הומאוסטזיס ברמה מולקולריתמפת האתרעל האתרעקרונותספריהאאוקריוטיםפרוקריוטים?מוכנים  
*

אאוקריוטים

רקע תיאורטי

מסלול תאי NF-κB

פרק א' - סיפור מסגרת
פרק ראשון ובו יסופר על מקרה רגיל, מקרה קוץ.
היה היה איש אחד, לא מיוחד, אולי זה אתה, אולי אני או אולי ממש כל אחד.
כדי שלא יישאר באלמוניותו, ניתן לו שם: מר הומאוסטזיס.
בקיצור נכנה אותו מר HS..
ובכן אותו מר HS. יצא לו בוקר אחד מביתו והאמת שאין זה חשוב אם יצא או לא, אם תכנן או לא, אבל נאמר שיצא והלך לדרכו.
הוא לא חשב על כלום, ובוודאי לא על כף רגלו. הוא לא הכיר את המסלול שבו צעדו רגליו, וכך חלף לו יום רגיל של קיץ בסנדלים פתוחים, אבל בערב, כשהסיר אחד מסנדליו היה לו זמן לתגליות, וכך הוא גילה סיפור כואב המתחבא בתוך רגלו. היו כאבים וגם נפיחות, וכף הרגל הייתה חמה במקצת ואדומה, פשוט סיפור של קוץ, איי… פשוט צריך לשלוף אותו החוצה בזריזות.

פסל

מר HS. היה זריז מאוד ולכן היה מתוסכל מאוד. מדוע מתוסכל ? משום שהוא גילה שגופו זריז ממנו, לפני שאת הקוץ הרגיש - בתוך גופו התחוללה לה מהומה. מחדירתו של קוץ קטן, עדִין, התחילה שם הפרשת ציטוקין.
מר HS. החביב החליט שהוא חייב להבין מה קרה בדיוק ברגלו ללא ידיעתו, ומהו ציטוקין ואיך הוא קשור לכאן ?
למענו וגם למענכם הכנו כאן מיד הסבר !


פרק ב' - האבחנה - דלקת!
פרק שני ובו נסביר מהי דלקת ומה "מדליק" אותה.
הקוץ חדר ואת התאים בכף רגלו פצע וכך החלה כל המהומה. כי יש פולש (הקוץ) , ויש גם אזעקה, החלה כאן תגובת דלקת (רגילה).
מהי דלקת ? דלקת היא תגובת הגנה של הגוף נגד אירועים רבים של עקה, כמו פציעה, עקיצה, חדירת מיקרואורגניזמים, קוץ או גוף זר אחר. לתגובה שותפים מרכיבים רבים, כמו תאים וחלבונים המהווים חלק ממערכת החיסון .
במהלך התפתחות המצב הדלקתי תאים שונים של מערכת החיסון מתקשרים זה לזה ומתאמים את פעולתם. התקשורת הבין-תאית מבוססת על הפרשת חלבונים מסוג ציטוקינים שהם אותות הנקלטים על ידי תאים שונים במערכת החיסון. אותות אלו מעוררים תהליכים תאיים שונים המתאמים את מהלך התגובה הדלקתית עד לפתרון הבעייה ודיכוי הזיהום שנגרם בעקבות הפציעה והפלישה של גורמים שונים כמו הקוץ .

שיחת טלפון

פעילות מערכת החיסון נתונה לבקרה המגבירה את התגובה החיסונית נגד האנטיגן שחדר. לאחר היעלמות האנטיגן מופסקת התגובה החיסונית נגדו. מה בדיוק עושה הבקרה ? על מה ועל מי מופעלת כאן שליטה ?
עוד מחכה לנו הסבר על הדרמה הגדולה.
הרחבה על דלקת


פרק ג'- בין חיים ומוות (של תאים במערכת החיסון)
אל בהלה, בפרק ג' תלויים על נדנדה חיי תאים ,למר HS. שלום, ויחד אתכם הוא לומד את העלילה.
בפרק ב' סיפרנו שהקוץ חדר וכך החלה כל המהומה, כלומר תגובת דלקת. דלקת היא תגובת חירום של מערכת החיסון והיא מערבת תאים רבים ומיוחדים. חלקם קיימים בגוף ומתגייסים לפעולה, ואחרים נוצרים במהירות, בתהליכי חלוקה והתמיינות של תאי אב.
תאי T המכירים באופן ייחודי אנטיגן זר חיידקי או נגיפי, משופעלים בתגובה לדלקת שהתעוררה. בחלוף הדלקת מתים תאים משופעלים רבים ומספרתאי T המשופעלים פוחת. תאי זיכרון מעטים נשארים בחיים , ככיתת כוננות עד לפלישה הבאה.
"שחקן" מרכזי בהחלטה המובילה לשרידות התא או למותו הוא החלבון NF-κB.
החלבון- NF-κB הוא גורם תיעתוק שאינו פועל לבדו. קיים מגוון של מנגנונים בתא שמשפיעים על שפעולו ובעקבות כך משפיעים על גורל התא.


