|
|
Hledání mechanismů a funkce interakce mikrotubulárního cytoskeletu s dalšími složkami v rostlinné buňce
Krtková, Jana ; Schwarzerová, Kateřina (vedoucí práce) ; Vaňková, Radomíra (oponent) ; Ovečka, Miroslav (oponent)
Mikrotubulární cytoskelet se v rostlinných buňkách účastní mnoha důležitých dějů během dělení, růstu a vývoje. Výkon jeho četných funkcí je však umožněn interagujícími proteiny, které jednak modulují jeho dynamiku a organizaci, jednak umožňují funkční či strukturní propojení s dalšími složkami rostlinné buňky. Identifikace zprostředkovatelů těchto interakcí a jejich fyziologická funkce za specifických podmínek byla hlavní náplní předkládané dizertační práce. Pomocí biochemických metod byly identifikovány membránové proteiny, které zároveň kosedimentují s mikrotubuly. Překvapivě mezi nimi nebyli žádní zástupci klasických konzervovaných proteinů asociovaných s mikrotubuly (MAP), ale jednalo se o enzymy, chaperony a rostlinně specifické proteiny. Pro další studium jeho role související s rostlinnými mikrotubuly byl vybrán identifikovaný heat-shock protein 90 (Hsp90_MT). Rekombinantní Hsp90_MT se váže přímo na mikrotubuly a dimery tubulinu in vitro. Za vazbu není zodpovědná jeho ATP-vazebná doména. Hsp90_MT v BY-2 kolokalizuje s mikrotubuly fragmoplastu i s kortikálními mikrotubuly a podílí se na obnově mikrotubulů po jejich depolymeraci způsobené chladem. Dále se Hsp90 účastní postupu buněčného cyklu, jeho inhibice u rostlinných buněk blokuje buněčný cyklus v G1 fázi. Na základě literárního studia...
|
|
|
Role of formins in the organization and dynamics of intracellular structures in Arabidopsis thaliana
Rosero Alpala, Elvia Amparo ; Cvrčková, Fatima (vedoucí práce) ; Baluška, František (oponent) ; Malcová, Ivana (oponent)
Na základě podrobné fenotypové charakterizace fh1 a fh2 mutantů bylo prokázáno, že AtFH1 (At3g25500), nejvíce exprimovaný formin Arabidopsis thaliana, a jeho nejbližší homolog AtFH2 (At2g43800) ovlivňuje dynamiku aktinových mikrofilament a mikrotubulů. Mutanti postrádající fh1 vykazovali zvýšenou citlivost k inhibitoru polymerace aktinu Latrunculinu B (LatB). Epidermální buňky děložních lístků forminových mutantů byly výrazněji laločnaté než u divokého typu, a byly také nalezeny rozdíly v uspořádání vodivých pletiv. Nepodařilo se získat dvojité homozygoty fh1 fh2, protože nejméně jeden z těchto dvou forminů je zřejmě nezbytný pro řádný vývoj gametofytu. Byly standardizovány metody pro pozorování a kvantitativní charakterizaci architektury a dynamiky kortikálního cytoskeletu s využitím konfokální laserové skenovací mikroskopie (confocal laser scanning microscopy, CLSM) a epifluorescenční mikroskopie s variabilním úhlem osvitu (variable angle epifluorescence microscopy, VAEM). Pomocí těchto metod se podařilo zjistot, že mutanti mají více F-aktinových provazců, které jsou méně dynamické než v rostlinách divokého typu, avšak dynamika mikrotubulů je zvýšená. Kořenový fenotyp, fh1 mutantů byl nadále zesílen v přítomnosti heterozygotní fh2 mutace. SMIFH2, inhibitor aktivity forminů, vyvolával podobné...
