Samenvatting Moleculaire biologie
deeltentamen II
legenda
les → kop 1
hoofdstuk
hoofdkopje
subkopje
belangrijk begrip
Les 5
H9 Cellular signaling
communicatie tussen cellen
● alle cellen reageren op signalen (meestal chemische verbindingen) die ze van
andere cellen en hun omgeving krijgen
● er blijken identieke cel-communicatie mechanismen te zijn bij verschillende soorten
en ook bij processen binnen dezelfde soort
Evolutie van celsignalering
communicatie bij bacteriën
● populatiedichtheid
○ quorum sensing: gen-expressie aanpassen aan populatiedichtheid
● nutriënten beschikbaarheid
communicatie bij eencellige eukaryoten (bijvoorbeeld gist)
● haploïde cellen zijn één van de twee mating types: a of α
● mating factors (korte stukjes peptide)
○ kunnen binden en haploïd worden
● vanuit eencelligen doorgeëvolueerd naar meercelligen
Cel cel communicatie
direct contact
● cell junctions: stoffen kunnen diffunderen door kanaaltjes
○ gap junctions → dierlijke cellen
○ plasmodesmata → plantencellen
● cell-cell recognition: moleculen op oppervlakte van cellen binden aan elkaar en het
signaal wordt zo doorgegeven aan de binnenkant van de cel
communicatie door uitgescheiden moleculen
● lokaal
○ paracrien (afgave van signaalmoleculen aan naburige cel ahv diffusie, ook
autocriene interactie = afgave van signaalmoleculen ahv diffusie, waarna
deze binden aan receptoren van de eigen cel)
○ synaptisch
● lange afstand
○ endocrien: signaalstof is hormoon; dit is de meest specifieke interactie
tussen receptor en ligand, want moet heel het lichaam door en mag niet
matchen op verkeerde receptor
,Overzicht celsignalering
1. ontvangst door receptor op membraan van de signaal ontvangende cel
2. transductie: vormverandering & doorgeven signaal aan eiwitten (relay moleculen) in
cel
3. respons
Ontvangst
receptoren
● binding signaal molecuul (ligand) en receptor zeer specifiek
● receptor veranderd van confirmatie na binden ligand, waardoor het signaal wordt
doorgegeven (= transductie)
● meestal receptoren in plasmamembraan
moleculaire schakelaars
G-eiwit (schakelaar 1)
uit: GDP gebonden
aanzetten: GDP loslaten en GTP binden door GEF (guanine exchange factor)
aan: GTP gebonden
uitzetten: GTP hydrolyse naar GDP + P; G-eiwit doet dit automatisch na tijd door GTPase
Fosforylering (schakelaar 2)
uit: ongefosforyleerd
aanzetten: fosfaat overdragen van ATP naar eiwit door kinase
aan: fosfaat (P) gebonden; gefosforyleerd
uitzetten: fosfaat verwijderd door fosfatase
voorbeelden van receptoren
G-eiwit gekoppelde receptoren (GPCR)
● betrokken bij vele processen
● 7 transmembraan alfa helices
1. systeem bestaat uit receptor, G-eiwit &
effector (enzym)
2. ligand bindt receptor, G-eiwit bindt receptor
en wisselt GDP voor GTP → AAN
3. receptor inactief, G-eiwit activeert enzym
4. G-eiwit hydrolyseert GTP (naar GDP) →
UIT
Tyrosine kinase receptoren
● receptor is een kinase
● 1 receptor kan meerdere routes in de cel
aanzetten
● veel groeifactoren werken via deze
receptoren
● betrokken bij kanker
1. systeem bestaat uit twee receptoren
2. ligand bindt (dimeer) en brengt 2
receptoren samen
3. receptoren fosforyleren elkaar
(cross-fosforylatie) op tyrosine residue
4. gefosforyleerde receptoren binden relay
moleculen die het signaal doorgeven
, ion kanaal receptoren
● ligand geactiveerd ion kanaal: na binding ligand gaat kanaal open voor 1 specifiek
ion (bijvoorbeeld Ca2+)
● neurotransmitters binden dit soort kanalen
● kan ook intracellulair
