere Nukleosid-Analoga, in die virale DNA eingebaut werden und führt zum Abbruch der DNA-Synthese
HI-Viren entwickeln bei Monotherapie relativ leicht Resistenzen gegen Lamivudin: Eine einzige Mutation im Erbgut (M184V oder M184I) genügt, um HIV gegen Lamivudin hochgradig resistent werden zu lassen. Um dem entgegenzuwirken wird meist eine Kombinationstherapie mit einem anderen Medikament angewendet.
Resistenzmechanismus: 3TC wird durch das resistentes Virus in die Erbsubstanz eingebaut (anstatt die Kopie der Erbsubstanz zu unterbrechen)
Xeroderma Pigmentosum
Die Nukleotid-Exzisions-Reparatur (NER) ist für die Beseiti- gung von ultraviolett (UV) -induzierten DNA-Schäden und damit zur Vermeidung von Hautkrebs essenziell. Menschen mit einem genetischen Defekt in der NER, Xeroderma pig- mentosum (XP) -Patienten, sind äußerst sonnenempfindlich.
Autosomal-rezessiv bedeutet, dass beide Elternteile jeweils ein krankmachendes, verändertes Gen auf ihren Chromosomen (NPHP-Gen) tragen. Sie müssen selbst nicht erkrankt sein, sondern tragen nur die krankmachende Genveränderung in sich. Daher tritt die Erkrankung nicht in allen Generationen auf.
TUNEL
-> a technique to detect apoptotic cell death at single-cell level in tissues
Principle during apoptosis: Double strand breaks and single-strand breaks (“nicks”) into DNA -> Generation of free 3’-OH termini
TdT (terminal deoxynucleotidyl transferase)
- recognition of free 3’-OH termini
- Template-independent DNA polymerase
- Attachment of labeled nucleotides to all 3’-OH ends
Measurement:
- Flow cytometry
- Fluorescence microscopy
Mechanismus der Apoptose-Induktion durch fehlenden Wachstumsfaktor. Auf die BCL-2 Familie eingehen.
Viele apoptotische Stimuli bewirken den Austritt von Cytochrom C aus den Mitochondrien ins Zytosol. Cytochrom C bindet dort an verschiedene Faktoren und aktiviert dadurch die Caspasen-Kaskade. Dieser Weg kann durch Bcl-2 blockiert werden. Bcl-2 ist eines der am besten untersuchten Proteine, die Apoptose hemmen können. Todesfaktoren binden an spezifische Todesrezeptoren. Über Adaptorproteine wird direkt eine Caspasen-Kaskade aktiviert. Daneben existiert auch ein Weg, über den Todesrezeptoren ebenfalls die Freisetzung von Cytochrom C aus den Mitochondrien bewirken.
Apoptosom
= Apoptotic protease activating factor 1 (Apaf-1)
- in healthy cells, Apaf-1 is localized in the cytosol
- it exists in a monomeric autoinhibited conformation
- binding of ADP/ATP and cytochrome c to Apaf-1 induce oligomerization of Apaf-1
- recruitment and auto activation of caspases
- bei CED-4 (ähnlich zum Säuger Apaf-1) fehlen in der regulatorischen Region beta-Propeller
Apoptosom activation
1) Closed configuration, ADP bound, autoinhibited, compact monomer
-> Binding of cytochrome c / Exchange: ADP -> (d) ATP
2) Open configuration: extended Apaf-1 subunit
-> Oligomerization
3) Formation of the apoptosome complex mediated by NOD
-> Recruitment of initiator pro-caspases-9 (CARD-CARD)
4) Close proximity leads to auto-activation of initiator caspase-9 (proximity-induced homodimerization; cleavage site)
5) Activated initiator caspase 9 remains bound to the apoptosome where it activates effector caspases (e.g. caspase 3, 7)
CED 4 activation
EGL-1 mediated release from CED-9
Effects of caspases -> activation of protein function (Phospholipase A2, Pannexin, Helicard)
- Ca2+ independent Phospholipase A2: Caspase-3 activated enzyme converts phosphatidylcholine to lysophosphatidylcholine (LPC); important for attraction of phagocytes
- Pannexin: Hexameric membrane channel; caspase-mediated cleavage results in ATP and UTP release that attracts phagocytes to the dying cell
- Helicard: CARD-containing RNA helices; loss of CARD results in nuclear translocation; new function: reorganization of chromatin; accelerates DNA degradation
5 Klassen von Mutationen
1) Base Substitutions: Transition, Transversion -> can be silent, missense, nonsense
2) Deletions
3) Insertions
Point mutation
1) Substitution -> Sickle-cell anemia
2) Insertion -> One form of beta-thalassemia
3) Deletion -> Cystic fibrosis
Chromosomal mutation
1) Inversion -> Opitz-Kaveggia syndrome
Chromosometranslokationen
- happen during crossing over in Meiosis
- entstehen durch Umlagerung von Chromosomenabschnitten
UV-Strahlung, Alkohol
Warum sind behalte Viren anfälliger als unbehüllte Viren?