|
|
|
Microtubule-active drugs: mechanism of action and resistance
Dostál, Vojtěch ; Libusová, Lenka (vedoucí práce) ; Rösel, Daniel (oponent)
Mikrotubulární jedy tvoří různorodou skupinu chemických látek. Vznikají v tělech některých rostlin, živočichů či mikroorganismů. Jejich společným rysem je schopnost vazby na mikrotubulární cytoskelet. Tyto látky, reprezentované např. paclitaxelem (taxol), vinca alkaloidy a kolchicinem, jsou schopné účinně vyvolat buněčnou smrt v živočišných a často i v rostlinných buňkách. V současnosti jsou proto mikrotubulární jedy důležitou součástí protinádorové léčby i boje proti škůdcům v zemědělství. Ačkoliv je k dispozici značné množství informací o mechanismu účinku těchto látek, nejnovější poznatky jsou často v rozporu s těmi staršími. Tato práce shrnuje účinky mikrotubulárních jedů z pohledu biochemie a buněčné biologie, ale také z fyziologického hlediska. Jsou diskutovány účinky mikrotubulárních jedů na množství polymerovaných mikrotubulů či mikrotubulární dynamiku a následná cesta k buněčné smrti. V poslední kapitole je pozornost přesunuta na aktivitu těchto látek v živočišných a rostlinných tělech s důrazem na rostliny, jež tyto látky vytváří a jejichž mikrotubuly jsou k nim tudíž značně odolné.
|
|
|
Indukce a průběh programované buněčné smrti v nádorových buňkách po aplikaci taxanů
Kábelová, Adéla ; Jelínek, Michael (vedoucí práce) ; Gemperle, Jakub (oponent)
Taxany jsou třídou běžně užívaných protinádorových léčiv zvláště účinných u nádorových onemocnění prsu, vaječníku, prostaty či plic. Taxany se váží se na β-tubulinovou podjednotku mikrotubulů, čímž vedou k jejich stabilizaci a inhibici depolymerizace. Takovéto mikrotubuly nejsou schopny tvořit funkční mitotické vřeténko a dochází k zablokování buněčného cyklu v G2/M fázi a následné apoptóze. Některé buňky si však k taxanům vyvinuly různé mechanismy rezistence. Ty mohou souviset s cílovým místem pro vazbu taxanů, tj. mikrotubuly nebo mohou být výsledkem zvýšené exprese specifických přenašečů, které odčerpávají taxany ven z buňky. Další typy rezistence jsou spojeny s procesem programované buněčné smrti (PCD), konkrétně s proteiny, které se po aplikaci taxanů podílí na jejím zdárném průběhu. K těmto proteinům patří rodina Bcl-2, která reguluje iniciaci PCD udržováním integrity membrány mitochondrií a endoplasmatického retikula a jejichž aktivita může být taxany přímo či nepřímo ovlivňována. Výkonnou složkou PCD jsou kaspázy, kde zvláště důležitou se zdá být kaspáza-2 aktivovaná v důsledku taxany-indukovaného cytoskeletárního poškození. V některých případech mohou taxany vést k buněčné smrti nezávisle na kaspázách. Zvláštní úlohu má protein p53, který se do apoptózy indukované taxany zapojuje pouze při aplikaci...
|
|
|
Molekulární podstata interakce rostlinného HSP90 s mikrotubuly
Benáková, Martina ; Krtková, Jana (vedoucí práce) ; Malcová, Ivana (oponent)
Mikrotubuly (MT) jsou jednou ze základních buněčných struktur a účastní se mnoha klíčových dějů v rostlinných buňkách a jejich vlastnosti a funkce jsou ovlivňovány a modifikovány dalšími proteiny. Tyto proteiny řadíme do skupiny proteinů asociovaných s mikrotubuly (MAPs, microtubule-associated proteins). Jedním z MAP je také mnou zkoumaný molekulární chaperon Hsp90, který zastává v buňce velké množství nejrůznějších funkcí. Mimo jiné u něj byla již v minulosti prokázána kolokalizace s MT (Freudenreich a Nick, 1998; Petrášek et al., 1998). Přímá vazba k MT byla však popsána teprve nedávno, a to za pomoci kosedimentačních reakcí specifické tabákové cytozolické izoformy Hsp90, která byla díky své schopnosti vázat MT nazvána Hsp90_MT. Zároveň bylo zjištěno, že vazba k MT je nezávislá na aktivitě ATP (Krtková et al., 2012). Ve zmíněné práci autoři také zjistili pozitivní vliv Hsp90_MT na obnovu MT vystavených chladovému stresu. Přestože se na dynamice MT cytoskeletu podílí v obrovské míře právě MAP, je s podivem, že u mnohých z nich dosud není známá molekulární podstata interakce s MT, tedy jejich MT-vazebná doména. Rozhodli jsme se proto určit tuto doménu u tabákového Hsp90_MT za pomoci tvorby rekombinantních proteinů obsahujících charakteristické domény pro rodinu Hsp90 a následných kosedimentačních...
