Wiki FKKT - User contributions [en]

Talk:Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-12T08:17:04Z

Tina Jelaković:

UVOD in FUS - Tina Jelaković

TDP-43 in ZAKLJUČEK - Petar Ničić

Talk:Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-12T08:16:49Z

Tina Jelaković: Created page with "UVOD in FUS - Tina Jelaković TDP-43 in ZAKLJUČEK - Petar Ničić"

UVOD in FUS - Tina Jelaković
TDP-43 in ZAKLJUČEK - Petar Ničić

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-12T08:14:42Z

Tina Jelaković: /* Viri */

=Uvod=
Fazna separacija tekoče-tekoče (LLPS) je reverzibilen in dinamičen biološko pomemben fizikalni pojav nastajanja koloidov iz homogenih raztopin. S pomočjo nje se tvori večina brezmembranskih celičnih organelov, oz. tako imenovanih biomolekularnih kondenzatov, kot so na primer jedrce, Cajalova telesca, ali stresne granule.

Pri LLPS pride do ločitve začetne raztopine v razredčeno in gosto fazo, pri čemer je gosta faza lahko več desetkrat bolj koncentrirana in tvori emulzijske kapljice. Meni se, da lahko vsi biopolimeri tvorijo takšne faze, vendar so pogoji, pod katerimi pride do LLPS, značilno različni za vsak sistem. Najbolj pomembna lastnost proteinov, ki se fazno ločujejo tudi pri majhnih koncentracijah, je večvalenca. Večvalenca je predvsem značilnost fleksibilnih neurejenih regij proteina, na katere se lahko veže več kopij istega ali različnega proteina oz. nukleinske kisline, zaradi česar lažje pride do fazne separacije in posledično agregacije.

Vendar je LLPS zelo pomembna za normalne metabolične funkcije, pogosto je tudi vzrok nastanka proteinopatov. Zaradi zunanjega stresa ali mutacijskih sprememb, gosta faza nastala pri LLPS lahko “stari”, kar pomeni, da ji se spremeni dinamika v bolj togo stanje, kot je gel ali amiloidni fibril. V zadnjih letih so ključne raziskave povezale ta proces agregacije s številnimi nevrodegenerativnimi bolezni, kot so amiotrofična lateralna skleroza (ALS) in frontotemporalna demenca (FTD).

Ključni RNA-vezavni proteini, ki so povezani z razvojem teh bolezni, vključujejo FUS in TDP-43.

=FUS=
==Vloga v celici==
Fused in sarcoma (FUS), včasih Translocated in sarcoma (TLS), je heterogeni jedrski ribonukleoprotein (hnRNP). Nahaja se predvsem v jedru, kjer ima pomembno vlogo pri transkripciji, translaciji, transportu in procesiranju RNA ter popravku napak na DNA. FUS, za razliko od večine drugih podobnih proteinov, pod določenimi pogoji lahko translocira iz jedra v citoplazmo in se kopiči v fibrilarne agregate.
==Zgradba==
FUS ima 526 aminokislinskih ostankov, razporejenih v tri glavne domene. Vsebuje dve urejeni regiji za vezavo nukleinskih kislin, RNA prepoznavni motiv (RRM) in cinkov prst (ZnF). Več kot 70 odstotkov FUS pa sestavljajo neurejene regije (IDR). Zanje je značilna odsotnost velikih hidrofobnih ostankov, zaradi česar niso del sekundarnih struktur, temveč so precej fleksibilni. V N-terminalni domeni (NTD) se nahaja prionu podobna regija (PLD), ki je bogata z glutaminom, glicinom, serinom in treoninom. Protein vsebuje pa tudi 3 RG/RGG-bogate neurejene regije.

==LLPS in agregacija==

V odsotnosti nukleinskih kislin ima le prionu podobna regija (PLD) N-terminalne domene inherentne lastnosti fazne separacije. Ta lahko polimerizira v obliki nepatogenih homogenih amiloidnih fibrilov. Raziskave so pa pokazale, da je RRM, s svojimi velikimi hidrofobičnimi ostanki, tista regija ki je ključna za nastanek toksičnih agregatov. FUS RRM lahko polimerizira v nativnih pogojih v prisotnosti nukleinske kisline, pri čemer pride do dinamičnega odprtja strukture in intramolekularnih interakcij preko osrednjih beta-trakov.

