AV ČR, Mendelovo muzeum a Vereinigung zur Förderung der Genomforschung pořádají další ročník Mendel Lectures 2006-2007 které se konají v Agustiniánském klášteře na Starém Brně První přednáška bude ve čtvrtek 12. října 2006 v 17.00 Profesor John Gurdon Wellcome / CRC Institute , University of Cambridge, UK Nuclear reprogramming as a route to cell replacement

STRUKTURA BUNĚČNÉHO JÁDRA, jaderné receptory a intracelulární signalizace

Buněčné jádro: struktura a funkce Jádro lidské buňky: - 5-8 mm v průměru - 10% objemu buňky - DNA 3x109 pb, délka 2 - 2 x 23 chromosomů Hlavní metabolické procesy v jádře: replikace DNA transkripce processing RNA tvorba a transport ribosom. podjednotek transport mRNA do cytosolu

DNA je uspořádána do chromosomu dlouhá lineární DNA sbalená pomocí proteinů (histonů a kyselých proteinů) do složitějších struktur umožňujících snadné rozbalení a sbalení Chromosom prokaryontní Mitotické chromosomy v elektronovém mikroskopu

Chromosomy v lidských buňkách Lidské chromosomy Identifikace chromosomů Proužkování. FISH: in situ hybridizace Chromosomy homologické Heterochromosomy

Tři sekvenční elementy DNA, které zajišťují replikaci a segregaci eukaryontních chromosomů v mitóze

Chromosom je tvořen chromatinem – DNA + bílkoviny Chromosom je tvořen chromatinem – DNA + bílkoviny. Je organizován do nukleosomů nukleosomy  komplex histonů: H2A,H2B, H3 a H4  DNA Heterochromatin trvale v kondenzovaném stavu Euchromatin v interfázi dekondenzován v mitóze kondenzován

Úrovně kondenzace chromatinu

Interfázové jádro:. jaderný obal. jaderná lamina. jaderná matrix Interfázové jádro: jaderný obal jaderná lamina jaderná matrix jaderné póry

Jadérko: části chromosomů nesoucí geny pro rRNA Jadérko: části chromosomů nesoucí geny pro rRNA (nukleolární organizátor Uspořádání chromosomů v jádře: upevněny k jadernému obalu nebo k jaderné lamina

Prostorová organizace procesů odehrávajících se v jádře: Chromosomální domény „Pohyb“ chromosomů – centromery, telomery Transkripce: RNA polymeráza I – jadérko RNA polymeráza II a III – nukleoplasma malé kompartmenty o vel. 40-100 nm Syntéza ribosomálních podjednotek: jadérko Replikace DNA: replikační ohniska podél chromosomů, 1 ohnisko obsahuje asi 5 replikonů ,rychlost replikace 2kbp/min

JADERNÉ DOMÉNY Heterochromatin PcG tělísko Vyštěpující tělísko Komplex jaderného póru Cajalovo (svinuté) tělísko a Gem OPT doména Chromosomální teritoria RNA pol II transkripční faktor PML tělísko Jadérka Periferní jaderná lamina Jaderné skvrny Perinukleární kompartment SAM68 tělísko

Nukleoskelet Komplexní struktura analogická cytoskeletu Komponenty: jaderná lamina (několik typů laminů -středních filament, nutné pro průběh replikace DNA, vazbu chromatinu a integritu jádra) Dynamika jaderné lamina: rozpad a reagregace v průběhu dělení jádra - fosforylace a defosforylace) centrální filamenta aktin?

Uspořádání chromosomů v jádře: upevněny k jaderné lamina Molekuly laminu B jsou při- pojeny vnitřní membráně přes receptor LBR, molekuly laminů A a C jsou připojeny přes protein LAP2. Modře označené úseky ukazují oblast kontaktu s chromosomy

Jádro a transdukce signálních molekul

Jaderné receptory Obecný termín pro vnitrobuněčné receptory, které vážou hormony rozpustné v tucích – např. steroidy, hormony štítné žlázy, vitamin D a retinoidy Jaderné receptory jsou proteiny, které po vazbě s ligandem se vážou na DNA a fungují jako transkripční faktory

Jaderné receptory Cytoplasmatický protein jaderného receptoru je neaktivní v důsledku interakce s inhibičním proteinem. Po vazbě s ligandem (např. steroidním hormonem) se změní jeho konformace a ve spolupráci s koaktivačním proteinem se dostane do jádra a naváže se na sekvence příslušného genu, který se nyní bude transkribovat Dole: Trojrozměrná struktura jaderného receptoru před a po aktivaci

Transkripční faktory jako jaderné receptory

Klíčové termíny z přednášky Buněčné jádro, jaderné receptory a intracelulární signalizace Charakteristika jádra lidské buňky Struktura chromosomů Tři sekvenční elementy chromosomální DNA Molekulární uspořádání DNA a histonů v chromosomu Úrovně kondenzace chromosomu Ultrastruktura povrchu jádra. Struktura jaderných pórů Jadérko. Prostorová organizace procesů odehrávajících se v jádře. Nukleoskelet Topologie chromosomů v nukleoplasmě Jádro a intracelulární signalizace Jaderné receptory