Wiki FKKT - User contributions [en]

Vloga RNA in RNA epigenetskih procesov pri HTLV-1

2025-05-03T21:50:48Z

Neja Prodan:

== Uvod ==

Človeški T-celični virus tipa 1 (HTLV-1) je onkogeni retrovirus, ki povzroča več hudih bolezni pri človeku, kot so odrasla T-celična levkemija/limfom (ATLL), HTLV-1-povezana mielopatija/tropska spastična parapareza (HAM/TSP), ter različna vnetna stanja, vključno z uveitisom, konjunktivitisom in dermatitisom.

HTLV-1 virusni genom poleg osnovnih strukturnih in encimskih genov (Gag, Pol, Pro in Env), vsebuje še unikatno pX regijo na 3' koncu virusnega genoma. Na tem mestu se nahaja zapis za protein Tax, ki je glavni aktivator transkripcije virusnih genov. Tax spodbuja nenadzorovano deljenje T-celic z deregulacijo izražanja proto-onkogenov ter z zaviranjem tumorsupresorskih proteinov, kot je p53. Poleg tega aktivira številne celične signalne poti, med njimi NF-κB, ki pod normalnimi pogoji uravnava imunski odziv in preživetje celic. Vendar pa njena kronična aktivacija, kot jo povzroči Tax, vodi v trajno proliferacijo, zaviranje apoptoze in s tem pomembno prispeva k celični transformaciji in razvoju levkemije. Na protismerni verigi pX regije se nahaja tudi zapis za protein HBZ, ki ima dvojno funkcijo, po eni strani lahko inhibira transkripcijo posredovano s Tax proteinom, in sicer tako, da se preko svoje levcinske zadrge veže na vezavno mesto za DNA na CREB (cAMP-odziven vezavni protein), kar moti NF-kB signalno pot. Po drugi strani pa direktno spodbuja proliferacijo T celic, z vezavo c-Jun proteina[1].

V jedru Tax in CREB ustvarita kompleks in se skupaj prestavita na U3 regijo na 5' koncu. Ko se zberejo še vsi kofaktorji, se prične transkripcija virusnih genov in regulatornih proteinov.

== m6A metilacija ==

m6A je metilacija adenozinske baze na N6 mestu in je najbolj pogosta metilacija evkariontske RNA. To modifikacijo pogosto najdemo okoli stop kodonov in 3' nekodirajoče regije. V celici imamo tri skupine proteinov, ki so odgovorne za dinamičen potek nalaganja m6A modifikacij: 'zapisovalci', 'bralci' in 'odstranjevalci'. Zapisovalna proteina METTL3 in METTL14, sta odgovorna za prenos metilne skupine iz S adenizil metionina (SAM) na N6 adenozina.

Kot terapevtsko zdravilo za AML (akutna mioblastna levkemija) so uporabili majhno inhibitorno molekulo (STM2457), ki zavira delovanje METTL3 in tako zmanjša nivo m6A metilacij. Te metilacije nato odstranita 'odstranjevalca' ALKBH5 in FTO. Modificirane mRNA prepoznajo 'bralci' YTHDF1-3 in YTHDC1-2. Na 5' nekodirajočem koncu m6A metilacija lahko spodbuja translacijo ali pa spodbuja razgradnjo mRNA, odvisno od konteksta. YTHDF1 spodbuja CAP odvisno translacijo (preko CREB), YTHDF2 pa regulira razgradnjo m6A metilirane mRNA. Edini 'bralni' protein, ki se nahaja v jedru je YTHDC1, kjer je odgovoren za izrezovanje intronov in prehod m6A modificirane pre-mRNA iz jedra. Obsežne raziskave na področju m6A modifikacij pri retrovirusih so potekale zgolj na virusu HIV-1, šele pred kratkim so jih zaznali tudi v virusu HTLV-1. Odkrili so, da ima mRNA virusa HTLV-1 povečano število metilacij okoli pX regulatorne regije.

Virusna gena tax in hbz naj bi tudi bila m6A modificirana. Ko so preiskovali delovanje prej omenjene inhibitorne molekule, ki zavira metilacijo, so ugotovili, da je splošno zmanjšanje števila m6A modifikacij imelo nasprotna učinka pri teh dveh genih. Transkript gena tax naj bi se zmanjšal, hbz pa povečal. YTHDF1 naj bi zaviral ekspresijo tax in promoviral ekspresijo hbz.

Na podlagi številnih raziskav, so prišli do zaključka, da m6A modifikacija HTLV-1 RNA spremeni ekspresijo virusnih genov.

== R-zanke ==

R-zanka je triverižna struktura nukleinskih kislin, sestavljena iz dvoverižnega hibrida RNA–DNA in izrinjene enoverižne DNA zanke. HTLV-1 uporablja reverzno transkripcijo za integracijo v gostiteljski genom. To mu omogoči lastni protein Tax, ki trajno aktivira NF-κB, družino transkripcijskih faktorjev, kar vodi v prekomerno ekspresijo genov za preživetje celic in nenadzorovano proliferacijo. Hiperaktivacija transkripcije poveča možnost za nastanek R-zank. Te blokirajo transkripcijo, zato se aktivirajo specializirani celični mehanizmi za obdelavo R-zank, kot je TC-NER. Če je poškodba na DNA, nastala zaradi R-zanke, preobsežna, gre takšna celica po TC-NER poti v senescenco ali apoptozo. V celičnih linijah, okuženih s HTLV-1 virusom, je TC-NER okvarjen, zmanjšano je namreč izražanje ključnih proteinov (XPF, XPG in CSB) za popravilo DNA v TC-NER poti. Okuženim celicam to omogoči, da preživijo kljub kopičenju R-zank. Možni terapevtski pristop za zdravljenje okužb s HTLV-1 je torej obnovitev TC-NER poti z zdravili, ki spodbudijo izražanje XPF, XPG in CSB, kar bi lahko uničilo okužene celice. Poleg tega so HTLV-1 celične linije občutljive na UV sevanje, saj TC-NER mehanizem popravlja tudi poškodbe na DNA, nastale zaradi UV sevanja. Za zdravljenje bolnikov, okuženih s HTLV-1, bi torej lahko uporabili UV/radioaktivno terapijo. [2]

== IncRNA ==

lncRNA so dolge nekodirajoče RNA, daljše od 200 nukleotidov, ki se obsežno vključujejo v regulacijo genov. ANRIL je onkogena lncRNA, ki s svojo sposobnostjo uravnavanja epigenetskih sprememb in signalnih poti igra ključno vlogo pri uravnavanju celičnega cikla, apoptoze in pri razvoju raka, saj spodbuja proliferacijo HTLV-1-okuženih celic. Koncentracija ANRIL je povišana v celičnih linijah, okuženih s HTLV-1. ANRIL se lahko poveže s proteinom EZH2 in skupaj tvorita trojni kompleks s transkripcijskim faktorjem p65. Ta kompleks aktivira NF-κB signalno pot z vezavo na promotorje NF- κB in povečanjem transkripcijske aktivnosti njihovih genov, kar spodbuja proliferacijo in preživetje celic. ANRIL/EZH2 kompleks lahko tudi epigenetsko inaktivira tumor-supresorski gen p21 tako, da EZH2, ki je metil transferaza, metilira lizin na histonu H3K27 na promotorju p21. Gen za p21 je na ta način utišan, kar dodatno spodbuja celično proliferacijo. Glede na to, da se ANRIL pojavlja tudi pri drugih levkemijah, lahko ta lncRNA oziroma vmesni koraki v poti ANRIL/EZH2/NF-κB postanejo potencialna terapevtska tarča za celice, okužene s HTLV-1 virusom. [3]

== mikroRNA ==

miRNA so enoverižne molekule RNA, dolge 18–24 nukleotidov, ki regulirajo izražanje genov, povezanih predvsem s proliferacijo in preživetjem celic. Komplementarno se vežejo na 3'UTR regije, kar povzroči razgradnjo mRNA ali zaviranje translacije. Številne miRNA delujejo v povezavi s proteinom Tax HTLV-1, ki aktivira NF-κB transkripcijske faktorje. Ti se s tem znebijo svojega inhibitorja, kar jim omogoči vstop v jedro, kjer aktivirajo promotor miRNA. miR-146a, miR-155 in miR-34a so regulirane na ta način. miR-146a v splošnem regulira imunski odziv, v okuženih celicah pa njeno prekomerno izražanje zavira imunski nadzor in omogoči njihovo preživetje. Povišana raven miR-155 v HTLV-1-pozitivnih celičnih linijah spodbuja proliferacijo T-celic in zavira apoptozo z inhibicijo tumor-supresorskih proteinov. Pri celicah, ki prekomerno izražajo miR-34a, ta vpliva na preživetje celic z zaviranjem apoptoze. Možna terapija, ki bi upočasnila proliferacijo celic, okuženih s HTLV-1, je zasnovana na uporabi NF-κB inhibitorjev, kar bi lahko zmanjšalo izražanje onkogenih miRNA. [4]

== tRNA ==

Poleg tega da prinaša aminokisline na ribosom med procesom translacije, ima tRNA v celici tudi pomembno vlogo, ko pride do pomanjkanja aminokislin. Pomaga lahko pri razgradnji proteinov, saj deluje kot encim in v obliki Arg-tRNA protein transferaze prenese arginin na N-konce kratkoživečih proteinov, s tem jih destabilizira in omogoča razgradnjo, za pridobitev novih aminokislin [5]. Obstaja tudi drug način, ki vključuje vezavo tRNA na protein Gcn2, kar sproži kaskado reakcij preko katere pride do sinteze novih aminokislin.

Pri retrovirusih kot je HTLV-1 tRNA služi kot primer za nastajanje dsDNA. Poleg tega je pri virusih potreben premik bralnega okvirja, da lahko pride do izražanja določenih genov (npr. za gag-pol fuzijski protein), tega pa omogočajo različne aminoacil-tRNA, Asn-tRNA specifično pri virusu HTLV-1. Ta tRNA pogosto v svoji antikodonski zanki ne vsebuje močno modificirane baze quein. Z raziskavami so potrdili, da odsotnost queina v tRNA povzroča nekontrolirano proliferacijo celic in tvorbo tumorjev. To povzroča zmanjšana aktivnost encima tRNA gvanin transglikolaza, kar bi lahko bila tarča za terapevtska sredstva [6].

== ''hbz'' RNA ==

Zapis ''hbz'' kodira za protein Hbz, njuni funkciji sta različni. Zapis se nahaja na 3' koncu LTR (long-terminal repeat), za to regijo je značilno, da je močno transkripcijsko aktivna, posledično je ''hbz'' pogosto edini tranksript, ki je dosledno izražen v vseh ATLL celicah.

Funkcionalna vloga ''hbz'' mRNA je, da spodbuja proliferacijo ATLL celic, torej ni zgolj podloga za transkripcijo in sintezo proteina Hbz. ''Hbz'' transkript se večinoma nahaja v jedru. Pri raziskavah z siRNA, ki je utišala gen ''hbz'' v ATLL celicah, so ugotovili, da utišanje močno zmanjšuje proliferacijo. Proliferacija je bila ohranjena le, če je bil v celicah prisoten nepoškodovan ''hbz'' transkript, prisotnost Hbz proteina pa na proliferacijo ni vplivala. Poleg tega lahko ''hbz'' mRNA aktivira promotor za survinin, ki je pomemben zaviralec apoptoze.

Kot že omenjeno, lahko protein Hbz zavira transkripcijo, ki jo nadzoruje Tax, poleg tega pa lahko tudi spodbuja vstop v S fazo celičnega cikla. Njegovo izražanje tako pripomore k nastajanju tumorjev ob okužbi s HTLV-1.

== Nastajajoče RNA tehnologije ==

Ker s tradiocionalno metodo sekvenciranja genoma dobimo le informacijo o povprečnem izražanju genov v populaciji celic, so sodobne metode za sekvenciranje na ravni posamezne celice ključne za ugotavljanje kako posamezni geni vplivajo na funkcionalne lastnosti celic.

scRNA-Seq (sekvenciranje RNA na ravni posamezne celice) je metoda s katero lahko določamo vzorce izražanja DNA in RNA pri izbrani celici. Obstaja tudi alternativa – nanoporno neposredno sekvenciranje RNA (DRS = direct RNA sequencing). Ta oblika omogoča tudi zaznavanje postranskripcijskih modifikacij na nukleotidih in poliadenilacije.

V teoriji bi lahko uporabljali tudi tehnologijo Pacific Biosciences (PacBio), s katero bi prek vizualizacije sinteze nukleinskih lahko dosegli sekvenciranje RNA na ravni ene molekule. Vendar se ta metoda trenutno uporablja za DNA in bi jo bilo za RNA potrebno še prilagoditi.

== Terapije na osnovi RNA ==

HTLV-1 virusni transkript vsebuje tudi regulativne in funkcionalne mehanizme, ki prispevaju k razvoju virusne okužbe v celici in ni samo podloga za sintezo proteinov.

Več RNA terapij je bilo že raziskanih:

- uporaba sintetičnih RNA za utišanje izražanja genov, ki spodbujajo nastajanje tumorjev;

- miR-28-3p, je miRNA za katero so ugotovili, da ovira reverzno transkripcijo in s tem onemogoča izražanje HTLV-1 genoma;

- mRNA cepivo v obliki lipidnih nanodelcev, ki sproži tvorbo protiteles, ki napadejo virusno ovojnico, je bilo testirano na živalih in pokazalo visoko raven učinkovitosti pri preprečevanju širjenja okužbe;

- ciljanje epitranskriptomskih modifikacij, kot je m6A, z STM2457 molekulami, kot je že omenjeno zgoraj, bi v zgodnjih fazah lahko pripomoglo k zmanjšanju širjenja okužbe;

- manj raziskana je terapija pri kateri bi prek inhibicije aminoacil-tRNA sintetaz preprečili nastanek ustreznih aminoacil-tRNA med sintezo beljakovin, a še vedno potencialna strategija.

Za razumevanje bioloških mehanizmov ob okužbi s HTLV-1 so ključne še nadaljnje raziskave na področju RNA in njenih modifikacij, ki bodo omogočile razvoj novih terapevtskih strategij.

== Viri: ==
[1] Kobayashi, K. L. I., idr. „Kobayashi, Daimon, and Murata Respond“. Physical Review Letters, let. 52, št. 17, april 1984, str. 1569–1569. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.52.1569.

[2] Elsakrmy, Noha, in Haissi Cui. „R-Loops and R-Loop-Binding Proteins in Cancer Progression and Drug Resistance“. International Journal of Molecular Sciences, let. 24, št. 8, april 2023, str. 7064. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.3390/ijms24087064.

[3] He, Yunlong, idr. „NF-κB-Induced R-Loop Accumulation and DNA Damage Select for Nucleotide Excision Repair Deficiencies in Adult T Cell Leukemia“. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, let. 118, št. 10, marec 2021, str. e2005568118. PubMed, https://doi.org/10.1073/pnas.2005568118.

[4] Song, Zaowen, idr. „Long Noncoding RNA ANRIL Supports Proliferation of Adult T-Cell Leukemia Cells through Cooperation with EZH2“. Journal of Virology, let. 92, št. 24, november 2018, str. e00909-18. PubMed Central, https://doi.org/10.1128/JVI.00909-18.

[5] Balzi, E., idr. „Cloning and Functional Analysis of the Arginyl-tRNA-Protein Transferase Gene ATE1 of Saccharomyces Cerevisiae.“ Journal of Biological Chemistry, let. 265, št. 13, maj 1990, str. 7464–71. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1016/S0021-9258(19)39136-7.

[6] Ren, Daixi, idr. „Emerging Roles of tRNA in Cancer“. Cancer Letters, let. 563, junij 2023, str. 216170. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1016/j.canlet.2023.216170

[7] Zaborske, John M., idr. „A Nutrient-Driven tRNA Modification Alters Translational Fidelity and Genome-Wide Protein Coding across an Animal Genus“. PLoS Biology, uredil Harmit S. Malik, let. 12, št. 12, december 2014, str. e1002015. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1002015.

[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]

Vloga RNA in RNA epigenetskih procesov pri HTLV-1

2025-05-03T20:14:55Z

Neja Prodan:

Talk:Vloga RNA in RNA epigenetskih procesov pri HTLV-1

2025-05-03T20:12:50Z

Neja Prodan: Created page with "Ema Kafol: Uvod, m6A metilacija Neja Prodan: R-zanke, IncRNA, mikroRNA Hana Marovt: tRNA, ''hbz'' RNA, Nastajajoče RNA tehnologije, Terapije na osnovi RNA"

Ema Kafol: Uvod, m6A metilacija

Neja Prodan: R-zanke, IncRNA, mikroRNA

Hana Marovt: tRNA, ''hbz'' RNA, Nastajajoče RNA tehnologije, Terapije na osnovi RNA

Vloga RNA in RNA epigenetskih procesov pri HTLV-1

2025-05-03T20:09:49Z

Neja Prodan: /* Viri: */

Človeški T-celični virus tipa 1 (HTLV-1) je onkogeni retrovirus, ki povzroča več hudih bolezni pri človeku, kot so odrasla T-celična levkemija/limfom (ATLL), HTLV-1-povezana mielopatija/tropska spastična parapareza (HAM/TSP), ter različna vnetna stanja, vključno z uveitisom, konjunktivitisom in dermatitisom.

HTLV-1 virusni genom poleg osnovnih strukturnih in encimskih genov (Gag, Pol, Pro in Env), vsebuje še unikatno pX regijo na 3' koncu virusnega genoma. Na tem mestu se nahaja zapis za protein Tax, ki je glavni aktivator transkripcije virusnih genov. Tax spodbuja nenadzorovano deljenje T-celic z deregulacijo izražanja proto-onkogenov ter z zaviranjem tumorsupresorskih proteinov, kot je p53. Poleg tega aktivira številne celične signalne poti, med njimi NF-κB, ki pod normalnimi pogoji uravnava imunski odziv in preživetje celic. Vendar pa njena kronična aktivacija, kot jo povzroči Tax, vodi v trajno proliferacijo, zaviranje apoptoze in s tem pomembno prispeva k celični transformaciji in razvoju levkemije. Na protismerni verigi pX regije se nahaja tudi zapis za protein HBZ, ki ima dvojno funkcijo, po eni strani lahko inhibira transkripcijo posredovano s Tax proteinom, in sicer tako, da se preko svoje levcinske zadrge veže na vezavno mesto za DNA na CREB (cAMP-odziven vezavni protein), kar moti NF-kB signalno pot. Po drugi strani pa direktno spodbuja proliferacijo T celic, z vezavo c-Jun proteina[1].

V jedru Tax in CREB ustvarita kompleks in se skupaj prestavita na U3 regijo na 5' koncu. Ko se zberejo še vsi kofaktorji, se prične transkripcija virusnih genov in regulatornih proteinov.

== m6A metilacija ==

m6A je metilacija adenozinske baze na N6 mestu in je najbolj pogosta metilacija evkariontske RNA. To modifikacijo pogosto najdemo okoli stop kodonov in 3' nekodirajoče regije. V celici imamo tri skupine proteinov, ki so odgovorne za dinamičen potek nalaganja m6A modifikacij: 'zapisovalci', 'bralci' in 'odstranjevalci'. Zapisovalna proteina METTL3 in METTL14, sta odgovorna za prenos metilne skupine iz S adenizil metionina (SAM) na N6 adenozina.

Kot terapevtsko zdravilo za AML (akutna mioblastna levkemija) so uporabili majhno inhibitorno molekulo (STM2457), ki zavira delovanje METTL3 in tako zmanjša nivo m6A metilacij. Te metilacije nato odstranita 'odstranjevalca' ALKBH5 in FTO. Modificirane mRNA prepoznajo 'bralci' YTHDF1-3 in YTHDC1-2. Na 5' nekodirajočem koncu m6A metilacija lahko spodbuja translacijo ali pa spodbuja razgradnjo mRNA, odvisno od konteksta. YTHDF1 spodbuja CAP odvisno translacijo (preko CREB), YTHDF2 pa regulira razgradnjo m6A metilirane mRNA. Edini 'bralni' protein, ki se nahaja v jedru je YTHDC1, kjer je odgovoren za izrezovanje intronov in prehod m6A modificirane pre-mRNA iz jedra. Obsežne raziskave na področju m6A modifikacij pri retrovirusih so potekale zgolj na virusu HIV-1, šele pred kratkim so jih zaznali tudi v virusu HTLV-1. Odkrili so, da ima mRNA virusa HTLV-1 povečano število metilacij okoli pX regulatorne regije.

Virusna gena tax in hbz naj bi tudi bila m6A modificirana. Ko so preiskovali delovanje prej omenjene inhibitorne molekule, ki zavira metilacijo, so ugotovili, da je splošno zmanjšanje števila m6A modifikacij imelo nasprotna učinka pri teh dveh genih. Transkript gena tax naj bi se zmanjšal, hbz pa povečal. YTHDF1 naj bi zaviral ekspresijo tax in promoviral ekspresijo hbz.

Na podlagi številnih raziskav, so prišli do zaključka, da m6A modifikacija HTLV-1 RNA spremeni ekspresijo virusnih genov.

== R-zanke ==

R-zanka je triverižna struktura nukleinskih kislin, sestavljena iz dvoverižnega hibrida RNA–DNA in izrinjene enoverižne DNA zanke. HTLV-1 uporablja reverzno transkripcijo za integracijo v gostiteljski genom. To mu omogoči lastni protein Tax, ki trajno aktivira NF-κB, družino transkripcijskih faktorjev, kar vodi v prekomerno ekspresijo genov za preživetje celic in nenadzorovano proliferacijo. Hiperaktivacija transkripcije poveča možnost za nastanek R-zank. Te blokirajo transkripcijo, zato se aktivirajo specializirani celični mehanizmi za obdelavo R-zank, kot je TC-NER. Če je poškodba na DNA, nastala zaradi R-zanke, preobsežna, gre takšna celica po TC-NER poti v senescenco ali apoptozo. V celičnih linijah, okuženih s HTLV-1 virusom, je TC-NER okvarjen, zmanjšano je namreč izražanje ključnih proteinov (XPF, XPG in CSB) za popravilo DNA v TC-NER poti. Okuženim celicam to omogoči, da preživijo kljub kopičenju R-zank. Možni terapevtski pristop za zdravljenje okužb s HTLV-1 je torej obnovitev TC-NER poti z zdravili, ki spodbudijo izražanje XPF, XPG in CSB, kar bi lahko uničilo okužene celice. Poleg tega so HTLV-1 celične linije občutljive na UV sevanje, saj TC-NER mehanizem popravlja tudi poškodbe na DNA, nastale zaradi UV sevanja. Za zdravljenje bolnikov, okuženih s HTLV-1, bi torej lahko uporabili UV/radioaktivno terapijo. [2]

== IncRNA ==

lncRNA so dolge nekodirajoče RNA, daljše od 200 nukleotidov, ki se obsežno vključujejo v regulacijo genov. ANRIL je onkogena lncRNA, ki s svojo sposobnostjo uravnavanja epigenetskih sprememb in signalnih poti igra ključno vlogo pri uravnavanju celičnega cikla, apoptoze in pri razvoju raka, saj spodbuja proliferacijo HTLV-1-okuženih celic. Koncentracija ANRIL je povišana v celičnih linijah, okuženih s HTLV-1. ANRIL se lahko poveže s proteinom EZH2 in skupaj tvorita trojni kompleks s transkripcijskim faktorjem p65. Ta kompleks aktivira NF-κB signalno pot z vezavo na promotorje NF- κB in povečanjem transkripcijske aktivnosti njihovih genov, kar spodbuja proliferacijo in preživetje celic. ANRIL/EZH2 kompleks lahko tudi epigenetsko inaktivira tumor-supresorski gen p21 tako, da EZH2, ki je metil transferaza, metilira lizin na histonu H3K27 na promotorju p21. Gen za p21 je na ta način utišan, kar dodatno spodbuja celično proliferacijo. Glede na to, da se ANRIL pojavlja tudi pri drugih levkemijah, lahko ta lncRNA oziroma vmesni koraki v poti ANRIL/EZH2/NF-κB postanejo potencialna terapevtska tarča za celice, okužene s HTLV-1 virusom. [3]

== mikroRNA ==

miRNA so enoverižne molekule RNA, dolge 18–24 nukleotidov, ki regulirajo izražanje genov, povezanih predvsem s proliferacijo in preživetjem celic. Komplementarno se vežejo na 3'UTR regije, kar povzroči razgradnjo mRNA ali zaviranje translacije. Številne miRNA delujejo v povezavi s proteinom Tax HTLV-1, ki aktivira NF-κB transkripcijske faktorje. Ti se s tem znebijo svojega inhibitorja, kar jim omogoči vstop v jedro, kjer aktivirajo promotor miRNA. miR-146a, miR-155 in miR-34a so regulirane na ta način. miR-146a v splošnem regulira imunski odziv, v okuženih celicah pa njeno prekomerno izražanje zavira imunski nadzor in omogoči njihovo preživetje. Povišana raven miR-155 v HTLV-1-pozitivnih celičnih linijah spodbuja proliferacijo T-celic in zavira apoptozo z inhibicijo tumor-supresorskih proteinov. Pri celicah, ki prekomerno izražajo miR-34a, ta vpliva na preživetje celic z zaviranjem apoptoze. Možna terapija, ki bi upočasnila proliferacijo celic, okuženih s HTLV-1, je zasnovana na uporabi NF-κB inhibitorjev, kar bi lahko zmanjšalo izražanje onkogenih miRNA. [4]

== tRNA ==

Poleg tega da prinaša aminokisline na ribosom med procesom translacije, ima tRNA v celici tudi pomembno vlogo, ko pride do pomanjkanja aminokislin. Pomaga lahko pri razgradnji proteinov, saj deluje kot encim in v obliki Arg-tRNA protein transferaze prenese arginin na N-konce kratkoživečih proteinov, s tem jih destabilizira in omogoča razgradnjo, za pridobitev novih aminokislin [5]. Obstaja tudi drug način, ki vključuje vezavo tRNA na protein Gcn2, kar sproži kaskado reakcij preko katere pride do sinteze novih aminokislin.

Pri retrovirusih kot je HTLV-1 tRNA služi kot primer za nastajanje dsDNA. Poleg tega je pri virusih potreben premik bralnega okvirja, da lahko pride do izražanja določenih genov (npr. za gag-pol fuzijski protein), tega pa omogočajo različne aminoacil-tRNA, Asn-tRNA specifično pri virusu HTLV-1. Ta tRNA pogosto v svoji antikodonski zanki ne vsebuje močno modificirane baze quein. Z raziskavami so potrdili, da odsotnost queina v tRNA povzroča nekontrolirano proliferacijo celic in tvorbo tumorjev. To povzroča zmanjšana aktivnost encima tRNA gvanin transglikolaza, kar bi lahko bila tarča za terapevtska sredstva [6].

== hbz RNA ==

Zapis hbz kodira za protein Hbz, njuni funkciji sta različni. Zapis se nahaja na 3' koncu LTR (long-terminal repeat), za to regijo je značilno, da je močno transkripcijsko aktivna, posledično je hbz pogosto edini tranksript, ki je dosledno izražen v vseh ATLL celicah.

Funkcionalna vloga hbz mRNA je, da spodbuja proliferacijo ATLL celic, torej ni zgolj podloga za transkripcijo in sintezo proteina Hbz. Hbz transkript se večinoma nahaja v jedru. Pri raziskavah z siRNA, ki je utišala gen hbz v ATLL celicah, so ugotovili, da utišanje močno zmanjšuje proliferacijo. Proliferacija je bila ohranjena le, če je bil v celicah prisoten nepoškodovan hbz transkript, prisotnost Hbz proteina pa na proliferacijo ni vplivala. Poleg tega lahko hbz mRNA aktivira promotor za survinin, ki je pomemben zaviralec apoptoze.

Kot že omenjeno, lahko protein Hbz zavira transkripcijo, ki jo nadzoruje Tax, poleg tega pa lahko tudi spodbuja vstop v S fazo celičnega cikla. Njegovo izražanje tako pripomore k nastajanju tumorjev ob okužbi s HTLV-1.

== Nastajajoče RNA tehnologije ==

Ker s tradiocionalno metodo sekvenciranja genoma dobimo le informacijo o povprečnem izražanju genov v populaciji celic, so sodobne metode za sekvenciranje na ravni posamezne celice ključne za ugotavljanje kako posamezni geni vplivajo na funkcionalne lastnosti celic.

scRNA-Seq (sekvenciranje RNA na ravni posamezne celice) je metoda s katero lahko določamo vzorce izražanja DNA in RNA pri izbrani celici. Obstaja tudi alternativa – nanoporno neposredno sekvenciranje RNA (DRS = direct RNA sequencing). Ta oblika omogoča tudi zaznavanje postranskripcijskih modifikacij na nukleotidih in poliadenilacije.

V teoriji bi lahko uporabljali tudi tehnologijo Pacific Biosciences (PacBio), s katero bi prek vizualizacije sinteze nukleinskih lahko dosegli sekvenciranje RNA na ravni ene molekule. Vendar se ta metoda trenutno uporablja za DNA in bi jo bilo za RNA potrebno še prilagoditi.

== Terapije na osnovi RNA ==

HTLV-1 virusni transkript vsebuje tudi regulativne in funkcionalne mehanizme, ki prispevaju k razvoju virusne okužbe v celici in ni samo podloga za sintezo proteinov.

Več RNA terapij je bilo že raziskanih:

- uporaba sintetičnih RNA za utišanje izražanja genov, ki spodbujajo nastajanje tumorjev;

- miR-28-3p, je miRNA za katero so ugotovili, da ovira reverzno transkripcijo in s tem onemogoča izražanje HTLV-1 genoma;

- mRNA cepivo v obliki lipidnih nanodelcev, ki sproži tvorbo protiteles, ki napadejo virusno ovojnico, je bilo testirano na živalih in pokazalo visoko raven učinkovitosti pri preprečevanju širjenja okužbe;

- ciljanje epitranskriptomskih modifikacij, kot je m6A, z STM2457 molekulami, kot je že omenjeno zgoraj, bi v zgodnjih fazah lahko pripomoglo k zmanjšanju širjenja okužbe;

- manj raziskana je terapija pri kateri bi prek inhibicije aminoacil-tRNA sintetaz preprečili nastanek ustreznih aminoacil-tRNA med sintezo beljakovin, a še vedno potencialna strategija.

Za razumevanje bioloških mehanizmov ob okužbi s HTLV-1 so ključne še nadaljnje raziskave na področju RNA in njenih modifikacij, ki bodo omogočile razvoj novih terapevtskih strategij.

== Viri: ==
[1] Kobayashi, K. L. I., idr. „Kobayashi, Daimon, and Murata Respond“. Physical Review Letters, let. 52, št. 17, april 1984, str. 1569–1569. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.52.1569.

[2] Elsakrmy, Noha, in Haissi Cui. „R-Loops and R-Loop-Binding Proteins in Cancer Progression and Drug Resistance“. International Journal of Molecular Sciences, let. 24, št. 8, april 2023, str. 7064. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.3390/ijms24087064.

[3] He, Yunlong, idr. „NF-κB-Induced R-Loop Accumulation and DNA Damage Select for Nucleotide Excision Repair Deficiencies in Adult T Cell Leukemia“. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, let. 118, št. 10, marec 2021, str. e2005568118. PubMed, https://doi.org/10.1073/pnas.2005568118.

[4] Song, Zaowen, idr. „Long Noncoding RNA ANRIL Supports Proliferation of Adult T-Cell Leukemia Cells through Cooperation with EZH2“. Journal of Virology, let. 92, št. 24, november 2018, str. e00909-18. PubMed Central, https://doi.org/10.1128/JVI.00909-18.

[5] Balzi, E., idr. „Cloning and Functional Analysis of the Arginyl-tRNA-Protein Transferase Gene ATE1 of Saccharomyces Cerevisiae.“ Journal of Biological Chemistry, let. 265, št. 13, maj 1990, str. 7464–71. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1016/S0021-9258(19)39136-7.

[6] Ren, Daixi, idr. „Emerging Roles of tRNA in Cancer“. Cancer Letters, let. 563, junij 2023, str. 216170. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1016/j.canlet.2023.216170

[7] Zaborske, John M., idr. „A Nutrient-Driven tRNA Modification Alters Translational Fidelity and Genome-Wide Protein Coding across an Animal Genus“. PLoS Biology, uredil Harmit S. Malik, let. 12, št. 12, december 2014, str. e1002015. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1002015.