Do nepravilne fazne separacije FUS proteina lahko vodijo različne patogene mutacije, predvsem znutraj PLD, kot je za FTD značilna G156E, in tudi nekatere posttranslacijske modifikacije. Na primer raziskave so pokazale, da ko argininski ostanki proteina niso metilirani, pride do močnejših interakcij med njimi in aromatskimi aminokislinskimi ostanki, kar povzroči izrazitejšo kondenzacijo.

Možni zaviralci nastajanja toksičnih fibrilov vključujejo ATP, ki se lahko veže na RRM in s tem zvišja kinetično bariero fazne separacije, ter fosforilacija PLD, za katero se je iskazalo, da zmanjšuje toksičnost te domene ter pozitivno spremeni dinamiko LLPS.

=TDP-43=
TAR-DNA-binding protein 43 spada v skupino heterogenih jedrnih ribonukleoproteinov (hnRNP). Prvič je bil identificiran kot protein, ki veže TAR DNA pri virusu HIV in zavira prepis DNA. Ta protein se pretežno nahaja v jedrih živčnih celic, a je zmožen preiti tudi v citoplazmo. V jedru je običajno vezan na RNA ali DNA, pri čemer ima večjo afiniteto do RNA.
==Vloga v celici==
TDP-43 je vključen v številne procese v celici, predvsem v metabolizem RNA. Sodeluje pri transkripciji, izrezovanju intronov (splicing) in stabilizaciji mRNA. Veže lahko več tisoč različnih RNA molekul. S faznim prehodom tekoče-tekoče pa lahko sodeluje pri tvorbi stresnih granul in drugih biomolekulskih kondenzatov, ki so ključni za odziv na stres v celicah in metabolizem RNA. Prav tako je pomemben pri nekaterih načinih popravljanja dvojnih prelomov DNA.
==Zgradba==
TDP-43 ima 414 aminokislinskih ostankov in je razdeljen na štiri domene.

'''NTD''':
N-končna domena (NTD), ki je pomembna za polimerizacijo. Prek te domene se tvorijo funkcionalni dimeri oziroma oligomeri v celicah. Različni polimeri pa omogočajo izrezovanje intronov pri molekulah pre-mRNA.

'''RRM1 in RRM2''':
Dva RNA prepoznavna motiva, ki sta potrebna za vezavo RNA oz. DNA. Omogoča vezavo na zaporedja s ponovitvami UG ali TG na 3’-UTR regiji mRNA oz. DNA.

'''CTD''':
C-končna domena (CTD) je domena značilna za prione oz. prion-like domain (PLD). Ta domena ima neurejeno zgradbo (IDR), kar pomeni da je precej fleksibilna. Na skrajnem koncu CTD je regija bogata z glicini in pred tem za prione značilna regija bogata z glutamini in asparagini (Q/N domena). Skoraj vse mutacije značine za razvoj ALS se zgodijo prav v tej domeni, zato je ta domena zelo pomembna pri patogenezi TDP-43.

TDP-43 spreminja svojo konformacijo med “odprto” in “zaprto” obliko. V zaprti konformaciji so prisotne šibke interakcije med domenami, v odprti pa lahko veže ligand. To mu omogoča opravljanje njegovih funkcij (odprta) in zmanjšuje nastajanje apregatov (zaprta).

==LLPS in agregacija==
PLD je Edina domena, ki je samostojna zmožna LLPS in tvori amiloidne fibrile. Zato je prisotnost te domene glavni gonilec za fazno separacijo TDP-43. Mutacije na PLD povezane z ALS, kot je A315E, pa samo še pospešijo potek LLPS. Regulacija LLPS poteka z ATP, RNA in oligomerizacijo proteina. V jedru TDP-43 ne tvori agregatov zaradi visokih koncentracij RNA, ki raztaplajo LLPS.

