AMBOSS: Zellzyklus und Tumorentstehung Flashcards
Was ist der sog. „Mitoseindex“?
Der Mitoseindex gibt die Zahl der Mitosen innerhalb einer definierten Zellpopulation an (z.B. pro Testfläche im Präparat).
Welche intrazellulären Vorgänge finden während der einzelnen Abschnitte der Interphase statt? Wann werden die Chromosomen verdoppelt?
Während der G1-Phase werden die Zellorganellen und Proteine synthetisiert.
Pro Chromosom ist ein Chromatid vorhanden,
da die DNA-Replikation und Synthese der Histonproteine erst in der darauffolgenden S-Phase stattfindet.
Am Ende der S-Phase sind dementsprechend pro Chromosom zwei Schwesterchromatiden vorhanden.
Es folgt die G2-Phase, in der etwaige Replikationsfehler vor Beginn der Mitose repariert werden.
Die meisten Zellen ausgereifter Gewebe befinden sich jedoch in der G0-Phase, einem Ruhezustand, der auf die G1-Phase folgen kann.
Während der G0-Phase durchlaufen die Zellen nicht mehr den Zellzyklus, sind differenziert und erfüllen ihre spezifische Funktion im Gewebe.
In welche Abschnitte gliedert sich die Mitose? Beschreibe, was in welcher Phase stattfindet!
Die Mitose beginnt mit der Prophase, in der die Chromosomen kondensieren. Die Zentrosomen trennen sich und bilden an den entgegengesetzten Polen die Mitosespindel.
Der Spindelapparat selbst besteht aus Mikrotubuli und wird während der Prometaphase vervollständigt.
In der Prometaphase zerfällt außerdem die Kernmembran.
Es folgt die Metaphase, in der sich die maximal kondensierten Chromosomen in der Äquatorialebene anordnen.
Während der Anaphase erfolgt die Trennung der Schwesterchromatiden. Dazu wird ihre letzte Bindung am Zentromer durch Separase gelöst. Gleichzeitig bekommt die Zelle durch eine Längenänderung der Mikrotubuli eine längliche Form.
Während der Telophase dekondensieren die Chromosomen. Der Spindelapparat löst sich auf und neue Kernmembranen entstehen. Der Zellkörper teilt sich in der Äquatorialebene und die rRNA-Synthese beginnt.
Wie wirken Spindelgifte? Nenne ein exemplarisches Beispiel für ein Spindelgift!
Spindelgifte hemmen den Chromosomentransport entlang des Spindelapparats. Dadurch wird die Mitose an dieser Stelle arretiert und die Zellteilung kann nicht abgeschlossen werden.
Berühmte Vertreter von Spindelgiften sind Colchicin und Vinca-Alkaloide (hemmen die Polymerisation der Mikrotubuli) sowie Taxane (stabilisieren die Mikrotubuli).
Wie läuft der extrinsische Weg der Apoptose ab?
Der extrinsische Weg der Apoptose beginnt damit, dass extrazelluläre Liganden (bspw. TNF-α, TRAIL oder Fas-Liganden) an den „Todesrezeptor“ auf der Zelloberfläche binden und ihn dadurch aktivieren.
Der Rezeptor-Ligand-Komplex aktiviert nun seinerseits Initiatorcaspasen, bspw. Caspase 8. Caspase 8 wiederum aktiviert Effektorcaspasen, bspw. Caspase 3. Caspasen spalten Proteine und Peptide und greifen so Zellmembranen, Zellkerne und Zytoplasma an, wodurch die Zelle letztlich in apoptotische Partikel zerfällt und durch Makrophagen phagozytiert wird.
Wie läuft der intrinsische Weg der Apoptose ab?
Der intrinsische bzw. mitochondriale Weg der Apoptose wird durch intrazelluläre Liganden aktiviert.
DNA-Schäden, bspw. durch chemische Noxen oder Bestrahlung, führen zur Aktivierung von p53, welches als Transkriptionsfaktor die Expression der proapoptotischen Proteine (z.B. Bax, Bad) steigert.
Diese Proteine erhöhen die Permeabilität der äußeren Mitochondrienmembran, wodurch Cytochrom c aus dem Mitochondrium ins Zytosol gelangt und dort an APAF-1 (apoptotischer Protease-Aktivierungsfaktor-1) bindet.
