VL 13: Signaltransduktion und Apoptose

Question 1

Welche zwei Typen von G-Proteinen gibt es?

Answer 1

Heterotrimere G-Proteine: Signaltransduktion

kleinere monomere G-Proteine: regulieren das Cytoskelett/Zellwachstum

Question 2

Vom Signalmolekül zum Gen

Answer 2

1. Der Ligand ist der primäre Messenger
2. Membranprotein gibt Signal über Membran weiter an sekundären Messenger
3. Sekundärer Messenger gibt Signal von Innenseite der Membran weiter an cytosolische Faktoren
4. optional wird eine Kinase-Kaskade aktiviert
5. Transkriptionsfaktor wandert in den Zellkern

Question 3

Welche Rezeptortypen gibt es?

Answer 3

G-Proteinrezeptoren

Tyrosinkinaserezeptoren

Ionenanäle

Intrazelluläre Rezeptoren (für membranlösliche Liganden, eg Steroishormone)

Question 4

Nenne ein Beispiel für einen Sekundären Messenger

Answer 4

cAMP

Question 5

Was ist die Adenylatzyklase und was macht sie?

Answer 5

membrangebundenes Enzym

bildet nach entsprechender Aktivierung aus ATP cAMP

damit ist Adenylatzyklase eine wichtige Komponente bei der Signaltransduktion

Question 6

Welchen secons-messenger bildet die Adenylatzyklase und wodurch wird sie aktiviert?

Answer 6

cAMP

aktiviert durch Binden von G-alpha

Question 7

Was ist G-alpha und was macht es?

Answer 7

ist ein monotopisches Membranprotein

bindet an Membraneffektoren und sorgt für Signaltransduktion

aktiviert Adenylatzyklase

Question 8

Bsp für cAMP-Signaltransduktion

Answer 8

Aktivierung des Fos-Gens durch Adrenalin

Question 9

Wofür steht CREB?

Answer 9

cAMP response element-binding protein

Question 10

wofür steht PKA?

Answer 10

Proteinkinase A

Question 11

wofür steht CRE?

Answer 11

cAMP responsive element

Question 12

Wie funktioniert die Aktivierung von des Fos-Gens durch Adrenalin?

Answer 12

1. Adrenalin bindet an Rezeptor –> aktiviert G-Protein –> bindet an Adenylatzyklase
2. Adenylatzyklase bildet cAMP –> bindet an R-UE von PKA –> C-UE wird freigesetztz und diffundiert in Zellkern
3. C-UE von PKA phosphoryliert im Kern CREB –> verändert Enzymaktivität –> leitet Transkription bestimmter Gene ein

Question 13

Was ist die C-UE von PKA?

Answer 13

eine Proteinkinase

bzw die kathalytische UE der Proteinkinase A

Question 14

Welche Rolle spielt CREB in der Signaltransduktion?

Answer 14

Endpunkt einer Signaltransduktionskaskade

Zelle kann durch ein Signal von außen angeregt werden, individuelle Gene zu aktivieren

Question 15

Nenne einige von G-Proteinen vermittelte zelluläre Prozesse

Answer 15

Chemotaxis

Sehempfinden

Glykogenaubbau

Verringerung der Schrittmacheraktivität

Sekretion

Question 16

Wie funktionieren Tyrosinrezeptorkinasen?

Answer 16

Ligandenbindung führt zu Dimerisierung

Dimerisierung führt zur Tyrosinphosphorylierung auf der cytolischen Seite des Rezeptors

Aktivatorproteine binden an phosphorylierten Rezeptor und leiten Signal weiter

Question 17

Welche Eigenschaften haben Tyrosinkinasen und weshalb sind diese wichtig?

Answer 17

aktivieren viele Signaltransduktionsketten gleichzeitig

notwendig weil: komplexe Vorgänge (eg Wachstum)
benötigen viele verschiedene Aktivitäten

Question 18

Nenne ein Bsp für eine Tyrosinkinase

Answer 18

BCR (b-cell receptor)

Question 19

Was sind die wichtigsten Rezeptortypen?

Answer 19

G-Protein-Rezeptoren

Tyrosinrezeptorkinasen

Question 20

Signaltransduktionswege können…

Answer 20

sich überlappen/ redundant sein

Question 21

Wie funktionieren G-Protein-Trimere?

Answer 21

Signal kommt beim G-Proetin-Rezeptor an –> wird auf G-Protein Trimer weitergegeben

Trimer wird in G-UE und beta-gamma-UE gespalten

diese UE üben dann unterschiedliche Funktionen aus

Question 22

Was passiert bei der Nekrose?

Answer 22

sterbende Zelle schwellt an und lysiert

Inhalt läuft aus und führt zu Entzündungen

Question 23

Die Morphologie der Apoptose

Answer 23

Die Zelle schrumpft

Chromosomen ziehen sich zusammen und fragmentieren

Kernmembran bricht zusammen

apoptotische Körperchen formieren sich

apoptotische Körperchen werden phargozytiert

Question 24

Wie nennt man Nekrose auch?

Answer 24

pathologischer Zelltod

Question 25

Wie nennt man Apoptose auch?