TDP-43 tvori interakcije z RNA preko dveh z argininom in lizinom bogatih regij v PLD, ter z regijama RRM1 in RRM2. RRM1 in RRM2 sta zelo pomembni pri tvorbi agregatov. ATP se lahko veže na podobna mesta kot RNA. Tvori lahko interakcije z RRM1 in RRM2 in tako prepreči agregacijo. Raziskave so pokazale da je vezava ATP na RRM domene kot nekakšen varovalni sistem za preprečitev razvoja toksičnosti proteinov, ki vsebujejo te domene. ATP pa se lahko veže tudi na NTD in omogoča funkcionalno oligomerizacijo. Z leti se zmanjša koncentracija ATP v celicah, kar vodi v večje število monomerov, ki lahko izhajajo iz jedra, ter je s tem omogočen nastanek citoplazemskih agregatov. Pojav agregatov je zato bolj pogost pri starejših. Nastanek agregatov pa vodi v uničenje celic in razvoj patoloških simptomov.

=Zaključek=
LLPS je pomemben celični mehanizem, ki ga je potrebno dobro razumeti, da bi lahko razvili učinkovita zdravila za nevrodegenerativne bolezni, saj so kapljice, ki nastanejo, vmesni korak do nastanka agregatov. Kot tarče učinkovin pa bi lahko uporabili ravno proteine kot sta FUS in TDP-43, saj bi lahko z regulacijo teh proteinov vplivali na zmanjšanje pojava oz. uničenje agregatov. Druge možne tarče za razvoj učinkovin so še encimi, ki omogočajo posttranslacijske modifikacije proteinov v agregatih ter razvoj majhnih molekul, ki bi delovale kot inhibitorji ali pa analogi ATP,ki bi tako onemogočile nastanek agregata.

=Viri=
[1] J. Song: Molecular Mechanisms of Phase Separation and Amyloidosis of ALS/FTD-linked FUS and TDP-43. Aging and disease 2024, 15, 2084–2112. DOI: 10.14336/AD.2023.1118

[2] X. Lu, J. Lu, S. Li, S. Feng, Y. Wang, L. Cui: The Role of Liquid-Liquid Phase Separation in the Accumulation of Pathological Proteins: New Perspectives on the Mechanism of Neurodegenerative Diseases. Aging and disease 2025, 16, 769–786. DOI: 10.14336/AD.2024.0209

[3] E. M. J. De Boer, V. K. Orie, T. Williams, M. R. Baker, H. M. De Oliveira, T. Polvikoski, M. Silsby, P. Menon, M. Van Den Bos, G. M. Halliday idr.: TDP-43 proteinopathies: a new wave of neurodegenerative diseases. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2021, 92, 86–95. DOI: 10.1136/jnnp-2020-322983

[4] Zbinden, A., Pérez-Berlanga, M., De Rossi, P., & Polymenidou, M. Phase Separation and Neurodegenerative Diseases: A Disturbance in the Force 2020, Developmental Cell, 55(1), 45–68. DOI: 10.1016/j.devcel.2020.09.014

[5] Bertrand, E., Demongin, C., Dobra, I. et al. FUS fibrillation occurs through a nucleation-based process below the critical concentration required for liquid–liquid phase separation 2023, Sci Rep 13, 7772 DOI: 10.1038/s41598-023-34558-1

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

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-12T08:14:12Z

Tina Jelaković: /* Viri */

=Uvod=
Fazna separacija tekoče-tekoče (LLPS) je reverzibilen in dinamičen biološko pomemben fizikalni pojav nastajanja koloidov iz homogenih raztopin. S pomočjo nje se tvori večina brezmembranskih celičnih organelov, oz. tako imenovanih biomolekularnih kondenzatov, kot so na primer jedrce, Cajalova telesca, ali stresne granule.

Pri LLPS pride do ločitve začetne raztopine v razredčeno in gosto fazo, pri čemer je gosta faza lahko več desetkrat bolj koncentrirana in tvori emulzijske kapljice. Meni se, da lahko vsi biopolimeri tvorijo takšne faze, vendar so pogoji, pod katerimi pride do LLPS, značilno različni za vsak sistem. Najbolj pomembna lastnost proteinov, ki se fazno ločujejo tudi pri majhnih koncentracijah, je večvalenca. Večvalenca je predvsem značilnost fleksibilnih neurejenih regij proteina, na katere se lahko veže več kopij istega ali različnega proteina oz. nukleinske kisline, zaradi česar lažje pride do fazne separacije in posledično agregacije.

