Regulation der Genexpression Cell Cycle Flashcards
Was ist die Summary I der VL?
◼ The cell cycle is highly regulated
◼ Cell cycle can basicly divided in S- und M-Phase
◼ Progress of cell cycle from one to the next phase occurs only if the previous phase is completed
◼ Intrinsic and extrinsic Factors determine regulation of cell cycle
Was ist die Summary II der VL?
◼ Cycline, CDK und CKIs are key regulators in the cell cycle
◼ pRB, E2F und CDC25 Phosphatase are important effector proteins
◼ Protein cascades (ATM/R, CHK1/2, p53, p21CIP, CDC25) are activated at different „Checkpoints“
❑ this leads to modification of Cyclin - CDK Komplexes
❑ decide whether the cell cycle continous, is stopped or the cells undergoes apoptosis
Welche Bedeutung hat der Zellzyklus?
❑ Eukaryontische Zellen reproduzieren sich in einem zyklischen
Prozess
❑ Weitergabe identischer genetischer Informationen auf die
Tochterzellen
❑ Grundvoraussetzung für
◼ Wachstum
◼ Differenzierung
◼ Regeneration
❑ Krebszellen
◼ keine Kontrolle es Zellzyklus durch den Organismus
◼ autonome Zellteilung
In welche Phasen ist der Zellzyklus unterteilt?
→ S (Synthese) Phase: Replikation der
DNA und Verdopplung der genetischen
Information
→ M (Mitose) Phase: Vorbereitung und
Verteilung der Chromosomen auf
Tochterzellen
(können vorkommen:)
→ G1 Phase zwischen M und S Phase
◼ Vegetatives Zellwachstum
◼ Mitogene Signale (Wachstumsfaktoren entscheiden,
ob ein erneuter Zellzyklus stattfindet)
→ G2 Phase zwischen S und M Phase
◼ Vorbereitung auf die Zellteilung
→ G0 Phase (zw. G1 und S)
◼ Ruhezustand
Wie lange dauert der Zellzyklus?
❑ Schnell teilende Säugerzellen 12-24 Stunden
❑ Embryonale Säugerzellen sogar 8-60 Minuten
◼ G1 und G2 Phase können nicht identifiziert werden
Was sind Kontrollmechanismen des Zellzyklus und was ist das Ziel davon?
❑ Externe und intrinsische
❑ Treten an diskreten Punkten des Zellzyklus auf
❑ Laufen wie ein Uhrwerk ab
◼ Sorgen dafür, dass die Phasen vollständig und in der korrekten Reihenfolge durchlaufen werden
❑ Ser/Thr spezifische Proteinkinasen spielen eine zentrale Rolle
Ziel:
Ablauf der Zellteilung in Abstimmung mit der Gesamtentwicklung des Organismus
Was sind die 2 Haupt-Checkpoints des Zellzyklus?
G1 und G2
❑ Hier werden Entscheidungen getroffen, wie es weitergeht (Arrestierung oder Apoptose)
❑ Es geht erst weiter, wenn die vorhergehende Phase vollständig und korrekt abgelaufen ist
Was sind externe Kontrollmechanismen?
Nährstoffversorgung und Anzahl der Nachbarzellen
◼ Teilungsfördernde (mitogene) Signale (Wachstumsfaktoren
❑ Fördern den Zyklusablauf
◼ Teilungshemmende (antimitogene) Signale
❑ Führen zum Stillstand des Zellzyklus
Was sind intrinsische Kontrollmechanismen?
◼ Transkriptionsfaktoren
◼ Zellzyklusregulatorproteine
◼ Tumorsuppressorgene
◼ Sensorkinasen
Was sind 3 Zellzyklus regulierbare Proteine?
◼ Cyclin-abhängige Proteinkinasen (CDKs)
◼ Cycline
◼ Inhibitoren der CDKs (CKIs)
◼ Alle 3 Proteinklassen bilden ein autoregulatorisches oszillierendes System
◼ CDKs stehen aber im Zentrum und werden von den anderen kontrolliert
Was sind wichtige CKIs?
p27^(KIP1)
p21^(CIP1)
p15^(INK4b)
Was sin CDKs?
CDK sind die zentralen regulatorischen Komponenten des Zellzyklus
Auf welchen 3 Ebenen erfolgt die Regulation?
- Cycline
- CKI
- Phosphorylierung/ Dephosphorylierung
◼ Proteinkinasen (z.B. CAK) erhöhen Aktivität von Cyclin-CDKs um bis zu 300x
Was sind die Grundkriterien von DNA Damage Checkpoints?
❑ Erkennen von DNA-Zerstörung oder DNA Replikationsproblemen durch „Sensorkinasen“
❑ Übertragen des Signals durch „Mediatoren“
❑ Auf „Effektorkinasen“
Was sind die 2 Haupt-Sensorkinasen?
❑ ATR und ATM (Ser/Thr Proteinkinasen)
❑ Werden phosphoryliert und aktiviert nach DNA-Zerstörung (DNA-Doppelstrangbrüche)
