Referaty
Home
Anglictina
Biologie
Chemie
Dejepis-Historie
Diplom-Projekt
Ekonomie
Filozofie
Finance
Fyzika
Informatika
Literatura
Management
Marketing
Medicina
Nemcina
Ostatni
Politika
Pravo
Psychologie
Public-relations
Sociologie
Technologie
Zemepis-Geografie
Zivotopisy

loading...



Téma, Esej na téma, Referátu, Referát, Referaty Semestrální práce:

Telomery. Co jsou a co způsobují. Přehled nejnovějších poznatků z biologických literárních zdrojů v síti

SEMINáRNí PRáCE Z MIKROBIOLOGIE

Název tématu:

Telomery. Co jsou a co způsobují. Přehled nejnovějších poznatků z biologických literárních zdrojů v síti Internet

OBSAH:

  1. Úvod



  2. Telomery, telomeráza, apoptóza zn221b6114inny

  3. Vztah telomerů a telomerázy k apoptóze 16221bzo14iny1x

  4. Fas, p53 a apoptóza

  5. Závěr

  1. Úvod

 

Cílem této seminární práce z předmětu mikrobiologie je seznámení s problematikou telomerů a s nimi souvisejícím enzymem telomerázou, který má zásadní vliv na buněčné dělení buněk zárodečných linií a nádorových buněk. S tímto tématem je úzce spjata i apoptóza, což je synonymum pro tzv. programovou smrt buňky. Záměrem je rovněž seznámení s aktuálními poznatky publikované v síti internet.

  1. Telomery, telomeráza, apoptóza zn221b6114inny

 

Telomer, lépe snad telomera, jsou dlouhé úseky opakujících se sekvencí nukleotidů na konci každého chromozomu, uvnitř buněčných jader eukaryotních organismů, které neobsahují informaci pro žádný protein. Telemerou je řízeno zakončení replikace na 3‘-koncích DNA chromozomu. Telomery se s každým buněčným dělením zkracují, a proto jsou buňky, které musí být schopny donekonečna se dělit (např. buňky zárodečné linie - buňky dávající vznik vajíčkům a spermiím nebo nádorové buňky), nuceny prodlužovat si své stále se zkracující telomery. Toto u nich zajišťuje enzym nazvaný telomeráza.

Telomeráza je definována „jako specifická DNA-polymeráza, která připojuje telomerické sekvence k 3‘-koncům chromozómové DNA. Tímto přidáváním telomerických sekvencí se vyrovnává ztráta výše uvedených repeticí na 3‘-koncích chromozómové DNA, k níž by docházelo v nepřítomnosti telomerázy při každém buněčném dělení. Proto se telomeráza vyskytuje v rychle se dělících buňkách u jednobuněčných organismů (prvoci a kvasinky). U savců se nevyskytuje v somatických buňkách, ve kterých dochází ke zkracování telomerických konců. Vyskytuje se však v pohlavních buňkách, v embryonálních buňkách, ale také v buňkách nádorových (HeLa-buňky)“ (Rosypal, S. a kol. 1997, s.294).

Apoptóza - zánik buňky. Apoptóza neboli programová smrt buňky (tzv.“sebevražda“) je důležitým mechanismem např. při vývoji v imunitním systému. Nedostatečná apoptóza může být spojena se vznikem nádorového bujení. Nebo naopak „zvýšení apoptózy lymfocytů CD 4 při AIDS přispívá k narušení imunity“ (Lékařský slovník medicíny on-line).

 

 

  1. Vztah telomerů a telomerázy k apoptóze 16221bzo14iny1x

 

Poprvé o stáří buňky mluví L. Hayflick v roce 1961. V roce 1971 Lobnikov a Watson poukázali na souvislost stáří buňky a chromozomem. A Cal Harley (1990) našel souvislost stárnutí s délkou telomery a zkusil určovat stáří buňky podle její délky. Lze tedy říct, že telomery somatických buněk se v průběhu života postupně se spotřebovávají při každém buněčném dělení a zkrátí-li se pod určitou mez, buňka neodvratně ztrácí schopnost obnovy a umírá. Čím delší telomery, tím více dělení má buňka před sebou. „Pokud by se například v zárodečných buňkách podařilo zvýšit aktivitu telomerázy nebo prodloužit telomery, pravděpodobně by se tak prodloužil život člověka?“ (Cvrčková, F. 1996, s.155).

Současná věda se však mnohem více než prodlužování délky lidského života věnuje procesům, které by ovlivnily průběh zhoubného bujení, který s telomery a telomerázou přímo souvisí.