Vendar je LLPS zelo pomembna za normalne metabolične funkcije, pogosto je tudi vzrok nastanka proteinopatov. Zaradi zunanjega stresa ali mutacijskih sprememb, gosta faza nastala pri LLPS lahko “stari”, kar pomeni, da ji se spremeni dinamika v bolj togo stanje, kot je gel ali amiloidni fibril. V zadnjih letih so ključne raziskave povezale ta proces agregacije s številnimi nevrodegenerativnimi bolezni, kot so amiotrofična lateralna skleroza (ALS) in frontotemporalna demenca (FTD).

Ključni RNA-vezavni proteini, ki so povezani z razvojem teh bolezni, vključujejo FUS in TDP-43.

=FUS=
==Vloga v celici==
Fused in sarcoma (FUS), včasih Translocated in sarcoma (TLS), je heterogeni jedrski ribonukleoprotein (hnRNP). Nahaja se predvsem v jedru, kjer ima pomembno vlogo pri transkripciji, translaciji, transportu in procesiranju RNA ter popravku napak na DNA. FUS, za razliko od večine drugih podobnih proteinov, pod določenimi pogoji lahko translocira iz jedra v citoplazmo in se kopiči v fibrilarne agregate.
==Zgradba==
FUS ima 526 aminokislinskih ostankov, razporejenih v tri glavne domene. Vsebuje dve urejeni regiji za vezavo nukleinskih kislin, RNA prepoznavni motiv (RRM) in cinkov prst (ZnF). Več kot 70 odstotkov FUS pa sestavljajo neurejene regije (IDR). Zanje je značilna odsotnost velikih hidrofobnih ostankov, zaradi česar niso del sekundarnih struktur, temveč so precej fleksibilni. V N-terminalni domeni (NTD) se nahaja prionu podobna regija (PLD), ki je bogata z glutaminom, glicinom, serinom in treoninom. Protein vsebuje pa tudi 3 RG/RGG-bogate neurejene regije.

==LLPS in agregacija==

V odsotnosti nukleinskih kislin ima le prionu podobna regija (PLD) N-terminalne domene inherentne lastnosti fazne separacije. Ta lahko polimerizira v obliki nepatogenih homogenih amiloidnih fibrilov. Raziskave so pa pokazale, da je RRM, s svojimi velikimi hidrofobičnimi ostanki, tista regija ki je ključna za nastanek toksičnih agregatov. FUS RRM lahko polimerizira v nativnih pogojih v prisotnosti nukleinske kisline, pri čemer pride do dinamičnega odprtja strukture in intramolekularnih interakcij preko osrednjih beta-trakov.

Do nepravilne fazne separacije FUS proteina lahko vodijo različne patogene mutacije, predvsem znutraj PLD, kot je za FTD značilna G156E, in tudi nekatere posttranslacijske modifikacije. Na primer raziskave so pokazale, da ko argininski ostanki proteina niso metilirani, pride do močnejših interakcij med njimi in aromatskimi aminokislinskimi ostanki, kar povzroči izrazitejšo kondenzacijo.

Možni zaviralci nastajanja toksičnih fibrilov vključujejo ATP, ki se lahko veže na RRM in s tem zvišja kinetično bariero fazne separacije, ter fosforilacija PLD, za katero se je iskazalo, da zmanjšuje toksičnost te domene ter pozitivno spremeni dinamiko LLPS.

=TDP-43=
TAR-DNA-binding protein 43 spada v skupino heterogenih jedrnih ribonukleoproteinov (hnRNP). Prvič je bil identificiran kot protein, ki veže TAR DNA pri virusu HIV in zavira prepis DNA. Ta protein se pretežno nahaja v jedrih živčnih celic, a je zmožen preiti tudi v citoplazmo. V jedru je običajno vezan na RNA ali DNA, pri čemer ima večjo afiniteto do RNA.
==Vloga v celici==
TDP-43 je vključen v številne procese v celici, predvsem v metabolizem RNA. Sodeluje pri transkripciji, izrezovanju intronov (splicing) in stabilizaciji mRNA. Veže lahko več tisoč različnih RNA molekul. S faznim prehodom tekoče-tekoče pa lahko sodeluje pri tvorbi stresnih granul in drugih biomolekulskih kondenzatov, ki so ključni za odziv na stres v celicah in metabolizem RNA. Prav tako je pomemben pri nekaterih načinih popravljanja dvojnih prelomov DNA.
==Zgradba==
TDP-43 ima 414 aminokislinskih ostankov in je razdeljen na štiri domene.