Vloga RNA in RNA epigenetskih procesov pri HTLV-1

2025-05-03T20:08:59Z

Neja Prodan: Created page with "Človeški T-celični virus tipa 1 (HTLV-1) je onkogeni retrovirus, ki povzroča več hudih bolezni pri človeku, kot so odrasla T-celična levkemija/limfom (ATLL), HTLV-1-povezana mielopatija/tropska spastična parapareza (HAM/TSP), ter različna vnetna stanja, vključno z uveitisom, konjunktivitisom in dermatitisom. HTLV-1 virusni genom poleg osnovnih strukturnih in encimskih genov (Gag, Pol, Pro in Env), vsebuje še unikatno pX regijo na 3' koncu virusnega genoma...."

Človeški T-celični virus tipa 1 (HTLV-1) je onkogeni retrovirus, ki povzroča več hudih bolezni pri človeku, kot so odrasla T-celična levkemija/limfom (ATLL), HTLV-1-povezana mielopatija/tropska spastična parapareza (HAM/TSP), ter različna vnetna stanja, vključno z uveitisom, konjunktivitisom in dermatitisom.

HTLV-1 virusni genom poleg osnovnih strukturnih in encimskih genov (Gag, Pol, Pro in Env), vsebuje še unikatno pX regijo na 3' koncu virusnega genoma. Na tem mestu se nahaja zapis za protein Tax, ki je glavni aktivator transkripcije virusnih genov. Tax spodbuja nenadzorovano deljenje T-celic z deregulacijo izražanja proto-onkogenov ter z zaviranjem tumorsupresorskih proteinov, kot je p53. Poleg tega aktivira številne celične signalne poti, med njimi NF-κB, ki pod normalnimi pogoji uravnava imunski odziv in preživetje celic. Vendar pa njena kronična aktivacija, kot jo povzroči Tax, vodi v trajno proliferacijo, zaviranje apoptoze in s tem pomembno prispeva k celični transformaciji in razvoju levkemije. Na protismerni verigi pX regije se nahaja tudi zapis za protein HBZ, ki ima dvojno funkcijo, po eni strani lahko inhibira transkripcijo posredovano s Tax proteinom, in sicer tako, da se preko svoje levcinske zadrge veže na vezavno mesto za DNA na CREB (cAMP-odziven vezavni protein), kar moti NF-kB signalno pot. Po drugi strani pa direktno spodbuja proliferacijo T celic, z vezavo c-Jun proteina[1].

V jedru Tax in CREB ustvarita kompleks in se skupaj prestavita na U3 regijo na 5' koncu. Ko se zberejo še vsi kofaktorji, se prične transkripcija virusnih genov in regulatornih proteinov.

== m6A metilacija ==

m6A je metilacija adenozinske baze na N6 mestu in je najbolj pogosta metilacija evkariontske RNA. To modifikacijo pogosto najdemo okoli stop kodonov in 3' nekodirajoče regije. V celici imamo tri skupine proteinov, ki so odgovorne za dinamičen potek nalaganja m6A modifikacij: 'zapisovalci', 'bralci' in 'odstranjevalci'. Zapisovalna proteina METTL3 in METTL14, sta odgovorna za prenos metilne skupine iz S adenizil metionina (SAM) na N6 adenozina.

Kot terapevtsko zdravilo za AML (akutna mioblastna levkemija) so uporabili majhno inhibitorno molekulo (STM2457), ki zavira delovanje METTL3 in tako zmanjša nivo m6A metilacij. Te metilacije nato odstranita 'odstranjevalca' ALKBH5 in FTO. Modificirane mRNA prepoznajo 'bralci' YTHDF1-3 in YTHDC1-2. Na 5' nekodirajočem koncu m6A metilacija lahko spodbuja translacijo ali pa spodbuja razgradnjo mRNA, odvisno od konteksta. YTHDF1 spodbuja CAP odvisno translacijo (preko CREB), YTHDF2 pa regulira razgradnjo m6A metilirane mRNA. Edini 'bralni' protein, ki se nahaja v jedru je YTHDC1, kjer je odgovoren za izrezovanje intronov in prehod m6A modificirane pre-mRNA iz jedra. Obsežne raziskave na področju m6A modifikacij pri retrovirusih so potekale zgolj na virusu HIV-1, šele pred kratkim so jih zaznali tudi v virusu HTLV-1. Odkrili so, da ima mRNA virusa HTLV-1 povečano število metilacij okoli pX regulatorne regije.

Virusna gena tax in hbz naj bi tudi bila m6A modificirana. Ko so preiskovali delovanje prej omenjene inhibitorne molekule, ki zavira metilacijo, so ugotovili, da je splošno zmanjšanje števila m6A modifikacij imelo nasprotna učinka pri teh dveh genih. Transkript gena tax naj bi se zmanjšal, hbz pa povečal. YTHDF1 naj bi zaviral ekspresijo tax in promoviral ekspresijo hbz.

Na podlagi številnih raziskav, so prišli do zaključka, da m6A modifikacija HTLV-1 RNA spremeni ekspresijo virusnih genov.

== R-zanke ==

R-zanka je triverižna struktura nukleinskih kislin, sestavljena iz dvoverižnega hibrida RNA–DNA in izrinjene enoverižne DNA zanke. HTLV-1 uporablja reverzno transkripcijo za integracijo v gostiteljski genom. To mu omogoči lastni protein Tax, ki trajno aktivira NF-κB, družino transkripcijskih faktorjev, kar vodi v prekomerno ekspresijo genov za preživetje celic in nenadzorovano proliferacijo. Hiperaktivacija transkripcije poveča možnost za nastanek R-zank. Te blokirajo transkripcijo, zato se aktivirajo specializirani celični mehanizmi za obdelavo R-zank, kot je TC-NER. Če je poškodba na DNA, nastala zaradi R-zanke, preobsežna, gre takšna celica po TC-NER poti v senescenco ali apoptozo. V celičnih linijah, okuženih s HTLV-1 virusom, je TC-NER okvarjen, zmanjšano je namreč izražanje ključnih proteinov (XPF, XPG in CSB) za popravilo DNA v TC-NER poti. Okuženim celicam to omogoči, da preživijo kljub kopičenju R-zank. Možni terapevtski pristop za zdravljenje okužb s HTLV-1 je torej obnovitev TC-NER poti z zdravili, ki spodbudijo izražanje XPF, XPG in CSB, kar bi lahko uničilo okužene celice. Poleg tega so HTLV-1 celične linije občutljive na UV sevanje, saj TC-NER mehanizem popravlja tudi poškodbe na DNA, nastale zaradi UV sevanja. Za zdravljenje bolnikov, okuženih s HTLV-1, bi torej lahko uporabili UV/radioaktivno terapijo. [2]

== IncRNA ==

lncRNA so dolge nekodirajoče RNA, daljše od 200 nukleotidov, ki se obsežno vključujejo v regulacijo genov. ANRIL je onkogena lncRNA, ki s svojo sposobnostjo uravnavanja epigenetskih sprememb in signalnih poti igra ključno vlogo pri uravnavanju celičnega cikla, apoptoze in pri razvoju raka, saj spodbuja proliferacijo HTLV-1-okuženih celic. Koncentracija ANRIL je povišana v celičnih linijah, okuženih s HTLV-1. ANRIL se lahko poveže s proteinom EZH2 in skupaj tvorita trojni kompleks s transkripcijskim faktorjem p65. Ta kompleks aktivira NF-κB signalno pot z vezavo na promotorje NF- κB in povečanjem transkripcijske aktivnosti njihovih genov, kar spodbuja proliferacijo in preživetje celic. ANRIL/EZH2 kompleks lahko tudi epigenetsko inaktivira tumor-supresorski gen p21 tako, da EZH2, ki je metil transferaza, metilira lizin na histonu H3K27 na promotorju p21. Gen za p21 je na ta način utišan, kar dodatno spodbuja celično proliferacijo. Glede na to, da se ANRIL pojavlja tudi pri drugih levkemijah, lahko ta lncRNA oziroma vmesni koraki v poti ANRIL/EZH2/NF-κB postanejo potencialna terapevtska tarča za celice, okužene s HTLV-1 virusom. [3]

== mikroRNA ==

miRNA so enoverižne molekule RNA, dolge 18–24 nukleotidov, ki regulirajo izražanje genov, povezanih predvsem s proliferacijo in preživetjem celic. Komplementarno se vežejo na 3'UTR regije, kar povzroči razgradnjo mRNA ali zaviranje translacije. Številne miRNA delujejo v povezavi s proteinom Tax HTLV-1, ki aktivira NF-κB transkripcijske faktorje. Ti se s tem znebijo svojega inhibitorja, kar jim omogoči vstop v jedro, kjer aktivirajo promotor miRNA. miR-146a, miR-155 in miR-34a so regulirane na ta način. miR-146a v splošnem regulira imunski odziv, v okuženih celicah pa njeno prekomerno izražanje zavira imunski nadzor in omogoči njihovo preživetje. Povišana raven miR-155 v HTLV-1-pozitivnih celičnih linijah spodbuja proliferacijo T-celic in zavira apoptozo z inhibicijo tumor-supresorskih proteinov. Pri celicah, ki prekomerno izražajo miR-34a, ta vpliva na preživetje celic z zaviranjem apoptoze. Možna terapija, ki bi upočasnila proliferacijo celic, okuženih s HTLV-1, je zasnovana na uporabi NF-κB inhibitorjev, kar bi lahko zmanjšalo izražanje onkogenih miRNA. [4]

== tRNA ==

Poleg tega da prinaša aminokisline na ribosom med procesom translacije, ima tRNA v celici tudi pomembno vlogo, ko pride do pomanjkanja aminokislin. Pomaga lahko pri razgradnji proteinov, saj deluje kot encim in v obliki Arg-tRNA protein transferaze prenese arginin na N-konce kratkoživečih proteinov, s tem jih destabilizira in omogoča razgradnjo, za pridobitev novih aminokislin [5]. Obstaja tudi drug način, ki vključuje vezavo tRNA na protein Gcn2, kar sproži kaskado reakcij preko katere pride do sinteze novih aminokislin.

Pri retrovirusih kot je HTLV-1 tRNA služi kot primer za nastajanje dsDNA. Poleg tega je pri virusih potreben premik bralnega okvirja, da lahko pride do izražanja določenih genov (npr. za gag-pol fuzijski protein), tega pa omogočajo različne aminoacil-tRNA, Asn-tRNA specifično pri virusu HTLV-1. Ta tRNA pogosto v svoji antikodonski zanki ne vsebuje močno modificirane baze quein. Z raziskavami so potrdili, da odsotnost queina v tRNA povzroča nekontrolirano proliferacijo celic in tvorbo tumorjev. To povzroča zmanjšana aktivnost encima tRNA gvanin transglikolaza, kar bi lahko bila tarča za terapevtska sredstva [6].

== hbz RNA ==

Zapis hbz kodira za protein Hbz, njuni funkciji sta različni. Zapis se nahaja na 3' koncu LTR (long-terminal repeat), za to regijo je značilno, da je močno transkripcijsko aktivna, posledično je hbz pogosto edini tranksript, ki je dosledno izražen v vseh ATLL celicah.

Funkcionalna vloga hbz mRNA je, da spodbuja proliferacijo ATLL celic, torej ni zgolj podloga za transkripcijo in sintezo proteina Hbz. Hbz transkript se večinoma nahaja v jedru. Pri raziskavah z siRNA, ki je utišala gen hbz v ATLL celicah, so ugotovili, da utišanje močno zmanjšuje proliferacijo. Proliferacija je bila ohranjena le, če je bil v celicah prisoten nepoškodovan hbz transkript, prisotnost Hbz proteina pa na proliferacijo ni vplivala. Poleg tega lahko hbz mRNA aktivira promotor za survinin, ki je pomemben zaviralec apoptoze.

Kot že omenjeno, lahko protein Hbz zavira transkripcijo, ki jo nadzoruje Tax, poleg tega pa lahko tudi spodbuja vstop v S fazo celičnega cikla. Njegovo izražanje tako pripomore k nastajanju tumorjev ob okužbi s HTLV-1.

== Nastajajoče RNA tehnologije ==

Ker s tradiocionalno metodo sekvenciranja genoma dobimo le informacijo o povprečnem izražanju genov v populaciji celic, so sodobne metode za sekvenciranje na ravni posamezne celice ključne za ugotavljanje kako posamezni geni vplivajo na funkcionalne lastnosti celic.

scRNA-Seq (sekvenciranje RNA na ravni posamezne celice) je metoda s katero lahko določamo vzorce izražanja DNA in RNA pri izbrani celici. Obstaja tudi alternativa – nanoporno neposredno sekvenciranje RNA (DRS = direct RNA sequencing). Ta oblika omogoča tudi zaznavanje postranskripcijskih modifikacij na nukleotidih in poliadenilacije.

V teoriji bi lahko uporabljali tudi tehnologijo Pacific Biosciences (PacBio), s katero bi prek vizualizacije sinteze nukleinskih lahko dosegli sekvenciranje RNA na ravni ene molekule. Vendar se ta metoda trenutno uporablja za DNA in bi jo bilo za RNA potrebno še prilagoditi.

== Terapije na osnovi RNA ==

HTLV-1 virusni transkript vsebuje tudi regulativne in funkcionalne mehanizme, ki prispevaju k razvoju virusne okužbe v celici in ni samo podloga za sintezo proteinov.

Več RNA terapij je bilo že raziskanih:

- uporaba sintetičnih RNA za utišanje izražanja genov, ki spodbujajo nastajanje tumorjev;

- miR-28-3p, je miRNA za katero so ugotovili, da ovira reverzno transkripcijo in s tem onemogoča izražanje HTLV-1 genoma;

- mRNA cepivo v obliki lipidnih nanodelcev, ki sproži tvorbo protiteles, ki napadejo virusno ovojnico, je bilo testirano na živalih in pokazalo visoko raven učinkovitosti pri preprečevanju širjenja okužbe;

- ciljanje epitranskriptomskih modifikacij, kot je m6A, z STM2457 molekulami, kot je že omenjeno zgoraj, bi v zgodnjih fazah lahko pripomoglo k zmanjšanju širjenja okužbe;

- manj raziskana je terapija pri kateri bi prek inhibicije aminoacil-tRNA sintetaz preprečili nastanek ustreznih aminoacil-tRNA med sintezo beljakovin, a še vedno potencialna strategija.

Za razumevanje bioloških mehanizmov ob okužbi s HTLV-1 so ključne še nadaljnje raziskave na področju RNA in njenih modifikacij, ki bodo omogočile razvoj novih terapevtskih strategij.

== Viri: ==
[1] Kobayashi, K. L. I., idr. „Kobayashi, Daimon, and Murata Respond“. Physical Review Letters, let. 52, št. 17, april 1984, str. 1569–1569. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.52.1569.
[2] Elsakrmy, Noha, in Haissi Cui. „R-Loops and R-Loop-Binding Proteins in Cancer Progression and Drug Resistance“. International Journal of Molecular Sciences, let. 24, št. 8, april 2023, str. 7064. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.3390/ijms24087064.
[3] He, Yunlong, idr. „NF-κB-Induced R-Loop Accumulation and DNA Damage Select for Nucleotide Excision Repair Deficiencies in Adult T Cell Leukemia“. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, let. 118, št. 10, marec 2021, str. e2005568118. PubMed, https://doi.org/10.1073/pnas.2005568118.
[4] Song, Zaowen, idr. „Long Noncoding RNA ANRIL Supports Proliferation of Adult T-Cell Leukemia Cells through Cooperation with EZH2“. Journal of Virology, let. 92, št. 24, november 2018, str. e00909-18. PubMed Central, https://doi.org/10.1128/JVI.00909-18.
[5] Balzi, E., idr. „Cloning and Functional Analysis of the Arginyl-tRNA-Protein Transferase Gene ATE1 of Saccharomyces Cerevisiae.“ Journal of Biological Chemistry, let. 265, št. 13, maj 1990, str. 7464–71. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1016/S0021-9258(19)39136-7.
[6] Ren, Daixi, idr. „Emerging Roles of tRNA in Cancer“. Cancer Letters, let. 563, junij 2023, str. 216170. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1016/j.canlet.2023.216170
[7] Zaborske, John M., idr. „A Nutrient-Driven tRNA Modification Alters Translational Fidelity and Genome-Wide Protein Coding across an Animal Genus“. PLoS Biology, uredil Harmit S. Malik, let. 12, št. 12, december 2014, str. e1002015. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1002015.

Molekularna biologija RNA

2025-05-03T19:58:45Z

Neja Prodan:

Seminarji pri Molekularni biologiji v študijskem letu 2024/25 obravnavajo široko področje RNA, od njenih posebnih strukturnih lastnosti, različnih tipov RNA v živih celicah, proteinov, ki se vežejo na RNA, regulatorne vloge pri izražanju genov, pa vse do sprememb, ki so povezane s patološkimi stanji in do uporabe RNA pri pripravi cepiv in razvoju zdravil.

Naslovi seminarskih tem so navedeni na spodnjem seznamu.

Vse teme temeljijo na preglednih člankih, kar pomeni, da obravnavajo zaključene tematike, na katerih je bilo opravljenega že veliko dela. Zato praviloma vsako temo obdelajo po trije študenti. Vsaka skupina mora pripraviti povzetek seminarja z vsaj 1200 besedami in ne več kot 1800 besedami in ga objaviti na tem wikiju. Povzetek ne vsebuje slikovnega gradiva, lahko pa vključuje povezave do slik in videov na spletu. Navedite do 5 ključnih virov (ti ne štejejo v vsoto 1200–1800 besed), ki ste jih uporabili. Če izjemoma seminar pripravita dva študenta, je obseg povzetka 1000-1500 besed, če je študent sam, pa 800-1200 besed.

Vsaka skupina mora objaviti povzetek seminarja na wikiju najkasneje 24 h pred predstavitvijo svojega seminarja. Kateri del povzetka je napisal kdo, navedite v zavihku 'discussion'. Predstavitev naj bo dolga 15–20 minut, temu pa bo sledila razprava (pribl. 5 minut). Vsak član skupine mora predstaviti en del seminarja, pri čemer mora biti delo enakomerno razdeljeno med vse. Osredotočite se na osnovno temo, ki ste si jo izbrali, in vključite le malo splošnega uvoda, kjer je mogoče pa izpostavite ključne razlike v procesih med bakterijami, evkarionti in arhejami. Če seminar predstavljata dva študenta, imata na voljo 12-15 minut, če je študent sam, pa 8-10 minut.

Seminarske predstavitve bodo potekale med 16. aprilom in 14. majem 2024. V tem času ne bo klasičnih predavanj, torej bodo tako ponedeljkovi kot sredini termini namenjeni seminarjem.

Vsebina seminarjev je izpitna snov. Iz teme seminarjev je ~10 % vprašanj na izpitu (oz. ~10 % točk dobite za odgovore iz snovi seminarjev).

Razdelitev seminarjev je potekala v okolju Google Drive, kjer so (bile) navedene povezave do izhodiščnih člankov, s katerimi lahko začnete iskanje literature. Večinoma navedeni viri ne zadoščajo, da bi pripravili kvaliteten 15-minutni seminar, zato boste morali pregledati tudi nekaj primarnih virov (raziskovalnih člankov), ki jih boste poiskali sami oz. jih boste našli citirane v preglednih člankih. Vaši seminarji naj se osredotočijo na osnovno temo iz naslova in naj nimajo dolgih splošnih uvodov. Seminarji si bodo namreč sledili dokaj hitro eden za drugim, tako da boste osnove hitro osvojili in jih ni treba ponavljati.

Ko boste pripravljali povzetek, naslov izbrane teme, ki ga vpišete na spodnji seznam, povežite z novo wiki stranjo, ki bo vsebovala povzetek. Na koncu besedila povzetka (pod viri) v novo vrstico dodajte oznako: <nowiki>[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]</nowiki>. Primer, kako so bili urejeni seminarji lani, si lahko ogledate na strani [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Molekularna_biologija_plazmidov Molekularna biologija plazmidov].

Seznam tem in referenti:

16. april: 
* [[RNA kataliza: napredek pri ribocimsko kataliziranem prenosu alkilne skupine]] (Julija Dolinšek, Tjaša Turk, Jošt Žulič)
* [[Kanonične in nekanonične funkcije nekodirajoče RNA-komponente (TERC) telomeraznega kompleksa]] (Veronika Štrekelj Istinič, Anamarija Rozina, Hana Funa)
* [[Vloga metilacije RNA pri uravnavanju usode matičnih celic]] (Tinkara Pepelnjak, Lana Traven) 
* [[Vpliv strukturnih značilnosti 5’-UTR na kontrolo translacije pri evkariontih]] (Vita Šavli, Zala Kek, Anja Kokol)

23. april: 
* [[Vloga malih nekodirajočih RNA pri regulaciji RNA metabolizma rastlin]] (Manja Drobne, Jana Likar Ivanov, Zoja Mramor)
* [[Biogeneza in funkcija endogenih malih nekodirajočih RNA pri živalih]] (Rok Sušnik, David Šuštar, Samo Volovšek)
* [[Heterogenost in funkcionalna specializacija ribosomov]] (Art Špegel, Taja Tepuš, Hana Vozelj)
* [[LncRNA-ključni dejavnik pri vplivu telesne aktivnosti na razvoj raka]] (Sara Kragelj)

5. maj: 
* [[Vloga tsRNA v praživalskih parazitih]] (Maša Markun, Jedrt Šinkovec, Vita Škarabot)
* seminar 2
* [[Vloga RNA in RNA epigenetskih procesov pri HTLV-1]] (Ema Kafol, Neja Prodan, Hana Marovt)
* [[Viroidi in retrocimi - krožne RNA zmožne avtonomne replikacije]] (Nina Kokalovikj, Lola Ilievska, Nejc Ljubič)

7. maj: 
* seminar 1
* seminar 2
* seminar 3
* seminar 4

12. maj: 
* seminar 1
* seminar 2
* seminar 3
* seminar 4

14. maj: 
* seminar 1

BIO2 Seminar 2024

2025-01-08T06:53:23Z

Neja Prodan: /* Seznam seminarjev */

= Biokemijski seminar =
doc. dr. Gregor Gunčar, K2.022

== Seznam seminarjev ==
{| {{table}}
! ime in priimek !! poglavje !! naslov seminarja !! recenzent 1 !! recenzent 2 !! datum oddaje !! datum recenzije !! datum predstavitve
|-
| Markun, Maša || 12 || Kako pride do srbečice: mehanizmi in molekule || Šinkovec, Jedrt || Kranjc, Lana || 14/10/2024 || 15/10/2024 || 16/10/2024
|-
| Kafol, Ema || 12 || Sonic Hedgehog signalna pot in njena povezava z depresijo || Kos, Aljaž || Kranjc, David || 14/10/2024 || 15/10/2024 || 16/10/2024
|-
| Špegel, Art || 12 || || Prodan, Neja || Zajc, Blaž || 14/10/2024 || 15/10/2024 || 16/10/2024
|-
| Kolbl, Katarina || 12 || Molekularni mehanizmi zgodnje in pozne faze LTP || Volovšek, Samo || Vince, Sara || 14/10/2024 || 15/10/2024 || 16/10/2024
|-
| Škarabot, Vita || 12 || Signalizacija sladkega okusa: signalne poti in regulatorni mehanizmi || Planinc, Luka || Schrader, Katja || 14/10/2024 || 15/10/2024 || 16/10/2024
|-
| Mramor, Zoja || 12 || Etilenska signalizacija v rastlinah || Traven, Lana || Šinkovec, Jedrt || 21/10/2024 || 22/10/2024 || 23/10/2024
|-
| Tanko, Lan || 12 || Proteaze kot nepogrešljivi členi umetnih signalnih poti || Sušnik, Rok || Kos, Aljaž || 21/10/2024 || 22/10/2024 || 23/10/2024
|-
| Kadunc, Nika || 12 || || Šuštar, David || Prodan, Neja || 21/10/2024 || 22/10/2024 || 23/10/2024
|-
| Krašna, Matic || 12 || Vloga receptorjev za rastni hormon pri zdravljenju sladkorne bolezni || Škerjanc, Žana || Volovšek, Samo || 21/10/2024 || 22/10/2024 || 23/10/2024
|-
| Kranjc, Tadej || 12 || Pomembnost mTORC1 v fitnesu: Njegova funkcija in delovanje || Šavli, Vita || Planinc, Luka || 21/10/2024 || 22/10/2024 || 23/10/2024
|-
| Mataln Smehov, Ema Agrafena || 14-15 || Vloga encima PFKFB3 in povečane glikolitične aktivnosti pri sepsi || Markun, Maša || Traven, Lana || 28/10/2024 || 29/10/2024 || 30/10/2024
|-
| Drobne, Manja || 14-15 || Stranski produkti glikolize in njihovo odstranjevanje || Kafol, Ema || Sušnik, Rok || 28/10/2024 || 29/10/2024 || 30/10/2024
|-
| Turk, Tjaša || 14-15 || || Špegel, Art || Šuštar, David || 28/10/2024 || 29/10/2024 || 30/10/2024
|-
| Savič, Laura || 14-15 || Vloga glikolize pri razvoju ateroskleroze || Kolbl, Katarina || Škerjanc, Žana || 28/10/2024 || 29/10/2024 || 30/10/2024
|-
| Kokalovikj, Nina || 14-15 || AMPK v možganih: njegova vloga pri metabolizmu glukoze in živčnem metabolizmu || Škarabot, Vita || Šavli, Vita || 28/10/2024 || 29/10/2024 || 30/10/2024
|-
| Rozina, Anamarija || 16 || || Mramor, Zoja || Markun, Maša || 04/11/2024 || 05/11/2024 || 06/11/2024
|-
| Hočevar, Toni || 16 || Epigenetska povezava med Krebsovim ciklom in procesom staranja: Kako intermediati vplivajo na metilacijo DNA in histonov || Tanko, Lan || Kafol, Ema || 04/11/2024 || 05/11/2024 || 06/11/2024
|-
| Štrekelj Istinič, Veronika || 16 || Regulacija metabolizma piruvata in s tem povezane nevrodegenerativne bolezni || Kadunc, Nika || Špegel, Art || 04/11/2024 || 05/11/2024 || 06/11/2024
|-
| Kovačič, Nejc || 16 || Odkritja vpliva alfa-ketoglutarata na podaljšanje življenja na modelnih organizmih in potencial za človeka || Krašna, Matic || Kranjc, David|| 04/11/2024 || 05/11/2024 || 06/11/2024
|-
| Plantan, Mia || 16 || Vpliv intermediatov Krebsovega cikla na glavne telesne sisteme || Kranjc, Tadej || Škarabot, Vita || 04/11/2024 || 05/11/2024 || 06/11/2024
|-
| Ilievska, Lola || 17 || Odvisnost rakastih celic od katabolizma maščobnih kislin za proizvodnjo ATP || Mataln Smehov, Ema Agrafena || Mramor, Zoja || 11/11/2024 || 12/11/2024 || 13/11/2024
|-
| Rotar, Loti || 17 || Biokemijska podlaga zlorabe trimetazidina v športu || Drobne, Manja || Tanko, Lan || 11/11/2024 || 12/11/2024 || 13/11/2024
|-
| Habič, Nika || 17 || Motnje β-oksidacije in njihov vpliv na celično smrt || Turk, Tjaša || Kadunc, Nika || 11/11/2024 || 12/11/2024 || 13/11/2024
|-
| Kek, Zala || 17 || Vpliv ketogene diete na vzdraženost nevronov || Savič, Laura || Krašna, Matic || 11/11/2024 || 12/11/2024 || 13/11/2024
|-
| Žerovnik, Klara || 17 || Peroksisomski proliferator aktivirani receptorji (PPAR) || Kokalovikj, Nina || Kranjc, Tadej || 11/11/2024 || 12/11/2024 || 13/11/2024
|-
| Marovt, Hana || 18 || Metabolne poti aminokislin in njihov pomen pri imunskem odzivu || Rozina, Anamarija || Mataln Smehov, Ema Agrafena || 18/11/2024 || 19/11/2024 || 20/11/2024
|-
| Poklečki, Žiga|| 18 || Vloga sprememb metabolizma aminokislin pri akutni ishemični možganski kapi || Hočevar, Toni || Drobne, Manja || 18/11/2024 || 19/11/2024 || 20/11/2024
|-
| Dolinšek, Julija || 18 || Metabolne poti triptofana - potencialna patofiziološka povezava med depresijo in prekomerno prehranjenostjo? || Štrekelj Istinič, Veronika || Turk, Tjaša || 18/11/2024 || 19/11/2024 || 20/11/2024
|-
| Likar Ivanov, Jana || 18 || Hiperamonijmija in mehanizmi urea cikla kot tarče za njeno zdravljenje || Kovačič, Nejc || Savič, Laura || 18/11/2024 || 19/11/2024 || 20/11/2024
|-
| Vozelj, Hana || 18 || Urea transportni proteini kot tarče za razvoj diuretikov || Plantan, Mia || Kokalovikj, Nina || 18/11/2024 || 19/11/2024 || 20/11/2024
|-
| Kos, Žan || 19 || The biogenesis and regulation of the plant oxidative phosphorylation system || Ilievska, Lola || Rozina, Anamarija || 25/11/2024 || 26/11/2024 || 27/11/2024
|-
| Lenart, David || 19 || Proteolitična regulacija oksidativne fosforilacije || Rotar, Loti || Hočevar, Toni || 25/11/2024 || 26/11/2024 || 27/11/2024
|-
| Kragelj, Sara || 19 || Nastanek, regulacija in okvare citokrom bc1 kompleksa v kvasu || Habič, Nika || Štrekelj Istinič, Veronika || 25/11/2024 || 26/11/2024 || 27/11/2024
|-
| Črv, Urban || 19 || Razčlenjenje oksidativne fosforilacije med sepso || Kek, Zala || Kovačič, Nejc || 25/11/2024 || 26/11/2024 || 27/11/2024
|-
| Funa, Hana || 19 || Ko stres pospeši rast: skrivnosti učinkovite proizvodnje biogoriv || Žerovnik, Klara || Plantan, Mia || 25/11/2024 || 26/11/2024 || 27/11/2024
|-
| Velkavrh, Tjaša || 20 || Kako izboljšati fotosintezo? || Marovt, Hana || Ilievska, Lola || 02/12/2024 || 03/12/2024 || 04/12/2024
|-
| Ljubič, Nejc || 20 || Vpliv B6 vitamina na sintezo sladkorjev || Poklečki, Žiga || Rotar, Loti || 02/12/2024 || 03/12/2024 || 04/12/2024
|-
| Pintar, Manca || 20 || Saharoza in encim saharoza sintaza || Dolinšek, Julija || Habič, Nika || 02/12/2024 || 03/12/2024 || 04/12/2024
|-
| Pepelnjak, Tinkara || 20 || Specializirane rastlinske celice in razlike v njihovih metabolizmih || Likar Ivanov, Jana || Kek, Zala || 02/12/2024 || 03/12/2024 || 04/12/2024
|-
| Gajanović, Sanja || 20 || Mutanti zelene alge brez enega najučinkovitejših transportnih proteinov na notranji membrani kloroplastov || Vozelj, Hana || Žerovnik, Klara || 02/12/2024 || 03/12/2024 || 04/12/2024
|-
| Kovačič, Maša || 21 || Inhibitorji biosinteze lipidov kot antimikotične učinkovine || Kos, Žan || Marovt, Hana || 9/12/2023 || 10/12/2023 || 11/12/2024
|-
| Marinko, David || 21 || Biokemija in biosinteza koencima Q || Lenart, David || Poklečki, Žiga || 9/12/2023 || 10/12/2023 || 11/12/2024
|-
| Žavcer, Saška || 21 || Omega maščobne kisline sestavine nanostruktur || Kragelj, Sara || Dolinšek, Julija || 9/12/2023 || 10/12/2023 || 11/12/2024
|-
| Tepuš, Taja || 21 || Transkripcijska regulacija lipogeneze || Črv, Urban || Likar Ivanov, Jana || 9/12/2023 || 10/12/2023 || 11/12/2024
|-
| Pajnič, Neja || 21 || || Funa, Hana || Vozelj, Hana || 9/12/2023 || 10/12/2023 || 11/12/2024
|-
| Kranjc, Lana || 22 || Gama-aminomaslena kislina (GABA) in njene povezave z zdravljenjem epilepsije || Velkavrh, Tjaša || Kos, Žan || 16/12/2024 || 17/12/2024 || 18/12/2024
|-
| Kranjc, David || 22 || Evolucija sinteze aminokislin || Ljubič, Nejc || Lenart, David || 16/12/2024 || 17/12/2024 || 18/12/2024
|-
| Zajc, Blaž || 22 || Novosti o metabolizmu aminokislin v interakcijah med rastlinami in mikrobi || Pintar, Manca || Kragelj, Sara || 16/12/2024 || 17/12/2024 || 18/12/2024
|-
| Vince, Sara || 22 || Zastrupitev s svincem, sinteza hema, 5-aminolevulinat dehidrataza in porifirije || Pepelnjak, Tinkara || Črv, Urban || 16/12/2024 || 17/12/2024 || 18/12/2024
|-
| Schrader, Katja || 22 || Heterociste - kaj so, kako nastanejo in zakaj so pomembne? || Gajanović, Sanja || Funa, Hana || 16/12/2024 || 17/12/2024 || 18/12/2024
|-
| Šinkovec, Jedrt || 23 || Sindrom ponovnega hranjenja in njegova patofiziologija || Kovačič, Maša || Velkavrh, Tjaša || 06/01/2025 || 07/01/2025 || 08/01/2025
|-
| Kos, Aljaž || 23 || Melatonin in njegova vloga pri preprečevanju sladkorne bolezni in Alzheimerjeve bolezni|| Marinko, David || Ljubič, Nejc || 06/01/2025 || 07/01/2025 || 08/01/2025
|-
| Prodan, Neja || 23 || Ščitnični hormoni in nevrogeneza: ključni regulatorji razvoja in regeneracije možganov|| Žavcer, Saška || Pintar, Manca || 06/01/2025 || 07/01/2025 || 08/01/2025
|-
| Volovšek, Samo || 23 || Medsebojni vpliv brasinosteroidne signalizacije in nadzora rasti ter odzivov na zunanji stres v rastlinah || Tepuš, Taja || Pepelnjak, Tinkara || 06/01/2025 || 07/01/2025 || 08/01/2025
|-
| Planinc, Luka || 23 || Signalizacija oksitocina in vazopresina v zdravju in bolezni || Pajnič, Neja || Gajanović, Sanja || 06/01/2025 || 07/01/2025 || 08/01/2025
|-
| Traven, Lana || 23 || || Kranjc, Lana || Kovačič, Maša || 13/01/2025 || 14/01/2025 || 15/01/2025
|-
| Sušnik, Rok || 23 || Hormonski odziv rastlin na osmotski stres in druge oblike abiotskega stresa || Kolbl, Katarina || Marinko, David || 13/01/2025 || 14/01/2025 || 15/01/2025
|-
| Šuštar, David || 23 || || Zajc, Blaž || Žavcer, Saška || 13/01/2025 || 14/01/2025 || 15/01/2025
|-
| Škerjanc, Žana || 23 || || Vince, Sara || Tepuš, Taja || 13/01/2025 || 14/01/2025 || 15/01/2025
|-
| Šavli, Vita || 23 || || Schrader, Katja || Pajnič, Neja || 13/01/2025 || 14/01/2025 || 15/01/2025
|}

*številka v okencu za temo pomeni poglavje v Lehningerju, v katerega naj izbrana tema spada
Razporeditev je začasna in se lahko še spremeni, načeloma pa se termini do vključno 18. poglavja ne bodo spreminjali.
Prosim, da mi sporočite morebitne napake ali če vas nisem razporedil.

