Мини курсовая «Модель клеточного цикла»
description
Transcript of Мини курсовая «Модель клеточного цикла»
![Page 1: Мини курсовая «Модель клеточного цикла»](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081514/56815b5a550346895dc942ee/html5/thumbnails/1.jpg)
Мини курсовая «Модель клеточного цикла»Выполнили:Дубянская Евгения ,Хомич Дарья
![Page 2: Мини курсовая «Модель клеточного цикла»](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081514/56815b5a550346895dc942ee/html5/thumbnails/2.jpg)
Цикл клеточного деления
Клеточный цикл – процесс, при котором клетка дублирует свое содержимое и делится на две части.
Контроль клеточного цикла осуществляется таким образом, что размер отдельных клеток остается примерно одинаковым.
![Page 3: Мини курсовая «Модель клеточного цикла»](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081514/56815b5a550346895dc942ee/html5/thumbnails/3.jpg)
Процессы роста клетки
хромосомный цикл Удваивается
содержимое ядра Процесс требует
большой точности
цитоплазматический цикл Дублируется
цитоплазматический материал
Процесс не требует такой большой точности, как в хромосомном цикле
В зрелых организмах эти процессы скоординированы, так что отношение массы ядра к массе клетки остается постоянным
![Page 4: Мини курсовая «Модель клеточного цикла»](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081514/56815b5a550346895dc942ee/html5/thumbnails/4.jpg)
Контрольная точка G1(Start) Точки в которых
заканчивается одна фаза, и начинается другая называются контрольными
Start - особая контрольная точка клеточного цикла, в которой заканчивается рост (G1 фаза) и начинается процесс синтеза ДНК.
![Page 5: Мини курсовая «Модель клеточного цикла»](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081514/56815b5a550346895dc942ee/html5/thumbnails/5.jpg)
Основа системы контроля клеточного цикла
связываются с молекулами Cdk и контролируют их способность к фосфорилированию
Основные белки-ферменты, регулирующие клеточный
цикл
Циклин-зависимые протеинкиназы (Cdk)
Циклины
индуцируют последовательность процессов путем фосфорилирования отдельных белков.
Контроль выхода клетки из G1 и G2 фаз осуществляют промотор-фактор S-фазы (SPF) и промотор-фактор M-фазы (MPF)
![Page 6: Мини курсовая «Модель клеточного цикла»](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081514/56815b5a550346895dc942ee/html5/thumbnails/6.jpg)
StartВажнейшие события: синтез ДНК почкообразование
Cdk (Cdc28)+ циклин (Clb5 либо Clb6)
Cdk + циклин (CLN1 или CLN2)
Они быстро деградируют, но их уровень регулируется транскрипцией.
они накапливаются
ассоциируются с Сdc28
активируют собственные транскрипционные факторы поэтому скорость их образования увеличивается.
![Page 7: Мини курсовая «Модель клеточного цикла»](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081514/56815b5a550346895dc942ee/html5/thumbnails/7.jpg)
Транскрипция контролируется двумя факторами: SВF и MВF.
Cdc28 c циклином Cln3 скорее всего активирует SВF и MВF.
Эти положительные обратные связи приводят к автоката-литическому производству циклинов, обеспечивающему прохождение клеткой Старта.
![Page 8: Мини курсовая «Модель клеточного цикла»](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081514/56815b5a550346895dc942ee/html5/thumbnails/8.jpg)
Модель процесса Фактор транскрипции SВF
Фактор транскрипции активируется
Фактор транскрипции инактивируется другим ферментом, фосфатазой, обозначаемой E
Sa в активном состоянии Si в неактивном
и стартерной киназой (Cdc28-Cln3), обозначаемой A.
