Az önemésztés, sejtpusztulás és megújulás molekuláris sejtbiológiája

dr. Juhász Gábor

dr. Kovács Attila

dr. László Lajos

dr. Lőw Péter

Szerkesztette 
dr. Lőw Péter

Lektorálta 
dr. Bánhegyi Gábor, a Semmelweis Egyetem Orvosvegytani Intézetének igazgatója

E könyv kutatási és oktatási célokra szabadon használható. Bármilyen formában való sokszorosítása a jogtulajdonos írásos engedélyéhez kötött.

Készült a TÁMOP-4.1.2.A/1-11/1-2011-0073 számú, „E-learning természettudományos tartalomfejlesztés az ELTE TTK-n” című projekt keretében. Konzorciumvezető: Eötvös Loránd Tudományegyetem, konzorciumi tagok: ELTE TTK Hallgatói Alapítvány, ITStudy Hungary Számítástechnikai Oktató- és Kutatóközpont Kft.


Tartalom

I. Bevezetés – A celluláris önemésztés tanulmányozásának alapjai
A testalkotók lebontásának, a fehérje metabolizmus folyamatának és kutatásának jelentősége
A fehérje metabolizmus vizsgálatának kezdetei
Új szemlélet, a testfehérjék dinamikus állapotának felfedezése
Az intracelluláris fehérjelebontás létezésének közvetlen kísérleti bizonyítékai és további kérdések
Az intracelluláris lebontó folyamatok komplexitásának feltárása; teljes citoplazma részek és organellumok lebontása autofágia révén
A hosszú és rövid életidejű fehérjék lebontásának különbözőségei, a két fő lebontó mechanizmus létezésének felismerése
Az autofágia folyamatának felfedezése és elektronmikroszkópos vizsgálatának kezdetei
Az autofág vakuólák alapvető jellegzetességei és elektronmikroszkópos felismerésük kritériumai
Az autofág folyamatok altípusai
Az autofágia előfordulása és az elektronmikroszkópos eredmények alapján feltételezett legfontosabb funkciói
Hogyan viszonyul egymáshoz az autofágia és a biokémiai módszerekkel mérhető lizoszomális fehérje lebontás?
Az izoláló membrán keletkezésének néhány kérdése
Ellenőrző kérdések
Irodalom
II. Az ubiquitin-proteaszóma rendszer
1. Bevezetés
2. Az ubiquitin szerkezete, feladatai, és az ubiquitiniláció enzimrendszere
Az ubiquitin a fehérjebontási útvonalak általános jelzőmolekulája
Az ubiquitin közvetítette fehérjebontás felfedezése
Az ubiquitin szerkezete
Ubiquitin gének
Az ubiquitin feladatai
Az ubiquitiniláció enzimrendszere
Az ubiquitin ligázok és a szubsztrát felismerés
A deubiquitiniláló enzimek
Az ubiquitin rokonai
Ellenőrző kérdések
Irodalom
3. A proteaszóma szerkezete és működése
A 26S proteaszóma
A 20S proteaszóma szerkezete
A szabályozó komplexum
Ellenőrző kérdések
Irodalom
4. Példák az ubiquitin-proteaszóma rendszer feladataira
dER minőségellenőrzés
Neurodegeneratív betegségek
Autofágia szabályozás
Ellenőrző kérdések
Irodalom
5. Az ubiquitin-proteaszóma rendszer szerepe az apoptózis szabályozásában
Apoptózis
Ubiquitinilálódó célpontok az apoptózis útvonalán
Az ubiquitin-proteaszóma rendszer részvétele a jelátviteli folyamatokban
Ellenőrző kérdések
Irodalom
III. Autofágia
6. A lizoszómák
A lizoszómák feladatai
A lizoszómák felépítése
A lizoszómák felfedezése, a lizoszóma-koncepció felállítása
A lizoszómák morfológiai azonosítása
A lizoszomális enzimek útja a lizoszómába
A lebontandó anyagok útja a lizoszómákba
A lebontandó anyagok útja a lizoszómákba - az endoszomális útvonal
Lizoszóma-szerű sejtorganellumok
Lizoszomális tárolási betegségek
Lizoszomotróp ágensek
Ellenőrző kérdések
Irodalom
7. Az autofág gének felfedezése és működése
Az autofágia fő útvonalai
Az autofág (Atg) gének azonosítása élesztőben
Az Atg fehérjék működése
Ellenőrző kérdések
Irodalom
8. Az autofágia mechanizmusa, jelentősége és TOR kináz-dependens szabályozása gerinctelen modellállatokban