- Hülle kann leichter erkannt werden
- kann leichter angegriffen werden
Wieso sind kleine DNA Viren (Aden, Papyloma), insbesondere benachteiligt bei viral induzierter Tumorgenese? Erklären Sie den Prozess der Tumorentstehung durch Viren. Sackgasse im Tumor?
- sind Viren, die in geeigneten Wirtszellen eine onkogene Wirkung haben und sie in Tumorzellen umwandeln (Transformation). Bei der virusinduzierten Transformation einer Wirtszelle gibt es verschiedene Wirkmechanismen, durch die die Kontrolle des Wachstums und der Vermehrung der Zelle gestört oder der programmierte Zelltod (Apoptose) verhindert wird. Zu diesen Mechanismen gehören:
- Integration und Expression viraler (v-)Onkogene
- Aktivierung eines zellulären (c-)Onkogens durch Integration viraler DNA in das Wirtsgenom
- langfristige Aktivierung des Immunsystems durch chronische Entzündungen
- Freisetzung reaktiver Sauerstoffspezies (Begünstigung der Transformation)
- Insertionsmutagenese
Nach der malignen in-vitro-Transformation gehen einige Zellen nach der Transplantation in geeignete Wirtstiere in malignes Wachstum über und stellen so ein in-vitro-Modell für Carcinogenese dar. Zahlreiche Viren (z.B. Human-Adenoviren), die Humanzellen in vitro transformieren, wirken im Humanorganismus jedoch nur selten carcinogen. Andererseits transformieren einige onkogene Viren (z.B. die chronischen Onkornaviren oder der Hepatitis-B-Virus) Humanzellen nicht in vitro.
Nach der malignen in-vitro-Transformation gehen einige Zellen nach der Transplantation in geeignete Wirtstiere in malignes Wachstum über und stellen so ein in-vitro-Modell für Carcinogenese dar. Zahlreiche Viren (z.B. Human-Adenoviren), die Humanzellen in vitro transformieren, wirken im Humanorganismus jedoch nur selten carcinogen. Andererseits transformieren einige onkogene Viren (z.B. die chronischen Onkornaviren oder der Hepatitis-B-Virus) Humanzellen nicht in vitro.
Bisher hat man angenommen, dass miRNA von Polyoma , den Angriff durch zytotoxische t-Zellen auf Virus-infizierte Zellen reduziert – neue Studien(Archetyp) haben gezeigt dass dies wahrscheinlich nicht die Hauptfunktion der miRNA ist. Was haben diese Studien ergeben? Welche Funktion folgt demnach für miRNA in dem fall?
- Rheostat function (e.g. miR-181 a/b-1 acts as a rheostat of TCR signaling in both thymocytes and peripheral T cells)
SV40 large T-Antigen – Welche zwei Funktion hat es in der Replikation? – wie induziert LT-Antigen die Tumorentstehung?
Das große T-Antigen dient dem SV 40 zur Regulierung der viralen Replikation. Weiterhin transformiert es die Wirtszelle.[4] Es wird als replikationsrelevantes Protein zu Beginn des viralen Replikationszyklus gebildet (im Gegensatz zu den Kapsidproteinen).
Das große T-Antigen bringt ruhende Zellen zur Zellteilung durch Überwindung der Checkpoints der Zelle. Dabei bindet es an pRB (synonym RB1) und p53 und bewirkt die Dissoziation des Elongationsfaktors E2F1 von pRB, wodurch die Genexpression von E2F1-regulierten Genen der S-Phase eingeleitet wird. Die Bindung an pRB und p53 erzeugt die transformierende Wirkung.
Daneben hemmt das große T-Antigen die Bindung von p53 an DNA, wodurch p53 an der Aktivierung der Genexpression gehemmt wird. Das große T-Antigen wirkt in der Einleitung der Transkription analog zu TAF (TFIID-assoziierter Faktor) für alle drei zellulären RNA-Polymerasen durch Stabilisierung des TBP-TFIIA-Proteinkomplexes an Promotoren.