== Gradivo za predavanja ==
Gradivo za predavanja in seminarje najdete na http://bio.ijs.si/~zajec/bio2/
username: bio2
password: samozame

==Naloga==
'''Vaša naloga za seminar je: '''
Samostojno pripraviti seminar o seminarski temi, ki vam je bila dodeljena. Za osnovo morate vzeti pregledni članek iz revije, ki ima faktor vpliva nad 5 (npr. [http://www.sciencedirect.com/science/journal/09680004/ TIBS]. Poiskati morate še vsaj tri znanstvene članke, ki se nanašajo na opisano temo, in jih uporabiti kot podlago za seminarsko nalogo! Članki so dostopni [https://libgen.is/ tukaj].

Za pripravo seminarja velja naslednje: 
* [[BIO2 Povzetki seminarjev 2024|Povzetek seminarja]] opišete na wikiju '''v 200 besedah''' (+- dvajset besed) - najkasneje do dne, ko morate oddati seminar recenzentom. Pvzetek je tudi del pisnega izdelka.
* Povezavo do povzetka vnesete v tabelo seminarjev tekočega letnika.
* Seminar pripravite v obliki seminarske naloge na ~5–12 straneh A4 (pisava 12, enojni razmak, 2,5 cm robovi). Obseg seminarja naj bo 2700 do 3000 besed , a ne več kot 3500 besed. Seminarska naloga mora vsebovati najmanj tri slike, bolje več. Eno sliko morate narisati sami in to pod sliko posebej označiti. Slika mora imeti legendo in v besedilu mora biti na ustreznem mestu sklic na sliko. 
* Seminar oddajte do datuma oddaje, ki je naveden v tabeli, v elektronski obliki z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/ tega obrazca].
* Vsi seminarji so v elektronski obliki dostopni [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/bioseminar/ tukaj].
* Recenzenti do dneva, določenega v tabeli, določijo popravke (v elektronski obliki) in podajo oceno pisnega dela. Popravljen seminar oddajte z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/ tega obrazca].
* Ustna predstavitev sledi na dan, ki je vpisan v tabeli. Za predstavitev je na voljo 15 minut. Recenzenti morajo biti na predstavitvi prisotni.
* Predstavitvi sledi razprava. Recenzenti podajo oceno predstavitve in postavijo najmanj dve vprašanji. Vsi ostali morajo postaviti še dve dodatni vprašanji v okviru celega seminarskega obdobja. Vprašanja, ki ste jih postavili, vpišite na [https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdV9OFlNzI3XyS8FRGnuIbG89gwH_36uwz29ocigV--2CXSbQ/viewform tukaj].
* Na dan predstavitve morate docentu še pred predstavitvijo oddati končno (popravljeno) in natisnjeno verzijo seminarja v enem izvodu, elektronsko verzijo seminarja in predstavitev pa oddati na strežnik na dan predstavitve do polnoči.
* Seminarska naloga in povzetek morajo biti v slovenskem jeziku, razen za študente, katerih materni jezik ni slovenščina. Ti lahko oddajo seminar v angleškem jeziku.

==Imena datotek==
Prosim vas, da vse datoteke, ki mi jih pošiljate, poimenujete po naslednjem receptu:
* 312_BIO_Priimek_Ime.docx za seminar, npr. 312_BIO_Guncar_Gregor.docx
* 312_BIO_Priimek_ime_final.docx za končno verzijo seminarja
* 312_BIO_Priimek_Ime_rec_Priimek2.docx za recenzijo, kjer je Priimek2 priimek recenzenta, npr. 312_BIO_Guncar_Gregor_rec_Scott.docx (če se pišete Scott in odajate recenzijo za seminar, ki ga je napisal Gunčar)
* 312_BIO_Priimek_Ime.pptx za prezentacijo, npr 312_BIO_Guncar_Gregor.pptx
* 312_BIO_Priimek_ime_poprava.doc(x) za popravljeno končno verzijo seminarja, če so popravki manjši

==Ocenjevanje seminarjev==
Recenzenti ocenijo seminar tako, da izpolnijo [https://docs.google.com/forms/d/1EQDYwFO-DEzZ2R7jf8DhLqIeV4FFxRd3-ScceEASpt4/viewform recenzentsko poročilo] na spletu. Recenzentsko poročilo morate oddati najkasneje do 21:00, en dan pred predstavitvijo seminarja.

== Mnenje o predstavitvi ==
Vsak posameznik odda svoje mnenje o predstavitvi takoj po predstavitvi z online glasovanjem.

==Urejanje spletnih strani na wikiju==
Wiki so razvili zato, da lahko spletne vsebine ureja vsakdo. Ukazi so preprosti, dokler si ne zamislite česa prav posebnega. Vseeno pa je Word v primerjavi z wikijem pravo čudežno orodje ... Če imate težave z oblikovanjem besedila, si preberite poglavje o urejanju wiki-strani na Wikipediji ([http://en.wikipedia.org/wiki/Help:Editing tule] v angleščini in [http://sl.wikipedia.org/wiki/Wikipedija:Urejanje_strani tu] v slovenščini). Pomaga tudi, če pogledate, kako je zapisana kakšna stran, ki se vam zdi v redu: kliknite na zavihek 'Uredite stran' in si poglejte, kako so vpisane povezave, kako nov odstavek in podobno. ''Na koncu seveda pod oknom za urejanje kliknite na 'Prekliči'.''

==Citiranje virov==
V seminarskih nalogah uporabljajte način citiranja, ki je predpisan za [https://fkkt.uni-lj.si/fileadmin/datoteke/1-O_fakulteti/3-Pravilniki__akti/2_stopnja_Pravilnik_Priloge/Navodila_za_izdelavo_dipl_mag_dela_PB3.pdf diplomska in magistrska dela na FKKT].
Temeljno načelo je, da je treba vir navesti na tak način, da ga je mogoče nedvoumno poiskati.

BIO2 Seminar 2024

2025-01-08T06:51:25Z

Neja Prodan: /* Seznam seminarjev */

= Biokemijski seminar =
doc. dr. Gregor Gunčar, K2.022

== Seznam seminarjev ==
{| {{table}}
! ime in priimek !! poglavje !! naslov seminarja !! recenzent 1 !! recenzent 2 !! datum oddaje !! datum recenzije !! datum predstavitve
|-
| Markun, Maša || 12 || Kako pride do srbečice: mehanizmi in molekule || Šinkovec, Jedrt || Kranjc, Lana || 14/10/2024 || 15/10/2024 || 16/10/2024
|-
| Kafol, Ema || 12 || Sonic Hedgehog signalna pot in njena povezava z depresijo || Kos, Aljaž || Kranjc, David || 14/10/2024 || 15/10/2024 || 16/10/2024
|-
| Špegel, Art || 12 || || Prodan, Neja || Zajc, Blaž || 14/10/2024 || 15/10/2024 || 16/10/2024
|-
| Kolbl, Katarina || 12 || Molekularni mehanizmi zgodnje in pozne faze LTP || Volovšek, Samo || Vince, Sara || 14/10/2024 || 15/10/2024 || 16/10/2024
|-
| Škarabot, Vita || 12 || Signalizacija sladkega okusa: signalne poti in regulatorni mehanizmi || Planinc, Luka || Schrader, Katja || 14/10/2024 || 15/10/2024 || 16/10/2024
|-
| Mramor, Zoja || 12 || Etilenska signalizacija v rastlinah || Traven, Lana || Šinkovec, Jedrt || 21/10/2024 || 22/10/2024 || 23/10/2024
|-
| Tanko, Lan || 12 || Proteaze kot nepogrešljivi členi umetnih signalnih poti || Sušnik, Rok || Kos, Aljaž || 21/10/2024 || 22/10/2024 || 23/10/2024
|-
| Kadunc, Nika || 12 || || Šuštar, David || Prodan, Neja || 21/10/2024 || 22/10/2024 || 23/10/2024
|-
| Krašna, Matic || 12 || Vloga receptorjev za rastni hormon pri zdravljenju sladkorne bolezni || Škerjanc, Žana || Volovšek, Samo || 21/10/2024 || 22/10/2024 || 23/10/2024
|-
| Kranjc, Tadej || 12 || Pomembnost mTORC1 v fitnesu: Njegova funkcija in delovanje || Šavli, Vita || Planinc, Luka || 21/10/2024 || 22/10/2024 || 23/10/2024
|-
| Mataln Smehov, Ema Agrafena || 14-15 || Vloga encima PFKFB3 in povečane glikolitične aktivnosti pri sepsi || Markun, Maša || Traven, Lana || 28/10/2024 || 29/10/2024 || 30/10/2024
|-
| Drobne, Manja || 14-15 || Stranski produkti glikolize in njihovo odstranjevanje || Kafol, Ema || Sušnik, Rok || 28/10/2024 || 29/10/2024 || 30/10/2024
|-
| Turk, Tjaša || 14-15 || || Špegel, Art || Šuštar, David || 28/10/2024 || 29/10/2024 || 30/10/2024
|-
| Savič, Laura || 14-15 || Vloga glikolize pri razvoju ateroskleroze || Kolbl, Katarina || Škerjanc, Žana || 28/10/2024 || 29/10/2024 || 30/10/2024
|-
| Kokalovikj, Nina || 14-15 || AMPK v možganih: njegova vloga pri metabolizmu glukoze in živčnem metabolizmu || Škarabot, Vita || Šavli, Vita || 28/10/2024 || 29/10/2024 || 30/10/2024
|-
| Rozina, Anamarija || 16 || || Mramor, Zoja || Markun, Maša || 04/11/2024 || 05/11/2024 || 06/11/2024
|-
| Hočevar, Toni || 16 || Epigenetska povezava med Krebsovim ciklom in procesom staranja: Kako intermediati vplivajo na metilacijo DNA in histonov || Tanko, Lan || Kafol, Ema || 04/11/2024 || 05/11/2024 || 06/11/2024
|-
| Štrekelj Istinič, Veronika || 16 || Regulacija metabolizma piruvata in s tem povezane nevrodegenerativne bolezni || Kadunc, Nika || Špegel, Art || 04/11/2024 || 05/11/2024 || 06/11/2024
|-
| Kovačič, Nejc || 16 || Odkritja vpliva alfa-ketoglutarata na podaljšanje življenja na modelnih organizmih in potencial za človeka || Krašna, Matic || Kranjc, David|| 04/11/2024 || 05/11/2024 || 06/11/2024
|-
| Plantan, Mia || 16 || Vpliv intermediatov Krebsovega cikla na glavne telesne sisteme || Kranjc, Tadej || Škarabot, Vita || 04/11/2024 || 05/11/2024 || 06/11/2024
|-
| Ilievska, Lola || 17 || Odvisnost rakastih celic od katabolizma maščobnih kislin za proizvodnjo ATP || Mataln Smehov, Ema Agrafena || Mramor, Zoja || 11/11/2024 || 12/11/2024 || 13/11/2024
|-
| Rotar, Loti || 17 || Biokemijska podlaga zlorabe trimetazidina v športu || Drobne, Manja || Tanko, Lan || 11/11/2024 || 12/11/2024 || 13/11/2024
|-
| Habič, Nika || 17 || Motnje β-oksidacije in njihov vpliv na celično smrt || Turk, Tjaša || Kadunc, Nika || 11/11/2024 || 12/11/2024 || 13/11/2024
|-
| Kek, Zala || 17 || Vpliv ketogene diete na vzdraženost nevronov || Savič, Laura || Krašna, Matic || 11/11/2024 || 12/11/2024 || 13/11/2024
|-
| Žerovnik, Klara || 17 || Peroksisomski proliferator aktivirani receptorji (PPAR) || Kokalovikj, Nina || Kranjc, Tadej || 11/11/2024 || 12/11/2024 || 13/11/2024
|-
| Marovt, Hana || 18 || Metabolne poti aminokislin in njihov pomen pri imunskem odzivu || Rozina, Anamarija || Mataln Smehov, Ema Agrafena || 18/11/2024 || 19/11/2024 || 20/11/2024
|-
| Poklečki, Žiga|| 18 || Vloga sprememb metabolizma aminokislin pri akutni ishemični možganski kapi || Hočevar, Toni || Drobne, Manja || 18/11/2024 || 19/11/2024 || 20/11/2024
|-
| Dolinšek, Julija || 18 || Metabolne poti triptofana - potencialna patofiziološka povezava med depresijo in prekomerno prehranjenostjo? || Štrekelj Istinič, Veronika || Turk, Tjaša || 18/11/2024 || 19/11/2024 || 20/11/2024
|-
| Likar Ivanov, Jana || 18 || Hiperamonijmija in mehanizmi urea cikla kot tarče za njeno zdravljenje || Kovačič, Nejc || Savič, Laura || 18/11/2024 || 19/11/2024 || 20/11/2024
|-
| Vozelj, Hana || 18 || Urea transportni proteini kot tarče za razvoj diuretikov || Plantan, Mia || Kokalovikj, Nina || 18/11/2024 || 19/11/2024 || 20/11/2024
|-
| Kos, Žan || 19 || The biogenesis and regulation of the plant oxidative phosphorylation system || Ilievska, Lola || Rozina, Anamarija || 25/11/2024 || 26/11/2024 || 27/11/2024
|-
| Lenart, David || 19 || Proteolitična regulacija oksidativne fosforilacije || Rotar, Loti || Hočevar, Toni || 25/11/2024 || 26/11/2024 || 27/11/2024
|-
| Kragelj, Sara || 19 || Nastanek, regulacija in okvare citokrom bc1 kompleksa v kvasu || Habič, Nika || Štrekelj Istinič, Veronika || 25/11/2024 || 26/11/2024 || 27/11/2024
|-
| Črv, Urban || 19 || Razčlenjenje oksidativne fosforilacije med sepso || Kek, Zala || Kovačič, Nejc || 25/11/2024 || 26/11/2024 || 27/11/2024
|-
| Funa, Hana || 19 || Ko stres pospeši rast: skrivnosti učinkovite proizvodnje biogoriv || Žerovnik, Klara || Plantan, Mia || 25/11/2024 || 26/11/2024 || 27/11/2024
|-
| Velkavrh, Tjaša || 20 || Kako izboljšati fotosintezo? || Marovt, Hana || Ilievska, Lola || 02/12/2024 || 03/12/2024 || 04/12/2024
|-
| Ljubič, Nejc || 20 || Vpliv B6 vitamina na sintezo sladkorjev || Poklečki, Žiga || Rotar, Loti || 02/12/2024 || 03/12/2024 || 04/12/2024
|-
| Pintar, Manca || 20 || Saharoza in encim saharoza sintaza || Dolinšek, Julija || Habič, Nika || 02/12/2024 || 03/12/2024 || 04/12/2024
|-
| Pepelnjak, Tinkara || 20 || Specializirane rastlinske celice in razlike v njihovih metabolizmih || Likar Ivanov, Jana || Kek, Zala || 02/12/2024 || 03/12/2024 || 04/12/2024
|-
| Gajanović, Sanja || 20 || Mutanti zelene alge brez enega najučinkovitejših transportnih proteinov na notranji membrani kloroplastov || Vozelj, Hana || Žerovnik, Klara || 02/12/2024 || 03/12/2024 || 04/12/2024
|-
| Kovačič, Maša || 21 || Inhibitorji biosinteze lipidov kot antimikotične učinkovine || Kos, Žan || Marovt, Hana || 9/12/2023 || 10/12/2023 || 11/12/2024
|-
| Marinko, David || 21 || Biokemija in biosinteza koencima Q || Lenart, David || Poklečki, Žiga || 9/12/2023 || 10/12/2023 || 11/12/2024
|-
| Žavcer, Saška || 21 || Omega maščobne kisline sestavine nanostruktur || Kragelj, Sara || Dolinšek, Julija || 9/12/2023 || 10/12/2023 || 11/12/2024
|-
| Tepuš, Taja || 21 || Transkripcijska regulacija lipogeneze || Črv, Urban || Likar Ivanov, Jana || 9/12/2023 || 10/12/2023 || 11/12/2024
|-
| Pajnič, Neja || 21 || || Funa, Hana || Vozelj, Hana || 9/12/2023 || 10/12/2023 || 11/12/2024
|-
| Kranjc, Lana || 22 || Gama-aminomaslena kislina (GABA) in njene povezave z zdravljenjem epilepsije || Velkavrh, Tjaša || Kos, Žan || 16/12/2024 || 17/12/2024 || 18/12/2024
|-
| Kranjc, David || 22 || Evolucija sinteze aminokislin || Ljubič, Nejc || Lenart, David || 16/12/2024 || 17/12/2024 || 18/12/2024
|-
| Zajc, Blaž || 22 || Novosti o metabolizmu aminokislin v interakcijah med rastlinami in mikrobi || Pintar, Manca || Kragelj, Sara || 16/12/2024 || 17/12/2024 || 18/12/2024
|-
| Vince, Sara || 22 || Zastrupitev s svincem, sinteza hema, 5-aminolevulinat dehidrataza in porifirije || Pepelnjak, Tinkara || Črv, Urban || 16/12/2024 || 17/12/2024 || 18/12/2024
|-
| Schrader, Katja || 22 || Heterociste - kaj so, kako nastanejo in zakaj so pomembne? || Gajanović, Sanja || Funa, Hana || 16/12/2024 || 17/12/2024 || 18/12/2024
|-
| Šinkovec, Jedrt || 23 || Sindrom ponovnega hranjenja in njegova patofiziologija || Kovačič, Maša || Velkavrh, Tjaša || 06/01/2025 || 07/01/2025 || 08/01/2025
|-
| Kos, Aljaž || 23 || || Marinko, David || Ljubič, Nejc || 06/01/2025 || 07/01/2025 || 08/01/2025
|-
| Prodan, Neja || 23 || Ščitnični hormoni in nevrogeneza: ključni regulatorji razvoja in regeneracije možganov|| Žavcer, Saška || Pintar, Manca || 06/01/2025 || 07/01/2025 || 08/01/2025
|-
| Volovšek, Samo || 23 || Medsebojni vpliv brasinosteroidne signalizacije in nadzora rasti ter odzivov na zunanji stres v rastlinah || Tepuš, Taja || Pepelnjak, Tinkara || 06/01/2025 || 07/01/2025 || 08/01/2025
|-
| Planinc, Luka || 23 || Signalizacija oksitocina in vazopresina v zdravju in bolezni || Pajnič, Neja || Gajanović, Sanja || 06/01/2025 || 07/01/2025 || 08/01/2025
|-
| Traven, Lana || 23 || || Kranjc, Lana || Kovačič, Maša || 13/01/2025 || 14/01/2025 || 15/01/2025
|-
| Sušnik, Rok || 23 || Hormonski odziv rastlin na osmotski stres in druge oblike abiotskega stresa || Kolbl, Katarina || Marinko, David || 13/01/2025 || 14/01/2025 || 15/01/2025
|-
| Šuštar, David || 23 || || Zajc, Blaž || Žavcer, Saška || 13/01/2025 || 14/01/2025 || 15/01/2025
|-
| Škerjanc, Žana || 23 || || Vince, Sara || Tepuš, Taja || 13/01/2025 || 14/01/2025 || 15/01/2025
|-
| Šavli, Vita || 23 || || Schrader, Katja || Pajnič, Neja || 13/01/2025 || 14/01/2025 || 15/01/2025
|}

*številka v okencu za temo pomeni poglavje v Lehningerju, v katerega naj izbrana tema spada
Razporeditev je začasna in se lahko še spremeni, načeloma pa se termini do vključno 18. poglavja ne bodo spreminjali.
Prosim, da mi sporočite morebitne napake ali če vas nisem razporedil.

== Gradivo za predavanja ==
Gradivo za predavanja in seminarje najdete na http://bio.ijs.si/~zajec/bio2/
username: bio2
password: samozame

==Naloga==
'''Vaša naloga za seminar je: '''
Samostojno pripraviti seminar o seminarski temi, ki vam je bila dodeljena. Za osnovo morate vzeti pregledni članek iz revije, ki ima faktor vpliva nad 5 (npr. [http://www.sciencedirect.com/science/journal/09680004/ TIBS]. Poiskati morate še vsaj tri znanstvene članke, ki se nanašajo na opisano temo, in jih uporabiti kot podlago za seminarsko nalogo! Članki so dostopni [https://libgen.is/ tukaj].

Za pripravo seminarja velja naslednje: 
* [[BIO2 Povzetki seminarjev 2024|Povzetek seminarja]] opišete na wikiju '''v 200 besedah''' (+- dvajset besed) - najkasneje do dne, ko morate oddati seminar recenzentom. Pvzetek je tudi del pisnega izdelka.
* Povezavo do povzetka vnesete v tabelo seminarjev tekočega letnika.
* Seminar pripravite v obliki seminarske naloge na ~5–12 straneh A4 (pisava 12, enojni razmak, 2,5 cm robovi). Obseg seminarja naj bo 2700 do 3000 besed , a ne več kot 3500 besed. Seminarska naloga mora vsebovati najmanj tri slike, bolje več. Eno sliko morate narisati sami in to pod sliko posebej označiti. Slika mora imeti legendo in v besedilu mora biti na ustreznem mestu sklic na sliko. 
* Seminar oddajte do datuma oddaje, ki je naveden v tabeli, v elektronski obliki z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/ tega obrazca].
* Vsi seminarji so v elektronski obliki dostopni [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/bioseminar/ tukaj].
* Recenzenti do dneva, določenega v tabeli, določijo popravke (v elektronski obliki) in podajo oceno pisnega dela. Popravljen seminar oddajte z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/ tega obrazca].
* Ustna predstavitev sledi na dan, ki je vpisan v tabeli. Za predstavitev je na voljo 15 minut. Recenzenti morajo biti na predstavitvi prisotni.
* Predstavitvi sledi razprava. Recenzenti podajo oceno predstavitve in postavijo najmanj dve vprašanji. Vsi ostali morajo postaviti še dve dodatni vprašanji v okviru celega seminarskega obdobja. Vprašanja, ki ste jih postavili, vpišite na [https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdV9OFlNzI3XyS8FRGnuIbG89gwH_36uwz29ocigV--2CXSbQ/viewform tukaj].
* Na dan predstavitve morate docentu še pred predstavitvijo oddati končno (popravljeno) in natisnjeno verzijo seminarja v enem izvodu, elektronsko verzijo seminarja in predstavitev pa oddati na strežnik na dan predstavitve do polnoči.
* Seminarska naloga in povzetek morajo biti v slovenskem jeziku, razen za študente, katerih materni jezik ni slovenščina. Ti lahko oddajo seminar v angleškem jeziku.

==Imena datotek==
Prosim vas, da vse datoteke, ki mi jih pošiljate, poimenujete po naslednjem receptu:
* 312_BIO_Priimek_Ime.docx za seminar, npr. 312_BIO_Guncar_Gregor.docx
* 312_BIO_Priimek_ime_final.docx za končno verzijo seminarja
* 312_BIO_Priimek_Ime_rec_Priimek2.docx za recenzijo, kjer je Priimek2 priimek recenzenta, npr. 312_BIO_Guncar_Gregor_rec_Scott.docx (če se pišete Scott in odajate recenzijo za seminar, ki ga je napisal Gunčar)
* 312_BIO_Priimek_Ime.pptx za prezentacijo, npr 312_BIO_Guncar_Gregor.pptx
* 312_BIO_Priimek_ime_poprava.doc(x) za popravljeno končno verzijo seminarja, če so popravki manjši

==Ocenjevanje seminarjev==
Recenzenti ocenijo seminar tako, da izpolnijo [https://docs.google.com/forms/d/1EQDYwFO-DEzZ2R7jf8DhLqIeV4FFxRd3-ScceEASpt4/viewform recenzentsko poročilo] na spletu. Recenzentsko poročilo morate oddati najkasneje do 21:00, en dan pred predstavitvijo seminarja.

== Mnenje o predstavitvi ==
Vsak posameznik odda svoje mnenje o predstavitvi takoj po predstavitvi z online glasovanjem.

==Urejanje spletnih strani na wikiju==
Wiki so razvili zato, da lahko spletne vsebine ureja vsakdo. Ukazi so preprosti, dokler si ne zamislite česa prav posebnega. Vseeno pa je Word v primerjavi z wikijem pravo čudežno orodje ... Če imate težave z oblikovanjem besedila, si preberite poglavje o urejanju wiki-strani na Wikipediji ([http://en.wikipedia.org/wiki/Help:Editing tule] v angleščini in [http://sl.wikipedia.org/wiki/Wikipedija:Urejanje_strani tu] v slovenščini). Pomaga tudi, če pogledate, kako je zapisana kakšna stran, ki se vam zdi v redu: kliknite na zavihek 'Uredite stran' in si poglejte, kako so vpisane povezave, kako nov odstavek in podobno. ''Na koncu seveda pod oknom za urejanje kliknite na 'Prekliči'.''

==Citiranje virov==
V seminarskih nalogah uporabljajte način citiranja, ki je predpisan za [https://fkkt.uni-lj.si/fileadmin/datoteke/1-O_fakulteti/3-Pravilniki__akti/2_stopnja_Pravilnik_Priloge/Navodila_za_izdelavo_dipl_mag_dela_PB3.pdf diplomska in magistrska dela na FKKT].
Temeljno načelo je, da je treba vir navesti na tak način, da ga je mogoče nedvoumno poiskati.

BIO2 Povzetki seminarjev 2024

2025-01-06T13:18:55Z

Neja Prodan:

= POVZETKI SEMINARJEV BIOKEMIJA 2024/25 =

==Lan Tanko - Proteaze kot nepogrešljivi členi umetnih signalnih poti==
Virusne proteaze zaradi svoje visoke specifičnosti predstavljajo ključen člen umetnih signalnih poti, saj omogočajo natančen in ireverzibilen prenos informacij na tarčni protein, ki ga lahko s cepitvijo vezi bodisi aktivirajo ali inhibirajo. Za potek proteolitske cepitve tarčne sekvence mora proteaza vsebovati vse funkcionalne domene in biti v bližnjem ter neoviranem stiku z zaporedjem, ki ga cepi. Sintetične signalne poti za svoje delovanje tako temeljijo na medproteinskih interakcijah. Gre lahko za relativno preproste interakcije, ki izhajajo iz biokemijskih lastnostih proteinov, ali pa za bolj kompleksne operacije, ki se na inovativen način poslužujejo še logične algebre. Signalne poti so sposobne zaznati tako endogene kot eksogene signale ter zanje prirediti odgovor. Izhodna informacija lahko zgolj posreduje informacijo o aktivaciji receptorja preko sprostitve inertnega transkripcijskega faktorja, ki promovira ekspresijo fluorescenčnega markerja, ali pa sprosti protein, ki bo vplival na potek endogenih procesov. Tako je moč ustvariti najrazličnejše sintetične poti – take, ki ponujajo nove metode zaznavanja celičnih procesov, kot tudi take, ki bodo prepoznavale onkogeno obnašanje celice ter inducirale celično smrt. Zaradi svoje modularnosti in posledično variabilnosti v funkciji so umetne signalne poti tema mnogih raziskav s področji biokemijskih tehnologij, skozi katere se trudijo optimizirati ustvarjene poti za aplikativno rabo.

==Tadej Kranjc - Pomembnost mTORC1 v fitnesu: Njegova funkcija in delovanje==
Ste se kdaj spraševali, kako vaše telo postane močnejše in bolj definirano? V tej seminarski vam bom na podrobneje opisal to prav natančno uglašeno signalno pot, ki nadzoruje rast in regeneracijo mišic v našem telesu. Mehanizem mTORC1 (mehanistična tarča rapamicina kompleks 1) je pomemben za vse športnike, ki želijo izboljšati svojo telesno pripravljenost, saj ureja procese, kot sta sinteza beljakovin in zavira proces avtofagije. Sama aktivacija te poti se sproži ob zadostni količini aminokislin, predvsem levcin, zadostne hranilne energije v obliki glukoze in ob sprostitvi hormonov ter mehanskega napora na skeletne mišice. Aktivacija mTORC1 se zgodi ob translokaciji in lokalizaciji na membrani lizosoma, kjer se ob prisotnosti zadosti aminokislin in rastnih hormonov aktivirata beljakovini Rheb in kompleks Rag GTPaza. Aktiviran mTORC1 je pomemben pri športnikih, ki zrejo k povečanju mišične mase. Pri hipertrofiji pomaga s sintezo beljakovin, ki zacelijo mikroskopske poškodbe na skeletnih mišicah in zavira postopek avtofagije, kar pospeši postopek mišične rasti in hitrejše doseganje naših ciljev.