|
|
|
Organizace cytoskeletu senescentní buňky
Kolářová, Věra ; Hodný, Zdeněk (vedoucí práce) ; Hock, Miroslav (oponent)
Tato bakalářská práce pojednává o buněčné senescenci a změnami v organizaci cytoskeletu. Porovnává rozdíl mezi buňkou v senescenci a buňkami normálních prolifera- tivních linií. Cytoskelet buňky je velmi dynamická struktura a má dopad na buněčnou funkci v tkáních. Bylo pozorováno, že buněčná dysfunkce a změny cytoskeletu souvisí se senescentním fenotypem. Tato práce shromažd'uje známé informace o cytoskeletu v senes- centních buňkách a naznačuje možný postup budoucího výzkumu. Klíčová slova: buněčná senescence, protinádorová bariéra, migrace buněk, cytoskelet, mikrotubuly, ná- dorová onemocnění 1
|
|
|
Role of cytoskeleton in plant cell morphogenesis
Miklánková, Pavlína ; Schwarzerová, Kateřina (vedoucí práce) ; Sekereš, Juraj (oponent)
Bunky sú schopné nadobúdať nepreberné množstvo tvarov, v čom hrá dôležitú úlohu cytoskelet. Ovplyvňuje depozíciu materiálov bunečnej steny, reguluje pohyb vačkov po bunke, podieľa sa na exocytóze a endocytóze. Kortikálne mikrotubuly ovplyvňujú ukladanie celulózy do bunečnej steny a tým udávajú smer bunečnej expanzie, hoci presný súvis medzi mikrotubulami a celulózou zostáva nevyjasnený. Aktín podporuje rast a prispieva k jeho priestorovej regulácii vo vrcholovo aj difúzne rastúcich bunkách. Je dôležitý pri sekrécii v expandujúcich bunkách, ale jeho presné funkcie pri riadení bunečného rastu nie sú ešte celkom vysvetlené. Pre lepšie pochopenie, ako spolu súvisia aktínový a mikrotubulárny cytoskelet v morfogenéze rastlinných buniek, sa používajú analýzy mutantov, spektroskopické metódy, cytoskeletárne jedy, fluorescenčné proteíny a ďalšie metódy. Dobrým modelom pre výskum sú epidermálne a trichómové bunky Arabidopsis thaliana, na ktorých prebieha väčšina štúdii.
|
|
|
Charakterizace PTEN domény vybraných forminů II. třídy Arabidopsis
Přerostová, Sylva ; Cvrčková, Fatima (vedoucí práce) ; Havelková, Lenka (oponent)
Forminy jsou proteiny usnadňující tvorbu aktinových vláken. Ovlivňují strukturu cytoskeletu a účastní se cytokineze i směrovaného růstu. U Arabidopsis thaliana existují 2 třídy forminů, které obsahují FH1 a FH2 (Formin homology 1 a 2) doménu. Forminy třídy I mají většinou na N konci transmembránovou doménu, díky které mohou interagovat s membránami. Některé forminy třídy II obsahují PTEN doménu (Phosphatase and tensin homolog) odvozenou ze sekvence PTEN proteinů, která zřejmě ztratila funkci fosfatázy. Předpokládá se, že je schopná vazby na membránu, a to přes fosfatázovou část nebo přes C2 doménu. Tato práce byla zaměřena na formin AtFH13 z třídy II u Arabidopsis thaliana a na jeho PTEN doménu. Byly zjišťovány rozdíly mezi mutanty a kontrolou v délce kořenů u semenáčků a ve velikosti semen a semenných obalů. Na délce kořenů byl sledován také vliv dexametazonu na AtFH13. PTEN doména forminu byla pomnožena z cDNA, zaklonována do vektoru a sfúzována s YFP. Značený protein byl metodou tranzientní exprese vizualizován v pokožkových buňkách listů Nicotiana benthamiana. Mezi rostlinami mutantními v genu AtFH13 a kontrolou nebyl ve vybraných parametrech pozorován výrazný rozdíl. Dexametazon neměl na délku kořenů mutantních rostlin vliv. Semikvantitativní RT-PCR bylo prokázáno, že dexametazon nemá větší vliv ani na...