פרק ד' - מסלול ה- NF-κB המתפתל בין ציטופלזמה וגרעין.
פרק רביעי ובו נספר על החלבון- NF-κB שבעת הצורך נפרד מבן זוגו ונכנס לפעולה.
אם נשאל את מר HS.: איך ידעת שיש דלקת ברגל שלך ? הוא בוודאי ישיב : זה פשוט ומוכר - האזור אדום, חם ונפוח.
אבל איך נוצרת הדלקת ?
כזכור לכם בוודאי מהפרק הקודם, בזמן חדירת האנטיגן מופרשים מתאים באזור הפגוע חומרי אזעקה (כמו TNFα) המגייסים לפעולה את תאי מערכת החיסון. תהליכים אלו מתרחשים ברמה מערכתית (תקשורת בין התאים השונים), תאית (חלוקות תאים) ומולקולרית (מסלולים תוך תאיים).
חומרי האזעקה נקשרים לקולטנים ייחודיים על קרום התא ומשפעלים בשרשרת תהליכים את החלבון- NF-κB. חלבון זה נוצר באופן קבוע בתא; הוא גורם תיעתוק המשרה TNF ביטוי גנים רבים המייצרים חלבונים בעלי חשיבות בהתפתחות מצב דלקתי. שפעול החלבון NF-κB הוא חלק מתגובת עקה .
החלבון- NF-κB מעכב תהליכים המעודדים אפופטוזיס - מוות תאי מתוכנן.
הגורמים המעוררים מוות תאי מתוכנן עשויים להיות נגיפים, גידול סרטני, תהליכים דלקתיים ומחלות אוטואימוניות שונות.
מכיוון שהמהלך מורכב פירקנו את תגובת שרשרת מחדירת הקוץ ועד ל… ונציג אותה כאן בשמונה מערכות:
  • 1. קישור לאנימציה מדעית
    החלבון NF-κB בצורתו הבלתי-פעילה ממוקם בציטופלזמת התא והוא קשור לחלבונים מעכבים ממשפחת ה-IκB. התצמיד NF-κB+ IκB נכנס ויוצא דרך קרום הגרעין באמצעות מערך חלבוני Shuttling בקרום הגרעין.

  • 2. קישור לאנימציה מדעית
    בתגובה לחדירת אנטיגן זר לגוף מפרישים תאים באזור הפגוע או מקרופאג'ים ציטוקינים מסוג IL-1 ו- TNFα. ציטוקינים אלה נקשרים לקולטנים ייחודיים המצויים על תאים מאותו סוג ולתאים נוספים של מערכת החיסון. קישור אות לקולטן מבוסס כנראה על התאמה מרחבית.
    שינוי מבנה בחלקו התוך-תאי של הקולטן מפעיל מסלול תוך-תאי.
    גורמים נוספים חיצוניים ופנימיים (גורמי גידול, ציטוקינים, לימפוקינים, קרינה אולטרה סגולה) עשויים להביא לידי הפעלת מסלול ה- NF-κB.

  • 3. קישור לאנימציה מדעית
    שינוי בקולטן בחלקו התוך-תאי של הקולטן מפעיל שרשרת תגובות בציטופלזמת התא הגורמות לשפעול של אנזים מסוג קינאז Ikk.

  • 4. קישור לאנימציה מדעית
    הקינאז Ikk המשופעל מזרחן בציטופלזמה את החלבון IκB הקשור לחלבון NF-κB .
    מולקולה אחת של אנזים יכולה לזרחן כמה מולקולות של תצמידים ופעולה זו מגבירה את תהליך העברת האות בתא.

  • 5. קישור לאנימציה מדעית
    אנזימים מסוג E3 מזהים את התצמיד המזורחן IκB+NF-κB. התצמיד מסומן על ידי קישור מולקולות של יוביקויטין Ub זו לזו. כך נוצר "עץ" Ub על גבי מולקולת IκB (שמהווה עדיין חלק מהתצמיד). סימון זה יאפשר את זיהוי החלבון כמיועד לפירוק על ידי הפרוטאוזום.

  • 6. קישור לאנימציה מדעית
    הפרוטאוזום מזהה את "עץ היוביקויטין", פורש את חלבון ה-IκB ומאפשר את חדירתו לליבת הפרוטאוזום ומפרק אותו לשרשרות פפטידיות קצרות. תוך כדי התהליך הפרוטאוזום מפרק את "עץ היוביקויטין" ליחידות בודדות של יוביקויטין והן זמינות לסימון הבא.