==Zoja Mramor- Etilenska signalizacija v rastlinah==
Etilen, preprost olefinski plin, ki ga rastline biosintetizirajo, deluje kot fitohormon in je ključni regulator različnih rastnih ter razvojnih procesov, kot so zorenje plodov, staranje in odziv na stres. Znanstvene raziskave, predvsem na modelni rastlini Arabidopsis thaliana, so odkrile kompleksnost signalne poti etilena, ki vključuje več ključnih komponent, kot so receptorji (ETR1, EIN2, CTR1) in transkripcijski faktorji (EIN3, ERF). Poleg osnovne signalne poti pa nove vpoglede v delovanje podajajo tudi alternativne poti signalizacije. Etilen ima tudi velik komercialni pomen, saj vpliva na zorenje pridelkov in omogoča njihovo dolgotrajnejše skladiščenje. Razumevanje signalizacije etilena je ključno za razvoj vedno bolj ustreznih metod za nadzor nad njegovimi učinki, kar vključuje tako inhibicijo dozorevanja plodov, kot tudi spodbujanje prezgodnje kalitve parazitskih rastlin.

==Manja Drobne - Stranski produkti glikolize in njihovo odstranjevanje==
Glikolizo si običajno predstavljamo kot urejen sklop desetih reakcij, ki v celici poteka nemoteno, vendar med procesom zaradi fizioloških razmer v celici prihaja tudi do napak. Pri tem imamo v mislih stranske toksične metabolite, ki našemu telesu predstavljajo nevarnost. Nastanejo zaradi napake metaboličnih encimov, ki namesto pravega substrata katalizirajo pretvorbe analogov oziroma na substratu izvedejo napačno reakcijo. Redko nekanonični metabolit nastane spontano. Nekanonični metaboliti običajno niso del metaboličnih poti, kar v celici povzroča veliko težav. Ker niso primarni substrati, se kopičijo v celici in lahko inhibirajo metabolične encime ali celo izpodrinejo osnovne produkte iz metaboličnih poti. Ključnega pomena je, da imamo v celici metabolične popravljalne encime, ki te produkte odstranjujejo. Nekateri jih pretvorijo v neškodljive snovi, ki se pogosto vračajo v metabolne poti, drugi pa posredno z zmanjšanjem koncentracije njihovih predhodnikov onemogočijo njihov nastanek. V seminarju sem se osredotočila na stranske produkte, ki nastanejo med glikolizo in pretvorbo piruvata v laktat. Mesta, na katerih prihaja do napak in kjer delujejo popravni encimi, sem tako razdelila na devet skupin in opisala delovanje naslednjih encimov: G6PC3, G6PT, PGP, ACYP1, NAXD, NAXE, L2HGDH, sedoheptuloza-1,7-bisfosfataza, GLO, FN3K, MDP1, AXGHT, GRHPR in HAO1/2.

==Vita Škarabot - Signalizacija sladkega okusa: signalne poti in regulatorni mehanizmi==
Okušanje organizmom omogoča, da ocenijo kemijsko sestavo hrane, še preden jo zaužijejo in jih obvaruje pred vnosom potencialno škodljivih snovi. Sladke molekule pri organizmih vzbudijo pozitiven odziv, kar je povezano z visoko energijsko vrednostjo številnih v naravi pojavljajočih se sladkih snovi. Signalne poti povezane z okušanjem sladkega aktivirajo naravni sladkorji, različna naravna ali umetna sladila ter nekatere D-aminokisline, vendar ne vsi po enakem mehanizmu. Glavna signalna pot pri okušanju sladkega je odvisna od heterodimerskega receptorja sestavljenega iz GPCR-jev Tas1R2 in Tas1R3, ki aktivira G-protein gustducin, ki je precej podoben transducinu. Signalna pot poteka preko fosfolipaze C in vključuje povišanje znotrajcelične koncentracije kalcija, ki povzroči depolarizacijo membrane in sproščanje živčnega prenašalca. Poleg te signalne poti pa obstajajo še nekatere od GPCR-jev neodvisne poti, v katerih sodelujejo membranski kanalčki SGLT1 ali GLUT1 in GLUT2. Opisana signalizacija je kompleksna, saj se signalne poti med sabo prepletajo, različne sladke molekule pa lahko sprožijo tako prekrivajoče se, kot tudi popolnoma različne signalne poti. Njihova regulacija poteka preko mehanizmov, kot so desenzitizacija in endocitoza receptorjev, preko povezovanja z različnimi G-proteini in s pomočjo pomožnih proteinov. Raziskovanje signalnih poti okušanja je pomembno za razvoj novih umetnih sladil, ki bi bolje posnemala naravne sladkorje, za lažje uravnavanje kaloričnega vnosa in vzdrževanje homeostaze glukoze ter celo za razvoj nekaterih zdravil za bolezni, kot je diabetes.

==Ema Mataln Smehov - Vloga encima PFKFB3 in povečane glikolitične aktivnosti pri sepsi==
Sepsa nastane zaradi pretiranega imunskega odziva na okužbo in je lahko tudi življenjsko nevarna. Povečana glikolitična aktivnost v imunskih celicah, kot so makrofagi in nevtrofilci, zagotavlja hitro energijo za intenziven imunski odziv. Encim PFKFB3 pospešuje glikolizo z uravnavanjem fruktoze-2,6-bifosfata, kar pospeši vnetne procese. Vendar pa lahko prekomerna aktivnost glikolize hitro postane škodljiva. Ob prekomerni aktivnosti glikolize v imunskih celicah pride do hitrejšega pridobivanja energije, kar podpira intenziven vnetni odziv. Vendar pa se ob tem kopičijo vnetni mediatorji, kot so citokini, ki povečujejo poškodbe tkiv in povzročijo zakisanje tkiva zaradi višje koncentracije mlečne kisline. To zakisanje lahko dodatno obremeni organe in vodi v organske odpovedi, še posebej pri hudih oblikah sepse. Podobno se tudi v neimunskih celicah, kot so endotelijske celice in pljučni fibroblasti, prekomerna aktivnost glikolize povezuje s škodljivimi učinki. V endotelijskih celicah visoka aktivnost PFKFB3 spodbuja privlačenje imunskih celic in migracijo na mesta vnetja, kar poslabša vnetne procese in prispeva k motnjam v prepustnosti tkiv. Pri fibroblastih, še posebej pljučnih, poveča aktivacijo in sintezo kolagena, kar lahko vodi v fibrozo in brazgotinjenje tkiva. Zaradi teh učinkov je zaviranje PFKFB3 izjemno pomembno, saj lahko omili intenzivnost vnetnega odziva in prepreči trajne poškodbe tkiv. Zaradi tega je ključnega pomena, da raziskovalci preučujejo in iščejo nove inhibitorje PFKFB3, ki pomagajo zmanjšati aktivacijo celic in preprečiti prekomerno aktivnost glikolize.

==Laura Savič - Vloga glikolize pri razvoju ateroskleroze==
Ateroskleroza je zelo pogosta kronična bolezen, kjer pride do nastanjanja maščobnih oblog na notranjih stenah žil, kar vodi do kroničnega vnetja in nastanka ateroskleroznih plakov. Vloga glikolize pri razvoju ateroskleroze pritegne vedno več pozornosti, saj raziskave kažejo, da bi uravnavanje glikolize lahko ponudilo nove možnosti zdravljenja te bolezni. Glikoliza, ključni proces pridobivanja energije v celicah, je v aterosklerotičnih območjih spremenjena in sodeluje pri disfunkciji endotelijskih celic, vnetnem odzivu makrofagov in razvoju žilne angiogeneze. Ta proces omogočajo različni encimi, ki povečajo glikolitično aktivnost celic, spodbudijo proizvodnjo mlečne kisline ter s tem povečujejo vnetje. Čeprav se raziskave trenutno osredotočajo na PFKFB3 (6-fosfofruktoza-2-kinaza/fruktoza-2,6-bisfosfataza 3), obstaja še veliko možnosti za raziskave drugih glikolitičnih encimov in inhibitorjev, kot sta heksokinaza in piruvat kinaza, ki bistveno vplivata na hitrost in učinkovitost glikolize. V nadaljnih študijah bo ključno odkrivanje novih, še bolj specifičnih inhibitorjev, ki bi omogočili boljše in natančnejše uravnavanje metabolnih poti v celicah spremenjenih pri aterosklerozi, ter za razvoj novih zdravil za preprečevanje pojava in napredovanja bolezni.

==Ema Kafol - Sonic Hedgehog signalna pot in njena povezava z depresijo==
Depresija je ena najpogostejših psiholoških motenj v sodobni družbi. Blagi kronični stres, ki prispeva k njenemu razvoju, lahko povzroči več pomembnih sprememb v možganih, predvsem v nevronih, kar vpliva na njihovo funkcijo, preživetje in komunikacijo. V zadnjih letih so znanstveniki začeli postavljati hipoteze o povezavi med motenimi pretvorbami signala v celici in nastankom, razvojem ter razširitvijo depresije. Osredotočili so se na raziskovanje vloge Sonic hedgehog (Shh) signalne poti v času razvoja depresivnih motenj. Prav tako so želeli odkriti ali bi lahko bila Shh signalna pot možna tarča zdravljenja depresije. Sonic Hedgehog signalna pot ima ključno vlogo pri razvoju centralnega živčnega sistema. Spodbuja razvoj novih nevronov v času hipokampalne nevrogeneze. Prispeva lahko tudi k obnavljanju nevronov, ki so bili poškodovani v času blagega stresa, s spodbujanjem nevrogeneze in nevroplastičnosti. Podobno vlogo imajo antidepresivi, kar odpira možnost povezave med Shh signalno potjo in depresivnimi motnjami. V hipokampusu so odkrili še druge signalne poti, ki pa se med seboj pogosto križajo. Med najbolj raziskanimi sta Wnt in BDNF signalni poti, za kateri je že znano da delujeta antidepresivno. Z raziskavami so uspeli dokazati povezavo med Shh, Wnt in BDNF. Bolj natančno poznavanje Shh signalne poti, bi lahko odprlo vrata do novih in boljših možnosti antidepresivnega zdravljenja.

==Maša Markun - Kako pride do srbečice: mehanizmi in molekule==
Srbečica ali pruritus je neprijeten občutek, ki v nas povzroča željo po praskanju. Lahko je posledica bolezni kože, vzrok pa je lahko tudi nevrološki ali psihološki. Do občutka srbečice vodi več mehanizmov, ki jih v grobem lahko razdelimo na histaminergično in nehistaminergično signalno pot. Histamin s svojima receptorjema sodeluje v histaminergični signalni poti, različne druge signalne molekule, kot so na primer citokini, pa s svojimi receptorji sodelujejo v nehistaminergični signalni poti. Preko fosfolipaznega sistema te signalne molekule aktivirajo ionske kanale iz družine TRP (transient receptor potential channels), ki se odprejo in omogočijo pretok kationov v celico, kar generira akcijski potencial. Posledično se odprejo napetostno odvisni natrijevi kanali, s pomočjo katerih se signal prenese naprej. Med primarnim senzoričnim nevronom in sekundarnim nevronom se signal prenese s pomočjo nevrotransmiterja glutamata. To se zgodi v hrbtenjači. Pruritični signal se nato prenese naprej do možganov, kjer se sprocesira in povzroči srbenje. Vzroki srbečice so pogosto nejasni in prepleteni med seboj, zato je zdravljenje dostikrat zahtevno. V zadnjem času so razvili različna nova zdravila proti srbečici, ki so usmerjena v bolj specifične tarče v teh mehanizmih in so zato bolj učinkovita ter imajo manj stranskih učinkov. V marsikaterem primeru pa vseeno še vedno nimamo optimalnih rešitev za lajšanje srbečice.

==Katarina Kolbl - Molekularni mehanizmi zgodnje in pozne faze LTP==
Dolgotrajno sinaptično ojačenje (LTP-long term potentiation) je proces, ki je ključen za delovanje naših možganov, ker ima pomembno vlogo pri mehanizmih, na katerih temeljita učenje in spomin. Za LTP je značilno dolgoročno povečanje moči sinaptičnih povezav, kot posledica stimulacije nevronov. V tem seminarju so predstavljeni biokemijski procesi, ki omogočajo LTP, s poudarkom na biosignalizaciji. Signalna pot se začne z vezavo nevrotransmiterja na receptorje postsinaptične membrane, kar omogoči vstop sekundarnega obveščevalca. Aktivirajo se nadaljni encimi odgovorni za biosignalizacijske poti, ki vodijo do dolgotrajnih struktrunih sprememb v nevronih. Seminar obravnava zgodnjo in pozno fazo LTP. Za zgodnjo fazo so značilne modifikacije že obstoječih proteinov, medtem ko je za pozno fazo potrebna regulacija izražanja genov in sinteza novih proteinov. Za optimalno delovanje živčevja pa je potrebno ravnotežje med dolgotrajnim sinaptičnim ojačenjem (LTP) in slabljenjem (LTD-long term depression). LTD zmanjša moč povezav in s tem poveča prilagodljivost možganov. Razumevanje mehanizmov LTP nam da boljši vpogled v delovanje živčevja, kar lahko koristi pri razvijanju novih načinov za izboljšanje kognitivnih funkcij in zdravljenje nevrodegenerativnih bolezni.

==Veronika Štrekelj Istinič - Regulacija metabolizma piruvata in s tem povezane neurodegenerativne bolezni==
Mitohondrijski nosilec piruvata (MPC) je beljakovinski kompleks, ki omogoča transport piruvata iz medmembranskega prostora v matriks mitohondrija, kjer se piruvat vključuje v Krebsov cikel. MPC povezuje glikolitični metabolizem v citosolu s Krebsovim ciklom. Pri ljudeh je MPC sestavljen iz dveh podenot: MPC1 in MPC2, katerih delovanje je regulirano glede na prisotnost hormonov, kot sta inzulin in glukagon. Transport piruvata poteka s simportom protona ali izmenjavo s hidroksidnim ionom, pri čemer je pomemben elektrokemični gradient.
Mutacije v MPC1 lahko povzročijo resne zdravstvene težave, kot so motnje transporta piruvata, laktacidoza in nevrološke okvare. Primeri mutacij so povezani z nevrodegenerativnimi boleznimi, kot sta Alzheimerjeva in Parkinsonova bolezen, kjer je moten mitohondrijski metabolizem. Nepravilnosti v metabolizmu piruvata so značilne tudi za bolezni, kot sta Leighov sindrom in srčno popuščanje. Nevrodegenerativne bolezni, kot sta Alzheimerjeva in Parkinsonova, so povezane z disfunkcijo mitohondrijev, oksidativnim stresom in zmanjšano aktivnostjo ključnih encimov, kot je piruvat dehidrogenaza (PDH). Disregulacija teh procesov vodi do zmanjšane sinteze ATP, kar prispeva k napredovanju bolezni. PDH igra ključno vlogo v celičnem metabolizmu in je strogo reguliran z energijskimi potrebami celice, kar vpliva na homeostazo in zdravje.
Alzheimerjeva in Parkinsonova bolezen sta si zelo podobni, saj imata skupne značilnosti kot je npr. povišan ROS, hipometabolično stanje in celotno okvaro celičnega metabolizma v regijah v možganih. Pri Alzheimerjevi bolezni zaviralci acetilholinesteraze in NMDA receptorjev zmerno izboljšajo simptome, pri Parkinsonovi pa L-Dopa poveča dopamin. Vendar te terapije ne rešujejo oksidativnega stresa in hipometabolizma. Piruvat, kot antioksidant, lahko blaži oksidativni stres in ščiti nevrone, zato je obetavna možnost za prihodnje zdravljenje nevrodegenerativnih bolezni

==Tjaša Turk - Metabolni encimi z dvojno funkcijo v jedru: metabolna regulacija transkripcije genov==
Odkrito je bilo, da lahko metabolni encimi s translokacijo prehajajo iz citoplazme v jedro, kjer opravljajo nove funkcije, kot je vpliv na izražanje genov. Nekateri izmed teh encimov so ACPE-ji, ki proizvajajo acetil-CoA (v jedru) in tako vplivajo na acetilacijo histonov. Razvita je tudi teorija o vplivu jedrnih metabolnih encimov na pomembne celične funkcije kot so proliferacija, diferenciacija in odziv na stradanje. Povezava med metabolizmom in specifičnim izražanjem genov pripomore k razumevanju prilagoditev celic na spremembe v okolju in tudi v mutiranih celicah (rakavih). Zaradi kompleksnosti mehanizma in pomankanja natančnih metod, v veliki večini te hipoteze oziroma trditve še niso dokončno potrjene. Nadaljnje raziskave se usmerjajo v izdelavo novih zdravil na osnovi povezave med metabolizmom in izražanjem genov. Cilj pa je, da bi poznali točen mehanizem translokacije metabolnih encimov v jedro, saj bi s pomočjo tega lahko razvijali nova zdravila s specifičnimi zaviralci translokacije. Tako bi lahko blokirali oziroma preprečili jedrne funkcije teh encimov, vendar pa bi morali zagotoviti, da se ne spremeni njihova vloga tudi v citoplazmi in mitohondrijih.

==Mia Plantan - Vpliv intermediatov cikla citronske kisline na glavne telesne sisteme==
Krebsov cikel, znan tudi kot cikel citronske kisline ali TCA cikel, je osrednji biokemični proces, ki poteka v mitohondrijih evkariontskih celic ali citoplazmi prokariontskih celic in omogoča pretvorbo glukoze v energijo v obliki ATP. Med procesom nastajajo ključni intermediati, kot so citrat, alfa-ketoglutarat, sukcinat in malat, ki poleg vloge v pridobivanju energije, delujejo tudi kot signalne molekule in vplivajo na različne celične funkcije in fiziološke sisteme. V endokrinem sistemu intermediati uravnavajo sintezo in sproščanje hormonov ter vplivajo na energijsko homeostazo, kar je ključno za pravilno delovanje telesa. Na imunski sistem vplivajo z modulacijo vnetnih poti in uravnavanjem aktivacije imunskih celic, kar omogoča učinkovit odziv na okužbe ter zaščito pred škodljivimi patogeni. Razumevanje vpliva teh intermediatov na fiziološke sisteme odpira nove možnosti za zdravljenje bolezni, saj presnovna neravnovesja in disfunkcije Krebsovega cikla prispevajo k razvoju kroničnih vnetnih bolezni, diabetesa, avtoimunskih bolezni in raka. Z usmerjanjem v specifične presnovne poti, ki jih intermediati uravnavajo, lahko razvijemo tarčna zdravljenja za obvladovanje bolezni in izboljšanje zdravja.

==Anamarija Rozina - Kaj se v resnici dogaja med staranjem? Pomen epigenetsko regulirane mitohondrijsko-jedrne komunikacije pri procesih staranja==
Staranje, ki ga povezujemo z oslabljenim delovanjem bioloških funkcij, pojavom bolezenskih stanj in na koncu s smrtjo, obsega več med seboj kompleksno povezanih procesov; čeprav je morda staranje težko absolutno definirati, ga spremljajo obsežne epigenetske spremembe in spremembe v metabolizmu. Eden od pomembnih faktorjev pri njegovi regulaciji je mitohondrijsko-jedrna komunikacija. Mitohondriji so osrednji organeli energijskega metabolizma, večina proteinskih kompleksov, ki pri tem sodeluje, pa je kodirana v jedrni DNA. Za zagotavljanje optimalnega delovanja mitohondrijev in usklajevanje izražanja genov in translacije je zato zelo pomembna stalna komunikacija med jedrom in temi organeli. Stresne okoliščine, ki jih povzročajo motnje in nepravilno delovanje mitohondrijev, npr. porušeno razmerje metabolitov, akumulacije mtDNA mutacij, oslabljeno celično dihanje, motena homeostaza mitohondrijskih proteinov in produkcija ROS, sprožijo vrsto različnih signalov, ki te informacije prenesejo v jedro; to povzroči aktivacijo ustreznih transkripcijskih signalov za ohranjanje homeostaze mitohondrijev in posledično celic, kar pa pomembno vpliva na uravnavanje procesov staranja in dolgoživosti. Nekateri izmed regulatornih signalov, katerih vloga pri regulaciji staranja je opisana v seminarski nalogi, so metaboliti cikla citronske kisline, ROS – reaktivne kisikove zvrsti in UPRmt (angl. mitochondrial unfolded protein response) – odziv na nezvite proteine. Ti preko vrste epigenetskih modifikacij spremenijo načine izražanja genov in vplivajo na procese staranja.

==Loti Rotar - Biokemijska podlaga zlorabe trimetazidina v športu==
Trimetazidin (TMZ) je zdravilo, razvito za zdravljenje angine pektoris. Za razliko od tradicionalnih zdravil deluje prek modulacije energijskega metabolizma srčne mišice. V normalnih razmerah so glavni vir energije za srce maščobne kisline. Njihova oksidacija proizvede veliko energije, a porabi tudi veliko kisika. Z inhibicijo encima 3-ketoacil-CoA tiolaze TMZ zmanjša oksidacijo dolgoverižnih maščobnih kislin in tako poveča uporabo glukoze kot energijskega substrata. Ta presnovna sprememba zmanjša potrebo srčne mišice po kisiku in zakisanost celic, kar izboljša učinkovitost srca brez vpliva na pretok krvi. Pri vrhunskih športnikih lahko TMZ zaradi podpore aerobnemu metabolizmu zmanjša zakisanost mišic in podaljša vzdržljivost pri visoko intenzivnih aktivnostih, kar je lahko ključno na tekmovanjih, kjer odločajo tisočinke sekunde. Zaradi potencialnih možnosti izboljšanja zmogljivosti je TMZ od leta 2014 uvrščen na seznam prepovedanih snovi Svetovne protidopinške organizacije. Čeprav ni bil povezan z neposrednimi zdravstvenimi tveganji za športnike, pa uporaba substanc za izboljšanje zmogljivosti ostaja v nasprotju s športnim načelom poštene igre.

== Nika Habič - Motnje β-oksidacije in njihov vpliv na celično smrt==
Beta oksidacija maščobnih kislin je ključna za energijsko produkcijo v primeru, da je dostop do glikogena omejen. Motnje mitohondrijske oksidacije so skupina genetskih bolezni, pri katerih so prizadeti encimi in proteini, ki sodelujejo v različnih stopnjah oksidacije. To lahko povzroči zmanjšano ali neučinkovito proizvodnjo ATP. Zaradi pomankanja energije lahko pride do poškodb celic, še posebej v energetsko bolj potratnih organih, kot so jetra, srce in skeletne mišice. Motnje se pogosto izražajo v obliki nevroloških in presnovnih težav, mišični oslabelosti in utrujenosti. Zdravljenje poteka simptomatsko ter temelji na dieti.
Posamezniki z mutacijami encimov, ki sodelujejo pri oksidaciji, ne morejo razgraditi maščobnih kislin, zato se te kopičijo v tkivih. Pomankanje energijskih rezerv in toksično kopičenje različnih derivatov v mitohondrijih povzroča nastanek oksidativnega stresa. Ta nastaja tudi zaradi prekinitev v dihalni verigi in inhibicije kompleksov, potrebnih za tvorbo ATP. Oksidativna škoda nastane, ko je ravnovesje zaradi prostih radikalov med oksidanti in antioksidanti porušeno ter lahko vodi v nastanek mitohondrijskih tranzicijskih por. Vse spremembe, ki pri tem nastanejo porušijo homeostazo in vodijo v programirano celično smrt oziroma apoptozo.

== Lola Ilievska - Cancer cells dependence on fatty acid catabolism for ATP production==
Over time, many metabolic pathways have been proposed to supply cancer cells with adenosine triphosphate (ATP), the energy molecule critical for cellular function, but still, the classical theories were not satisfied by the experimental data obtained from certain researches. Thus, new explanations have emerged to explain the ATP supply in cancer, including metabolic reprogramming in the tumor microenvironment. Moreover, substantial evidence suggests that obesity, particularly resulting from a high-fat diet, significantly promotes cancer progression and development, with findings indicating that fatty acids (FA) are the primary energy source fueling tumor growth in such cases. In addition, it has become clear that tumor cells exhibit plasticity in fatty acid metabolism to facilitate aggression and treatment resistance. These researches can lead to the detailed discovery of the metabolic pathways of fatty acid catabolism in cancer cells. Therefore, exploring the targets of FA metabolism in cancer to improve the efficiency of cancer therapy or to create new types of drugs is of great interest.

== Nina Kokalovikj - AMPK v možganih: njegova vloga pri metabolizmu glukoze in živčnem metabolizmu==
AMPK (od AMP odvisna kinaza) je esencialni encim, ki je izjemno pomemben pri celičnem metabolizmu. S svojo regulacijsko funkcijo skrbi, da celica vzdržuje zadostni nivo energije in hranilnih snovi za nemoteno delovanje. AMPK je alosterično reguliran encim. Odziva se na signale, ki nastanejo zaradi razlike v koncentraciji molekul adeninskih nukleotidov AMP:ATP in ADP:ATP. Vezava molekul AMP in ADP na AMPK povzroči vrsto konformacijskih sprememb. Najprej fosforilacijo ostanka treonina v aktivnem mestu, Thr-172, ki omogoča, da protein ostane v aktivni obliki in ga ščiti pred fosfatazami. Ta protein je mogoče najti v različnih tkivih. Eden od njih so možgani, kjer ima hipotalamus ključno vlogo. Natančneje v nevronih in astrocitih, kjer je njegova funkcija povezana z nadzorom vnosa glukoze, uravnavanjem apetita in njegovega metabolizma. Možgani in centralni živčni sistem namreč uporabljajo samo energijo, ki izvira iz glukoze.
AMPK poveča glikolizo s povečanjem privzema glukoze v celico s fosforilacijo proteinа TXNIP, kar povzroči translokacijo prenašalcev glukoze (GLUT1 ali 3) na plazmalemi. Aktivira encime, kot so: fosfofruktokinaza-1, piruvat kinaza in heksokinaza. Nadaljnje raziskave in študije v smeri AMPK pomagajo najti in razviti ustrezno zdravljenje nekaterih nevrodegenerativnih bolezni, pri čemer izkoriščajo njegov terapevtski potencial in metabolitsko regulativno vlogo.

== Hana Vozelj - Urea transportni proteini kot tarče za razvoj diuretikov ==
Urea, polarna molekula, nastaja kot produkt presnove dušika v jetrih in se izloča preko ledvic. Zaradi svoje polarnosti težko prehaja čez lipidno membrano, zato potrebuje posebne transportne proteine, imenovane urea transporterji (UT), ki omogočajo njen prehod. UT-ji se delijo na dve družini: UT-A in UT-B. Nahajajo se predvsem v ledvicah, kjer so ključni za nastanek koncentriranega urina, saj omogočajo recikliranje uree in ustvarjanje osmotskega gradienta, ki spodbuja reabsorpcijo vode, najdemo pa jih tudi v drugih tkivih. Raziskave so pokazale, da inhibitorji urea transporterjev (UT) delujejo kot diuretiki s posebnim mehanizmom, ki omogoča izločanje vode brez stranskih učinkov na ravnovesje soli in elektrolitov v telesu. Inhibitorji, kot je UTBinh-14 in UTAinh-E02, so pokazali visoko selektivnost in učinkovitost v zgodnjih študijah, zlasti na UT-A1 in UT-B, ki sta ključna za koncentriranje urina. UT inhibitorji zato predstavljajo obetaven pristop k diuretični terapiji, ki cilja na specifične mehanizme v ledvicah in bi lahko v kombinaciji s tradicionalnimi diuretiki izboljšali učinkovitost zdravljenja pri bolnikih, ki slabo reagirajo na običajne diuretike.

== Zala Kek - Vpliv ketogene diete na vzdraženost nevronov ==
Ketogena dieta (KD) je prehranski pristop, ki temelji na visokem vnosu maščob in nizki vsebnosti ogljikovih hidratov ter dokazano vpliva na zmanjšanje nevronske vzdraženosti. Uporablja se kot terapija pri zdravljenju trdovratne epilepsije, še posebej pri pacientih, ki se ne odzivajo na običajna proti epileptična zdravila. Ketonska telesca, kot sta acetoacetat in β-hidroksibutirat, nastanejo ob razgradnji maščobnih kislin in služijo kot alternativni vir energije, kadar primanjkuje glukoze. Ketoza, stanje, v katerem je telo, kadar se presnovno prilagodi na porabo maščob, pozitivno vpliva na sinaptično aktivnost v možganih. KD povečuje proizvodnjo ketonskih telesc, ki vplivajo na različne celične mehanizme, ki med drugim nadzorujejo potovanje električnih signalov med nevroni. Vplivajo na ionske kanalčke (predvsem od ATP-odvisne kalijeve kanalčke (K-ATP) in napetostno odvisne Ca2+ kanalčke (VDCCs)) in uravnavanje razmerja živčnih prenašalcev (glutamat - preko VGLUT in GABA). Delujejo tudi na BCL-2 povezan agonist celične smrti (BAD) ter na prepustnost mitohondrijske membrane (mPT). Mehanizmi, preko katerih KD vpliva na vzdraženost nevronov so zanimivi predvsem za razvoj novih proti epileptičnih zdravil, ki bi s posnemanjem učinkov KD omogočala enake rezultate z manjšo prehransko restrikcijo. Opisani procesi še niso povsem razumljeni, vendar kažejo na perspektivno področje nadaljnjih raziskav za zdravljenje epilepsije.

== Jana Likar Ivanov - Hiperamonijmija in mehanizmi urea cikla kot tarče za njeno zdravljenje ==
Hiperamonijmija je stanje, ko je koncentracija nam strupenega amonijaka v krvi previsoka. To lahko vodi v številne bolezni jeter, možganske okvare in celo smrt. Vzrok zanjo so večinoma genetske mutacije, ki povzročijo motnje v ciklu uree – procesu, odgovornem za odstranjevanje odvečnega amonijaka iz telesa. Poleg genetskih vzrokov pa lahko hiperamonijmijo povzročijo tudi nekatera zdravila, ki vplivajo na različne molekule, sodelujoče v ciklu uree. Cikel uree je petstopenjski cikel encimsko kataliziranih reakcij, pri katerem iz amonijaka preko različnih intermediatov nastane urea, ki se transportira v ledvice in izloči iz telesa. Je zelo kompleksen, natančno reguliran z velikim številom molekul in v veliki medsebojni odvisnosti z ostalimi metabolnimi procesi v jetrih, kot je Krebsov cikel v mitohondrijih. Sodelujoči encimi in drugi regulatorji cikla predstavljajo tako tarče za inhibitorje, ki povzročajo hiperamonijmijo (če gre za z zdravili inducirano HA), kot tudi tarče za razvoj novih zdravil za njeno zdravljenje. Na tem področju je potrebnih še veliko raziskav, velik korak naprej pri diagnozi hiperamonijmije pa bi predstavljalo tudi rutinsko merjenje prisotnosti amonijaka v krvi, zlasti pri pacientih z okvarami jeter.

== Hana Marovt - Metabolne poti aminokislin in njihov pomen pri imunskem odzivu ==
Celice imunskega sistema za diferenciacijo, proliferacijo in sintezo vseh produktov, ki jih potrebujejo za lastno presnovo ali jih izločajo, potrebujejo velike količine energije. Za uspešno obrambo pred tujki pogosto energijske zaloge iz glukoze niso dovolj – ključni regulatorji njihovega delovanja postanejo aminokisline. Razpoložljivost glutamina in še nekaterih ak postane ključna v obdobjih fiziološkega stresa, imunske celice, natančneje T limfociti pa skoraj popolnoma odvisni od njih. Če na glutamin deluje GLS (glutaminaza), nastaja glutamat, ki se lahko preko nadaljnjih reakcij pretvori v α-ketoglutarat in vstopi v cikel citronske kisline. V tej obliki je vir energije, drugače pa je glutamin transporter amonijaka in vir za sintezo proteinov in nukleotidov imunskih celic. Imunski odziv pa ni zgolj odvisen od metabolizma aminokislin kot vira energije in substratov za celice. V seminarju sta obravnavani katabolni poti arginina in triptofana, katerih encimi in produkti imajo pomembno vlogo v imunskem odzivu in lahko delujejo imunosupresivno ali imunoregulatorno. Pri katabolizmu arginina sta izpostavljeni arginaza in sintaza dušikovega oksida (NOS), pri triptofanu pa indolamin-2,3-dioksigenaza (IDO). Ta mehanizma med seboj sodelujeta, določene encime aktivirajo isti citokini (IFN-γ in izraža NOS in IDO) spet drugi imajo nasprotno delovanje (arginaza razgrajuje arginin, saj s tem zmanjšuje razpoložljivost substrata za produkcijo NO – zavira vnetje). S terapevstkimi sredstvi, ki vplivajo na specifične molekule ali celo signalne in metabolne poti, bi lahko še izboljšali imunoregulacijske učinke.