'''NTD''':
N-končna domena (NTD), ki je pomembna za polimerizacijo. Prek te domene se tvorijo funkcionalni dimeri oziroma oligomeri v celicah. Različni polimeri pa omogočajo izrezovanje intronov pri molekulah pre-mRNA.

'''RRM1 in RRM2''':
Dva RNA prepoznavna motiva, ki sta potrebna za vezavo RNA oz. DNA. Omogoča vezavo na zaporedja s ponovitvami UG ali TG na 3’-UTR regiji mRNA oz. DNA.

'''CTD''':
C-končna domena (CTD) je domena značilna za prione oz. prion-like domain (PLD). Ta domena ima neurejeno zgradbo (IDR), kar pomeni da je precej fleksibilna. Na skrajnem koncu CTD je regija bogata z glicini in pred tem za prione značilna regija bogata z glutamini in asparagini (Q/N domena). Skoraj vse mutacije značine za razvoj ALS se zgodijo prav v tej domeni, zato je ta domena zelo pomembna pri patogenezi TDP-43.

TDP-43 spreminja svojo konformacijo med “odprto” in “zaprto” obliko. V zaprti konformaciji so prisotne šibke interakcije med domenami, v odprti pa lahko veže ligand. To mu omogoča opravljanje njegovih funkcij (odprta) in zmanjšuje nastajanje apregatov (zaprta).

==LLPS in agregacija==
PLD je Edina domena, ki je samostojna zmožna LLPS in tvori amiloidne fibrile. Zato je prisotnost te domene glavni gonilec za fazno separacijo TDP-43. Mutacije na PLD povezane z ALS, kot je A315E, pa samo še pospešijo potek LLPS. Regulacija LLPS poteka z ATP, RNA in oligomerizacijo proteina. V jedru TDP-43 ne tvori agregatov zaradi visokih koncentracij RNA, ki raztaplajo LLPS.

TDP-43 tvori interakcije z RNA preko dveh z argininom in lizinom bogatih regij v PLD, ter z regijama RRM1 in RRM2. RRM1 in RRM2 sta zelo pomembni pri tvorbi agregatov. ATP se lahko veže na podobna mesta kot RNA. Tvori lahko interakcije z RRM1 in RRM2 in tako prepreči agregacijo. Raziskave so pokazale da je vezava ATP na RRM domene kot nekakšen varovalni sistem za preprečitev razvoja toksičnosti proteinov, ki vsebujejo te domene. ATP pa se lahko veže tudi na NTD in omogoča funkcionalno oligomerizacijo. Z leti se zmanjša koncentracija ATP v celicah, kar vodi v večje število monomerov, ki lahko izhajajo iz jedra, ter je s tem omogočen nastanek citoplazemskih agregatov. Pojav agregatov je zato bolj pogost pri starejših. Nastanek agregatov pa vodi v uničenje celic in razvoj patoloških simptomov.

=Zaključek=
LLPS je pomemben celični mehanizem, ki ga je potrebno dobro razumeti, da bi lahko razvili učinkovita zdravila za nevrodegenerativne bolezni, saj so kapljice, ki nastanejo, vmesni korak do nastanka agregatov. Kot tarče učinkovin pa bi lahko uporabili ravno proteine kot sta FUS in TDP-43, saj bi lahko z regulacijo teh proteinov vplivali na zmanjšanje pojava oz. uničenje agregatov. Druge možne tarče za razvoj učinkovin so še encimi, ki omogočajo posttranslacijske modifikacije proteinov v agregatih ter razvoj majhnih molekul, ki bi delovale kot inhibitorji ali pa analogi ATP,ki bi tako onemogočile nastanek agregata.

