Zellbio 2 at Hochschule Weihenstephan-Triesdorf

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Beispiel: Rezeptor-Tyrosin-Kinase aktivieren
Ras-Protein (GTP-ase)

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Gliazellen

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Funktion von Antikörpern: Neutralisierung

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Erkennungmechanismen der Phagozyten

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Postsynaptische Integration von Signalen

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Immunologisches Gedächtnis

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Antigen-Präsentation durch Phagozyten: MHC-I

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Humane lymphoide Organe

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Beendigung der Immunreaktion

• fehlende Aktivierungssignale
=> Es werden keine neuen Effektorzellen mehr gebildet, rekrutiert und
aktiviert.
• fehlende Überlebenssignale
=> Apoptose
• Effektorlymphocyten exprimieren im Verlauf einer Immunreaktion vermehrt
das inhibitorische Molekül CTLA-4, wodurch ihre Vermehrung und
Cytokinfreisetzung gestoppt bzw. herunterreguliert wird.
• Makrophagen, Fibroblasten, Epithel- und Endothelzellen beginnen dann mit
den Aufbauarbeiten. Sie bilden eine Reihe von Wachstumsfaktoren, die der
Gewebebildung und der Wundheilung dienen.

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3. Enzymgekoppelte Rezeptoren
(katalytische Rezeptoren)

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Histonmodifikationen

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Therapeutischer Einsatz von siRNAs

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Zellbio 2

Beispiel: Rezeptor-Tyrosin-Kinase aktivieren
Ras-Protein (GTP-ase)

• Ras-Proteine stellen eine große Proteinfamilie dar, die als zentrales Glied
verschiedener Signaltransduktionswege, Wachstums- und
Differenzierungsprozesse regulieren
79
• Sie sind durch Lipidschwanz in innerer Plasmamembran verankert (Monomere)
• Sie fungieren als molekularere Schalter (ähnlich G-Proteine)
• Sie aktivieren MAP-Kinase-Signalmodul durch Phosphorylierungskaskasen

Zellbio 2

Gliazellen

• Glia, griechisch: Leim
• >50% des Zellmasse des ZNS
• „Nicht-Nervenzellen“ des Nervengewebes
• Häufige Tumore sind Gliome (Astrozytom,
Oligodendrogliom, Glioblastom).
Typen:
1. Schwannzellen: Myelinschicht (PNS)
2. Satellitenzellen: umhüllen Neuronen in
Ganglien (PNS)
3. Oligodendrozyten: Myelinschicht (ZNS)
4. Astrozyten (Sternzellen): Mehrzahl der
Gliazellen im ZNS; ernähren & stützen
Neuronen; Kommunikation unter Gliazellen
durch Gap Junctions (→ Blut-Hirn-Schranke)
5. Mikroglia: beseitigen Zelltrümmer und
Pathogene im ZNS
22
6. Ependymzellen: kleiden die
flüssigkeitsgefüllten Hirnkammern im ZNS aus

Zellbio 2

Funktion von Antikörpern: Neutralisierung

• Vermittelt v.a. durch IgG und IgA
• Antikörper binden an Toxine
Toxine können nicht mehr an die Zelle binden
• Antikörper binden an Oberfläche von Bakterien/Viren
=> Pathogen kann nicht an die Zelle andocken
=> Virus wird endozytiert und verdaut

Zellbio 2

Erkennungmechanismen der Phagozyten

1. PRR (pattern recognition receptor) auf den Phagozyten erkennen pathogene
Strukturen (PAMP, pathogen-associated molecular pattern) von best. Proteinen,
Kohlenhydraten, Lipiden, Nukleinsäuren.
PRR kommen auf der Plasmamembranen oder intrazellulären Komponenten vor.
Beispiele:
- Mannose-bindendes Lektin
- erkennt charakteristische Zuckerstrukturen aus Mannose und Fucose auf der
Oberfläche von Pathogenen
- löslich, wird von Leberzellen ins Blut abgegeben
- Scavenger-Rezeptoren erkennen z.B. apoptotische Zellen durch Bindung an
Phosphatidylserin („eat me“ -Signal), membrangebunden
- TLR (Toll-like receptors)

Zellbio 2

Postsynaptische Integration von Signalen

• durch räumliche und zeitliche Integration der am Dendriten/Soma ausgelösten
Generatorpotenziale, breiten sich diese bis zum Axonhügel aus
• Summe der Generatorpotenziale wird am Axonhügel gemessen
• ab einen Schwellenwert (-55mV) wird ein Aktionspotenzial (30mV) ausgelöst
(Alles-oder-Nichts)