== Julija Dolinšek - Metabolne poti triptofana - potencialna patofiziološka povezava med depresijo in prekomerno prehranjenostjo? ==
Depresija in prekomerna prehranjenost sta vse bolj pereča problema sodobne zahodne družbe, ključ do mehanizma, ki ju povezuje, pa leži v eni od katabolnih poti aminokisline tripotafana – kinureninski poti. Prevelika aktivacija te poti vodi v pomanjkanje nevrotransmiterja serotonina, ki je produkt druge, serotoninske metabolne poti. Povišana raven vnetja v telesu in s tem vnetnih citokinov IFN-γ, TNFα in IL-1β inducira encim IDO, ta pa razgradnjo triptofana do katabolnih produktov – TRYCAT-ov. Ti so povezani z razvojem metabolnih bolezni in nevrotoksičnostjo, saj vplivajo na metabolne organe, imunski odziva telesa in nevrodegeneracijo. Pri depresiji so povišani TRYCAT-i prisotni zaradi stresa, aktivacije osi hipotalamus-hipofiza-nadledvična žleza (HPA) in povečanega vnetja. Vnetje sproži povečano izločanje ACTH hormona, posledično se zviša nivo kortizola, ki spodbudi encim TDO v jetrih, kar še dodatno zniža nivo triptofana. Aktivacija mikroglia celic poveča raven pro-vnetnih citokinov , kar ponovno vodi do katabolizma po kinureninski poti. Nekateri izmed katabolnih produktov neposredno vplivajo na adipocite in trebušno slinavko, kar povzroči povečanje sistemskega vnetja, s tem pa na inzulinsko rezistenco in spremembe v metabolizmu. Obe omenjeni bolezni sta povezani z možganskim vnetjem, zato so TRY kataboliti potencialna terapevtska tarča za razvoj učinkovin, ki bi hkrati izboljšale simptome depresije in debelosti.

== Klara Žerovnik - Peroksisomski proliferator aktivirani receptorji (PPAR) ==
Peroksisomski proliferatorji aktivirani receptorji (PPAR) so skupina jedrnih transkripcijskih faktorjev, ki uravnavajo gene povezane z energijsko homeostazo, metabolizmom lipidov, glukoze, in vnetnimi procesi. Obstajajo trije glavni tipi PPAR: PPARα (alpha), PPARβ/δ (beta/delta), PPARγ (gamma), vsak s specifično funkcijo in izražanjem v različnih tkivih. PPARα se izraža v oksidativnih tkivih, kot so hepatocite, kardiomiocite, miocitie in rjave adipocite. PPARβ/δ nastopa v vseh tkivih, predvsem v skeletnih mišicah, koži, maščobnem tkivu, srcu, jetrih in vnetnih celicah. PPARγ pa je ključnega pomena za lipogenezo, zelo pomembna je njegova lokacija v maščobnem tkivu, kjer uravnava sintezo in shranjevanje lipidov.
Struktura peroksisomskih porliferatorjev aktiviranih receptorjev vključuje štiri funkcionalne domene (A/B, C, D, E/F), ki omogočajo vezavo na ligande, DNA in koaktivatorje ter korepresorje. Aktivacijo receptorja omogoči vezava na ligande, ki so lahko endogeni (maščobne kisline) ali sintetični (zdravila, pesticidi). PPAR delujejo kot heterodimeri z retinoidnim-X receptorjem (RXR), ki skupaj prepoznata specifične DNA sekvence, imenovane peroksisomski poliferatorski odzivni elementi (PPREs), in regulirata ekspresijo tarčnih genov.
PPAR aktivnosti so regulirane tudi preko posttranslacijskih modifikacij, kot so acetilacija, fosforilacija, ubikvitinacija in SUMOilacija. Te dodatno usklajujejo aktivnost PPAR receptorjev, omogočajo dinamične prilagoditve in vplivajo na stabilnost ter delovanje. Vezava različnih koaktivatorjev in korepresorjev pa omogoča fine nastavitve njihove transkripcijske aktivnosti, kar je ključno za presnovno ravnotežje.

== Žiga Poklečki - Vloga sprememb metabolizma aminokislin pri akutni ishemični možganski kapi ==
Akutna ishemična možganska kap (AIS) je najpogostejša oblika možganske kapi, ki zaradi velikega števila primerov invalidnosti in smrtnosti predstavlja veliko breme za zdravstveni sistem. Aminokisline spadajo med najpomembnejše presnovne produkte v človeškem telesu. Spremembe v njihovih presnovnih poteh so bile opažene v mikrookolju AIS, kjer te spremembe močno vplivajo na razvoj same bolezni. Presnova aminokislin je tesno prepletena z energetskim metabolizmom, nevrotoksičnostjo, vnetnimi procesi in imunskimi odzivi, ki spremljajo AIS. Ključne aminokisline, kot so glutamat, glicin, triptofan, arginin in metionin, kažejo dinamične spremembe koncentracij med kapjo. Spremembe v njihovih presnovnih poteh so povezane z oksidativnim stresom, mitohondrijsko disfunkcijo in nevrotoksičnostjo. Poleg tega metaboliti teh aminokislin vplivajo na delovanje imunskega sistema in okrepijo vnetne odzive. Pri AIS metabolno reprogramiranje aminokislin prispeva k patogenezi in prognozi bolezni, saj vpliva na mikrookolje možganov. Metabolne spremembe so dvosmerne, heterogene, dinamične in odvisne od odmerka. Med AIS je presnova aminokislin zelo kompleksna, saj hitro napredovanje bolezni nenehno preoblikuje vzorce presnove aminokislin, ki pa lahko imajo negativno ali pozitivne učinke na AIS (odvisno od koncentracije). Znanstveniki pa se še dandanes trudijo in poskušajo odkriti nove optimalne poti za zgodnjo diagnozo in zdravljenja te nepredvidljive in zahrbtne bolezni.

==Matic Krašna - Vloga receptorjev za rastni hormon pri zdravljenju sladkorne bolezni==
Sladkorna bolezen je kronična presnovna motnja, ki vključuje dve glavni obliki: tip 1 in tip 2. Pri sladkorni bolezni tipa 1 gre za avtoimunsko uničenje β-celic, odgovornih za proizvodnjo inzulina, medtem ko sladkorna bolezen tipa 2 nastane zaradi inzulinske rezistence, kar vodi v nezadostno izločanje inzulina. Seminarska naloga preučuje vlogo receptorja za rastni hormon (GH) pri delovanju β-celic trebušne slinavke in njegov vpliv na sladkorno bolezen. Receptor za rastni hormon aktivira ključne signalne poti, kot sta JAK2/STAT in PI3K/Akt, ki uravnavajo rast, proliferacijo in zaščito β-celic pred apoptozo. Te poti so bistvenega pomena za ohranjanje funkcionalnosti β-celic, ki igrajo ključno vlogo pri uravnavanju ravni glukoze v krvi. Raziskave kažejo, da signalizacija prek receptorja za rastni hormon izboljša izločanje inzulina in spodbuja rast β-celic, kar odpira nove terapevtske možnosti za zdravljenje sladkorne bolezni tipa 2. Razumevanje teh signalnih procesov ponuja priložnosti za razvoj učinkovitih strategij za preprečevanje napredovanja sladkorne bolezni in njenih zapletov, kar bi lahko imelo pomemben vpliv na obvladovanje te razširjene bolezni.

==Nejc Kovačič - Odkritja vpliva alfa-ketoglutarata na podaljšanje življenja na modelnih organizmih in potencial za človeka==
Alfa-ketoglutarat (AKG) je spojina, ki je v veliki meri prisotna v človeškem telesu, saj je eden izmed intermediatov Krebsovega cikla. Ugotovili so, da ima poleg presnovne vloge tudi potencial za vpliv na upočasnjevanje staranja, o čemer je bilo opravljenih že veliko raziskav na številnih modelnih organizmih, ki jih predstavlja ta seminarska naloga. V vrsti gliste AKG podaljša življenje z inhibicijo ATP-sintaze. To lahko stori z direktno vezavo na ATP-sintazo, z regulacijo drugih metabolitov v celici, z vplivom na redoks stanje, signalne poti in na mitohondrijsko dinamiko. V vinskih mušicah je način delovanja podoben, a kompleksnejši. Zanimivo je, da ima AKG večji vpliv na ženske kot moške osebke. AKG prav tako vpliva na tako imenovano mrzlo komo, ko živali preidejo v stanje, ko jim delujejo le najpomembnejši mehanizmi za preživetje. Pomembno odkritje je tudi zaviranje Warburgovega efekta, ki omogoča hitrejšo rast tumorjev. Pri miših AKG vzdržuje dobro glukozno toleranco, to je optimalna količina glukoze v krvi po zaužitju, kar ima potencial pri zdravljenju ljudi z diabetesom. Znano je, da AKG dobro deluje tudi na vnetja in zmanjšuje preveč burne imunske reakcije. Ima tudi pozitiven vpliv proti kolitisu - vnetju debelega črevesja. Na človeku še ni bilo narejenih veliko raziskav, vendar je tudi tu potencial ogromen. AKG namreč omogoča povečanje mišične mase, vpliva pa tudi na tvorbo matičnih celic in plodnost.

==Sara Kragelj - Nastanek, regulacija in okvare citokrom bc1 kompleksa v kvasu==
Elektronska prenašalna veriga predstavlja zadnjo fazo v celičnem dihanju, njen produkt pa so energijsko bogate molekule ATP. Tvorijo jo štirje (pet, skupaj z ATP-sintazo) proteinski kompleksi, med katerimi je tudi kompleks III oziroma citokrom bc1 kompleks. Ta je ključen del elektronske prenašalne verige, saj prenaša elektrone z ubikvinola QH2 na citokrom c. Kompleks je sestavljen iz treh katalitičnih podenot (citokroma c1, citokroma b in Rieske železo-žveplovega proteina) in več strukturnih podenot. Nastane v več med seboj povezanih stopnjah, ki jih regulirajo posebni proteini (ang. translational activators in ang. assembly factors). Zaradi mutacij v genih, ki kodirajo proteine, vključene v kompleks III, pride do njegove okvare in posledično nezmožnosti delovanja. To se kaže kot posebno bolezensko stanje (ang. mitochondrial complex III deficiency), ki pa je na srečo zelo redko. Odkrita pa je bila tudi povezava med kompleksom III (in nanj vezanim TRAP1) ter rakom. Kompleks III so najprej raziskali v celicah kvasa (Saccharomyces cerevisiae), saj so te enostavnejše za gojenje, hkrati pa so evkariontske in posledično nekoliko podobne človeškim. Kompleks III pri ljudeh je zaradi raziskav v kvasu dokaj dobro razumljen, še vedno pa obstaja veliko podrobnosti glede njegovega delovanja in regulacije, ki so nam za zdaj še neznane.

==Urban Črv - Razčlenjenje oksidativne fosforilacije med sepso==
Sepsa predstavlja velik odstotek smrti pacientov v intenzivni negi. Visoka smrtnost je povezana z eksperimentalno dokazano slabšo efektivnostjo oksidativne fosforilacije. Velike izgube pri poroizvodnji ATP se začnejo pojavljati v poznejših fazah sepse (po 36 urah), ko pride do prekinitve povezanosti med dihalno verigo in sintezo ATP (uncoupling). Razlogi za to ostajajo še ne popolnoma raziskani, vendar veliko vlogo igrata nepravilno delovanje citokrom oksidaze in ATP-sintaze. Pomembnejši mehanizmi za tem so najverjetneje znižana koncentracija nekaterih podenot teh dveh proteinov (podenota 1 citokrom oksidaze in podenota β ATP-sintaze) in vpliv povečane koncentracije NO, do česar dokazano pride med sepso. Odkritje teh dejstev odpira pot novim raziskavam na tem področju v bližnji prihodnosti, v upanju odkritja novih načinov zdravljenja te bolezni.

==David Lenart - Proteolitična regulacija oksidativne fosforilacije==
Oksidativna fosforilacija je zelo kompleksen in močno reguliran proces. Vseh pet sodelujočih kompleksov je sestavljenih iz večih podenot, ki se posamično izmenjajo/obnovijo, ko pridejo do konca svoje življenske dobe, ki se razlikuje od kompleksa do kompleksa in od tikiva do tkiva. Celica lahko jedrno kodirane mitoproteine z degradacijo regulira takoj po translaciji, če se te ne uspejo importirati, ali pa se med importom razvijejo. Če se poškodovani močno nakopičijo v mitohondriju, ali iz drugih razlogov ne more vzdrževati membranskega potenciala in postane nepopravljiv, se lahko sproži mitofagija, oziroma popolna degradacija mitohondrija, ki prepreči nadaljno škodo celici in ji dovoli reciklirati nekatere sestavne dele. Nekoliko manj destruktivna metoda izločanja škodljivih proteinskih agregatov iz mitohondrija je tvorba mitohondrijsko izvirajočih veziklov oz. MDV-jev. Po uspešnem importu se morajo mitoproteini najprej procesirati, tako da se jim odreže signalna sekvenca in občasno jih celica že takrat degradira. Najpomembnejši način regulacije mitoproteinov in še posebej oksidativne fosforilacije pa je z intramitohondrijskimi proteazami. Te imajo tudi sekundarne regulatorne funkcije, razlikujejo pa se po lokaciji, kjer se nahajajo in po substratih, za katere so precej specifične. Med najpomembnejše take proteaze uvrščamo FTSH, LON in CLPXP.

==Hana Funa - Ko stres pospeši rast: skrivnosti učinkovite proizvodnje biogoriv==
Eden ključnih izzivov sodobnega sveta je onesnaževanje, ki vodi v podnebne spremembe. Pomemben prispevek k tem spremembam ima ogljikov dioksid (CO₂), ki nastaja pri izgorevanju fosilnih goriv, kot so nafta, premog in zemeljski plin.. Povečanje koncentracije CO₂ negativno vpliva na okolje, zlasti na oceane, kjer vodi v zakisanje in dvig temperature. Zaradi naraščajoče zaskrbljenosti zaradi podnebnih sprememb se raziskave vse bolj usmerjajo v obnovljive vire energije. Mikroalge, sestavljene iz enoceličnih organizmov, so obetaven naravni vir. Te organizmi se prilagajajo različnim okoljskim pogojem, uspevajo v različnih vodah, vključno z odpadno vodo, in lahko opravljajo fotosintezo, kar prispeva k ravnovesju ogljika in kisika. Mikroalge so bogate z lipidi in lahko proizvajajo biogoriva, kot so biodizel, bioetanol in bioplin. Kljub temu njihov energetski izkoristek še ne dosega fosilnih goriv. Znanstveniki proučujejo načine za optimizacijo mikroalg, vključno z gensko modifikacijo, manipulacijo presnovnih poti in ustvarjanjem stresnih pogojev, ki spodbujajo nastanek reaktivnih kisikovih zvrsti (ROS). ROS vplivajo na makromolekule in povzročajo oksidativni stres, kar sproži obrambne mehanizme, kot so antioksidanti in epigenetske spremembe. Epigenetske prilagoditve vplivajo na izražanje genov za ključne encime, kot so NADH dehidrogenaza, citokromi in ATP sintaza. Ti encimi uravnavajo energetski metabolizem in fotosintezo, kar omogoča boljše prilagajanje na okoljske stresorje. S prilagoditvijo okoljskih pogojev lahko mikroalge povečajo proizvodnjo lipidov in biomase, kar poudarja njihov potencial za trajnostno proizvodnjo energije.

==Žan Kos - Biogeneza in regulacija rastlinskega sistema oksidativne fosforilacije==
Pretvarjanje energije iz ene oblike v drugo, je med ključnimi procesi živih bitij. Anaerobne celice potreben ATP pridobivajo le z glikolizo, v aerobnih organizmih pa se večina ADP fosforilira v procesu oksidativne fosforilacije (OXPHOS). OXPHOS sistemi se med mitohondriji evkariontov minimalno razlikujejo, saj je konservativnost zaradi izrednih razmer v mitohondriju zelo visoka. Mnogo raziskav je že bilo narejenih na sistemih živalskih celic, vendar so novi podatki pokazali, da se kljub konservativnosti OXPHOS sistem, pri rastlinah pojavlja nekaj razlik. Z naprednimi metodami smo v mitohondrijih rastlin opazili poznane in do zdaj še neodkrite strukture, ki komplekse oksidativne fosforilacije, kot jih poznamo pri sesalcih, dopolnjujejo na različne načine. Nekatere od teh struktur so ostanek prvih evkariontov, ki so se prvič spoprijemali z aerobno respiracijo, spet drugi pa skrbno pridobljeni segmenti, pridobljeni zaradi načina življenja rastlin. Tako smo spoznali da se kljub visoki konservativnosti in aktivnosti kompleksov, komponente celic neprestano spreminjajo, ter modificirajo, tudi v tako osnovnih procesi kot je OXPHOS. Kljub povečanju zanimanja za področje rastlinskih mitohondrijev je le to, zaradi svoje temeljne narave, v primerjavi z raziskavami človeške respiracije, slabo raziskano. Vendar se področje vztrajno razvija in z vsakim novim odkritjem smo bliže razumevanju rastlinskih OXPHOS sistemov.

==Tinkara Pepelnjak - Specializirane rastlinske celice in razlike v njihovih metabolizmih==
Specializirane rastlinske celice se od običajnih rastlinskih celic razlikujejo po njihovih funkcijah in metabolnih procesih, ki se v njih odvijajo. Celice rastlin se delijo na proizvodne, kjer prevladuje anabolizem (npr. mezofilne celice stebričastega in gobastega parenhimskega tkiva), in na porabniške, kjer prevladuje katabolizem (npr. korenine in semena). Te razlike omogočajo učinkovito delovanje celotnega rastlinskega organizma. Primeri specializiranih celic oziroma sistemov so glandularni trihomi (GT) in celice zapiralke. GT so epidermalne strukture, specializirane za sintezo sekundarnih metabolitov - terpenov. Ti služijo kot obramba proti patogenom in rastlinojedcem ter imajo komercialno vrednost v kozmetiki in farmacevtiki. Njihov metabolizem temelji na dveh sinteznih poteh, metil eritritol-4-fosfatni (MEP) poti in poti mevalonske kisline (MVA). Celice zapiralke uravnavajo odpiranje in zapiranje listnih rež, kar omogoča prilagoditev rastline na okoljske spremembe. Njihov metabolizem je usmerjen v sintezo malata in saharoze, ključnih ozmolitov. Vključuje asimilacijo ogljika s fosfoenolpiruvat karboksilazo, oziroma C4 metabolno pot, in dnevne pretvorbe med saharozo in škrobom.
Raziskave specializiranih metabolnih poti omogočajo genetske izboljšave v kmetijstvu in farmaciji, kar bi lahko povečalo produktivnost rastlin in sintezo pomembnih spojin.

==Toni Hočevar - Epigenetska povezava med Krebsovim ciklom in procesom staranja: Kako intermediati vplivajo na metilacijo DNA in histonov==
Staranje je kompleksen proces, ki je povezan s spremembami v presnovi, pri čemer imajo intermediati Krebsovega cikla, kot so 2-oksoglutarat, sukcinat in fumarat, ključno vlogo. Ti intermediati uravnavajo delovanje encimov iz družine 2-oksoglutarat-odvisnih dioksigenaz (2-OGDO), ki so odgovorni za pomembne epigenetske spremembe, kot sta demetilacija in hidroksilacija DNA ter histonov. Epigenetske spremembe lahko spodbujajo ali zavirajo transkripcijo genov, kar neposredno vpliva na celične funkcije, kot so sinteza kolagena, odzivi na hipoksijo ter epigenetske vplive. Pri staranju se zaradi zmanjšane aktivnosti encimov Krebsovega cikla v celicah kopičita sukcinat in 2-oksoglutarat. Medtem ko je 2-oksoglutarat bistven za delovanje encimov 2-OGDO, sukcinat deluje kot inhibitor. Ta neravnovesja vodijo do motenj v delovanju encimov, kar povzroči globalne epigenetske spremembe, kot je povečana metilacija DNA in histonov v somatskih celicah. Posledično je transkripcija genov spremenjena, kar vpliva na delovanje celic in pospešuje proces staranja. Intermediati Krebsovega cikla so zato ključni regulatorji epigenetskih sprememb, ki so povezane s staranjem. Njihova vloga pri uravnavanju aktivnosti 2-OGDO encimov in posledične epigenetske spremembe, kot je metilacija DNA, kažejo na pomembno povezavo med presnovo, epigenetiko in staranjem organizma.

==Sanja Gajanović - Mutanti zelene alge brez enega najučinkovitejših transportnih proteinov na notranji membrani kloroplastov==
Pri fotosintetskih evkariontih kloroplasti oskrbujejo druge celične kompartmente z energijo in fiksiranim/organskim ogljikom prek številnih transporterjev v ovojih kloroplastov. Modulacija izvoza metabolitov iz kloroplastov lahko pomembno vpliva na rast celic, nadzor razporeditve fiksnega ogljika v celici, prenos signalov v jedra in ohranjanje optimalnih fotosintetskih stopenj. Porodila so se vprašanja, kateri transporterji metabolitov na ovoju kloroplastov so ključni za prenos sladkorjev med kloroplastom in citosolom pri zeleni algi Chlamydomonas in kako ta izvoz uravnava rast celic, presnovo, celične redoks pogoje in nastanek potencialno toksičnih kisikovih radikalov, zato so se Huang in sodelavci lotili raziskovanja. Pri zeleni algi so identificirali dva gena (CreTPT2 in CreTPT3) trioza-fosfat/fosfat translokatorja (TPT), ki katalizira strogo 1:1 izmenjavo trioza fosfata, 3-fosfoglicerata in anorganskega fosfata skozi ovojnico kloroplasta. Oba substrata sta vezana v istem osrednjem žepu, kjer konzervirani lizinski, argininski in tirozinski ostanki prepoznajo skupni fosfatni del. Odstranitev funkcionalnega CreTPT3 je vplivala na rast, fotosintetske aktivnosti, presnovne profile, porazdelitev ogljika in organsko specifično kopičenje H2O2. Ti rezultati so pokazali, da je TPT3 glavni kanal na ovoju kloroplasta za transport fotoasimilatov. Poleg tega lahko CreTPT3 deluje kot varnostni ventil, ki odstranjuje presežek reducentov iz kloroplasta in se zdi bistven za preprečevanje oksidativnega stresa in kopičenja reaktivnih kisikovih zvrsti v celicah, tudi pri nizki/srednji svetlobni intenzivnosti.

==Tjaša Velkavrh - Kako izboljšati fotosintezo?==
Pomanjkanje hrane je velik problem sodobnega sveta. Številne raziskave so pokazale, da bi z genskim inženiringom lahko vplivali na učinkovitost fotosinteze in tako povečali pridelek za več kot 40 %. Pri večini rastlin velike izgube predstavlja pretvorba energije: pri določenih pogojih se do 50 % vezanega ogljika izgubi med fotorespiracijo. C4 rastline učinkoviteje koncentrirajo CO₂, kar zmanjša vezavo O₂ na Rubisco. Vezava O2 predstavlja izgube v učinkovitosti fotosinteze. Izražanje citokroma c6 in proteina Rieske FeS izboljša učinkovitost prenosa elektronov, poveča vezavo CO₂ ter količino biomase. Povečanje proteina plastocianina lahko zmanjša oksidativni stres in izboljša toleranco na okoljske dejavnike. Ugotovili so, da pri vezavi ogljika ni enega samega omejujočega koraka in da na tok molekul CO2 v Kalvinovem ciklu v različni meri vpliva več encimov. Koliko vpliva ima posamezen encim, je odvisno od okolijskih faktorjev in stopnje razvoja rastline. Hitrejša prilagoditev na spreminjajočo se svetlobo omogoča učinkovitejšo fotosintezo. Usklajevanje Kalvinovega cikla in elektronskega transporta z modulacijo molekul Trxs in NTRC izboljšuje produktivnost in odpornost rastlin na stres. Zmanjšanje absorpcije svetlobe v višje-ležečih listih omogoča boljšo distribucijo svetlobe v nižjih listih, kar povečuje celokupno fotosintezo. Vključitev pigmentov, kot so klorofil d in f, razširi absorpcijski spekter na skrajno rdečo svetlobo, kar povečuje učinkovitost fotosinteze za 20 %.

==Manca Pintar - Saharoza in encim saharoza sintaza==
Fotosinteza je osnovni biokemijski proces v rastlinah, ki omogoča pretvorbo sončne energije v kemično energijo v obliki sladkorjev, kot so glukoza, saharoza in škrob. Ogljikovi hidrati so ključni za rast in razvoj rastlin, saj delujejo kot vir energije, gradbeni material in regulator bioloških procesov. Glukoza je osnovni vir energije za rastlinske celice, saharoza pa je glavni transportni sladkor, ki se po floemu prenaša iz listov v druga tkiva, kjer se porablja ali shranjuje.Razgradnjo saharoze v rastlinah omogočata dva encima: invertaza, ki jo nepovratno hidrolizira v glukozo in fruktozo ter saharoza sintaza (SuSy), ki saharozo cepi na fruktozo in UDP-glukozo. SuSy ima pomembno vlogo v ponornih tkivih, kot so korenine, gomolji in v razvijajočih plodovih. SuSy je prisotna predvsem v citosolu in plazemski membrani, manj pa tudi v celični steni. Njena aktivnost sodeluje v procesu sinteze celuloze in kaloze, ki sta pomembni komponenti celične stene. Družine rastlinskih genov SUS so običajno majhne, sestavljene iz štirih do sedmih genov z različnimi strukturami ekson-intron. SUS gene v grobem delimo na tri klade in sicer SUS I, SUS II in SUS III. Poleg rastlin je SuSy prisotna tudi pri cianobakterijah, kjer sodeluje pri sintezi glikogena in drugih polisaharidov.

==Nejc Ljubič - Vpliv B6 vitamina na sintezo sladkorjev==
V seminarju bom obravnaval B 6 vitamin na splošno ter njegovo vlogo pri sintezi ogljikovih hidratov. Spoznali bomo njegovo aktivno in neaktivno obliko, njegov način delovanja oz. njegov mehanizem delovanja kot koencima. Spoznali bomo tudi kako se sintetizira piridoksal 5 – fosfat, ter njegovo vlogo pri človeku. Obravnaval bom nekatere značilne reakcije za piridoksal 5 – fosfat, ki so v povezavi z ogljikovimi hidrati, se pravi: sinteza aminosladkorjev, deoksisladkorjev, sladkorjev s fosfatnimi skupinami ter sinteza 5 – aminolevulinske kisline, ki je prekurzor vseh tetrapirolov (klorofila). B 6 vitamin je zelo pomemben koencim za vse organizme, saj sodeluje v več kot 150 biokemijskih reakcijah. B 6 vitamin je običajno asociiran s tvorbo protiteles, rdečih kvnih krvničk, solne kisline. Asociiran je tudi s sintezo in razgradnjo serotina, histamina. Znan je pa tudi po transaminaciji (razgradnja aminokislin oz. sinteza aminosladkorjev), sodeluje pa tudi pri razgradnji in sintezi aminokislin, maščob in ogljikovih hidratov. B6 vitamin pa tudi igra pomembno vlogo pri biosintezi hormonov, nevrotransmiterjev in tetrapirolov (hem, klorofil, citokrom, B 12 vitamin). Na kratko povedano, brez vitamina B 6 ni življenja kot ga poznamo.

== Saška Žavcer - Omega maščobne kisline sestavine nanostruktur ==
Na današnjem trgu najdemo veliko zdravil, ki delujejo v našem telesu ne le na obolela tkiva, ampak tudi na zdrava, kar je bil povod za razvoj nove tehnologije-nanotehnologije. Nanodelec je jedro, ki skupaj z nanoprevleko tvori kompleksne nanostrukture (celoten sistem) in predstavlja dostavni sistem zdravilnih učinkovin. Novost predstavljajo nanodelci, sestavljeni iz binarnih mešanic fosfatidilglicerola in treh vrst omega-3 polinenasičenih maščobnih kislin( ω-3 PUFAs) ali posameznih ω-3 PUFA monoacilglicerolov. Posebej so Izpostavljene so predvsem a-linolensko kislina (ALA), eikozapentaenojska kislina (EPA) in dokozaheksenojska kislina (DHA), ki so zaradi svojih kemijskih in bioloških lastnosti primerne za vključitev v nanodelce. Pri tvorbi takšnih nanodelcev je potrebno upoštevati značilnosti, kot so: vpliv občutljivosti maščobnih kislin na pH, stopnja nasičenosti in dolžina verige. Ključno vlogo ima tudi koncentracija maščobnih kislin, saj vpliva na strukturo nanodelca in njegovo učinkovitost kot dober dostavni sistem. Kljub pridobljenim podatkom ostajajo odprta raziskovalna vprašanja. Raziskovalci bi se lahko še osredotočili na potencialne aplikacije tekočih kristalnih faz in njihovih ustreznih dispergiranih oblik (npr.hexosomov) pri razvoju multifunkcionalnih nanozdravil. Takšna zdravila bi omogočala kombinirano terapijo, s katero bi bilo mogoče vključiti več različnih oblik zdravljenja hkrati. Na primer, kombinacija kemoterapevtskih in imunoterapevtskih učinkovin bi lahko bistveno izboljšala učinkovitost zdravljenja.

== Taja Tepuš - Transkripcijska regulacija lipogeneze ==
Lipogeneza, proces sinteze maščobnih kislin in triacilglicerolov, ima ključno vlogo pri shranjevanju energije in ohranjanju metabolnega ravnovesja. Poteka v jetrih in maščobnem tkivu ter je strogo regulirana, da prepreči kopičenje lipidov v tkivih. Proces je reguliran z inzulinom in glukozo, ki aktivirata ključne transkripcijske faktorje, kot so USF, SREBP1C, LXR in ChREBP, preko signalnih poti, ki vključujejo kinaze, fosfataze in epigenetske modifikacije. Ti transkripcijski faktorji nadzorujejo izražanje genov, ki so odgovorni za sintezo lipidov. Raziskave kažejo, da lahko motnje v regulaciji lipogeneze povzročijo kopičenje triacilglicerolov v jetrih (jetrna steatoza), kar je povezano z debelostjo, inzulinsko rezistenco in razvojem presnovnih bolezni, kot sta sladkorna bolezen tipa 2 in presnovni sindrom. Ugotovljeno je bilo tudi, da cirkadiani ritem vpliva na lipogenezo, saj uravnava biosintezo in razgradnjo lipidov glede na dnevno-nočni cikel. Namen seminarske naloge je preučiti transkripcijsko regulacijo lipogeneze z osredotočanjem na vlogo transkripcijskih faktorjev, signalnih poti in epigenetskih modifikacij ter njihov vpliv na metabolne bolezni. Opisane so tudi možnosti uporabe teh ugotovitev za razvoj terapevtskih strategij, ki bi omogočile selektivno zaviranje lipogeneze za zdravljenje inzulinske rezistence in jetrne steatoze. Ti vpogledi so pomembni za razumevanje kompleksne regulacije lipogeneze in odpirajo vrata za nove pristope v obravnavi presnovnih motenj.