Der Komplex aus Cytochrom c und APAF-1 wandelt die Procaspase 9 in die aktive Caspase 9 um, welche Effektorcaspasen wie bspw. Caspase 3 aktiviert. Caspasen spalten Proteine und Peptide und greifen so Zellmembranen, Zellkerne und Zytoplasma an, wodurch die Zelle letztlich in apoptotische Partikel zerfällt und durch Makrophagen phagozytiert wird.
Beschreibe den Wirkmechanismus von p53!
Das p53-Protein gehört zu den Tumorsuppressoren und wird auch als Wächter des Genoms bezeichnet.
Es verhindert, dass Zellen mit DNA-Schäden in die S-Phase des Zellzyklus eintreten.
Die DNA-Schäden führen dazu, dass verschiedene Proteinkinasen aktiviert werden.
Diese phosphorylieren p53, sodass es nicht mehr abgebaut werden kann. Dadurch entfaltet es nun seine Wirkung als Transkriptionsfaktor und stimuliert die Expression verschiedener Gene, u.a. die des Cdk-Inhibitors p21.
Durch welche zentralen Enzyme wird der Übertritt einer Zelle von einer Phase des Zellzyklus in die nächste gesteuert? Wie werden diese reguliert?
Im Zellzyklus gibt es mehrere definierte Kontroll- und Übergangspunkte, die von sog. „Cyclin-abhängigen Proteinkinasen“ (Cdks) reguliert werden.
Diese werden erst durch Bindung von Cyclinen aktiviert und phosphorylieren dann spezifische Signalproteine, welche den Übergang in die nächste Phase des Zellzyklus initiieren.
Werden Fehler im Erbgut festgestellt, können die Cdks von sog. „Inhibitorproteinen“ (Cdk-Inhibitoren) gehemmt werden. Diese Inhibitorproteine gehören zu den Tumorsuppressoren.
Was versteht man unter dem M-Kontrollpunkt?
Der Metaphase-Kontrollpunkt liegt zwischen Meta- und Anaphase der Mitose. An diesem Kontrollpunkt wird die korrekte Anordnung der Chromosomen in der Äquatorialebene überprüft, bevor die Trennung der Schwesterchromatiden stattfinden kann.
Was bezeichnet man als Missense-Mutation?
Es entsteht durch DNA-Schäden ein verändertes Codon (Basentriplett), welches für eine andere Aminosäure als ursprünglich codiert.
Welche Genmutation liegt bei einer CML (chronische myeloische Leukämie) häufig vor?
Bei über 90% der Patienten mit einer CML (chronische myeloische Leukämie) liegt eine Translokation t(9;22) vor.
Dabei entstehen ein verlängertes Chromosom 9 (9q+) und ein verkürztes Chromosom 22 (22q‑). Letzteres bezeichnet man als Philadelphia-Chromosom.
Tatsächlich können zahlreiche Malignome mit einer Philadelphia-Translokation einhergehen, typisch ist sie aber vor allem für die CML.
In welche zwei Gruppen kann man die Schlüsselgene der Karzinogenese einteilen?
Einerseits die Protoonkogene, welche für Proteine codieren, die für die Zellteilung und -differenzierung wichtig sind.
Durch bestimmte Mutationen in Protoonkogenen entstehen Onkogene.
Ihre Gegenspieler sind die Tumorsuppressorgene, welche das physiologische Zellwachstum regulieren und die übermäßige Proliferation hemmen. Ein Funktionsverlust dieser Gene begünstigt die Tumorentstehung.
Welche Wirkung hat die Proteinkinase B (PKB) bei der Tumorentstehung und wie wird sie reguliert?
Sie gehört zu den Protoonkogenen.
Sie aktiviert und inhibiert verschiedene Substrate durch Phosphorylierung,
bspw. hemmt sie die Apoptose,
aktiviert die Translation und damit indirekt die Zellteilung.
Die PKB wird ihrerseits durch PI3K (Phosphoinositid-3-Kinase) aktiviert.
Wie wirkt das Retinoblastom-Protein in seiner Funktion als Tumorsuppressorgen?
Das Retinoblastom-Protein (Rb-Protein) bindet E2F-Transkriptionsfaktoren und hemmt damit den Übertritt von der G1- in die S-Phase.