Je známa souvislost mezi telomery resp. telomerázou a procesem nazývaným apoptóza. Jestliže apoptózu považujeme za řízenou (programovou) smrt buňky, lze tímto procesem docílit toho, aby rychle se dělící nádorové buňky tímto nejen ztratily svou schopnost, ale zároveň se programově navodila jejich smrt. Jedním z genů, který ovlivňuje průběh buněčného cyklu a podílí se na regulaci apoptózy je i gen p53. „Gen p53 patří do skupiny tzv. antionkogenů, což jsou geny, jejichž produkty regulují buněčné dělení popř. navozují apoptózu. Působí tak proti vzniku zhoubného bujení. Mutace genu p53 byla prokázána u mnoha lidských nádorů. Ovlivňuje průběh buněčného cyklu a podílí se na regulaci apoptózy, která v tomto případě může vyřadit buňku, která by mohla dát vzniku zhoubnému bujení“ (www stránky maxdorf.cz: Lékařský slovník medicíny on-line).

  1. Fas, p53 a Apoptóza

Jeden z úkolů zadání této seminární práce je i uvedení nejnovějších poznatků z biologických literárních zdrojů v síti Internet. Pro nalezení požadovaného tématu byl použit internetový vyhledávač Alta Vista. Tímto vyhledávačem byla nejprve nalezena cesta k internetovým stránkám American Asociety for Microbiologi. Další internetovou stránkou byl Science magazine. Pro potřeby seminární práce byl vybrán text z Science magazine, který se věnoval genu p53 a apoptóze.

S výsledky a závěry práce M. Bennetta a kol. z University of Cambridge „Cell surface trafficking of Fas: A rapid mechanism of p53-mediated apoptosis „ uveřejněnými na internetových stránkách Science magazine, polemizují Liam O‘Connor a Andres Strasser z Royal Melbourne Hospital, na základě vlastních pozorování a pokusů.

O‘Conor, L. , Strasser, A. uvádějí „M. Bennett a kol.ve své zprávě „Cell surface trafficking of Fas : A rapid mechanism of p53-mediated apoptosis“ popisuje výsledky zvýšeného působení genu mutace p53 v buňkách cév hladkého svalstva. Došel k závěru, že po aktivaci genu p53 (dále jen p53) pomocí adice 4-hydroxytamoxifenu se zvyšuje vylučování Fasu buněčnou stěnou. Usoudil, že aktivace genu p53 může ovlivnit citlivost k apoptóze tím, že vyvolá redistribuci cytoplazmatických smrtících receptorů na povrchu buňky.Vzájemná komunikace mezi Fas a p53 při apoptóze je nejlépe pozorovatelná při srovnání buněk zdravých zvířat, u nichž je hladina vylučování těchto molekul na normální

TNF (tumor necrosis factor) - cykotin tvořený některými bílými krvinkami (např. makrofágy). Účastní se imunitních dějů a některých chorobných procesů. ( www stránky maxdorf.cz: Lékařský slovník medicíny on-line)



úrovni a mutantů, kteří je úplně postrádají. Zjistili jsme, že při apoptóze u myších buněk

způsobené p53, není nutná existence Fasu nebo Fas L (Fas vazba). Stejně tak tomu je pokud jsou buňky vystaveny g záření nebo působením mutagenních léků. Rovněž jsme dokázali, že p53 způsobující apoptózu, není třeba pro výskyt Fas, protože hladiny Fas na povrchu buňky a Fas L aktivující buněčnou smrt jsou u myší postrádajících p53 normální. Nové studie ukázaly, že p53 může vyvolat povrchové vylučování Fasu, ale tyto výsledky byly založeny na nadměrném působení p53 v transformovaných buněčných řadách, což nemusí být relevantní pro normální fyziologické podmínky. Zpráva (Bennett a kol.) ukazuje, že nadměrné působení p53 vyvolává nejen zvýšené vylučování Fasu povrchem buňky, ale je také příčinou TNF-R1. Je možné, že jiné molekuly by mohly projevit obdobná povrchová vylučování při takovýchto nefyziologických podmínkách. Jestliže tomu tak je, tak výsledky ve zprávě (Bennett a kol.) nemusejí dokazovat zapojení Fasu do procesu apoptózy vyvolané pomocí p53. Místo toho mohou být vysvětleny tak, že aktivace p53 může vyvolat nepřirozený pohyb proteinů na povrchu buňky. Na studie založené na nadměrném působení (Bennett a kol.) by mělo být pohlížené jako na experimenty prováděné při fyziologických podmínkách. Výsledky pokusů prováděných na netransformovaných zvířecích buňkách nebo na tkáňových kulturách jsou shodné s názorem, že cesty k apoptózám, které byly aktivovány přes p53 jsou odlišné než ty, které byly spouštěny přes Fas a Fas L“.

Dále je připojena odpověď M. Bennetta a kol., který tímto reaguje na závěry vyslovené O‘Conor, L. , Strasser, A. Pro značnou rozsáhlost odpovědi je do češtiny přeložena a citována jen první část textu. Zbývající část je volně interpretována.