=Viri=
[1] J. Song: Molecular Mechanisms of Phase Separation and Amyloidosis of ALS/FTD-linked FUS and TDP-43. Aging and disease 2024, 15, 2084–2112. DOI: 10.14336/AD.2023.1118

[2] X. Lu, J. Lu, S. Li, S. Feng, Y. Wang, L. Cui: The Role of Liquid-Liquid Phase Separation in the Accumulation of Pathological Proteins: New Perspectives on the Mechanism of Neurodegenerative Diseases. Aging and disease 2025, 16, 769–786. DOI: 10.14336/AD.2024.0209

[3] E. M. J. De Boer, V. K. Orie, T. Williams, M. R. Baker, H. M. De Oliveira, T. Polvikoski, M. Silsby, P. Menon, M. Van Den Bos, G. M. Halliday idr.: TDP-43 proteinopathies: a new wave of neurodegenerative diseases. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2021, 92, 86–95. DOI: 10.1136/jnnp-2020-322983

[4] Zbinden, A., Pérez-Berlanga, M., De Rossi, P., & Polymenidou, M. Phase Separation and Neurodegenerative Diseases: A Disturbance in the Force 2020, Developmental Cell, 55(1), 45–68. https://doi.org/10.1016/j.devcel.2020.09.014

[5] Bertrand, E., Demongin, C., Dobra, I. et al. FUS fibrillation occurs through a nucleation-based process below the critical concentration required for liquid–liquid phase separation 2023, Sci Rep 13, 7772 https://doi.org/10.1038/s41598-023-34558-1

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

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T21:15:41Z

Tina Jelaković: /* LLPS in agregacija */

=Uvod=
Fazna separacija tekoče-tekoče (LLPS) je reverzibilen in dinamičen biološko pomemben fizikalni pojav nastajanja koloidov iz homogenih raztopin. S pomočjo nje se tvori večina brezmembranskih celičnih organelov, oz. tako imenovanih biomolekularnih kondenzatov, kot so na primer jedrce, Cajalova telesca, ali stresne granule.

Pri LLPS pride do ločitve začetne raztopine v razredčeno in gosto fazo, pri čemer je gosta faza lahko več desetkrat bolj koncentrirana in tvori emulzijske kapljice. Meni se, da lahko vsi biopolimeri tvorijo takšne faze, vendar so pogoji, pod katerimi pride do LLPS, značilno različni za vsak sistem. Najbolj pomembna lastnost proteinov, ki se fazno ločujejo tudi pri majhnih koncentracijah, je večvalenca. Večvalenca je predvsem značilnost fleksibilnih neurejenih regij proteina, na katere se lahko veže več kopij istega ali različnega proteina oz. nukleinske kisline, zaradi česar lažje pride do fazne separacije in posledično agregacije.

Vendar je LLPS zelo pomembna za normalne metabolične funkcije, pogosto je tudi vzrok nastanka proteinopatov. Zaradi zunanjega stresa ali mutacijskih sprememb, gosta faza nastala pri LLPS lahko “stari”, kar pomeni, da ji se spremeni dinamika v bolj togo stanje, kot je gel ali amiloidni fibril. V zadnjih letih so ključne raziskave povezale ta proces agregacije s številnimi nevrodegenerativnimi bolezni, kot so amiotrofična lateralna skleroza (ALS) in frontotemporalna demenca (FTD).

Ključni RNA-vezavni proteini, ki so povezani z razvojem teh bolezni, vključujejo FUS in TDP-43.

=FUS=
==Vloga v celici==
Fused in sarcoma (FUS), včasih Translocated in sarcoma (TLS), je heterogeni jedrski ribonukleoprotein (hnRNP). Nahaja se predvsem v jedru, kjer ima pomembno vlogo pri transkripciji, translaciji, transportu in procesiranju RNA ter popravku napak na DNA. FUS, za razliko od večine drugih podobnih proteinov, pod določenimi pogoji lahko translocira iz jedra v citoplazmo in se kopiči v fibrilarne agregate.
==Zgradba==
FUS ima 526 aminokislinskih ostankov, razporejenih v tri glavne domene. Vsebuje dve urejeni regiji za vezavo nukleinskih kislin, RNA prepoznavni motiv (RRM) in cinkov prst (ZnF). Več kot 70 odstotkov FUS pa sestavljajo neurejene regije (IDR). Zanje je značilna odsotnost velikih hidrofobnih ostankov, zaradi česar niso del sekundarnih struktur, temveč so precej fleksibilni. V N-terminalni domeni (NTD) se nahaja prionu podobna regija (PLD), ki je bogata z glutaminom, glicinom, serinom in treoninom. Protein vsebuje pa tudi 3 RG/RGG-bogate neurejene regije.