|
|
|
MAPs, proteiny asociované s mikrotubuly v rostlinných buňkách
Benáková, Martina ; Krtková, Jana (vedoucí práce) ; Vinopal, Stanislav (oponent)
1. Abstrakt a klíčová slova Mikrotubuly (MT) jsou jednou ze základních buněčných struktur. Jejich vlastnosti a funkce jsou ovlivňovány a modifikovány dalšími proteiny, které můžeme zahrnout do skupiny proteinů asociovaných s mikrotubuly (MAPs, microtubule-associated proteins). Výzkum MAP a jejich různorodých funkcí se v posledních letech prudce rozvíjí. Některé MAP ovlivňují dynamiku MT, jiné mají spíše strukturní funkci - propojují jednotlivá MT vlákna s rozličnými buněčnými strukturami, jako jsou ostatní MT, proteiny, organely, aktinový cytoskelet či plasmatická membrána. Mnoho popsaných MAP proteinů má homology v rámci celé eukaryotické říše, příkladem je rodina MAP65 nebo EB1 (END BINDING 1), je proto zajímavé sledovat, zda a jak se rostlinné MAP svými funkcemi liší od svých živočišných homologů. Na druhou stranu jsou popsány také rostlinně specifické MAP s unikátními funkcemi v rostlinné buňce, například ATK5 či SPR1 (SPIRAL 1). Tato bakalářská práce je literární rešerší, jejímž cílem je zpracovat přehled rostlinných MAP, charakterizovat je a popsat, pokud jsou známy, jejich funkce z hlediska buňky i celého rostlinného organismu. Klíčová slova: cytoskelet, mikrotubuly, proteiny asociované s mikrotubuly, rostlinná buňka, růst a vývoj
|
|
|
Vliv aktivace žírných buněk na organizaci mikrotubulů
Hájková, Zuzana ; Dráber, Pavel (vedoucí práce) ; Binarová, Pavla (oponent)
Aktivace žírných buněk kostní dřeně (bone marrow-derived mast cells, BMMC) zahajuje řadu buněčných procesů, jako je uvolnění obsahu intracelulárních váčků, proliferace buňky nebo reorganizace cytoskeletu. Ačkoliv mikrotubuly hrají v těchto procesech důležitou roli, molekulární mechanismy kontrolující změny v organizaci mikrotubulů během aktivačních dějů jsou neznámé. BMMC mohou být aktivovány několika způsoby. Za fyziologických podmínek způsobuje agregace IgE receptorů (FcRI) na povrchu buněk aktivaci specifických signálních drah. BMMC mohou být také aktivovány nespecificky pervanadátem, inhibitorem tyrosinových fosfatáz, nebo thapsigarginem, inhibitorem Ca2+ ATPáz na endoplazmatickém retikulu. V rámci této diplomové práce bylo zjištěno, že pro sledování rychlých morfologických změn, při aktivaci žírných buněk, je vhodné BMMC před aktivací imobilizovat na fibronektin. Bylo prokázáno, že specifická i nespecifická aktivace BMMC vede k reorganizaci mikrotubulů a k tvorbě mikrotubulárních výběžků. Tvorba mikrotubulárních výběžků je za fyziologické aktivace závislá na aktivitě protein tyrosinových kináz Src rodiny a na vnitrobuněčné koncentraci Ca2+. Důležitou roli v tomto procesu hraje protein STIM1, detektor Ca2+ koncentrace v endoplazmatickém retikulu, který se podílí na aktivaci Ca2+ kanálů v plazmatické...
|
host ::
RSS.