● sommige ion-kanalen worden door elektrisch signaal geactiveerd
intracellulaire receptoren
● in het cytosol of de kern
● liganden die membraan passeren
○ klein & hydrofoob
● geactiveerde receptor kan als transcriptiefactor werken
● voorbeeld hiervan zijn steroïdhormonen
Transductie: doorgeven signaal
Tussen ontvangst van het signaal en de reactie zitten veel stappen. Het signaal wordt
doorgegeven van molecuul op molecuul, wat de mogelijkheid geeft tot versterking van het
signaal (= amplificatie)
eiwit (de)fosforylatie in transductie
● fosforylatie en defosforylatie worden veel gebruikt om activiteit van eiwitten te
reguleren
● kinases brengen fosfaat van ATP over naar eiwit; fosforylatie cascade van kinase 1
naar kinase 2 enzovoort
● fosfatases kunnen eiwit weer inactiveren
second messengers in transductie
kleiner, in water oplosbare moleculen of ionen die worden verspreid door diffusie,
bijvoorbeeld Ca2+, IP3, DAG, cAMP…
voorbeelden van signaaltransductieroutes
epinephrine
1. G protein coupled receptor (GPCR) wordt gebonden
door epinephrine (first messenger)
2. G eiwit wordt geactiveerd en geeft signaal door aan
adenylyl cyclase (effector)
3. adenylyl cyclase maakt cyclisch AMP
4. cAMP bindt aan protein kinase A en respons wordt
geactiveerd
cAMP = veelgebruikte second messenger die wordt
geproduceerd door adenylyl cyclase en wordt afgebroken
door phosphodiesterase
PLC
1. GPCR wordt gekoppeld door signaling molecule
(first messenger)
2. G eiwit wordt geactiveerd en activeert
phospholipase C
3. PIP2 → IP3 + DAG
4. IP3 gated calcium channel aan ER, Ca2+ cytosol in
Ca2+ = veelgebruikte second messenger; concentratie
wordt actief laag gehouden in cytosol
responsen als spiercontractie, exocytose of celdeling
deeltentamen II
legenda
les → kop 1
hoofdstuk
hoofdkopje
subkopje
belangrijk begrip
Les 5
H9 Cellular signaling
communicatie tussen cellen
● alle cellen reageren op signalen (meestal chemische verbindingen) die ze van
andere cellen en hun omgeving krijgen
● er blijken identieke cel-communicatie mechanismen te zijn bij verschillende soorten
en ook bij processen binnen dezelfde soort
Evolutie van celsignalering
communicatie bij bacteriën
● populatiedichtheid
○ quorum sensing: gen-expressie aanpassen aan populatiedichtheid
● nutriënten beschikbaarheid
communicatie bij eencellige eukaryoten (bijvoorbeeld gist)
● haploïde cellen zijn één van de twee mating types: a of α
● mating factors (korte stukjes peptide)
○ kunnen binden en haploïd worden
● vanuit eencelligen doorgeëvolueerd naar meercelligen
Cel cel communicatie
direct contact
● cell junctions: stoffen kunnen diffunderen door kanaaltjes
○ gap junctions → dierlijke cellen
○ plasmodesmata → plantencellen
● cell-cell recognition: moleculen op oppervlakte van cellen binden aan elkaar en het
signaal wordt zo doorgegeven aan de binnenkant van de cel
communicatie door uitgescheiden moleculen
● lokaal
○ paracrien (afgave van signaalmoleculen aan naburige cel ahv diffusie, ook
autocriene interactie = afgave van signaalmoleculen ahv diffusie, waarna
deze binden aan receptoren van de eigen cel)
○ synaptisch
● lange afstand
○ endocrien: signaalstof is hormoon; dit is de meest specifieke interactie
tussen receptor en ligand, want moet heel het lichaam door en mag niet
matchen op verkeerde receptor
,Overzicht celsignalering
1. ontvangst door receptor op membraan van de signaal ontvangende cel
2. transductie: vormverandering & doorgeven signaal aan eiwitten (relay moleculen) in