циклином Cln, который называется
N
![Page 9: Мини курсовая «Модель клеточного цикла»](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081514/56815b5a550346895dc942ee/html5/thumbnails/9.jpg)
Циклин образуется в результате активации SBF и деградирует естественным путем:
SВF активируется циклином и стартерной киназой, а инактивируется фосфатазой:
Следовательно, получаем:
и
12
[ ] [ ][ ]a
s a
k SdN k Ndt k S
3 4[ ] [ ] [ ]
[ ] [ ] [ ][ ] [ ]
a i a
i i a a
d S S Sk A N k E
dt k S k S
21 kka NS
ak
i SANS 3 ik
a SES 4
![Page 10: Мини курсовая «Модель клеточного цикла»](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081514/56815b5a550346895dc942ee/html5/thumbnails/10.jpg)
s
dn s nd s
3
2
[ ]k Ak C
3 122
k kk C
4
2
[ ]k Ek C
κs = ks/C, κi = ki/C и κa = ka/C
Где:
Предполагаем, что [Sa] + [Si] = C = const. Тогда в безразмерных переменных [Sa] = Cs, N = k1/k2n и t = τ/k2 получаем:
ss
s1is1)n(
dds
a
![Page 11: Мини курсовая «Модель клеточного цикла»](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081514/56815b5a550346895dc942ee/html5/thumbnails/11.jpg)
α=3,8
Изоклины Для относительно больших значений
параметра α Для относительно небольших
значений параметра α
α=2,5
ИГК: (зелёная)0ddn
ИВК: (оранжевая)0dds
![Page 12: Мини курсовая «Модель клеточного цикла»](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081514/56815b5a550346895dc942ee/html5/thumbnails/12.jpg)
Фазовый портрет Для «больших» клеток (α=3,8) Для «маленьких» клеток (α=2,5)
![Page 13: Мини курсовая «Модель клеточного цикла»](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081514/56815b5a550346895dc942ee/html5/thumbnails/13.jpg)
Игрушечная модель старта и финиша
Где X – циклин/Сdk димер Y – Cdh1/APC комплекс – константы скорости соответствующих реакций – константы Михаэлиса-Ментен
nkmJ
Предпологаем, что циклин синтезируется в цитоплазме, где комбинируется с избытком Cdk в димер. Готовый димер направляется в ядро.
Внутри ядра активность циклин /Cdk пропорциональна APC находятся в избытке общая концентрация CDH1 постоянна и равна 1.
Xm
![Page 14: Мини курсовая «Модель клеточного цикла»](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081514/56815b5a550346895dc942ee/html5/thumbnails/14.jpg)
Нуль-изоклины
X
G1
m=0,3
m=0.6
S-G2-M
ИВК: (оранжевая линия), ,
ИГК: (зеленая),
X=0,0995Y=0,3619
![Page 15: Мини курсовая «Модель клеточного цикла»](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081514/56815b5a550346895dc942ee/html5/thumbnails/15.jpg)
m=0,6 Фазовый портрет Кинетика для Cdh1/APC комплекса (Y) Кинетика для циклин/Сdk димера (X)
![Page 16: Мини курсовая «Модель клеточного цикла»](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081514/56815b5a550346895dc942ee/html5/thumbnails/16.jpg)
m=0,3 Фазовый портрет Кинетика для Cdh1/APC комплекса (Y) Кинетика для циклин/Сdk димера (X)
![Page 17: Мини курсовая «Модель клеточного цикла»](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081514/56815b5a550346895dc942ee/html5/thumbnails/17.jpg)
Включаем в модель фактор, активирующий Apc (A):
И принимаем во внимание то, что масса клетки может меняться :
Тут максимальный размер клетки, при котором она ещё может расти;μ – удельная скорость роста, когда m<<
*m
*m
![Page 18: Мини курсовая «Модель клеточного цикла»](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081514/56815b5a550346895dc942ee/html5/thumbnails/18.jpg)
Фактор, активирующий Apc
Cdh1/APC комплекс
циклин/Сdk димер
![Page 19: Мини курсовая «Модель клеточного цикла»](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081514/56815b5a550346895dc942ee/html5/thumbnails/19.jpg)