Answer 25

physiologischer oder programmierter Zelltod

Question 26

Verlauf der Nekrose

Answer 26

Trauma Verlust der Fähigkeit das interne Milieu aufrecht zu erhalten Ca2+ Influx / Zellanschwellung Aktivierung von Proteinen Produktion toxischer Substanzen Entzündung

Question 27

Welche Proteine werden bei Nekrose aktiviert?

Answer 27

Calpain Calthepsin Caspase

Question 28

Welche toxischen Substanten werden bei der Nekrose produziert?

Answer 28

Archidonsäure Prostaglandine Eikosanoide

Question 29

Welche Kategorien von Zellsignalen gibt es?

Answer 29

Mitogene - aktivieren den Zellzyklus Wachstumsfaktoren - erhöhen die Zellmasse survival Faktoren - unterdrücken Apoptose Induktoren der Apoptose

Question 30

Welches Protein unterdrückt die Initiation der Apoptose?

Answer 30

Bcl-2

Question 31

Funktion der regulären Apoptose

Answer 31

Ausprägung von Körperstrukturen: Hand/Fuß Rückbildung nicht mehr benötigter Strukturen (Schwanz bei der Kaulquappe) Rückbildung Geschlechtsspezifischer Organanlagen: Müllerscher Kanal im männlichen Geschlecht Abbau von Überproduktion (erstmalig sind mehr Neuronen als Empfängerzellen vorhanden)

Question 32

Abwehrfuktionen der Apoptose

Answer 32

Zerstörung von Zellen die eine Gefahr für den Organismus darstellen wie zB: Zellen die mit Viren infiziert sind Zellen des Immunsystems (Autoimmunerkrankung) Krebszellen

Question 33

Welche Signaltransduktionen gibt es bei der Apoptose?

Answer 33

Intrinsischer Weg (Mitochondrien) Extrinsischer Weg (Todesrezeptoren)

Question 34

Wodurch wird der extrinsische Apoptoseweg aktiviert?

Answer 34

durch externe Cytokine Liganden der Todesrezeptoren

Question 35

Was bedeutet TNF?

Answer 35

tumor necrosis factor

Question 36

Wie verläuft die Aktivierung des Todesrezeptors?

Answer 36

Bindung des Liganden führt zur Homotrimerisierung des Rezeptors "death domain" der Rezeptoren im Cytoplasma leiten das Signal nach Trimerisierung weiter FADD wird gebunden und aktiviert Formierung des DISC --> rekrutiert und aktiviert Procaspasen 8 und 10

Question 37

Was bedeutet FADD?

Answer 37

Fas-associated death domain protein

Question 38

Wofür steht DISC?

Answer 38

death-insucing signal complex

Question 39

Welche zwei Klassen von Caspasen gibt es?

Answer 39

Initiatorcaspasen: aktivieren die ausführenden Caspasen Effektor (Executioner) Caspasen: Zerstören bestimmte Zielproteine

Question 40

Wie nennt man unaktivierte Caspasen?

Answer 40

Procaspasen

Question 41

Wie werden Procaspasen aktiviert?

Answer 41

Aktivierung erfordert das Entfernen eines Teils des Proteins durch DISC werden in der Frühphase der Apoptose aktiviert und rufen dann alle weiteren zellulären Veränderungen vor die aktivierte Caspase diffundiert in das Cytoplasma und schneidet dort bestimmte Zielproteine

Question 42

Welche sind die Executiner Caspasen?

Answer 42

Caspase 3, 6, 7

Question 43

Welche sind die Zielproteine der Executioner Caspasen?

Answer 43

FAK (focal adhesion caspasen) Lamine Zytoskelett Endonuclease CAD Enzyme die DNA reparieren

Question 44

wofür steht FAK?

Answer 44

focal adhesion caspasen

Question 45

Zusammenfassung des "death receptor pathways" (extrinsisch, blaue Folie)

Answer 45

Ligand --> Death Receptors --> FADD/DISC --> Caspase 8, 10 --> Caspase 3,6,7 --> Lamin, CAD, Aktin, Adhäsionsmoleküle

Question 46

Welche Bestandteile im Mitochondrium sind für apoptotische Signale besonders wichtig?

Answer 46

die äußere Membran und der intermembranraum

Question 47

Wie verläuft der Intrinsische apoptoseweg?

Answer 47

intrinsisches Apoptosesignal wird ausgelöst --> pro-apoptotische Bax-Homodimere werden gebildet --> Catochrom C Translokation von Intermembranraum ins Cytoplasma (bindet dort an Apaf-1 und bildet Apoptosom) --> Apoptosom aktiviert Caspase 9 --> Caspase 9 aktiviert Executioner Caspasen 3,6,7 --> Abbau von Laminen, CAD, Aktin, Adhäsionsmolekülen, etc

Question 48

Wodurch wird das intrinsische Apoptosesignal ausgelöst?

Answer 48

durch ausbildung von Pro-apoptotischen Bax-Homodimeren

Question 49

Wodurch wird das intrinsische Apoptosesignal gehemmt?

Answer 49

durch ausbildung von Bcl2-Bax Heterodimeren

Question 50

Was entscheidet über das Zellschicksal?

Answer 50

das Verhältnis von Pro-apoptotischen Bax-Homodimeren und Bcl2-Bax Heterodimeren

Question 51

ab welchen Schritt sind intrinsischer und extrinsischer Apoptoseweg konvergent?

Answer 51

ab den Executioner Caspasen