Talajlakó fonalférgek (példa: Caenorhabditis elegans)
Rovarok (példa: Drosophila melanogaster)
Az autofág fehérjekomplexek működése állati sejtekben
Ellenőrző kérdések
Irodalom
9. Az autofágia kutatás során jelenleg leggyakrabban alkalmazott módszerek élesztő, gerinctelen és emlős rendszerekben
Az Atg fehérjék hierarchiája
Fluoreszcens és konfokális mikroszkópia
Transzmissziós elektronmikroszkópia
Western blot
Genetikai analízis
Gátlószerek alkalmazása
Autofág fluxus vizsgálata
Ellenőrző kérdések
Irodalom
10. Az autofágia élettani és patológiás szerepe emlősökben
Az éhezés túlélése
A megfelelő egyensúly (homeosztázis/homeodinamika) fenntartása az eukarióta sejtekben és élőlényekben
Autofágia és öregedés
Az autofágia és a sejthalál
Adaptív immunválasz és gyulladás
Az autofágia szerepe az egyéb betegségekben
Ellenőrző kérdések
Irodalom
11. Szelektív autofág lebontás
Chaperone-mediált autofágia
Mikroautofágia
(Makro)autofágia
Ellenőrző kérdések
Irodalom
12. Az autofágia szerepe a sejtnövekedés és a rák kialakulása során
Az autofágia és a sejtnövekedés rendszerint fordított arányban állnak
Az Atg gének szerepe a tumor szuppresszióban
A p62/Keap1/Nrf2 útvonal
Metabolikus stressz
Warburg effektus
Onkogén és non-onkogén addikciós útvonalak
Az autofágia pro-tumor és tumor szuppresszor hatásai
Ellenőrző kérdések
Irodalom
13. Az autofágia szerepe az idegsejtek pusztulásával járó betegségekben
A neurodegeneratív betegségek meghatározása
A fehérje homeosztázis fenntartásának eszközei
A citoprotektív mechanizmusok egymásra épülése
Mitől is pusztulnak a neuronok?
Ellenőrző kérdések
Felhasznált és ajánlott irodalom
IV. Apoptózis
14. Az apoptózis felfedezése és jellemzése C. elegans-ban
A sejtpusztulás vizsgálatának korai szakasza
A programozott sejthalál hipotézisének igazolása, genetikai és molekuláris folyamatainak alapvető jellemzése a Caenorhabditis elegans fejlődésének tanulmányozása alapján
Ellenőrző kérdések
Irodalom
15. A kaszpázok szerepe az apoptózisban
Az apoptózis jelensége
A kaszpáz molekulacsalád
A kaszpázok élettani funkciói
Az apoptózis és a kaszpáz aktivitás betegségekben betöltött szerepe
Ellenőrző kérdések
Felhasznált és ajánlott irodalom
16. A sejthalál receptorok, apoptózis külső stimulusra (I. típus)
Indukció a halál receptorokon keresztül
A DISC komplex
Receptor-függő sejthalál útvonalak
Ellenőrző kérdések
Felhasznált és ajánlott irodalom
17. A Bcl-2 fehérjecsalád és az apoptózis
A gerincesek Bcl-2 fehérjecsaládja
A külső mitokondriális membrán ellenőrzésének fontossága
A Bcl-2 fehérjék nem-apoptotikus funkciói
Ellenőrző kérdések
Felhasznált és ajánlott irodalom
18. A mitokondriumok, apoptózis belső stimulusra (II. típus)
A mitokondriumok morfológiája és hálózata
A mitokondriális hálózat átszervezésének jelentősége
A mitokondrium és az apoptotikus szignálok
A mitokondriális sejthalál kaszpáz-függő és kaszpáz-független útvonala
A külső és a belső halálszignál útvonal összekapcsolása
Ellenőrző kérdések
Felhasznált és ajánlott irodalom
19. Az apoptózis szabályozása: a IAP-ok, a hősokk fehérjék és a p53
A IAP fehérjecsalád
Az apoptózis-szabályozó hatások
A hősokk fehérjék
A p53 szerepe az apoptózis szabályozásában
Ellenőrző kérdések
Felhasznált és ajánlott irodalom
20. Az apoptózis és az immunrendszer működése
Az öröklött és a szerzett immunitás
A T limfociták, mint ölő sejtek
Az apoptotikus sejtmaradványok eltakarítása
A piroptózis
Ellenőrző kérdések
Felhasznált és ajánlott irodalom
V. Függelék