== Maša Kovačič - Inhibitorji biosinteze lipidov kot antimikotične učinkovine==
Glivične okužbe predstavljajo resen zdravstveni problem, ki se je še poslabšal po pandemiji COVID-19 zaradi zmanjšane odpornosti pri številnih ljudeh. Lipidi, ki vključujejo fosfolipide, sfingolipide, maščobne kisline, sterole in triacilglicerole, so ključne biomolekule za preživetje vseh celic. Približno 5 % vseh genov v celicah je povezanih s presnovo lipidov, kar poudarja njihovo kompleksnost in biološki pomen. Vplivajo na strukturo in funkcionalnost celičnih membran ter za številne signalne in presnovne procese. Fosfolipidi, sfingolipidi in steroli so glavni gradniki bioloških membran, ki zagotavljajo stabilnost, fluidnost in podporo membranskim proteinom. Ena izmed ključnih razlik med glivičnimi in sesalskimi celicami je specifičnost lipidnih presnovnih poti. Glivični ergosterol, ki je glavni sterol v njihovih membranah, je homolog holesterola v sesalskih celicah, vendar je njegova biosinteza odvisna od encimov, ki so edinstveni za glive, kot sta lanosterol-14α-demetilaza in sterol-C24-metiltransferaza. Te razlike omogočajo razvoj antimikotikov, ki selektivno zavirajo glivične encime, brez škodljivega vpliva na gostitelja. Napredek v lipidomiki, ki omogoča analizo lipidnih profilov z visoko natančnostjo, je bistveno prispeval k prepoznavanju novih terapevtskih tarč. Zaviranje specifičnih encimov, vključenih v biosintezo fosfolipidov, sfingolipidov in sterolov, se je izkazalo za učinkovito pri destabilizaciji glivičnih celičnih membran in preprečevanju njihovega preživetja.

== Neja Pajnič - Podaljševanje zelo dolgih verig maščobnih kislin v ceramidih pri atopijskem dermatitisu ==
Ceramidi so glavni lipidi, ki se nahajajo v lamelarnih plasteh medceličnih prostorov, v roženi plasti kože. Zagotavljajo zaščitno pregrado kože in preprečujejo izgubo vode. Atopijski dermatitis (AD) je pogosta kožna bolezen, ki nastane zaradi sprememb v številu dolgoverižnih in ultra dolgoverižnih ceramidov. Poveča se število dolgoverižnih ceramidov C16 in 2-hidroksi C16, ki vsebujeta kratke maščobne verige. Ultra dolgoverižni ceramidi, z dolgimi maščobnimi verigami, ki so ključni za zdravo kožno bariero, pa se zmanjšajo. To oslabi kožo in povzroča težave, kot sta suhost in izguba vode. Te spremembe je mogoče razložiti na modelu razdeljene sinteze ceramidov, ki izhaja iz celičnega metabolizma sfingolipidov. Nastajanje dolgoverižnih ceramidov se poveča, zaradi povečanega pH-ja, ki spremeni biosintezo v lizosomu. Transmembranski protonski gradient zmotijo lizosomotropne spojine ali povzročijo razgradnjo lizosomskih protonskih črpalk, tako da lahko pride do AGEP, ki je huda, običajno z zdravili povezana kožna reakcija. Zmanjšanje ultra dolgoverižnih ceramidov, je posledica motenj v delovanju od NADPH odvisnega encima elongaza ELOVL, ki podaljšuje maščobne kisline. Za podaljševanje maščobnih kislin in oskrbo celice z NADPH in ATP je najbolj primerna večkrat nenasičena linolna kislina.

==David Marinko - Biokemija in biosinteza koenicma Q ==
Koencim Q ali ubikinon (CoQ) je ključen lipid, vključen v oksidativno fosforilacijo, kjer omogoča prenos elektronov med encimskimi kompleksi I, II in III za sintezo ATP. Ima tudi pomembne vloge v procesih, kot sta to biosinteza uridina in oksidacija maščobnih kislin. Nedavne študije so pokazale izvenmitohondrijsko delovanje CoQ. Ena izmed teh funkcij je stabilizacija celične membrane pri celicah s pomanjkanjem mitohondrijev. CoQ se endogeno sintetizira v citosolu in matriksu mitohondrija. V citosolu se kinonska skupina, ki se tvori iz aromatskih predhodnikov, modificira do 4-hidroksibenzojske kisline, ki gre naprej v matriks. Istočasno poteka sinteza dolge poliprenske verige, ki se v matriksu združi s kinonsko glavo. Tam se CoQ dokončno sintetizira s pomočjo mnogih encimov iz družine UbiB. Sama sinteza pa je tudi regulirana na več ravneh; transkripcijsko, post-transkripcijsko, post-translacijsko in epigenetsko. Kljub več kot 50-letnem raziskovanju pa še vedno nimamo celotne slike sinteze CoQ, interakcij proteinov v kompleksu Q in mehanizmov transporta. Glavni problemi pri raziskovanju biokemije in biosinteze CoQ so kompleksnost funkcij proteinov UbiB in medsebojnih interakcij, ter težavnost izolacije in preučevanja teh mehanizmov.

==David Kranjc - Evolucija sinteze aminokislin ==
Aminokisline so sestavni del vseh živih bitij, razumevanje evolucije dvajsetih aminokislin pa odpira vpogled v razvoj življenja na zemlji. Razlogi, zakaj je v genetskem kodu ravno teh dvajset aminokislin in kako se je razvila njihova sintetska pot, še niso natančno poznani, obstaja pa več različnih teorij, ki poskušajo to obrazložiti z različnimi pristopi. Razvoj sinteze aminokislin je hkrati tesno povezan z razvojem genetskega koda in metabolizma, tako da je pri proučevanju evolucije potrebno v ozir vzeti vse tri procese ter jih povezati. Tako pri metabolizmu kot pri biosintezi aminokislin pomembno vlogo igrajo še koencimi, ki nam lahko pomagajo pri določanju starosti določenih sintetskih poti. Načinov, kako priti do morebitnih odgovorov o začetku sinteze aminokislin, je več. Lahko začnemo v sedanjosti in se premikamo v preteklost ali obratno. Na vprašanje, ali so se aminokisline morale najprej razviti abiogenetsko in so jih organizmi lahko sami sintetizirali šele pozneje, odgovarja več med seboj nasprotujočih si hipotez, podrobneje opisanih v seminarju. Nastanek življenja na zemlji je eno temeljnih vprašanj za človeštvo, na katerega so se na različne načine trudile odgovoriti vse do sedaj živeče civilizacije. Raziskave na tem področju so pomembne tudi za iskanje morebitnega življenja izven Zemlje.
==Blaž Zajc - Novosti o metabolizmu aminokislin v interakcijah med rastlinami in mikrobi ==
Rastline so v naravi stalno izpostavljene različnim mikroorganizmom. Nekateri izmed njih rastlinam pomagajo preživeti stresna obdobja, pospešujejo rast in pomagajo pri pridobivanju mineralnih snovi. Spet drugi pa povzročajo bolezni. Pri interakcijah med rastlino in okoljskimi mikrobi ima metabolizem aminokislin ključno vlogo. Iz aminokislin nastanejo različne spojine, ki imajo raznolike biološke vloge, kot so antimikrobne snovi, kemični atraktanti in hormoni. Aminokisline rastline izločajo v svojo okolico, da privabijo koristne mikrobe, ali pa jih kot mehanizem obrambe umaknejo stran od mesta okužbe ali na mesta, kjer se bodo porabile v procesu imunskega odziva. Dotaknili se bomo tudi šikimatne poti, v kateri nastanejo aromatske aminokisline, ki so prekurzorji za več različnih metabolitov. Ti metaboliti so najbolj znani kot antimikrobne snovi, novejše ugotovitve pa nakazujejo na njihovo vlogo v privabljanju koristnih mikroorganizmov. Pri odzivu na patogen ali privabljanju koristnih mikroorganizmov imajo pomembno vlogo tudi transporterji aminokislin UMAMIT in ostali aminokislinski transporterji, ki aminokisline izločajo v okolico ali pa jih transportirajo stran od okuženega dela rastline. Rastlina spremlja zdravje svojega telesa preko receptorjev, ki zaznavajo spremembe v stanju aminokislin. Zaradi pomembne vloge, ki jo ima metabolizem, transport aminokislin in ostali pridruženi procesi v interakcijah med mikrobi in rastlino, je preučevanje teh procesov pomembno za izboljšanje dosedanjih praks kmetovanja.

==Sara Vince - Zastrupitev s svincem, sinteza hema, 5-aminolevulinat dehidrataza in porifirije ==
Zastrupitev s svincem je ena najbolj pogostih pridobljenih okoljskih bolezni zaradi razširjene porazdelitve kovine v naravi. Glavni vzrok toksičnosti svinca je njegova interferenca z različnimi encimi, ker se lahko veže na sulfhidrilne skupine, ki jih najdemo na različnih encimih. Del toksičnosti svinca je posledica njegove sposobnosti, da posnema druge kovine, ki sodelujejo v bioloških procesih, ki delujejo kot kofaktorji v številnih encimskih reakcijah in izpodriva druge kovine pri encimih, na katere delujejo. Svinec se lahko veže in medsebojno deluje z mnogimi enakimi encimi kot te kovine, vendar zaradi svoje različne kemije ne deluje pravilno kot kofaktor, kar ovira sposobnost encima, da katalizira njegovo normalno reakcijo ali reakcije. Med bistvenimi kovinami, ki vodijo na ta način, so kalcij, železo in cink. Eden od encimov, na katere vpliva svinec je 5-aminolevulinat dehidrataza. Ta encim je eden od osmih encimov, ki so potrebni za sintezo hema, prostetične skupine prisotne v hemoglobinu, citrokomih, katalazah in peroksidazah. Nekateri simptomi zastrupitve s svincem so podobni tistim, ki so jih zdravniki opazili pri posameznikih z akutno porfirijo. Skupni simptomi vključujejo hude trebušne bolečine, periferno nevropatijo, zaprtje, začasne psihiatrične motnje in povečano izločanje intermediatov biosinteze hema.

==Katja Schrader - Heterociste - kaj so, kako nastanejo in zakaj so pomembne? ==
Dušik je eden izmed biogenih elementov. Inertni element, ki sestavlja skoraj 80% atmosfere, zna uporabiti le malo organizmov. Diazotrofi za celotno biosfero fiksirajo dušik. To jim omogočajo nitrogenaznimi kompleksi, ki iz elementarnega dušika s porabo ATP naredijo amonijak. Posebne pogoje, ki jih zahteva oksolabilnost encimov, v nitastih cianobakterijah zagotavljajo posebne celice, imenovane heterociste. Njihove morfološke spremembe, ki se zgodijo ob terminalni diferenciaciji, omogočajo vzdrževanje mikrooksičnega okolja.
Diferencijacija heterocist je natančno regulirana, saj je fiksacija dušika energijsko potraten proces. Kadar filament raste v z dušikom bogatem okolju, diferencijacija ne poteka. Po Turingovem modelu za nastajanje vzorcev v bioloških tkivih nastane predvzorec, kjer glavni aktivator diferenciacije HetR tekmuje z od sebe odvisnimi inhibitorji PatS in PatX. Inhibitorji so zmožni lateralnega premika po filamentu, aktivator pa ne. Znotraj filamenta se že pred diferenciacijo vzpostavi vzorec, ki določa celice, ki se bodo v primeru pomankanja dušika diferencirale. Ko dušika zmanjka, se v celicah začne nabirati α-ketoglutarat. Ta preko regulatorjev NtcA in HetR, ki vsak deluje na več regulatornih mehanizmov, sproži diferenciacijo. Signal se ojača s pomočjo genov hetZ in hetP. Celica nato začne izražati za heterociste specifične gene, sintetizira dodatne zaščite in začne fiksirati dušik.

==Jedrt Šinkovec - Sindrom ponovnega hranjenja in njegova patofiziologija ==
Sindrom ponovnega hranjenja je skupek metaboličnih in kliničnih sprememb, ki se pojavijo ob agresivni rehabilitaciji hudo podhranjenih oseb pretežno z ogljikovimi hidrati. Ob rehabilitaciji se pacientu nivo glukoze v krvi močno poveča. Zaradi pomanjkanja fiziološko pomembnih mineralov v njegovem telesu telo tega viška glukoze ne more uspešno in dovolj hitro znižati. Pride do diareje, slabosti, odpovedi organov, delirija in v najhujšem primeru smrti. Zaradi pomanjkanja vitamina B1 se od inzulina odvisni glukozni transporterji ne morejo vgraditi v celično membrano, kar oteži celično absorpcijo glukoze. Ker se nivo glukoze v krvi zaradi tega ne zmanjša, β-celice trebušne slinavke inzulina ne nehajo izločati. Pride do inzulinske rezistence in nastopa hiperglikemije. Zaradi pospešenega metabolizma glukoze primanjkuje fosfata za sintezo ATP in fosforilacijo metabolitov. Pomanjkanje vitamina B1 in magnezija onemogoči številne encimsko katalizirane reakcije. Zaradi aktivne (re)absorpcije mineralov v ledvicah in črevesju se v krvi začnejo nabirati natrijevi ioni, ki skupaj z glukozo vlečejo vodo iz celic, kar vodi do nevarno povišanega krvnega tlaka in volumna. Primanjkovanje kalija vodi do povečanega membranskega potenciala, kar lahko povzroči srčno kap. V zadnjih desetletjih so podobne, a manj izrazite metabolične spremembe med ljudmi postale zelo pogoste. Njihova eskalacija vodi do novodobnih bolezni, npr. diabetesa in srčno-žilnih bolezni.

==Neja Prodan - Ščitnični hormoni in nevrogeneza: ključni regulatorji razvoja in regeneracije možganov ==
V možganih imamo dve glavni vrsti celic, nevrone in glia celice. Slednje podpirajo in ščitijo nevrone. Med glia celicami so oligodendrociti tisti, ki ustvarjajo mielinsko ovojnico okoli aksonov, kar pospešuje prenos živčnih impulzov. Ščitnični hormoni v povezavi z mitohondrijskim dihanjem in presnovo železa igrajo pomembno vlogo pri diferenciaciji živčnih matičnih celic v nevrone in oligodendrocite, njihovi migraciji in proliferaciji. Te molekularne mehanizme in mitohondrijsko aktivnost so globlje raziskali in deloma razvozlali z eksperimentalnimi študijami. Ščitnični hormoni uravnavajo proliferacijo in diferenciacijo živčnih matičnih celic od stopnje zarodka pa vse do odraslega organizma. Ščitnični hormoni vplivajo na spremembe v mitohondrijski dinamiki oziroma prehod iz glikolize na oksidativno fosforilacijo. To je ključno za diferenciacijo živčnih matičnih celic v nevrone in oligodendrocite. Na mitohondrijsko aktivnost pa vpliva tudi vnos železa v celice, njegov transport je ponovno odvisen od ščitničnih hormonov. Nepravilno delovanje opisanih procesov oziroma hormonsko ravnovesje lahko sprožita nepravilno diferenciacijo živčnih celic, kar lahko vodi v različne nevrodegenerativne bolezni, kognitivne motnje, depresijo in razvojne motnje. Ravno zato je razumevanje teh mehanizmov ključno za boljše razumevanje nevroloških bolezni in razvoj novih terapevtskih strategij za njihovo zdravljenje.

BIO2 Povzetki seminarjev 2024

2025-01-06T13:14:02Z

Neja Prodan: /* Jedrt Šinkovec - Sindrom ponovnega hranjenja in njegova patofiziologija */

BIO2 Povzetki seminarjev 2024

2025-01-06T13:13:25Z

Neja Prodan:

= POVZETKI SEMINARJEV BIOKEMIJA 2024/25 =

==Lan Tanko - Proteaze kot nepogrešljivi členi umetnih signalnih poti==
Virusne proteaze zaradi svoje visoke specifičnosti predstavljajo ključen člen umetnih signalnih poti, saj omogočajo natančen in ireverzibilen prenos informacij na tarčni protein, ki ga lahko s cepitvijo vezi bodisi aktivirajo ali inhibirajo. Za potek proteolitske cepitve tarčne sekvence mora proteaza vsebovati vse funkcionalne domene in biti v bližnjem ter neoviranem stiku z zaporedjem, ki ga cepi. Sintetične signalne poti za svoje delovanje tako temeljijo na medproteinskih interakcijah. Gre lahko za relativno preproste interakcije, ki izhajajo iz biokemijskih lastnostih proteinov, ali pa za bolj kompleksne operacije, ki se na inovativen način poslužujejo še logične algebre. Signalne poti so sposobne zaznati tako endogene kot eksogene signale ter zanje prirediti odgovor. Izhodna informacija lahko zgolj posreduje informacijo o aktivaciji receptorja preko sprostitve inertnega transkripcijskega faktorja, ki promovira ekspresijo fluorescenčnega markerja, ali pa sprosti protein, ki bo vplival na potek endogenih procesov. Tako je moč ustvariti najrazličnejše sintetične poti – take, ki ponujajo nove metode zaznavanja celičnih procesov, kot tudi take, ki bodo prepoznavale onkogeno obnašanje celice ter inducirale celično smrt. Zaradi svoje modularnosti in posledično variabilnosti v funkciji so umetne signalne poti tema mnogih raziskav s področji biokemijskih tehnologij, skozi katere se trudijo optimizirati ustvarjene poti za aplikativno rabo.

==Tadej Kranjc - Pomembnost mTORC1 v fitnesu: Njegova funkcija in delovanje==
Ste se kdaj spraševali, kako vaše telo postane močnejše in bolj definirano? V tej seminarski vam bom na podrobneje opisal to prav natančno uglašeno signalno pot, ki nadzoruje rast in regeneracijo mišic v našem telesu. Mehanizem mTORC1 (mehanistična tarča rapamicina kompleks 1) je pomemben za vse športnike, ki želijo izboljšati svojo telesno pripravljenost, saj ureja procese, kot sta sinteza beljakovin in zavira proces avtofagije. Sama aktivacija te poti se sproži ob zadostni količini aminokislin, predvsem levcin, zadostne hranilne energije v obliki glukoze in ob sprostitvi hormonov ter mehanskega napora na skeletne mišice. Aktivacija mTORC1 se zgodi ob translokaciji in lokalizaciji na membrani lizosoma, kjer se ob prisotnosti zadosti aminokislin in rastnih hormonov aktivirata beljakovini Rheb in kompleks Rag GTPaza. Aktiviran mTORC1 je pomemben pri športnikih, ki zrejo k povečanju mišične mase. Pri hipertrofiji pomaga s sintezo beljakovin, ki zacelijo mikroskopske poškodbe na skeletnih mišicah in zavira postopek avtofagije, kar pospeši postopek mišične rasti in hitrejše doseganje naših ciljev.

==Zoja Mramor- Etilenska signalizacija v rastlinah==
Etilen, preprost olefinski plin, ki ga rastline biosintetizirajo, deluje kot fitohormon in je ključni regulator različnih rastnih ter razvojnih procesov, kot so zorenje plodov, staranje in odziv na stres. Znanstvene raziskave, predvsem na modelni rastlini Arabidopsis thaliana, so odkrile kompleksnost signalne poti etilena, ki vključuje več ključnih komponent, kot so receptorji (ETR1, EIN2, CTR1) in transkripcijski faktorji (EIN3, ERF). Poleg osnovne signalne poti pa nove vpoglede v delovanje podajajo tudi alternativne poti signalizacije. Etilen ima tudi velik komercialni pomen, saj vpliva na zorenje pridelkov in omogoča njihovo dolgotrajnejše skladiščenje. Razumevanje signalizacije etilena je ključno za razvoj vedno bolj ustreznih metod za nadzor nad njegovimi učinki, kar vključuje tako inhibicijo dozorevanja plodov, kot tudi spodbujanje prezgodnje kalitve parazitskih rastlin.

==Manja Drobne - Stranski produkti glikolize in njihovo odstranjevanje==
Glikolizo si običajno predstavljamo kot urejen sklop desetih reakcij, ki v celici poteka nemoteno, vendar med procesom zaradi fizioloških razmer v celici prihaja tudi do napak. Pri tem imamo v mislih stranske toksične metabolite, ki našemu telesu predstavljajo nevarnost. Nastanejo zaradi napake metaboličnih encimov, ki namesto pravega substrata katalizirajo pretvorbe analogov oziroma na substratu izvedejo napačno reakcijo. Redko nekanonični metabolit nastane spontano. Nekanonični metaboliti običajno niso del metaboličnih poti, kar v celici povzroča veliko težav. Ker niso primarni substrati, se kopičijo v celici in lahko inhibirajo metabolične encime ali celo izpodrinejo osnovne produkte iz metaboličnih poti. Ključnega pomena je, da imamo v celici metabolične popravljalne encime, ki te produkte odstranjujejo. Nekateri jih pretvorijo v neškodljive snovi, ki se pogosto vračajo v metabolne poti, drugi pa posredno z zmanjšanjem koncentracije njihovih predhodnikov onemogočijo njihov nastanek. V seminarju sem se osredotočila na stranske produkte, ki nastanejo med glikolizo in pretvorbo piruvata v laktat. Mesta, na katerih prihaja do napak in kjer delujejo popravni encimi, sem tako razdelila na devet skupin in opisala delovanje naslednjih encimov: G6PC3, G6PT, PGP, ACYP1, NAXD, NAXE, L2HGDH, sedoheptuloza-1,7-bisfosfataza, GLO, FN3K, MDP1, AXGHT, GRHPR in HAO1/2.

==Vita Škarabot - Signalizacija sladkega okusa: signalne poti in regulatorni mehanizmi==
Okušanje organizmom omogoča, da ocenijo kemijsko sestavo hrane, še preden jo zaužijejo in jih obvaruje pred vnosom potencialno škodljivih snovi. Sladke molekule pri organizmih vzbudijo pozitiven odziv, kar je povezano z visoko energijsko vrednostjo številnih v naravi pojavljajočih se sladkih snovi. Signalne poti povezane z okušanjem sladkega aktivirajo naravni sladkorji, različna naravna ali umetna sladila ter nekatere D-aminokisline, vendar ne vsi po enakem mehanizmu. Glavna signalna pot pri okušanju sladkega je odvisna od heterodimerskega receptorja sestavljenega iz GPCR-jev Tas1R2 in Tas1R3, ki aktivira G-protein gustducin, ki je precej podoben transducinu. Signalna pot poteka preko fosfolipaze C in vključuje povišanje znotrajcelične koncentracije kalcija, ki povzroči depolarizacijo membrane in sproščanje živčnega prenašalca. Poleg te signalne poti pa obstajajo še nekatere od GPCR-jev neodvisne poti, v katerih sodelujejo membranski kanalčki SGLT1 ali GLUT1 in GLUT2. Opisana signalizacija je kompleksna, saj se signalne poti med sabo prepletajo, različne sladke molekule pa lahko sprožijo tako prekrivajoče se, kot tudi popolnoma različne signalne poti. Njihova regulacija poteka preko mehanizmov, kot so desenzitizacija in endocitoza receptorjev, preko povezovanja z različnimi G-proteini in s pomočjo pomožnih proteinov. Raziskovanje signalnih poti okušanja je pomembno za razvoj novih umetnih sladil, ki bi bolje posnemala naravne sladkorje, za lažje uravnavanje kaloričnega vnosa in vzdrževanje homeostaze glukoze ter celo za razvoj nekaterih zdravil za bolezni, kot je diabetes.

==Ema Mataln Smehov - Vloga encima PFKFB3 in povečane glikolitične aktivnosti pri sepsi==
Sepsa nastane zaradi pretiranega imunskega odziva na okužbo in je lahko tudi življenjsko nevarna. Povečana glikolitična aktivnost v imunskih celicah, kot so makrofagi in nevtrofilci, zagotavlja hitro energijo za intenziven imunski odziv. Encim PFKFB3 pospešuje glikolizo z uravnavanjem fruktoze-2,6-bifosfata, kar pospeši vnetne procese. Vendar pa lahko prekomerna aktivnost glikolize hitro postane škodljiva. Ob prekomerni aktivnosti glikolize v imunskih celicah pride do hitrejšega pridobivanja energije, kar podpira intenziven vnetni odziv. Vendar pa se ob tem kopičijo vnetni mediatorji, kot so citokini, ki povečujejo poškodbe tkiv in povzročijo zakisanje tkiva zaradi višje koncentracije mlečne kisline. To zakisanje lahko dodatno obremeni organe in vodi v organske odpovedi, še posebej pri hudih oblikah sepse. Podobno se tudi v neimunskih celicah, kot so endotelijske celice in pljučni fibroblasti, prekomerna aktivnost glikolize povezuje s škodljivimi učinki. V endotelijskih celicah visoka aktivnost PFKFB3 spodbuja privlačenje imunskih celic in migracijo na mesta vnetja, kar poslabša vnetne procese in prispeva k motnjam v prepustnosti tkiv. Pri fibroblastih, še posebej pljučnih, poveča aktivacijo in sintezo kolagena, kar lahko vodi v fibrozo in brazgotinjenje tkiva. Zaradi teh učinkov je zaviranje PFKFB3 izjemno pomembno, saj lahko omili intenzivnost vnetnega odziva in prepreči trajne poškodbe tkiv. Zaradi tega je ključnega pomena, da raziskovalci preučujejo in iščejo nove inhibitorje PFKFB3, ki pomagajo zmanjšati aktivacijo celic in preprečiti prekomerno aktivnost glikolize.

==Laura Savič - Vloga glikolize pri razvoju ateroskleroze==
Ateroskleroza je zelo pogosta kronična bolezen, kjer pride do nastanjanja maščobnih oblog na notranjih stenah žil, kar vodi do kroničnega vnetja in nastanka ateroskleroznih plakov. Vloga glikolize pri razvoju ateroskleroze pritegne vedno več pozornosti, saj raziskave kažejo, da bi uravnavanje glikolize lahko ponudilo nove možnosti zdravljenja te bolezni. Glikoliza, ključni proces pridobivanja energije v celicah, je v aterosklerotičnih območjih spremenjena in sodeluje pri disfunkciji endotelijskih celic, vnetnem odzivu makrofagov in razvoju žilne angiogeneze. Ta proces omogočajo različni encimi, ki povečajo glikolitično aktivnost celic, spodbudijo proizvodnjo mlečne kisline ter s tem povečujejo vnetje. Čeprav se raziskave trenutno osredotočajo na PFKFB3 (6-fosfofruktoza-2-kinaza/fruktoza-2,6-bisfosfataza 3), obstaja še veliko možnosti za raziskave drugih glikolitičnih encimov in inhibitorjev, kot sta heksokinaza in piruvat kinaza, ki bistveno vplivata na hitrost in učinkovitost glikolize. V nadaljnih študijah bo ključno odkrivanje novih, še bolj specifičnih inhibitorjev, ki bi omogočili boljše in natančnejše uravnavanje metabolnih poti v celicah spremenjenih pri aterosklerozi, ter za razvoj novih zdravil za preprečevanje pojava in napredovanja bolezni.

==Ema Kafol - Sonic Hedgehog signalna pot in njena povezava z depresijo==
Depresija je ena najpogostejših psiholoških motenj v sodobni družbi. Blagi kronični stres, ki prispeva k njenemu razvoju, lahko povzroči več pomembnih sprememb v možganih, predvsem v nevronih, kar vpliva na njihovo funkcijo, preživetje in komunikacijo. V zadnjih letih so znanstveniki začeli postavljati hipoteze o povezavi med motenimi pretvorbami signala v celici in nastankom, razvojem ter razširitvijo depresije. Osredotočili so se na raziskovanje vloge Sonic hedgehog (Shh) signalne poti v času razvoja depresivnih motenj. Prav tako so želeli odkriti ali bi lahko bila Shh signalna pot možna tarča zdravljenja depresije. Sonic Hedgehog signalna pot ima ključno vlogo pri razvoju centralnega živčnega sistema. Spodbuja razvoj novih nevronov v času hipokampalne nevrogeneze. Prispeva lahko tudi k obnavljanju nevronov, ki so bili poškodovani v času blagega stresa, s spodbujanjem nevrogeneze in nevroplastičnosti. Podobno vlogo imajo antidepresivi, kar odpira možnost povezave med Shh signalno potjo in depresivnimi motnjami. V hipokampusu so odkrili še druge signalne poti, ki pa se med seboj pogosto križajo. Med najbolj raziskanimi sta Wnt in BDNF signalni poti, za kateri je že znano da delujeta antidepresivno. Z raziskavami so uspeli dokazati povezavo med Shh, Wnt in BDNF. Bolj natančno poznavanje Shh signalne poti, bi lahko odprlo vrata do novih in boljših možnosti antidepresivnega zdravljenja.

==Maša Markun - Kako pride do srbečice: mehanizmi in molekule==
Srbečica ali pruritus je neprijeten občutek, ki v nas povzroča željo po praskanju. Lahko je posledica bolezni kože, vzrok pa je lahko tudi nevrološki ali psihološki. Do občutka srbečice vodi več mehanizmov, ki jih v grobem lahko razdelimo na histaminergično in nehistaminergično signalno pot. Histamin s svojima receptorjema sodeluje v histaminergični signalni poti, različne druge signalne molekule, kot so na primer citokini, pa s svojimi receptorji sodelujejo v nehistaminergični signalni poti. Preko fosfolipaznega sistema te signalne molekule aktivirajo ionske kanale iz družine TRP (transient receptor potential channels), ki se odprejo in omogočijo pretok kationov v celico, kar generira akcijski potencial. Posledično se odprejo napetostno odvisni natrijevi kanali, s pomočjo katerih se signal prenese naprej. Med primarnim senzoričnim nevronom in sekundarnim nevronom se signal prenese s pomočjo nevrotransmiterja glutamata. To se zgodi v hrbtenjači. Pruritični signal se nato prenese naprej do možganov, kjer se sprocesira in povzroči srbenje. Vzroki srbečice so pogosto nejasni in prepleteni med seboj, zato je zdravljenje dostikrat zahtevno. V zadnjem času so razvili različna nova zdravila proti srbečici, ki so usmerjena v bolj specifične tarče v teh mehanizmih in so zato bolj učinkovita ter imajo manj stranskih učinkov. V marsikaterem primeru pa vseeno še vedno nimamo optimalnih rešitev za lajšanje srbečice.

==Katarina Kolbl - Molekularni mehanizmi zgodnje in pozne faze LTP==
Dolgotrajno sinaptično ojačenje (LTP-long term potentiation) je proces, ki je ključen za delovanje naših možganov, ker ima pomembno vlogo pri mehanizmih, na katerih temeljita učenje in spomin. Za LTP je značilno dolgoročno povečanje moči sinaptičnih povezav, kot posledica stimulacije nevronov. V tem seminarju so predstavljeni biokemijski procesi, ki omogočajo LTP, s poudarkom na biosignalizaciji. Signalna pot se začne z vezavo nevrotransmiterja na receptorje postsinaptične membrane, kar omogoči vstop sekundarnega obveščevalca. Aktivirajo se nadaljni encimi odgovorni za biosignalizacijske poti, ki vodijo do dolgotrajnih struktrunih sprememb v nevronih. Seminar obravnava zgodnjo in pozno fazo LTP. Za zgodnjo fazo so značilne modifikacije že obstoječih proteinov, medtem ko je za pozno fazo potrebna regulacija izražanja genov in sinteza novih proteinov. Za optimalno delovanje živčevja pa je potrebno ravnotežje med dolgotrajnim sinaptičnim ojačenjem (LTP) in slabljenjem (LTD-long term depression). LTD zmanjša moč povezav in s tem poveča prilagodljivost možganov. Razumevanje mehanizmov LTP nam da boljši vpogled v delovanje živčevja, kar lahko koristi pri razvijanju novih načinov za izboljšanje kognitivnih funkcij in zdravljenje nevrodegenerativnih bolezni.