M. Bennett a kol. odpovídá: „Souhlasíme s tím, že studie při nadměrném působení (zvláště ty, které se týkají apoptózy), by měly být interpretovány obezřetně. Nicméně, nadměrné působení p53 prostřednictvím systému zpětné nákazy (retrovirus), který jsme použili, vyvolává takové následky, jaké je možno vidět při poškození DNA působením chemoterapeutických léků nebo ozářením. To není extrémní nadměrné působení a buňky nebyly upravené. Proto se naše experimenty přiblížily fyziologickým podmínkám. I přesto, že jsme pozorovali vzrůstající vylučování Fasu buněčnou stěnou a růst TNF-R1 po aktivaci p53, nezaznamenali jsme vzrůstající vylučování (buněčnou stěnou) dalších vnitrobuněčných nebo membránových proteinů, včetně Fas L a TNF-a. Proto jsme usoudili, že p53 nevyvolal nespecifické (nenormální) průniky proteinů na povrch buňky. Takže, působení p53 na vylučování Fasu, který jsme pozorovali, byl přechodný a spojený s jeho působením. K obnovení přirozeného vylučování Fasu povrchem buňky došlo v okamžiku opětovného působení p53.“

Dále M. Bennett a kol. uvádí, že jeho studie a studie O‘Conor, L. , Strasser, A. nejsou přímo srovnatelné. M. Bennett a kol. sledoval apoptózu vyvolanou pomocí p53 v cévních buňkách hladkého svalu a vazivových buňkách. U těchto buněk převládá Fas uvnitř a působením p53 se vyvolá jeho vylučování na povrch.

Jiná je však situace u buněk jater a brzlíku, které sledovali O‘Conor, L. , Strasser, A. Tyto buňky sami o sobě vykazují vysokou koncentraci Fasu na svém povrchu, a proto u nich pohyb Fasu při apoptóze nebude zaznamenán.

Pokusy na těchto typech buněk tedy nemohou potvrzovat ani vyvracet přímou souvislost mezi zvýšeným vylučováním Fasu na povrch buňky a apoptózou vyvolanou p53.

M. Bennett a kol.uzavírá svoji odpověď konstatováním: „Neprokázali jsme nebo neuvedli, že Fas/Fas L je absolutním požadavkem pro p53 - apoptózu, ale došli jsme k závěru, že to je velmi důležitý mechanismus pro apoptózu vyvolanou p53. V poslední době stále více důkazů, že apoptóza vyvolávaná ozářením nebo chemoterapeutickými činidly vyžaduje Fas/Fas L. Další studie uvádějí, že Fas-APO 1 - vyvolaná smrt je doprovázena nulovou translokací (přesunem) p53 z cytoplazmy do jader B-lymfocytů. Zřejmě p53 a Fas mohou působit a vyvolávat apoptózu u mnoha rozdílných typů buněk“.

  1. Závěr

 

Z výše uvedených skutečností je zřejmé, že další a intenzivní výzkum telomerů a enzymu telomerázy je jednou z cest, kterou by lidstvo mohlo účinně bojovat s nebezpečím nádorových onemocnění. O tom, že zájem vědeckého světa o tuto problematiku je skutečně intenzivní, svědčí i množství publikovaných prací např. na již zmíněných internetových stránkách.

V českém populárně vědeckém časopise Vesmír se v minulém roce objevila tato zpráva. „Nedávno byl objeven enzym zvaný tankymeráza. Ta odstraňuje protein TRF1 (známý od roku 1990), který se váže na konce telomer a brání tak telomeráze v práci“ (Science 282, 1395-1396, citace v Aixnerová 1999 s.115).

K detailnímu objasnění těchto procesů bude zapotřebí nejen velkého úsilí vědeckých týmů na celém světě, ale především značného množství finančních prostředků. Tyto jsou však stále častěji vynakládány na řešení zástupných problémů. „Američtí vědci jsou podle informací britského týdeníku Sunday Times na prahu odhalení mechanismu stárnutí. Za výzkumem stojí texaský jednaosmdesátiletý ropný milionář Miller Querles, který před lety prohlásil, že nechce zemřít, a věnoval peníze na studium příčin stárnutí“ (zpráva ČTA otištěná v MF Dnes 9.1.1996, cit. v . Cvrčková 1996 s.155).

Literární zdroje:

Aixnerová, R. (1999):Tankyráza - nový pomocník pro telomerázu. Vesmír č.2, s.115

Bennett, M. a kol. (1999):„FAS, p53 and Apoptosis“. Science magazine-

www stránky sciencemag.org

Cvrčková, F. (1996):Telomeráza a jiná strašidla. Vesmír č.3, s.155

O‘Conor, L. , Strasser, A. (1999): FAS, p53 and Apoptosis. Science magazine-

www stránky sciencemag.org

Rosypal, S. a kol. (1997):Struktura a organizace eukariotického genomu. Úvod do molekulární biologie

Wilhem, J. (1998):Apoptóza u rostlin. Vesmír č.1, s.55

www stránky maxdorf.cz:Lékařský slovník medicíny on-line