  • 7. קישור לאנימציה מדעית
    מעבר התצמיד IκB+NF-κB בין גרעין התא והציטופלזמה מושפע משני רצפים קצרים של חומצות אמיניות על גבי החלבון. רצפים אלה ממקמים את החלבון בציטופלזמת התא או בגרעין. החלבון IκB כולל רצף קצר של חומצות אמיניות הנקרא NES. רצף זה מאפשר יציאה מהגרעין והתמקמות של התצמיד השלם IκB+NF-κB בציטופלזמת התא. בתהליך פירוק החלבון IκB שהיה קשור לחלבון NF-κB מתפרק גם הרצף NES. כתוצאה מכך משתחרר NF-κB מהשפעתו של רצף ה- NES. במהלך פירוק החלבון IκB נחשף על פני ה- NF-κB הנותר שלם רצף של חומצות אמיניות קצר מסוג NLS. רצף זה מאפשר כנראה את כניסת החלבון NF-κB לגרעין באמצעות מערך חלבונים מיוחדים בקרום הגרעין - חלבוני Shuttling. מסיבות אלו מצטבר החלבון - NF-κB בגרעין התא.

  • 8. קישור לאנימציה מדעית
    החלבון NF-κB הוא גורם המבקר תיעתוק של גנים שונים ורבים הנמצאים על גבי כרומוזומים שונים. NF-κB נקשר לרצף מוסכם של נוקלאוטידים (5'GGGACTTTCC3') על הדנ"א. רצף זה קיים ברצפי הבקרה של גנים רבים ומשרה את התיעתוק שלהם. ביטוי גנים שונים בעוצמות ביטוי שונות מתבצע על פי ההקשר התאי; כלומר, ההקשר התאי מכוון קישור של NF-κB לאתר מקדם מסוים על הדנ"א.
    דוגמאות:
    • 1. בהתפתחות דלקת NF-κB קצב תיעתוק של רנ"א משרה שליח לציטוקין- TNFα ובכך מוגבר ייצורו של חלבון זה בריבוזומים. חלבון ה- TNFα שנוצר נקשר לקולטנים הנמצאים על קרום התא שבו הוא נוצר ועל קרומי תאים נוספים. נוצר אפקט של הגברת התהליך (Amplification) . מכל מולקולת רנ"א שליח אחת שנוצרת, מתורגמים כמה חלבונים.
      הציטוקין TNFα עשוי לעורר הפעלה של מסלול ה-NF-κB בתאים שאליהם הוא נקשר. זהו משוב חיובי.

    • 2. במצבי עקה (כמו התפתחות מצב דלקתי, גידול סרטני, חוסר חמצן או מזון, חשיפה לקרינה) מעוכבים תהליכי אפופטוזיס בתא. NF-κB מאפשר את שרידות התא.
      קצב התיעתוק של רנ"א שליח לחלבון - cIAP גובר. חלבון זה מעכב אנזימים מסוג קספאזות. אנזימים אלו מוציאים לפועל את תהליך האפופטוזיס בתא. כאשר אנזימים אלו מעוכבים, מעוכב תהליך האפופטוזיס ונשמרת שרידות התא.

    • 3. החלבון NF-κB פועל בחלון זמן מסוים. בסוף חלון הזמן הזה הוא מדכא את הייצור של עצמו על ידי הגברת הייצור של החלבון המעכב IkB. בהקשרים תאיים מסוימים, למשל לאחר התגברות על האנטיגן, יש צורך בהחלשה של התגובה החיסונית ובדיכויה. חלבון ה- NF-κB נקשר אז לרצף בקרה של גנים המעכבים את פעילותו של NF-κB ( למשל רצף הבקרה של הגן המקודד ל- IkB). קצב תיעתוק רנ"א שליח ל- IkB גובר ומתרחש משוב שלילי.

פרק ה' - סוף סיפור או התחלה ?
אותו מר HS. הוא גיבור על כורחו בסיפורנו, משלוש סיבות:
הראשונה - הקוץ נשלף במהירות ובאומץ;
השנייה - את הדלקת הוא מיגר בהצלחה;
והשלישית והחשובה מכול היא, שלמרות הכאבים שם בדרום, בכף רגלו, הוא התרכז, למד את המסלול וגם הגיע אל סופו הטוב.
 
חזרה

מוכנים? | פרוקריוטים | אאוקריוטים | ספריה | עקרונות | על האתר | מפת האתר | לדף הראשי


כל הזכויות שמורות © 2002, משרד החינוך
האתר נבנה בידי סנונית