==LLPS in agregacija==

V odsotnosti nukleinskih kislin ima le prionu podobna regija (PLD) N-terminalne domene inherentne lastnosti fazne separacije. Ta lahko polimerizira v obliki nepatogenih homogenih amiloidnih fibrilov. Raziskave so pa pokazale, da je RRM, s svojimi velikimi hidrofobičnimi ostanki, tista regija ki je ključna za nastanek toksičnih agregatov. FUS RRM lahko polimerizira v nativnih pogojih v prisotnosti nukleinske kisline, pri čemer pride do dinamičnega odprtja strukture in intramolekularnih interakcij preko osrednjih beta-trakov.

Do nepravilne fazne separacije FUS proteina lahko vodijo različne patogene mutacije, predvsem znutraj PLD, kot je za FTD značilna G156E, in tudi nekatere posttranslacijske modifikacije. Na primer raziskave so pokazale, da ko argininski ostanki proteina niso metilirani, pride do močnejših interakcij med njimi in aromatskimi aminokislinskimi ostanki, kar povzroči izrazitejšo kondenzacijo.

Možni zaviralci nastajanja toksičnih fibrilov vključujejo ATP, ki se lahko veže na RRM in s tem zvišja kinetično bariero fazne separacije, ter fosforilacija PLD, za katero se je iskazalo, da zmanjšuje toksičnost te domene ter pozitivno spremeni dinamiko LLPS.

=TDP-43=
TAR-DNA-binding protein 43 spada v skupino heterogenih jedrnih ribonukleoproteinov (hnRNP). Prvič je bil identificiran kot protein, ki veže TAR DNA pri virusu HIV in zavira prepis DNA. Ta protein se pretežno nahaja v jedrih živčnih celic, a je zmožen preiti tudi v citoplazmo. V jedru je običajno vezan na RNA ali DNA, pri čemer ima večjo afiniteto do RNA.
==Vloga v celici==
TDP-43 je vključen v številne procese v celici, predvsem v metabolizem RNA. Sodeluje pri transkripciji, izrezovanju intronov (splicing) in stabilizaciji mRNA. Veže lahko več tisoč različnih RNA molekul. S faznim prehodom tekoče-tekoče pa lahko sodeluje pri tvorbi stresnih granul in drugih biomolekulskih kondenzatov, ki so ključni za odziv na stres v celicah in metabolizem RNA. Prav tako je pomemben pri nekaterih načinih popravljanja dvojnih prelomov DNA.
==Zgradba==
TDP-43 ima 414 aminokislinskih ostankov in je razdeljen na štiri domene.

'''NTD''':
N-končna domena (NTD), ki je pomembna za polimerizacijo. Prek te domene se tvorijo funkcionalni dimeri oziroma oligomeri v celicah. Različni polimeri pa omogočajo izrezovanje intronov pri molekulah pre-mRNA.

'''RRM1 in RRM2''':
Dva RNA prepoznavna motiva, ki sta potrebna za vezavo RNA oz. DNA. Omogoča vezavo na zaporedja s ponovitvami UG ali TG na 3’-UTR regiji mRNA oz. DNA.

'''CTD''':
C-končna domena (CTD) je domena značilna za prione oz. prion-like domain (PLD). Ta domena ima neurejeno zgradbo (IDR), kar pomeni da je precej fleksibilna. Na skrajnem koncu CTD je regija bogata z glicini in pred tem za prione značilna regija bogata z glutamini in asparagini (Q/N domena). Skoraj vse mutacije značine za razvoj ALS se zgodijo prav v tej domeni, zato je ta domena zelo pomembna pri patogenezi TDP-43.

TDP-43 spreminja svojo konformacijo med “odprto” in “zaprto” obliko. V zaprti konformaciji so prisotne šibke interakcije med domenami, v odprti pa lahko veže ligand. To mu omogoča opravljanje njegovih funkcij (odprta) in zmanjšuje nastajanje apregatov (zaprta).