Im Genom des SV40 bindet das große T-Antigen an zwei benachbarten Stellen des Replikationsursprungs von SV40 (SV40 ori von engl. origin of replication). Die Verschiebung der Replikationsgabel wird durch eine Helikase-Aktivität des großen T-Antigens vermittelt. Durch die Stabilisierung von TBP und TFIIA aktiviert das große T-Antigen die Transkription der spät gebildeten viralen mRNA.[8]
Neben der Immortalisierung und der Transformation führt das große T-Antigen zu einer gestörten Differenzierung, zum Verlust der DNA-Reparatur und zu einer Instabilität des Karyotyps
Maraviroc . Welchen Schritt des Viruszyklus inhibiert es? Wie sieht der genaue Wirkmechanismus aus? Welche Konsequenzen hat dies für die Behandlung?
Maraviroc ist ein Entry-Inhibitor, der als selektiver Inhibitor den menschlichen Chemokinrezeptor CCR5 blockiert und somit das Andocken von HI-Viren an menschliche Zellen, insbesondere Makrophagen, verhindert. Die Zelle wird nicht infiziert. Seine Wirkung ist jedoch auf CCR5 nutzende (R5) HI-Viren beschränkt.
Taxol . Zu welcher Wirkstoffgruppe zählt es? Welcher Wirkmechanismus (konkret, woran bindet es?) und welche Folgen hat dies ( Chemotherapie)
Paclitaxel ist eine in der Rinde der Pazifischen Eibe (Taxus brevifolia) vorkommende Substanz aus der Gruppe der Taxane
Paclitaxel wirkt, indem es die Teilung von Zellen (Mitose) stört. Es gehört damit zur Familie der Zytoskelett-Inhibitoren. Es bindet an β-Tubulin und stört den Abbau von Mikrotubuli, die bei der Mitose Bestandteil der essenziellen Mitosespindel sind. Im Gegensatz zu Colchicin, Vinblastin und Nocodazol, die direkt den Aufbau der Mikrotubuli hemmen, inhibiert Paclitaxel deren Abbau.
Es wirkt somit auf alle sich teilenden Zellen und kann dementsprechende Nebenwirkungen verursachen. Da sich Krebszellen im Vergleich zu gesunden Zellen schnell teilen, sind diese jedoch stärker betroffen.
MMR und cis-Platin. Wodurch kann MMR runterreguliert werden? Was hat MMR mit Cis-Platin Wirkungsmechanismus zu tun? Welches Medikament kann gegeben werden um der Inhibition von MMR entgegen zu wirken?
Mismatch repair (MMR) proteins participate in cytotoxicity induced by certain DNA damage-inducing agents, including cisplatin (cis-diamminedichloroplatinum(II), CDDP), a cancer chemotherapeutic drug utilized clinically to treat a variety of malignancies. MMR proteins have been demonstrated to bind to CDDP-DNA adducts and initiate MMR protein-dependent cell death in cells treated with CDDP.
Gegen die Inhibition von MMR kann ein Immuncheckpoint-Inhibitor angewendet werden. -> z.B. PD-1 Inhibitor Pembrolizumab
Wofür werden Verpackungszelllinien gebraucht? Erklären sie das Prinzip anhand Retroviren-Vektor Herstellung. (Gentherapie)
Zellinien, in deren Genom diejenigen Gene integriert werden, die aus Wildtypviren entfernt werden, um dort Platz für therapeutische Gene zu schaffen. Durch die Insertion therapeutischer oder fremder Gene werden replikations-defiziente Viren geschaffen. Mit rekombinanter DNA transfizierte Verpackungszellinien produzieren die benötigten Proteine, um infektiöse Viren bilden zu können. Hier wird das virale RNA-Genom nur mit Kernproteinen, Enzymen und Hüllproteinen verpackt; die daraus resultierenden kompletten Viren sind infektionsfähig, jedoch nicht replikationsfähig.
Die Herstellung rekombinanter Retroviren, die von murinen Retroviren abgeleitet sind, um- fasst zwei Komponenten, den retroviralen Vektor und die Verpackungszelllinie (Abb. 2). Der retrovirale Vektor ist ein Plasmid, das in der Regel von pBR328 abgeleitet ist. Er kodiert nicht für retrovirale Proteine, sondern verfügt nur über das Verpackungssignal ψ, die Primer- Bindestelle PBS und die retroviralen 5 ́- und 3 ́-LTR, die eine Insertionsstelle für das zu über- tragende Gen sowie ggf. einen Selektionsmarker flankieren. Die Expression von mehr als einem Transgen wird durch eine bicistronische Expressionskassette, welche die IRES (inter- nal ribosome entry site)- Sequenz aus Picorna-Viren enthält, erreicht. Durch Bindung der Ribosomen an die IRES wird eine cap-unabhängige Translation der Proteine ermöglicht. Die Verpackungszelllinie stellt die retroviralen Proteine zur Verfügung, die für die Verpackung der Vektor-RNA und somit für die Erzeugung retroviraler Partikel notwendig sind