Zellbio 2

Immunologisches Gedächtnis

• Sekundärreaktion nach wiederholtem Antigenkontakt:
schnellere und effektivere Immunantwort als Primärantwort
• T- und B-Gedächtniszellenzahlen sind ca. 4 Wochen nach Infektion
am höchsten und bleibt über Jahre konstant
• Grundlage der Immunität → Anwendung bei Impfungen
• Unterscheidung der T-Gedächtniszellen aufgrund der
Cytokinrezeptorexpression:
- effektor memory T-Zellen
- central memory T-Zellen

Zellbio 2

Antigen-Präsentation durch Phagozyten: MHC-I

Präsentation endogener Peptide:
• Proteinabbau durch Proteasom
• TAP-Transporter überführen Peptide
ins ER
• Peptide binden an „leere“ MHC-I
Glykoproteine + ß2-Mikroglobulin
• Beladenes MHC-I wird zur
Zelloberfläche transportiert

Zellbio 2

Humane lymphoide Organe

Primäre / zentrale lymphatischen
Gewebe
• Knochenmark (Entwicklung und
Reifung der Immunzellen)
• Thymus (Reifung der T-Zellen)
• Leber (nur beim Fetus)
Sekundäre / periphere
lymphatischen Gewebe (-> Antigen-
sammelstellen, Immunantwort)
• Lymphknoten, verbunden durch
Lymphgefäße
• Milz
• Lymphatische Gewebe der
Schleimhäute (Mandeln,
Blinddarm, Peyer-Plaques)

Zellbio 2

Beendigung der Immunreaktion

• fehlende Aktivierungssignale
=> Es werden keine neuen Effektorzellen mehr gebildet, rekrutiert und
aktiviert.
• fehlende Überlebenssignale
=> Apoptose
• Effektorlymphocyten exprimieren im Verlauf einer Immunreaktion vermehrt
das inhibitorische Molekül CTLA-4, wodurch ihre Vermehrung und
Cytokinfreisetzung gestoppt bzw. herunterreguliert wird.
• Makrophagen, Fibroblasten, Epithel- und Endothelzellen beginnen dann mit
den Aufbauarbeiten. Sie bilden eine Reihe von Wachstumsfaktoren, die der
Gewebebildung und der Wundheilung dienen.

• fehlende Aktivierungssignale
=> Es werden keine neuen Effektorzellen mehr gebildet, rekrutiert und
aktiviert.
• fehlende Überlebenssignale
=> Apoptose
• Effektorlymphocyten exprimieren im Verlauf einer Immunreaktion vermehrt
das inhibitorische Molekül CTLA-4, wodurch ihre Vermehrung und
Cytokinfreisetzung gestoppt bzw. herunterreguliert wird.
• Makrophagen, Fibroblasten, Epithel- und Endothelzellen beginnen dann mit
den Aufbauarbeiten. Sie bilden eine Reihe von Wachstumsfaktoren, die der
Gewebebildung und der Wundheilung dienen.

Zellbio 2

3. Enzymgekoppelte Rezeptoren
(katalytische Rezeptoren)

Domänen:
• Meist einspanniges Transmembransegment (a-Helix)
• Extrazelluläre Ligandbindungsdomäne
• intrazelluläre katalytische Domäne
Beispiele:
• Rezeptor-Tyrosin-Kinasen
• Serin-Threonin Proteinkinase
• Guanylatezyklase

Zellbio 2

Histonmodifikationen

1. Histon-Acetylierung (-COCH3): Lysin
→ Neutralisierung der positiven Ladung des Lysins
→ Verringerung der elektrostatischen Wechselwirkung zwischen
dem Lysin und den negativen Ladungen an der DNA
→ Öffnung der Chromatin-Struktur
→ Erleichterte Bindung von Transkriptionsfaktoren und Transkription
2. Histon-Phosphorylierung (-HPO4):
an OH-Gruppe von Serin, Threonin, Tyrosin
→ kann sowohl positiv als auch negativ mit Transkription korrelieren
3. Histon-Methylierung (-CH3): Lysin, Arginin
→ kann sowohl positiv als auch negativ mit Transkription korrelieren, je
nachdem, welches Lysin/Arginin man betrachtet

Zellbio 2

Therapeutischer Einsatz von siRNAs

• Problem:
- RNAs passieren Zellmembran schlecht (negativ geladen)
- Stabilität (RNase sensitiv)
- miRNA
• Lösung:
- modifizierte Nukleotide
- Verpackung in Liposomen
- Beladung auf Nanopartikel
55
• Beispiel: Transthyretin-Amyloidose
Transthyretin (TTR) wird von der Leber
exprimiert und transportiert Vitamin A
und Thyroxin. Mutiertes TTR lagert sich
im Herzen und Nervengewebe ab
=> geringe Lebenserwartung

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