==Veronika Štrekelj Istinič - Regulacija metabolizma piruvata in s tem povezane neurodegenerativne bolezni==
Mitohondrijski nosilec piruvata (MPC) je beljakovinski kompleks, ki omogoča transport piruvata iz medmembranskega prostora v matriks mitohondrija, kjer se piruvat vključuje v Krebsov cikel. MPC povezuje glikolitični metabolizem v citosolu s Krebsovim ciklom. Pri ljudeh je MPC sestavljen iz dveh podenot: MPC1 in MPC2, katerih delovanje je regulirano glede na prisotnost hormonov, kot sta inzulin in glukagon. Transport piruvata poteka s simportom protona ali izmenjavo s hidroksidnim ionom, pri čemer je pomemben elektrokemični gradient.
Mutacije v MPC1 lahko povzročijo resne zdravstvene težave, kot so motnje transporta piruvata, laktacidoza in nevrološke okvare. Primeri mutacij so povezani z nevrodegenerativnimi boleznimi, kot sta Alzheimerjeva in Parkinsonova bolezen, kjer je moten mitohondrijski metabolizem. Nepravilnosti v metabolizmu piruvata so značilne tudi za bolezni, kot sta Leighov sindrom in srčno popuščanje. Nevrodegenerativne bolezni, kot sta Alzheimerjeva in Parkinsonova, so povezane z disfunkcijo mitohondrijev, oksidativnim stresom in zmanjšano aktivnostjo ključnih encimov, kot je piruvat dehidrogenaza (PDH). Disregulacija teh procesov vodi do zmanjšane sinteze ATP, kar prispeva k napredovanju bolezni. PDH igra ključno vlogo v celičnem metabolizmu in je strogo reguliran z energijskimi potrebami celice, kar vpliva na homeostazo in zdravje.
Alzheimerjeva in Parkinsonova bolezen sta si zelo podobni, saj imata skupne značilnosti kot je npr. povišan ROS, hipometabolično stanje in celotno okvaro celičnega metabolizma v regijah v možganih. Pri Alzheimerjevi bolezni zaviralci acetilholinesteraze in NMDA receptorjev zmerno izboljšajo simptome, pri Parkinsonovi pa L-Dopa poveča dopamin. Vendar te terapije ne rešujejo oksidativnega stresa in hipometabolizma. Piruvat, kot antioksidant, lahko blaži oksidativni stres in ščiti nevrone, zato je obetavna možnost za prihodnje zdravljenje nevrodegenerativnih bolezni

==Tjaša Turk - Metabolni encimi z dvojno funkcijo v jedru: metabolna regulacija transkripcije genov==
Odkrito je bilo, da lahko metabolni encimi s translokacijo prehajajo iz citoplazme v jedro, kjer opravljajo nove funkcije, kot je vpliv na izražanje genov. Nekateri izmed teh encimov so ACPE-ji, ki proizvajajo acetil-CoA (v jedru) in tako vplivajo na acetilacijo histonov. Razvita je tudi teorija o vplivu jedrnih metabolnih encimov na pomembne celične funkcije kot so proliferacija, diferenciacija in odziv na stradanje. Povezava med metabolizmom in specifičnim izražanjem genov pripomore k razumevanju prilagoditev celic na spremembe v okolju in tudi v mutiranih celicah (rakavih). Zaradi kompleksnosti mehanizma in pomankanja natančnih metod, v veliki večini te hipoteze oziroma trditve še niso dokončno potrjene. Nadaljnje raziskave se usmerjajo v izdelavo novih zdravil na osnovi povezave med metabolizmom in izražanjem genov. Cilj pa je, da bi poznali točen mehanizem translokacije metabolnih encimov v jedro, saj bi s pomočjo tega lahko razvijali nova zdravila s specifičnimi zaviralci translokacije. Tako bi lahko blokirali oziroma preprečili jedrne funkcije teh encimov, vendar pa bi morali zagotoviti, da se ne spremeni njihova vloga tudi v citoplazmi in mitohondrijih.

==Mia Plantan - Vpliv intermediatov cikla citronske kisline na glavne telesne sisteme==
Krebsov cikel, znan tudi kot cikel citronske kisline ali TCA cikel, je osrednji biokemični proces, ki poteka v mitohondrijih evkariontskih celic ali citoplazmi prokariontskih celic in omogoča pretvorbo glukoze v energijo v obliki ATP. Med procesom nastajajo ključni intermediati, kot so citrat, alfa-ketoglutarat, sukcinat in malat, ki poleg vloge v pridobivanju energije, delujejo tudi kot signalne molekule in vplivajo na različne celične funkcije in fiziološke sisteme. V endokrinem sistemu intermediati uravnavajo sintezo in sproščanje hormonov ter vplivajo na energijsko homeostazo, kar je ključno za pravilno delovanje telesa. Na imunski sistem vplivajo z modulacijo vnetnih poti in uravnavanjem aktivacije imunskih celic, kar omogoča učinkovit odziv na okužbe ter zaščito pred škodljivimi patogeni. Razumevanje vpliva teh intermediatov na fiziološke sisteme odpira nove možnosti za zdravljenje bolezni, saj presnovna neravnovesja in disfunkcije Krebsovega cikla prispevajo k razvoju kroničnih vnetnih bolezni, diabetesa, avtoimunskih bolezni in raka. Z usmerjanjem v specifične presnovne poti, ki jih intermediati uravnavajo, lahko razvijemo tarčna zdravljenja za obvladovanje bolezni in izboljšanje zdravja.

==Anamarija Rozina - Kaj se v resnici dogaja med staranjem? Pomen epigenetsko regulirane mitohondrijsko-jedrne komunikacije pri procesih staranja==
Staranje, ki ga povezujemo z oslabljenim delovanjem bioloških funkcij, pojavom bolezenskih stanj in na koncu s smrtjo, obsega več med seboj kompleksno povezanih procesov; čeprav je morda staranje težko absolutno definirati, ga spremljajo obsežne epigenetske spremembe in spremembe v metabolizmu. Eden od pomembnih faktorjev pri njegovi regulaciji je mitohondrijsko-jedrna komunikacija. Mitohondriji so osrednji organeli energijskega metabolizma, večina proteinskih kompleksov, ki pri tem sodeluje, pa je kodirana v jedrni DNA. Za zagotavljanje optimalnega delovanja mitohondrijev in usklajevanje izražanja genov in translacije je zato zelo pomembna stalna komunikacija med jedrom in temi organeli. Stresne okoliščine, ki jih povzročajo motnje in nepravilno delovanje mitohondrijev, npr. porušeno razmerje metabolitov, akumulacije mtDNA mutacij, oslabljeno celično dihanje, motena homeostaza mitohondrijskih proteinov in produkcija ROS, sprožijo vrsto različnih signalov, ki te informacije prenesejo v jedro; to povzroči aktivacijo ustreznih transkripcijskih signalov za ohranjanje homeostaze mitohondrijev in posledično celic, kar pa pomembno vpliva na uravnavanje procesov staranja in dolgoživosti. Nekateri izmed regulatornih signalov, katerih vloga pri regulaciji staranja je opisana v seminarski nalogi, so metaboliti cikla citronske kisline, ROS – reaktivne kisikove zvrsti in UPRmt (angl. mitochondrial unfolded protein response) – odziv na nezvite proteine. Ti preko vrste epigenetskih modifikacij spremenijo načine izražanja genov in vplivajo na procese staranja.

==Loti Rotar - Biokemijska podlaga zlorabe trimetazidina v športu==
Trimetazidin (TMZ) je zdravilo, razvito za zdravljenje angine pektoris. Za razliko od tradicionalnih zdravil deluje prek modulacije energijskega metabolizma srčne mišice. V normalnih razmerah so glavni vir energije za srce maščobne kisline. Njihova oksidacija proizvede veliko energije, a porabi tudi veliko kisika. Z inhibicijo encima 3-ketoacil-CoA tiolaze TMZ zmanjša oksidacijo dolgoverižnih maščobnih kislin in tako poveča uporabo glukoze kot energijskega substrata. Ta presnovna sprememba zmanjša potrebo srčne mišice po kisiku in zakisanost celic, kar izboljša učinkovitost srca brez vpliva na pretok krvi. Pri vrhunskih športnikih lahko TMZ zaradi podpore aerobnemu metabolizmu zmanjša zakisanost mišic in podaljša vzdržljivost pri visoko intenzivnih aktivnostih, kar je lahko ključno na tekmovanjih, kjer odločajo tisočinke sekunde. Zaradi potencialnih možnosti izboljšanja zmogljivosti je TMZ od leta 2014 uvrščen na seznam prepovedanih snovi Svetovne protidopinške organizacije. Čeprav ni bil povezan z neposrednimi zdravstvenimi tveganji za športnike, pa uporaba substanc za izboljšanje zmogljivosti ostaja v nasprotju s športnim načelom poštene igre.

== Nika Habič - Motnje β-oksidacije in njihov vpliv na celično smrt==
Beta oksidacija maščobnih kislin je ključna za energijsko produkcijo v primeru, da je dostop do glikogena omejen. Motnje mitohondrijske oksidacije so skupina genetskih bolezni, pri katerih so prizadeti encimi in proteini, ki sodelujejo v različnih stopnjah oksidacije. To lahko povzroči zmanjšano ali neučinkovito proizvodnjo ATP. Zaradi pomankanja energije lahko pride do poškodb celic, še posebej v energetsko bolj potratnih organih, kot so jetra, srce in skeletne mišice. Motnje se pogosto izražajo v obliki nevroloških in presnovnih težav, mišični oslabelosti in utrujenosti. Zdravljenje poteka simptomatsko ter temelji na dieti.
Posamezniki z mutacijami encimov, ki sodelujejo pri oksidaciji, ne morejo razgraditi maščobnih kislin, zato se te kopičijo v tkivih. Pomankanje energijskih rezerv in toksično kopičenje različnih derivatov v mitohondrijih povzroča nastanek oksidativnega stresa. Ta nastaja tudi zaradi prekinitev v dihalni verigi in inhibicije kompleksov, potrebnih za tvorbo ATP. Oksidativna škoda nastane, ko je ravnovesje zaradi prostih radikalov med oksidanti in antioksidanti porušeno ter lahko vodi v nastanek mitohondrijskih tranzicijskih por. Vse spremembe, ki pri tem nastanejo porušijo homeostazo in vodijo v programirano celično smrt oziroma apoptozo.

== Lola Ilievska - Cancer cells dependence on fatty acid catabolism for ATP production==
Over time, many metabolic pathways have been proposed to supply cancer cells with adenosine triphosphate (ATP), the energy molecule critical for cellular function, but still, the classical theories were not satisfied by the experimental data obtained from certain researches. Thus, new explanations have emerged to explain the ATP supply in cancer, including metabolic reprogramming in the tumor microenvironment. Moreover, substantial evidence suggests that obesity, particularly resulting from a high-fat diet, significantly promotes cancer progression and development, with findings indicating that fatty acids (FA) are the primary energy source fueling tumor growth in such cases. In addition, it has become clear that tumor cells exhibit plasticity in fatty acid metabolism to facilitate aggression and treatment resistance. These researches can lead to the detailed discovery of the metabolic pathways of fatty acid catabolism in cancer cells. Therefore, exploring the targets of FA metabolism in cancer to improve the efficiency of cancer therapy or to create new types of drugs is of great interest.

== Nina Kokalovikj - AMPK v možganih: njegova vloga pri metabolizmu glukoze in živčnem metabolizmu==
AMPK (od AMP odvisna kinaza) je esencialni encim, ki je izjemno pomemben pri celičnem metabolizmu. S svojo regulacijsko funkcijo skrbi, da celica vzdržuje zadostni nivo energije in hranilnih snovi za nemoteno delovanje. AMPK je alosterično reguliran encim. Odziva se na signale, ki nastanejo zaradi razlike v koncentraciji molekul adeninskih nukleotidov AMP:ATP in ADP:ATP. Vezava molekul AMP in ADP na AMPK povzroči vrsto konformacijskih sprememb. Najprej fosforilacijo ostanka treonina v aktivnem mestu, Thr-172, ki omogoča, da protein ostane v aktivni obliki in ga ščiti pred fosfatazami. Ta protein je mogoče najti v različnih tkivih. Eden od njih so možgani, kjer ima hipotalamus ključno vlogo. Natančneje v nevronih in astrocitih, kjer je njegova funkcija povezana z nadzorom vnosa glukoze, uravnavanjem apetita in njegovega metabolizma. Možgani in centralni živčni sistem namreč uporabljajo samo energijo, ki izvira iz glukoze.
AMPK poveča glikolizo s povečanjem privzema glukoze v celico s fosforilacijo proteinа TXNIP, kar povzroči translokacijo prenašalcev glukoze (GLUT1 ali 3) na plazmalemi. Aktivira encime, kot so: fosfofruktokinaza-1, piruvat kinaza in heksokinaza. Nadaljnje raziskave in študije v smeri AMPK pomagajo najti in razviti ustrezno zdravljenje nekaterih nevrodegenerativnih bolezni, pri čemer izkoriščajo njegov terapevtski potencial in metabolitsko regulativno vlogo.

== Hana Vozelj - Urea transportni proteini kot tarče za razvoj diuretikov ==
Urea, polarna molekula, nastaja kot produkt presnove dušika v jetrih in se izloča preko ledvic. Zaradi svoje polarnosti težko prehaja čez lipidno membrano, zato potrebuje posebne transportne proteine, imenovane urea transporterji (UT), ki omogočajo njen prehod. UT-ji se delijo na dve družini: UT-A in UT-B. Nahajajo se predvsem v ledvicah, kjer so ključni za nastanek koncentriranega urina, saj omogočajo recikliranje uree in ustvarjanje osmotskega gradienta, ki spodbuja reabsorpcijo vode, najdemo pa jih tudi v drugih tkivih. Raziskave so pokazale, da inhibitorji urea transporterjev (UT) delujejo kot diuretiki s posebnim mehanizmom, ki omogoča izločanje vode brez stranskih učinkov na ravnovesje soli in elektrolitov v telesu. Inhibitorji, kot je UTBinh-14 in UTAinh-E02, so pokazali visoko selektivnost in učinkovitost v zgodnjih študijah, zlasti na UT-A1 in UT-B, ki sta ključna za koncentriranje urina. UT inhibitorji zato predstavljajo obetaven pristop k diuretični terapiji, ki cilja na specifične mehanizme v ledvicah in bi lahko v kombinaciji s tradicionalnimi diuretiki izboljšali učinkovitost zdravljenja pri bolnikih, ki slabo reagirajo na običajne diuretike.

== Zala Kek - Vpliv ketogene diete na vzdraženost nevronov ==
Ketogena dieta (KD) je prehranski pristop, ki temelji na visokem vnosu maščob in nizki vsebnosti ogljikovih hidratov ter dokazano vpliva na zmanjšanje nevronske vzdraženosti. Uporablja se kot terapija pri zdravljenju trdovratne epilepsije, še posebej pri pacientih, ki se ne odzivajo na običajna proti epileptična zdravila. Ketonska telesca, kot sta acetoacetat in β-hidroksibutirat, nastanejo ob razgradnji maščobnih kislin in služijo kot alternativni vir energije, kadar primanjkuje glukoze. Ketoza, stanje, v katerem je telo, kadar se presnovno prilagodi na porabo maščob, pozitivno vpliva na sinaptično aktivnost v možganih. KD povečuje proizvodnjo ketonskih telesc, ki vplivajo na različne celične mehanizme, ki med drugim nadzorujejo potovanje električnih signalov med nevroni. Vplivajo na ionske kanalčke (predvsem od ATP-odvisne kalijeve kanalčke (K-ATP) in napetostno odvisne Ca2+ kanalčke (VDCCs)) in uravnavanje razmerja živčnih prenašalcev (glutamat - preko VGLUT in GABA). Delujejo tudi na BCL-2 povezan agonist celične smrti (BAD) ter na prepustnost mitohondrijske membrane (mPT). Mehanizmi, preko katerih KD vpliva na vzdraženost nevronov so zanimivi predvsem za razvoj novih proti epileptičnih zdravil, ki bi s posnemanjem učinkov KD omogočala enake rezultate z manjšo prehransko restrikcijo. Opisani procesi še niso povsem razumljeni, vendar kažejo na perspektivno področje nadaljnjih raziskav za zdravljenje epilepsije.

== Jana Likar Ivanov - Hiperamonijmija in mehanizmi urea cikla kot tarče za njeno zdravljenje ==
Hiperamonijmija je stanje, ko je koncentracija nam strupenega amonijaka v krvi previsoka. To lahko vodi v številne bolezni jeter, možganske okvare in celo smrt. Vzrok zanjo so večinoma genetske mutacije, ki povzročijo motnje v ciklu uree – procesu, odgovornem za odstranjevanje odvečnega amonijaka iz telesa. Poleg genetskih vzrokov pa lahko hiperamonijmijo povzročijo tudi nekatera zdravila, ki vplivajo na različne molekule, sodelujoče v ciklu uree. Cikel uree je petstopenjski cikel encimsko kataliziranih reakcij, pri katerem iz amonijaka preko različnih intermediatov nastane urea, ki se transportira v ledvice in izloči iz telesa. Je zelo kompleksen, natančno reguliran z velikim številom molekul in v veliki medsebojni odvisnosti z ostalimi metabolnimi procesi v jetrih, kot je Krebsov cikel v mitohondrijih. Sodelujoči encimi in drugi regulatorji cikla predstavljajo tako tarče za inhibitorje, ki povzročajo hiperamonijmijo (če gre za z zdravili inducirano HA), kot tudi tarče za razvoj novih zdravil za njeno zdravljenje. Na tem področju je potrebnih še veliko raziskav, velik korak naprej pri diagnozi hiperamonijmije pa bi predstavljalo tudi rutinsko merjenje prisotnosti amonijaka v krvi, zlasti pri pacientih z okvarami jeter.

== Hana Marovt - Metabolne poti aminokislin in njihov pomen pri imunskem odzivu ==
Celice imunskega sistema za diferenciacijo, proliferacijo in sintezo vseh produktov, ki jih potrebujejo za lastno presnovo ali jih izločajo, potrebujejo velike količine energije. Za uspešno obrambo pred tujki pogosto energijske zaloge iz glukoze niso dovolj – ključni regulatorji njihovega delovanja postanejo aminokisline. Razpoložljivost glutamina in še nekaterih ak postane ključna v obdobjih fiziološkega stresa, imunske celice, natančneje T limfociti pa skoraj popolnoma odvisni od njih. Če na glutamin deluje GLS (glutaminaza), nastaja glutamat, ki se lahko preko nadaljnjih reakcij pretvori v α-ketoglutarat in vstopi v cikel citronske kisline. V tej obliki je vir energije, drugače pa je glutamin transporter amonijaka in vir za sintezo proteinov in nukleotidov imunskih celic. Imunski odziv pa ni zgolj odvisen od metabolizma aminokislin kot vira energije in substratov za celice. V seminarju sta obravnavani katabolni poti arginina in triptofana, katerih encimi in produkti imajo pomembno vlogo v imunskem odzivu in lahko delujejo imunosupresivno ali imunoregulatorno. Pri katabolizmu arginina sta izpostavljeni arginaza in sintaza dušikovega oksida (NOS), pri triptofanu pa indolamin-2,3-dioksigenaza (IDO). Ta mehanizma med seboj sodelujeta, določene encime aktivirajo isti citokini (IFN-γ in izraža NOS in IDO) spet drugi imajo nasprotno delovanje (arginaza razgrajuje arginin, saj s tem zmanjšuje razpoložljivost substrata za produkcijo NO – zavira vnetje). S terapevstkimi sredstvi, ki vplivajo na specifične molekule ali celo signalne in metabolne poti, bi lahko še izboljšali imunoregulacijske učinke.

== Julija Dolinšek - Metabolne poti triptofana - potencialna patofiziološka povezava med depresijo in prekomerno prehranjenostjo? ==
Depresija in prekomerna prehranjenost sta vse bolj pereča problema sodobne zahodne družbe, ključ do mehanizma, ki ju povezuje, pa leži v eni od katabolnih poti aminokisline tripotafana – kinureninski poti. Prevelika aktivacija te poti vodi v pomanjkanje nevrotransmiterja serotonina, ki je produkt druge, serotoninske metabolne poti. Povišana raven vnetja v telesu in s tem vnetnih citokinov IFN-γ, TNFα in IL-1β inducira encim IDO, ta pa razgradnjo triptofana do katabolnih produktov – TRYCAT-ov. Ti so povezani z razvojem metabolnih bolezni in nevrotoksičnostjo, saj vplivajo na metabolne organe, imunski odziva telesa in nevrodegeneracijo. Pri depresiji so povišani TRYCAT-i prisotni zaradi stresa, aktivacije osi hipotalamus-hipofiza-nadledvična žleza (HPA) in povečanega vnetja. Vnetje sproži povečano izločanje ACTH hormona, posledično se zviša nivo kortizola, ki spodbudi encim TDO v jetrih, kar še dodatno zniža nivo triptofana. Aktivacija mikroglia celic poveča raven pro-vnetnih citokinov , kar ponovno vodi do katabolizma po kinureninski poti. Nekateri izmed katabolnih produktov neposredno vplivajo na adipocite in trebušno slinavko, kar povzroči povečanje sistemskega vnetja, s tem pa na inzulinsko rezistenco in spremembe v metabolizmu. Obe omenjeni bolezni sta povezani z možganskim vnetjem, zato so TRY kataboliti potencialna terapevtska tarča za razvoj učinkovin, ki bi hkrati izboljšale simptome depresije in debelosti.

== Klara Žerovnik - Peroksisomski proliferator aktivirani receptorji (PPAR) ==
Peroksisomski proliferatorji aktivirani receptorji (PPAR) so skupina jedrnih transkripcijskih faktorjev, ki uravnavajo gene povezane z energijsko homeostazo, metabolizmom lipidov, glukoze, in vnetnimi procesi. Obstajajo trije glavni tipi PPAR: PPARα (alpha), PPARβ/δ (beta/delta), PPARγ (gamma), vsak s specifično funkcijo in izražanjem v različnih tkivih. PPARα se izraža v oksidativnih tkivih, kot so hepatocite, kardiomiocite, miocitie in rjave adipocite. PPARβ/δ nastopa v vseh tkivih, predvsem v skeletnih mišicah, koži, maščobnem tkivu, srcu, jetrih in vnetnih celicah. PPARγ pa je ključnega pomena za lipogenezo, zelo pomembna je njegova lokacija v maščobnem tkivu, kjer uravnava sintezo in shranjevanje lipidov.
Struktura peroksisomskih porliferatorjev aktiviranih receptorjev vključuje štiri funkcionalne domene (A/B, C, D, E/F), ki omogočajo vezavo na ligande, DNA in koaktivatorje ter korepresorje. Aktivacijo receptorja omogoči vezava na ligande, ki so lahko endogeni (maščobne kisline) ali sintetični (zdravila, pesticidi). PPAR delujejo kot heterodimeri z retinoidnim-X receptorjem (RXR), ki skupaj prepoznata specifične DNA sekvence, imenovane peroksisomski poliferatorski odzivni elementi (PPREs), in regulirata ekspresijo tarčnih genov.
PPAR aktivnosti so regulirane tudi preko posttranslacijskih modifikacij, kot so acetilacija, fosforilacija, ubikvitinacija in SUMOilacija. Te dodatno usklajujejo aktivnost PPAR receptorjev, omogočajo dinamične prilagoditve in vplivajo na stabilnost ter delovanje. Vezava različnih koaktivatorjev in korepresorjev pa omogoča fine nastavitve njihove transkripcijske aktivnosti, kar je ključno za presnovno ravnotežje.

== Žiga Poklečki - Vloga sprememb metabolizma aminokislin pri akutni ishemični možganski kapi ==
Akutna ishemična možganska kap (AIS) je najpogostejša oblika možganske kapi, ki zaradi velikega števila primerov invalidnosti in smrtnosti predstavlja veliko breme za zdravstveni sistem. Aminokisline spadajo med najpomembnejše presnovne produkte v človeškem telesu. Spremembe v njihovih presnovnih poteh so bile opažene v mikrookolju AIS, kjer te spremembe močno vplivajo na razvoj same bolezni. Presnova aminokislin je tesno prepletena z energetskim metabolizmom, nevrotoksičnostjo, vnetnimi procesi in imunskimi odzivi, ki spremljajo AIS. Ključne aminokisline, kot so glutamat, glicin, triptofan, arginin in metionin, kažejo dinamične spremembe koncentracij med kapjo. Spremembe v njihovih presnovnih poteh so povezane z oksidativnim stresom, mitohondrijsko disfunkcijo in nevrotoksičnostjo. Poleg tega metaboliti teh aminokislin vplivajo na delovanje imunskega sistema in okrepijo vnetne odzive. Pri AIS metabolno reprogramiranje aminokislin prispeva k patogenezi in prognozi bolezni, saj vpliva na mikrookolje možganov. Metabolne spremembe so dvosmerne, heterogene, dinamične in odvisne od odmerka. Med AIS je presnova aminokislin zelo kompleksna, saj hitro napredovanje bolezni nenehno preoblikuje vzorce presnove aminokislin, ki pa lahko imajo negativno ali pozitivne učinke na AIS (odvisno od koncentracije). Znanstveniki pa se še dandanes trudijo in poskušajo odkriti nove optimalne poti za zgodnjo diagnozo in zdravljenja te nepredvidljive in zahrbtne bolezni.

==Matic Krašna - Vloga receptorjev za rastni hormon pri zdravljenju sladkorne bolezni==
Sladkorna bolezen je kronična presnovna motnja, ki vključuje dve glavni obliki: tip 1 in tip 2. Pri sladkorni bolezni tipa 1 gre za avtoimunsko uničenje β-celic, odgovornih za proizvodnjo inzulina, medtem ko sladkorna bolezen tipa 2 nastane zaradi inzulinske rezistence, kar vodi v nezadostno izločanje inzulina. Seminarska naloga preučuje vlogo receptorja za rastni hormon (GH) pri delovanju β-celic trebušne slinavke in njegov vpliv na sladkorno bolezen. Receptor za rastni hormon aktivira ključne signalne poti, kot sta JAK2/STAT in PI3K/Akt, ki uravnavajo rast, proliferacijo in zaščito β-celic pred apoptozo. Te poti so bistvenega pomena za ohranjanje funkcionalnosti β-celic, ki igrajo ključno vlogo pri uravnavanju ravni glukoze v krvi. Raziskave kažejo, da signalizacija prek receptorja za rastni hormon izboljša izločanje inzulina in spodbuja rast β-celic, kar odpira nove terapevtske možnosti za zdravljenje sladkorne bolezni tipa 2. Razumevanje teh signalnih procesov ponuja priložnosti za razvoj učinkovitih strategij za preprečevanje napredovanja sladkorne bolezni in njenih zapletov, kar bi lahko imelo pomemben vpliv na obvladovanje te razširjene bolezni.

==Nejc Kovačič - Odkritja vpliva alfa-ketoglutarata na podaljšanje življenja na modelnih organizmih in potencial za človeka==
Alfa-ketoglutarat (AKG) je spojina, ki je v veliki meri prisotna v človeškem telesu, saj je eden izmed intermediatov Krebsovega cikla. Ugotovili so, da ima poleg presnovne vloge tudi potencial za vpliv na upočasnjevanje staranja, o čemer je bilo opravljenih že veliko raziskav na številnih modelnih organizmih, ki jih predstavlja ta seminarska naloga. V vrsti gliste AKG podaljša življenje z inhibicijo ATP-sintaze. To lahko stori z direktno vezavo na ATP-sintazo, z regulacijo drugih metabolitov v celici, z vplivom na redoks stanje, signalne poti in na mitohondrijsko dinamiko. V vinskih mušicah je način delovanja podoben, a kompleksnejši. Zanimivo je, da ima AKG večji vpliv na ženske kot moške osebke. AKG prav tako vpliva na tako imenovano mrzlo komo, ko živali preidejo v stanje, ko jim delujejo le najpomembnejši mehanizmi za preživetje. Pomembno odkritje je tudi zaviranje Warburgovega efekta, ki omogoča hitrejšo rast tumorjev. Pri miših AKG vzdržuje dobro glukozno toleranco, to je optimalna količina glukoze v krvi po zaužitju, kar ima potencial pri zdravljenju ljudi z diabetesom. Znano je, da AKG dobro deluje tudi na vnetja in zmanjšuje preveč burne imunske reakcije. Ima tudi pozitiven vpliv proti kolitisu - vnetju debelega črevesja. Na človeku še ni bilo narejenih veliko raziskav, vendar je tudi tu potencial ogromen. AKG namreč omogoča povečanje mišične mase, vpliva pa tudi na tvorbo matičnih celic in plodnost.

==Sara Kragelj - Nastanek, regulacija in okvare citokrom bc1 kompleksa v kvasu==
Elektronska prenašalna veriga predstavlja zadnjo fazo v celičnem dihanju, njen produkt pa so energijsko bogate molekule ATP. Tvorijo jo štirje (pet, skupaj z ATP-sintazo) proteinski kompleksi, med katerimi je tudi kompleks III oziroma citokrom bc1 kompleks. Ta je ključen del elektronske prenašalne verige, saj prenaša elektrone z ubikvinola QH2 na citokrom c. Kompleks je sestavljen iz treh katalitičnih podenot (citokroma c1, citokroma b in Rieske železo-žveplovega proteina) in več strukturnih podenot. Nastane v več med seboj povezanih stopnjah, ki jih regulirajo posebni proteini (ang. translational activators in ang. assembly factors). Zaradi mutacij v genih, ki kodirajo proteine, vključene v kompleks III, pride do njegove okvare in posledično nezmožnosti delovanja. To se kaže kot posebno bolezensko stanje (ang. mitochondrial complex III deficiency), ki pa je na srečo zelo redko. Odkrita pa je bila tudi povezava med kompleksom III (in nanj vezanim TRAP1) ter rakom. Kompleks III so najprej raziskali v celicah kvasa (Saccharomyces cerevisiae), saj so te enostavnejše za gojenje, hkrati pa so evkariontske in posledično nekoliko podobne človeškim. Kompleks III pri ljudeh je zaradi raziskav v kvasu dokaj dobro razumljen, še vedno pa obstaja veliko podrobnosti glede njegovega delovanja in regulacije, ki so nam za zdaj še neznane.

==Urban Črv - Razčlenjenje oksidativne fosforilacije med sepso==
Sepsa predstavlja velik odstotek smrti pacientov v intenzivni negi. Visoka smrtnost je povezana z eksperimentalno dokazano slabšo efektivnostjo oksidativne fosforilacije. Velike izgube pri poroizvodnji ATP se začnejo pojavljati v poznejših fazah sepse (po 36 urah), ko pride do prekinitve povezanosti med dihalno verigo in sintezo ATP (uncoupling). Razlogi za to ostajajo še ne popolnoma raziskani, vendar veliko vlogo igrata nepravilno delovanje citokrom oksidaze in ATP-sintaze. Pomembnejši mehanizmi za tem so najverjetneje znižana koncentracija nekaterih podenot teh dveh proteinov (podenota 1 citokrom oksidaze in podenota β ATP-sintaze) in vpliv povečane koncentracije NO, do česar dokazano pride med sepso. Odkritje teh dejstev odpira pot novim raziskavam na tem področju v bližnji prihodnosti, v upanju odkritja novih načinov zdravljenja te bolezni.

==David Lenart - Proteolitična regulacija oksidativne fosforilacije==
Oksidativna fosforilacija je zelo kompleksen in močno reguliran proces. Vseh pet sodelujočih kompleksov je sestavljenih iz večih podenot, ki se posamično izmenjajo/obnovijo, ko pridejo do konca svoje življenske dobe, ki se razlikuje od kompleksa do kompleksa in od tikiva do tkiva. Celica lahko jedrno kodirane mitoproteine z degradacijo regulira takoj po translaciji, če se te ne uspejo importirati, ali pa se med importom razvijejo. Če se poškodovani močno nakopičijo v mitohondriju, ali iz drugih razlogov ne more vzdrževati membranskega potenciala in postane nepopravljiv, se lahko sproži mitofagija, oziroma popolna degradacija mitohondrija, ki prepreči nadaljno škodo celici in ji dovoli reciklirati nekatere sestavne dele. Nekoliko manj destruktivna metoda izločanja škodljivih proteinskih agregatov iz mitohondrija je tvorba mitohondrijsko izvirajočih veziklov oz. MDV-jev. Po uspešnem importu se morajo mitoproteini najprej procesirati, tako da se jim odreže signalna sekvenca in občasno jih celica že takrat degradira. Najpomembnejši način regulacije mitoproteinov in še posebej oksidativne fosforilacije pa je z intramitohondrijskimi proteazami. Te imajo tudi sekundarne regulatorne funkcije, razlikujejo pa se po lokaciji, kjer se nahajajo in po substratih, za katere so precej specifične. Med najpomembnejše take proteaze uvrščamo FTSH, LON in CLPXP.