cel
3. respons
Ontvangst
receptoren
● binding signaal molecuul (ligand) en receptor zeer specifiek
● receptor veranderd van confirmatie na binden ligand, waardoor het signaal wordt
doorgegeven (= transductie)
● meestal receptoren in plasmamembraan
moleculaire schakelaars
G-eiwit (schakelaar 1)
uit: GDP gebonden
aanzetten: GDP loslaten en GTP binden door GEF (guanine exchange factor)
aan: GTP gebonden
uitzetten: GTP hydrolyse naar GDP + P; G-eiwit doet dit automatisch na tijd door GTPase
Fosforylering (schakelaar 2)
uit: ongefosforyleerd
aanzetten: fosfaat overdragen van ATP naar eiwit door kinase
aan: fosfaat (P) gebonden; gefosforyleerd
uitzetten: fosfaat verwijderd door fosfatase
voorbeelden van receptoren
G-eiwit gekoppelde receptoren (GPCR)
● betrokken bij vele processen
● 7 transmembraan alfa helices
1. systeem bestaat uit receptor, G-eiwit &
effector (enzym)
2. ligand bindt receptor, G-eiwit bindt receptor
en wisselt GDP voor GTP → AAN
3. receptor inactief, G-eiwit activeert enzym
4. G-eiwit hydrolyseert GTP (naar GDP) →
UIT
Tyrosine kinase receptoren
● receptor is een kinase
● 1 receptor kan meerdere routes in de cel
aanzetten
● veel groeifactoren werken via deze
receptoren
● betrokken bij kanker
1. systeem bestaat uit twee receptoren
2. ligand bindt (dimeer) en brengt 2
receptoren samen
3. receptoren fosforyleren elkaar
(cross-fosforylatie) op tyrosine residue
4. gefosforyleerde receptoren binden relay
moleculen die het signaal doorgeven
, ion kanaal receptoren
● ligand geactiveerd ion kanaal: na binding ligand gaat kanaal open voor 1 specifiek
ion (bijvoorbeeld Ca2+)
● neurotransmitters binden dit soort kanalen
● kan ook intracellulair
● sommige ion-kanalen worden door elektrisch signaal geactiveerd
intracellulaire receptoren
● in het cytosol of de kern
● liganden die membraan passeren
○ klein & hydrofoob
● geactiveerde receptor kan als transcriptiefactor werken
● voorbeeld hiervan zijn steroïdhormonen
Transductie: doorgeven signaal
Tussen ontvangst van het signaal en de reactie zitten veel stappen. Het signaal wordt
doorgegeven van molecuul op molecuul, wat de mogelijkheid geeft tot versterking van het
signaal (= amplificatie)
eiwit (de)fosforylatie in transductie
● fosforylatie en defosforylatie worden veel gebruikt om activiteit van eiwitten te
reguleren
● kinases brengen fosfaat van ATP over naar eiwit; fosforylatie cascade van kinase 1
naar kinase 2 enzovoort
● fosfatases kunnen eiwit weer inactiveren
second messengers in transductie
kleiner, in water oplosbare moleculen of ionen die worden verspreid door diffusie,
bijvoorbeeld Ca2+, IP3, DAG, cAMP…
voorbeelden van signaaltransductieroutes
epinephrine
1. G protein coupled receptor (GPCR) wordt gebonden
door epinephrine (first messenger)
2. G eiwit wordt geactiveerd en geeft signaal door aan
adenylyl cyclase (effector)
3. adenylyl cyclase maakt cyclisch AMP
4. cAMP bindt aan protein kinase A en respons wordt
geactiveerd
cAMP = veelgebruikte second messenger die wordt
geproduceerd door adenylyl cyclase en wordt afgebroken
door phosphodiesterase
PLC
1. GPCR wordt gekoppeld door signaling molecule
(first messenger)
2. G eiwit wordt geactiveerd en activeert
phospholipase C
3. PIP2 → IP3 + DAG
4. IP3 gated calcium channel aan ER, Ca2+ cytosol in
Ca2+ = veelgebruikte second messenger; concentratie
wordt actief laag gehouden in cytosol
responsen als spiercontractie, exocytose of celdeling
