בקרת איכות ופעילות חלבונים - כחלק ממנגנונים הומיאוסטטיים בתא אפרת לינק- ליבמן- עירוניא’ מודיעין

1. בקרת איכות ופעילות חלבונים - כחלק ממנגנונים הומיאוסטטיים בתא אפרת לינק- ליבמן- עירוניא’ מודיעין דגנית עצמון- תיכון הרצוג בית חשמונאי ד”ר מיכל ציון בית הספר לחינוך אוניברסיטת בר אילן מצגת לכנס מורי הביולוגיה 2003

2. * תגלית בקנה מידה עולמי. * כחול לבן ! פרופ’ צחנובר, ופרופ’ הרשקו מהטכניון בחיפה. * יציאה מקיבעון מחשבתי. ריבוזום ופרוטאוזום היו שם מההתחלה.. * תוכנית הלימודים החדשה. בקרת איכות ופעילות חלבונים כחלק ממנגנונים הומיאוסטטיים בתא למה ללמד ? יותר מאלף סיבות, ונתחיל…

3. תאור תופעה בתא ממוצע יש כ- 70-90 אלף חלבונים שונים בזמן נתון. בגופנו מתחלפות מולקולת בקצב אדיר. במהלך 24 שעות מוחלפים כ- % 10 מהחלבונים בתאים. כעבור 3 שבועות אנחנו אנשים שונים. החלפת החלבונים דורשת כמויות אנרגיה אדירות ! על חלבונים ומפרקים

4. בקרת ביטוי גנים חלבונים בולמים חלבונים מאיצים מוטציות בדנ”א קלקול חלבונים לפרק !!! לפרוטאוזום וחסל !!! מה הסיבה לקצב האדיר הזה של החלפת החלבונים בתא ? מהו היתרון בקצב החלפה גבוה של חלבוני התא? *החיים קשים, הם מתקיימים בסביבה עויינת: טמפרטורה, קרינה, לחץ חלקי של חמצן. חלבונים פגומים

5. צילום מיקרוסקופ אלקטרוני של פרוטאוזומיםבציטופלסמה 100 ננומטר

6. מתוך האתר:” הומאוסטזיס ברמה מולקולרית”/ אאוקריוטים /אנימציה מדעית יעוץ מדעי חלק אאוקריוטי באתר : פרופ’ ינון בן נריה הדסה ירושלים

7. פרוק חלבונים באמצעות הפרוטאוזום קישור לאנמציה איקריוטים

8. פרוק חלבונים באמצעות הפרוטאוזום תרגיל: צפה באנמציה של תמונה 5: לפניך סכמה של תא זהה את החלקים המוכרים לך ורשום את שמם. ערוך רשימה של מרכיבי התא שאינם מוכרים לך. תוכל לשוטט עם העכבר על המרכיבים בסכמה ולקבל עליהם מידע בצד שמאל של המסך. מי מכל החלבונים שבתמונה מפורק על ידי הפרוטאוזום. צפה שוב ומצא מה שונה בחלבון שמפורק לשאר החלבונים שבתא. צפה בתמונה מספר 5 , ותאר במילים מהו סדר הפעולות שהביא לסימון החלבון המיועד לפרוק. תרגיל מתוך“רגע חושבים”

9. פרוק חלבונים באמצעות הפרוטאוזום מקרא:

10. מחלה היא הפרת ההומאוסטזיס- בעיית חקר מחלת סרטן צואר הרחם בנשים, נגרמת על ידי נגיף פפילומה אנושי (HPV ). כאשר הדנ”א הנגיפי חודר לגרעין התא, מופעלת שרשרת תהליכים המעלה את יציבות חלבון p53 בתא. חלבון p53 מפעיל מנגנוני תיקון של דנ”א. אם חלבון זה אינו מצליח לתקן את הנזק, מופעל מנגנון מוות תאי מתוכנן - אפופטוזיס. HPV

11. p53 DNA damage p14ARF MDM2 p53 Proteosome ATM Chk2 Chk1 ATR Ser20 MDM2 Ser15 p53 Severe DNA damage HIPK2 Noxa Ser20 Ser20 PIG3 Ser46 Ser15 Ser15 Bax p53 p53 Target gene Apoptosis gene p53AIP1 p53R2 p21Cip1

12. נגיף הפפילומה מקודד לחלבון הנקרא E6 . חלבון זה נצמד לחלבון התאי p53 ,וגורם למערכת היוביקויטין לזהותו כחלבון המיועד לפירוק. p53 “מוצא להורג” על ידי הפרוטאוזום.להלן גרף המציג את יציבות החלבון p53בתאים במצבים שונים: א. מהי חשיבותו של חלבון p53, העזרו במילון המונחים באתר. ב. בהסתמך על הגרף, איזה יתרון נותן לנגיף חלבון E6 בתהליך שיעבוד התא המאכסן?

13. ג. כדי לעצור את התפשטות נגיף הפפילומה, יש לאפשר ל- p53 לפעול. * מדוע פעלתו של p53 תעכב את התפשטות הנגיף, הסבר ? * ארגנו באמצעות תרשים זרימה את המידע הקשור לפעילותו של החלבון p53 . p53

14. מאי 2003 FDA רשות המזון והתרופות האמריקאית אישרה שימוש בתרופה חדשה בשם : bortezomib התרופה מעכבת את פעילות הפרוטאוזום. תוצאות פעילותה מוצגות בגרף: ד. שערו כיצד שימוש בתרופה זו יכול לעזור בטיפול במחלת HPV ?

15. לסיכום, אפשר בלי הפרוטאוזום ?