==Hana Funa - Ko stres pospeši rast: skrivnosti učinkovite proizvodnje biogoriv==
Eden ključnih izzivov sodobnega sveta je onesnaževanje, ki vodi v podnebne spremembe. Pomemben prispevek k tem spremembam ima ogljikov dioksid (CO₂), ki nastaja pri izgorevanju fosilnih goriv, kot so nafta, premog in zemeljski plin.. Povečanje koncentracije CO₂ negativno vpliva na okolje, zlasti na oceane, kjer vodi v zakisanje in dvig temperature. Zaradi naraščajoče zaskrbljenosti zaradi podnebnih sprememb se raziskave vse bolj usmerjajo v obnovljive vire energije. Mikroalge, sestavljene iz enoceličnih organizmov, so obetaven naravni vir. Te organizmi se prilagajajo različnim okoljskim pogojem, uspevajo v različnih vodah, vključno z odpadno vodo, in lahko opravljajo fotosintezo, kar prispeva k ravnovesju ogljika in kisika. Mikroalge so bogate z lipidi in lahko proizvajajo biogoriva, kot so biodizel, bioetanol in bioplin. Kljub temu njihov energetski izkoristek še ne dosega fosilnih goriv. Znanstveniki proučujejo načine za optimizacijo mikroalg, vključno z gensko modifikacijo, manipulacijo presnovnih poti in ustvarjanjem stresnih pogojev, ki spodbujajo nastanek reaktivnih kisikovih zvrsti (ROS). ROS vplivajo na makromolekule in povzročajo oksidativni stres, kar sproži obrambne mehanizme, kot so antioksidanti in epigenetske spremembe. Epigenetske prilagoditve vplivajo na izražanje genov za ključne encime, kot so NADH dehidrogenaza, citokromi in ATP sintaza. Ti encimi uravnavajo energetski metabolizem in fotosintezo, kar omogoča boljše prilagajanje na okoljske stresorje. S prilagoditvijo okoljskih pogojev lahko mikroalge povečajo proizvodnjo lipidov in biomase, kar poudarja njihov potencial za trajnostno proizvodnjo energije.

==Žan Kos - Biogeneza in regulacija rastlinskega sistema oksidativne fosforilacije==
Pretvarjanje energije iz ene oblike v drugo, je med ključnimi procesi živih bitij. Anaerobne celice potreben ATP pridobivajo le z glikolizo, v aerobnih organizmih pa se večina ADP fosforilira v procesu oksidativne fosforilacije (OXPHOS). OXPHOS sistemi se med mitohondriji evkariontov minimalno razlikujejo, saj je konservativnost zaradi izrednih razmer v mitohondriju zelo visoka. Mnogo raziskav je že bilo narejenih na sistemih živalskih celic, vendar so novi podatki pokazali, da se kljub konservativnosti OXPHOS sistem, pri rastlinah pojavlja nekaj razlik. Z naprednimi metodami smo v mitohondrijih rastlin opazili poznane in do zdaj še neodkrite strukture, ki komplekse oksidativne fosforilacije, kot jih poznamo pri sesalcih, dopolnjujejo na različne načine. Nekatere od teh struktur so ostanek prvih evkariontov, ki so se prvič spoprijemali z aerobno respiracijo, spet drugi pa skrbno pridobljeni segmenti, pridobljeni zaradi načina življenja rastlin. Tako smo spoznali da se kljub visoki konservativnosti in aktivnosti kompleksov, komponente celic neprestano spreminjajo, ter modificirajo, tudi v tako osnovnih procesi kot je OXPHOS. Kljub povečanju zanimanja za področje rastlinskih mitohondrijev je le to, zaradi svoje temeljne narave, v primerjavi z raziskavami človeške respiracije, slabo raziskano. Vendar se področje vztrajno razvija in z vsakim novim odkritjem smo bliže razumevanju rastlinskih OXPHOS sistemov.

==Tinkara Pepelnjak - Specializirane rastlinske celice in razlike v njihovih metabolizmih==
Specializirane rastlinske celice se od običajnih rastlinskih celic razlikujejo po njihovih funkcijah in metabolnih procesih, ki se v njih odvijajo. Celice rastlin se delijo na proizvodne, kjer prevladuje anabolizem (npr. mezofilne celice stebričastega in gobastega parenhimskega tkiva), in na porabniške, kjer prevladuje katabolizem (npr. korenine in semena). Te razlike omogočajo učinkovito delovanje celotnega rastlinskega organizma. Primeri specializiranih celic oziroma sistemov so glandularni trihomi (GT) in celice zapiralke. GT so epidermalne strukture, specializirane za sintezo sekundarnih metabolitov - terpenov. Ti služijo kot obramba proti patogenom in rastlinojedcem ter imajo komercialno vrednost v kozmetiki in farmacevtiki. Njihov metabolizem temelji na dveh sinteznih poteh, metil eritritol-4-fosfatni (MEP) poti in poti mevalonske kisline (MVA). Celice zapiralke uravnavajo odpiranje in zapiranje listnih rež, kar omogoča prilagoditev rastline na okoljske spremembe. Njihov metabolizem je usmerjen v sintezo malata in saharoze, ključnih ozmolitov. Vključuje asimilacijo ogljika s fosfoenolpiruvat karboksilazo, oziroma C4 metabolno pot, in dnevne pretvorbe med saharozo in škrobom.
Raziskave specializiranih metabolnih poti omogočajo genetske izboljšave v kmetijstvu in farmaciji, kar bi lahko povečalo produktivnost rastlin in sintezo pomembnih spojin.

==Toni Hočevar - Epigenetska povezava med Krebsovim ciklom in procesom staranja: Kako intermediati vplivajo na metilacijo DNA in histonov==
Staranje je kompleksen proces, ki je povezan s spremembami v presnovi, pri čemer imajo intermediati Krebsovega cikla, kot so 2-oksoglutarat, sukcinat in fumarat, ključno vlogo. Ti intermediati uravnavajo delovanje encimov iz družine 2-oksoglutarat-odvisnih dioksigenaz (2-OGDO), ki so odgovorni za pomembne epigenetske spremembe, kot sta demetilacija in hidroksilacija DNA ter histonov. Epigenetske spremembe lahko spodbujajo ali zavirajo transkripcijo genov, kar neposredno vpliva na celične funkcije, kot so sinteza kolagena, odzivi na hipoksijo ter epigenetske vplive. Pri staranju se zaradi zmanjšane aktivnosti encimov Krebsovega cikla v celicah kopičita sukcinat in 2-oksoglutarat. Medtem ko je 2-oksoglutarat bistven za delovanje encimov 2-OGDO, sukcinat deluje kot inhibitor. Ta neravnovesja vodijo do motenj v delovanju encimov, kar povzroči globalne epigenetske spremembe, kot je povečana metilacija DNA in histonov v somatskih celicah. Posledično je transkripcija genov spremenjena, kar vpliva na delovanje celic in pospešuje proces staranja. Intermediati Krebsovega cikla so zato ključni regulatorji epigenetskih sprememb, ki so povezane s staranjem. Njihova vloga pri uravnavanju aktivnosti 2-OGDO encimov in posledične epigenetske spremembe, kot je metilacija DNA, kažejo na pomembno povezavo med presnovo, epigenetiko in staranjem organizma.

==Sanja Gajanović - Mutanti zelene alge brez enega najučinkovitejših transportnih proteinov na notranji membrani kloroplastov==
Pri fotosintetskih evkariontih kloroplasti oskrbujejo druge celične kompartmente z energijo in fiksiranim/organskim ogljikom prek številnih transporterjev v ovojih kloroplastov. Modulacija izvoza metabolitov iz kloroplastov lahko pomembno vpliva na rast celic, nadzor razporeditve fiksnega ogljika v celici, prenos signalov v jedra in ohranjanje optimalnih fotosintetskih stopenj. Porodila so se vprašanja, kateri transporterji metabolitov na ovoju kloroplastov so ključni za prenos sladkorjev med kloroplastom in citosolom pri zeleni algi Chlamydomonas in kako ta izvoz uravnava rast celic, presnovo, celične redoks pogoje in nastanek potencialno toksičnih kisikovih radikalov, zato so se Huang in sodelavci lotili raziskovanja. Pri zeleni algi so identificirali dva gena (CreTPT2 in CreTPT3) trioza-fosfat/fosfat translokatorja (TPT), ki katalizira strogo 1:1 izmenjavo trioza fosfata, 3-fosfoglicerata in anorganskega fosfata skozi ovojnico kloroplasta. Oba substrata sta vezana v istem osrednjem žepu, kjer konzervirani lizinski, argininski in tirozinski ostanki prepoznajo skupni fosfatni del. Odstranitev funkcionalnega CreTPT3 je vplivala na rast, fotosintetske aktivnosti, presnovne profile, porazdelitev ogljika in organsko specifično kopičenje H2O2. Ti rezultati so pokazali, da je TPT3 glavni kanal na ovoju kloroplasta za transport fotoasimilatov. Poleg tega lahko CreTPT3 deluje kot varnostni ventil, ki odstranjuje presežek reducentov iz kloroplasta in se zdi bistven za preprečevanje oksidativnega stresa in kopičenja reaktivnih kisikovih zvrsti v celicah, tudi pri nizki/srednji svetlobni intenzivnosti.

==Tjaša Velkavrh - Kako izboljšati fotosintezo?==
Pomanjkanje hrane je velik problem sodobnega sveta. Številne raziskave so pokazale, da bi z genskim inženiringom lahko vplivali na učinkovitost fotosinteze in tako povečali pridelek za več kot 40 %. Pri večini rastlin velike izgube predstavlja pretvorba energije: pri določenih pogojih se do 50 % vezanega ogljika izgubi med fotorespiracijo. C4 rastline učinkoviteje koncentrirajo CO₂, kar zmanjša vezavo O₂ na Rubisco. Vezava O2 predstavlja izgube v učinkovitosti fotosinteze. Izražanje citokroma c6 in proteina Rieske FeS izboljša učinkovitost prenosa elektronov, poveča vezavo CO₂ ter količino biomase. Povečanje proteina plastocianina lahko zmanjša oksidativni stres in izboljša toleranco na okoljske dejavnike. Ugotovili so, da pri vezavi ogljika ni enega samega omejujočega koraka in da na tok molekul CO2 v Kalvinovem ciklu v različni meri vpliva več encimov. Koliko vpliva ima posamezen encim, je odvisno od okolijskih faktorjev in stopnje razvoja rastline. Hitrejša prilagoditev na spreminjajočo se svetlobo omogoča učinkovitejšo fotosintezo. Usklajevanje Kalvinovega cikla in elektronskega transporta z modulacijo molekul Trxs in NTRC izboljšuje produktivnost in odpornost rastlin na stres. Zmanjšanje absorpcije svetlobe v višje-ležečih listih omogoča boljšo distribucijo svetlobe v nižjih listih, kar povečuje celokupno fotosintezo. Vključitev pigmentov, kot so klorofil d in f, razširi absorpcijski spekter na skrajno rdečo svetlobo, kar povečuje učinkovitost fotosinteze za 20 %.

==Manca Pintar - Saharoza in encim saharoza sintaza==
Fotosinteza je osnovni biokemijski proces v rastlinah, ki omogoča pretvorbo sončne energije v kemično energijo v obliki sladkorjev, kot so glukoza, saharoza in škrob. Ogljikovi hidrati so ključni za rast in razvoj rastlin, saj delujejo kot vir energije, gradbeni material in regulator bioloških procesov. Glukoza je osnovni vir energije za rastlinske celice, saharoza pa je glavni transportni sladkor, ki se po floemu prenaša iz listov v druga tkiva, kjer se porablja ali shranjuje.Razgradnjo saharoze v rastlinah omogočata dva encima: invertaza, ki jo nepovratno hidrolizira v glukozo in fruktozo ter saharoza sintaza (SuSy), ki saharozo cepi na fruktozo in UDP-glukozo. SuSy ima pomembno vlogo v ponornih tkivih, kot so korenine, gomolji in v razvijajočih plodovih. SuSy je prisotna predvsem v citosolu in plazemski membrani, manj pa tudi v celični steni. Njena aktivnost sodeluje v procesu sinteze celuloze in kaloze, ki sta pomembni komponenti celične stene. Družine rastlinskih genov SUS so običajno majhne, sestavljene iz štirih do sedmih genov z različnimi strukturami ekson-intron. SUS gene v grobem delimo na tri klade in sicer SUS I, SUS II in SUS III. Poleg rastlin je SuSy prisotna tudi pri cianobakterijah, kjer sodeluje pri sintezi glikogena in drugih polisaharidov.

==Nejc Ljubič - Vpliv B6 vitamina na sintezo sladkorjev==
V seminarju bom obravnaval B 6 vitamin na splošno ter njegovo vlogo pri sintezi ogljikovih hidratov. Spoznali bomo njegovo aktivno in neaktivno obliko, njegov način delovanja oz. njegov mehanizem delovanja kot koencima. Spoznali bomo tudi kako se sintetizira piridoksal 5 – fosfat, ter njegovo vlogo pri človeku. Obravnaval bom nekatere značilne reakcije za piridoksal 5 – fosfat, ki so v povezavi z ogljikovimi hidrati, se pravi: sinteza aminosladkorjev, deoksisladkorjev, sladkorjev s fosfatnimi skupinami ter sinteza 5 – aminolevulinske kisline, ki je prekurzor vseh tetrapirolov (klorofila). B 6 vitamin je zelo pomemben koencim za vse organizme, saj sodeluje v več kot 150 biokemijskih reakcijah. B 6 vitamin je običajno asociiran s tvorbo protiteles, rdečih kvnih krvničk, solne kisline. Asociiran je tudi s sintezo in razgradnjo serotina, histamina. Znan je pa tudi po transaminaciji (razgradnja aminokislin oz. sinteza aminosladkorjev), sodeluje pa tudi pri razgradnji in sintezi aminokislin, maščob in ogljikovih hidratov. B6 vitamin pa tudi igra pomembno vlogo pri biosintezi hormonov, nevrotransmiterjev in tetrapirolov (hem, klorofil, citokrom, B 12 vitamin). Na kratko povedano, brez vitamina B 6 ni življenja kot ga poznamo.

== Saška Žavcer - Omega maščobne kisline sestavine nanostruktur ==
Na današnjem trgu najdemo veliko zdravil, ki delujejo v našem telesu ne le na obolela tkiva, ampak tudi na zdrava, kar je bil povod za razvoj nove tehnologije-nanotehnologije. Nanodelec je jedro, ki skupaj z nanoprevleko tvori kompleksne nanostrukture (celoten sistem) in predstavlja dostavni sistem zdravilnih učinkovin. Novost predstavljajo nanodelci, sestavljeni iz binarnih mešanic fosfatidilglicerola in treh vrst omega-3 polinenasičenih maščobnih kislin( ω-3 PUFAs) ali posameznih ω-3 PUFA monoacilglicerolov. Posebej so Izpostavljene so predvsem a-linolensko kislina (ALA), eikozapentaenojska kislina (EPA) in dokozaheksenojska kislina (DHA), ki so zaradi svojih kemijskih in bioloških lastnosti primerne za vključitev v nanodelce. Pri tvorbi takšnih nanodelcev je potrebno upoštevati značilnosti, kot so: vpliv občutljivosti maščobnih kislin na pH, stopnja nasičenosti in dolžina verige. Ključno vlogo ima tudi koncentracija maščobnih kislin, saj vpliva na strukturo nanodelca in njegovo učinkovitost kot dober dostavni sistem. Kljub pridobljenim podatkom ostajajo odprta raziskovalna vprašanja. Raziskovalci bi se lahko še osredotočili na potencialne aplikacije tekočih kristalnih faz in njihovih ustreznih dispergiranih oblik (npr.hexosomov) pri razvoju multifunkcionalnih nanozdravil. Takšna zdravila bi omogočala kombinirano terapijo, s katero bi bilo mogoče vključiti več različnih oblik zdravljenja hkrati. Na primer, kombinacija kemoterapevtskih in imunoterapevtskih učinkovin bi lahko bistveno izboljšala učinkovitost zdravljenja.

== Taja Tepuš - Transkripcijska regulacija lipogeneze ==
Lipogeneza, proces sinteze maščobnih kislin in triacilglicerolov, ima ključno vlogo pri shranjevanju energije in ohranjanju metabolnega ravnovesja. Poteka v jetrih in maščobnem tkivu ter je strogo regulirana, da prepreči kopičenje lipidov v tkivih. Proces je reguliran z inzulinom in glukozo, ki aktivirata ključne transkripcijske faktorje, kot so USF, SREBP1C, LXR in ChREBP, preko signalnih poti, ki vključujejo kinaze, fosfataze in epigenetske modifikacije. Ti transkripcijski faktorji nadzorujejo izražanje genov, ki so odgovorni za sintezo lipidov. Raziskave kažejo, da lahko motnje v regulaciji lipogeneze povzročijo kopičenje triacilglicerolov v jetrih (jetrna steatoza), kar je povezano z debelostjo, inzulinsko rezistenco in razvojem presnovnih bolezni, kot sta sladkorna bolezen tipa 2 in presnovni sindrom. Ugotovljeno je bilo tudi, da cirkadiani ritem vpliva na lipogenezo, saj uravnava biosintezo in razgradnjo lipidov glede na dnevno-nočni cikel. Namen seminarske naloge je preučiti transkripcijsko regulacijo lipogeneze z osredotočanjem na vlogo transkripcijskih faktorjev, signalnih poti in epigenetskih modifikacij ter njihov vpliv na metabolne bolezni. Opisane so tudi možnosti uporabe teh ugotovitev za razvoj terapevtskih strategij, ki bi omogočile selektivno zaviranje lipogeneze za zdravljenje inzulinske rezistence in jetrne steatoze. Ti vpogledi so pomembni za razumevanje kompleksne regulacije lipogeneze in odpirajo vrata za nove pristope v obravnavi presnovnih motenj.

== Maša Kovačič - Inhibitorji biosinteze lipidov kot antimikotične učinkovine==
Glivične okužbe predstavljajo resen zdravstveni problem, ki se je še poslabšal po pandemiji COVID-19 zaradi zmanjšane odpornosti pri številnih ljudeh. Lipidi, ki vključujejo fosfolipide, sfingolipide, maščobne kisline, sterole in triacilglicerole, so ključne biomolekule za preživetje vseh celic. Približno 5 % vseh genov v celicah je povezanih s presnovo lipidov, kar poudarja njihovo kompleksnost in biološki pomen. Vplivajo na strukturo in funkcionalnost celičnih membran ter za številne signalne in presnovne procese. Fosfolipidi, sfingolipidi in steroli so glavni gradniki bioloških membran, ki zagotavljajo stabilnost, fluidnost in podporo membranskim proteinom. Ena izmed ključnih razlik med glivičnimi in sesalskimi celicami je specifičnost lipidnih presnovnih poti. Glivični ergosterol, ki je glavni sterol v njihovih membranah, je homolog holesterola v sesalskih celicah, vendar je njegova biosinteza odvisna od encimov, ki so edinstveni za glive, kot sta lanosterol-14α-demetilaza in sterol-C24-metiltransferaza. Te razlike omogočajo razvoj antimikotikov, ki selektivno zavirajo glivične encime, brez škodljivega vpliva na gostitelja. Napredek v lipidomiki, ki omogoča analizo lipidnih profilov z visoko natančnostjo, je bistveno prispeval k prepoznavanju novih terapevtskih tarč. Zaviranje specifičnih encimov, vključenih v biosintezo fosfolipidov, sfingolipidov in sterolov, se je izkazalo za učinkovito pri destabilizaciji glivičnih celičnih membran in preprečevanju njihovega preživetja.

== Neja Pajnič - Podaljševanje zelo dolgih verig maščobnih kislin v ceramidih pri atopijskem dermatitisu ==
Ceramidi so glavni lipidi, ki se nahajajo v lamelarnih plasteh medceličnih prostorov, v roženi plasti kože. Zagotavljajo zaščitno pregrado kože in preprečujejo izgubo vode. Atopijski dermatitis (AD) je pogosta kožna bolezen, ki nastane zaradi sprememb v številu dolgoverižnih in ultra dolgoverižnih ceramidov. Poveča se število dolgoverižnih ceramidov C16 in 2-hidroksi C16, ki vsebujeta kratke maščobne verige. Ultra dolgoverižni ceramidi, z dolgimi maščobnimi verigami, ki so ključni za zdravo kožno bariero, pa se zmanjšajo. To oslabi kožo in povzroča težave, kot sta suhost in izguba vode. Te spremembe je mogoče razložiti na modelu razdeljene sinteze ceramidov, ki izhaja iz celičnega metabolizma sfingolipidov. Nastajanje dolgoverižnih ceramidov se poveča, zaradi povečanega pH-ja, ki spremeni biosintezo v lizosomu. Transmembranski protonski gradient zmotijo lizosomotropne spojine ali povzročijo razgradnjo lizosomskih protonskih črpalk, tako da lahko pride do AGEP, ki je huda, običajno z zdravili povezana kožna reakcija. Zmanjšanje ultra dolgoverižnih ceramidov, je posledica motenj v delovanju od NADPH odvisnega encima elongaza ELOVL, ki podaljšuje maščobne kisline. Za podaljševanje maščobnih kislin in oskrbo celice z NADPH in ATP je najbolj primerna večkrat nenasičena linolna kislina.

==David Marinko - Biokemija in biosinteza koenicma Q ==
Koencim Q ali ubikinon (CoQ) je ključen lipid, vključen v oksidativno fosforilacijo, kjer omogoča prenos elektronov med encimskimi kompleksi I, II in III za sintezo ATP. Ima tudi pomembne vloge v procesih, kot sta to biosinteza uridina in oksidacija maščobnih kislin. Nedavne študije so pokazale izvenmitohondrijsko delovanje CoQ. Ena izmed teh funkcij je stabilizacija celične membrane pri celicah s pomanjkanjem mitohondrijev. CoQ se endogeno sintetizira v citosolu in matriksu mitohondrija. V citosolu se kinonska skupina, ki se tvori iz aromatskih predhodnikov, modificira do 4-hidroksibenzojske kisline, ki gre naprej v matriks. Istočasno poteka sinteza dolge poliprenske verige, ki se v matriksu združi s kinonsko glavo. Tam se CoQ dokončno sintetizira s pomočjo mnogih encimov iz družine UbiB. Sama sinteza pa je tudi regulirana na več ravneh; transkripcijsko, post-transkripcijsko, post-translacijsko in epigenetsko. Kljub več kot 50-letnem raziskovanju pa še vedno nimamo celotne slike sinteze CoQ, interakcij proteinov v kompleksu Q in mehanizmov transporta. Glavni problemi pri raziskovanju biokemije in biosinteze CoQ so kompleksnost funkcij proteinov UbiB in medsebojnih interakcij, ter težavnost izolacije in preučevanja teh mehanizmov.

==David Kranjc - Evolucija sinteze aminokislin ==
Aminokisline so sestavni del vseh živih bitij, razumevanje evolucije dvajsetih aminokislin pa odpira vpogled v razvoj življenja na zemlji. Razlogi, zakaj je v genetskem kodu ravno teh dvajset aminokislin in kako se je razvila njihova sintetska pot, še niso natančno poznani, obstaja pa več različnih teorij, ki poskušajo to obrazložiti z različnimi pristopi. Razvoj sinteze aminokislin je hkrati tesno povezan z razvojem genetskega koda in metabolizma, tako da je pri proučevanju evolucije potrebno v ozir vzeti vse tri procese ter jih povezati. Tako pri metabolizmu kot pri biosintezi aminokislin pomembno vlogo igrajo še koencimi, ki nam lahko pomagajo pri določanju starosti določenih sintetskih poti. Načinov, kako priti do morebitnih odgovorov o začetku sinteze aminokislin, je več. Lahko začnemo v sedanjosti in se premikamo v preteklost ali obratno. Na vprašanje, ali so se aminokisline morale najprej razviti abiogenetsko in so jih organizmi lahko sami sintetizirali šele pozneje, odgovarja več med seboj nasprotujočih si hipotez, podrobneje opisanih v seminarju. Nastanek življenja na zemlji je eno temeljnih vprašanj za človeštvo, na katerega so se na različne načine trudile odgovoriti vse do sedaj živeče civilizacije. Raziskave na tem področju so pomembne tudi za iskanje morebitnega življenja izven Zemlje.
==Blaž Zajc - Novosti o metabolizmu aminokislin v interakcijah med rastlinami in mikrobi ==
Rastline so v naravi stalno izpostavljene različnim mikroorganizmom. Nekateri izmed njih rastlinam pomagajo preživeti stresna obdobja, pospešujejo rast in pomagajo pri pridobivanju mineralnih snovi. Spet drugi pa povzročajo bolezni. Pri interakcijah med rastlino in okoljskimi mikrobi ima metabolizem aminokislin ključno vlogo. Iz aminokislin nastanejo različne spojine, ki imajo raznolike biološke vloge, kot so antimikrobne snovi, kemični atraktanti in hormoni. Aminokisline rastline izločajo v svojo okolico, da privabijo koristne mikrobe, ali pa jih kot mehanizem obrambe umaknejo stran od mesta okužbe ali na mesta, kjer se bodo porabile v procesu imunskega odziva. Dotaknili se bomo tudi šikimatne poti, v kateri nastanejo aromatske aminokisline, ki so prekurzorji za več različnih metabolitov. Ti metaboliti so najbolj znani kot antimikrobne snovi, novejše ugotovitve pa nakazujejo na njihovo vlogo v privabljanju koristnih mikroorganizmov. Pri odzivu na patogen ali privabljanju koristnih mikroorganizmov imajo pomembno vlogo tudi transporterji aminokislin UMAMIT in ostali aminokislinski transporterji, ki aminokisline izločajo v okolico ali pa jih transportirajo stran od okuženega dela rastline. Rastlina spremlja zdravje svojega telesa preko receptorjev, ki zaznavajo spremembe v stanju aminokislin. Zaradi pomembne vloge, ki jo ima metabolizem, transport aminokislin in ostali pridruženi procesi v interakcijah med mikrobi in rastlino, je preučevanje teh procesov pomembno za izboljšanje dosedanjih praks kmetovanja.

==Sara Vince - Zastrupitev s svincem, sinteza hema, 5-aminolevulinat dehidrataza in porifirije ==
Zastrupitev s svincem je ena najbolj pogostih pridobljenih okoljskih bolezni zaradi razširjene porazdelitve kovine v naravi. Glavni vzrok toksičnosti svinca je njegova interferenca z različnimi encimi, ker se lahko veže na sulfhidrilne skupine, ki jih najdemo na različnih encimih. Del toksičnosti svinca je posledica njegove sposobnosti, da posnema druge kovine, ki sodelujejo v bioloških procesih, ki delujejo kot kofaktorji v številnih encimskih reakcijah in izpodriva druge kovine pri encimih, na katere delujejo. Svinec se lahko veže in medsebojno deluje z mnogimi enakimi encimi kot te kovine, vendar zaradi svoje različne kemije ne deluje pravilno kot kofaktor, kar ovira sposobnost encima, da katalizira njegovo normalno reakcijo ali reakcije. Med bistvenimi kovinami, ki vodijo na ta način, so kalcij, železo in cink. Eden od encimov, na katere vpliva svinec je 5-aminolevulinat dehidrataza. Ta encim je eden od osmih encimov, ki so potrebni za sintezo hema, prostetične skupine prisotne v hemoglobinu, citrokomih, katalazah in peroksidazah. Nekateri simptomi zastrupitve s svincem so podobni tistim, ki so jih zdravniki opazili pri posameznikih z akutno porfirijo. Skupni simptomi vključujejo hude trebušne bolečine, periferno nevropatijo, zaprtje, začasne psihiatrične motnje in povečano izločanje intermediatov biosinteze hema.

==Katja Schrader - Heterociste - kaj so, kako nastanejo in zakaj so pomembne? ==
Dušik je eden izmed biogenih elementov. Inertni element, ki sestavlja skoraj 80% atmosfere, zna uporabiti le malo organizmov. Diazotrofi za celotno biosfero fiksirajo dušik. To jim omogočajo nitrogenaznimi kompleksi, ki iz elementarnega dušika s porabo ATP naredijo amonijak. Posebne pogoje, ki jih zahteva oksolabilnost encimov, v nitastih cianobakterijah zagotavljajo posebne celice, imenovane heterociste. Njihove morfološke spremembe, ki se zgodijo ob terminalni diferenciaciji, omogočajo vzdrževanje mikrooksičnega okolja.
Diferencijacija heterocist je natančno regulirana, saj je fiksacija dušika energijsko potraten proces. Kadar filament raste v z dušikom bogatem okolju, diferencijacija ne poteka. Po Turingovem modelu za nastajanje vzorcev v bioloških tkivih nastane predvzorec, kjer glavni aktivator diferenciacije HetR tekmuje z od sebe odvisnimi inhibitorji PatS in PatX. Inhibitorji so zmožni lateralnega premika po filamentu, aktivator pa ne. Znotraj filamenta se že pred diferenciacijo vzpostavi vzorec, ki določa celice, ki se bodo v primeru pomankanja dušika diferencirale. Ko dušika zmanjka, se v celicah začne nabirati α-ketoglutarat. Ta preko regulatorjev NtcA in HetR, ki vsak deluje na več regulatornih mehanizmov, sproži diferenciacijo. Signal se ojača s pomočjo genov hetZ in hetP. Celica nato začne izražati za heterociste specifične gene, sintetizira dodatne zaščite in začne fiksirati dušik.

==Jedrt Šinkovec - Sindrom ponovnega hranjenja in njegova patofiziologija ==
Sindrom ponovnega hranjenja je skupek metaboličnih in kliničnih sprememb, ki se pojavijo ob agresivni rehabilitaciji hudo podhranjenih oseb pretežno z ogljikovimi hidrati. Ob rehabilitaciji se pacientu nivo glukoze v krvi močno poveča. Zaradi pomanjkanja fiziološko pomembnih mineralov v njegovem telesu telo tega viška glukoze ne more uspešno in dovolj hitro znižati. Pride do diareje, slabosti, odpovedi organov, delirija in v najhujšem primeru smrti. Zaradi pomanjkanja vitamina B1 se od inzulina odvisni glukozni transporterji ne morejo vgraditi v celično membrano, kar oteži celično absorpcijo glukoze. Ker se nivo glukoze v krvi zaradi tega ne zmanjša, β-celice trebušne slinavke inzulina ne nehajo izločati. Pride do inzulinske rezistence in nastopa hiperglikemije. Zaradi pospešenega metabolizma glukoze primanjkuje fosfata za sintezo ATP in fosforilacijo metabolitov. Pomanjkanje vitamina B1 in magnezija onemogoči številne encimsko katalizirane reakcije. Zaradi aktivne (re)absorpcije mineralov v ledvicah in črevesju se v krvi začnejo nabirati natrijevi ioni, ki skupaj z glukozo vlečejo vodo iz celic, kar vodi do nevarno povišanega krvnega tlaka in volumna. Primanjkovanje kalija vodi do povečanega membranskega potenciala, kar lahko povzroči srčno kap. V zadnjih desetletjih so podobne, a manj izrazite metabolične spremembe med ljudmi postale zelo pogoste. Njihova eskalacija vodi do novodobnih bolezni, npr. diabetesa in srčno-žilnih bolezni.

==Neja Prodan - Ščitnični hormoni in nevrogeneza: ključni regulatorji razvoja in regeneracije možganov
V možganih imamo dve glavni vrsti celic, nevrone in glia celice. Slednje podpirajo in ščitijo nevrone. Med glia celicami so oligodendrociti tisti, ki ustvarjajo mielinsko ovojnico okoli aksonov, kar pospešuje prenos živčnih impulzov. Ščitnični hormoni v povezavi z mitohondrijskim dihanjem in presnovo železa igrajo pomembno vlogo pri diferenciaciji živčnih matičnih celic v nevrone in oligodendrocite, njihovi migraciji in proliferaciji. Te molekularne mehanizme in mitohondrijsko aktivnost so globlje raziskali in deloma razvozlali z eksperimentalnimi študijami. Ščitnični hormoni uravnavajo proliferacijo in diferenciacijo živčnih matičnih celic od stopnje zarodka pa vse do odraslega organizma. Ščitnični hormoni vplivajo na spremembe v mitohondrijski dinamiki oziroma prehod iz glikolize na oksidativno fosforilacijo. To je ključno za diferenciacijo živčnih matičnih celic v nevrone in oligodendrocite. Na mitohondrijsko aktivnost pa vpliva tudi vnos železa v celice, njegov transport je ponovno odvisen od ščitničnih hormonov. Nepravilno delovanje opisanih procesov oziroma hormonsko ravnovesje lahko sprožita nepravilno diferenciacijo živčnih celic, kar lahko vodi v različne nevrodegenerativne bolezni, kognitivne motnje, depresijo in razvojne motnje. Ravno zato je razumevanje teh mehanizmov ključno za boljše razumevanje nevroloških bolezni in razvoj novih terapevtskih strategij za njihovo zdravljenje.