==LLPS in agregacija==
Prisotnost PLD je glavni gonilec LLPS pri TDP-43. V odprti konformaciji se lahko povežejo domene več monomerov in se lahko tako tvorijo kapljice. Regulacija LLPS poteka z ATP in RNA. Visoke koncentracije RNA v jedru onemogočajo nastanek agregatov. TDP-43 tvori interakcije z RNA preko dveh z argininom in lizinom bogatih regij v CTD, ter z RRM1 in RRM2. Na RRM1 in RRM2 se lahko veže tudi ATP in s tem prepreči agregacijo. ATP se veže tudi na NTD in omogoča funkcionalno oligomerizacijo. Z leti se zmanjša koncentracija ATP, kar vodi v monomerizacijo in izhod iz jedra ter možnost nastanka agregata v citoplazmi. Pojav agregatov je zato bolj pogost pri starejših osebah. Nastanek agregatov pa vodi v uničenje živčnih celic in razvoj patoloških simptomov.

=Zaključek=
LLPS je pomemben celični mehanizem, ki ga je potrebno dobro razumeti, da bi lahko razvili učinkovita zdravila za nevrodegenerativne bolezni, saj so kapljice, ki nastanejo, vmesni korak do nastanka agregatov. Kot tarče učinkovin pa bi lahko uporabili ravno proteine kot sta FUS in TDP-43, saj bi lahko z regulacijo teh proteinov vplivali na zmanjšanje pojava oz. uničenje agregatov. Druge možne tarče za razvoj učinkovin so še encimi, ki omogočajo posttranslacijske modifikacije proteinov v agregatih ter razvoj majhnih molekul, ki bi delovale kot inhibitorji ali pa analogi ATP in bi tako onemogočile nastanek agregata.

=Viri=

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

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T21:14:47Z

Tina Jelaković: /* LLPS in agregacija */

=Uvod=
Fazna separacija tekoče-tekoče (LLPS) je reverzibilen in dinamičen biološko pomemben fizikalni pojav nastajanja koloidov iz homogenih raztopin. S pomočjo nje se tvori večina brezmembranskih celičnih organelov, oz. tako imenovanih biomolekularnih kondenzatov, kot so na primer jedrce, Cajalova telesca, ali stresne granule.

Pri LLPS pride do ločitve začetne raztopine v razredčeno in gosto fazo, pri čemer je gosta faza lahko več desetkrat bolj koncentrirana in tvori emulzijske kapljice. Meni se, da lahko vsi biopolimeri tvorijo takšne faze, vendar so pogoji, pod katerimi pride do LLPS, značilno različni za vsak sistem. Najbolj pomembna lastnost proteinov, ki se fazno ločujejo tudi pri majhnih koncentracijah, je večvalenca. Večvalenca je predvsem značilnost fleksibilnih neurejenih regij proteina, na katere se lahko veže več kopij istega ali različnega proteina oz. nukleinske kisline, zaradi česar lažje pride do fazne separacije in posledično agregacije.

Vendar je LLPS zelo pomembna za normalne metabolične funkcije, pogosto je tudi vzrok nastanka proteinopatov. Zaradi zunanjega stresa ali mutacijskih sprememb, gosta faza nastala pri LLPS lahko “stari”, kar pomeni, da ji se spremeni dinamika v bolj togo stanje, kot je gel ali amiloidni fibril. V zadnjih letih so ključne raziskave povezale ta proces agregacije s številnimi nevrodegenerativnimi bolezni, kot so amiotrofična lateralna skleroza (ALS) in frontotemporalna demenca (FTD).

Ključni RNA-vezavni proteini, ki so povezani z razvojem teh bolezni, vključujejo FUS in TDP-43.

=FUS=
==Vloga v celici==
Fused in sarcoma (FUS), včasih Translocated in sarcoma (TLS), je heterogeni jedrski ribonukleoprotein (hnRNP). Nahaja se predvsem v jedru, kjer ima pomembno vlogo pri transkripciji, translaciji, transportu in procesiranju RNA ter popravku napak na DNA. FUS, za razliko od večine drugih podobnih proteinov, pod določenimi pogoji lahko translocira iz jedra v citoplazmo in se kopiči v fibrilarne agregate.
==Zgradba==
FUS ima 526 aminokislinskih ostankov, razporejenih v tri glavne domene. Vsebuje dve urejeni regiji za vezavo nukleinskih kislin, RNA prepoznavni motiv (RRM) in cinkov prst (ZnF). Več kot 70 odstotkov FUS pa sestavljajo neurejene regije (IDR). Zanje je značilna odsotnost velikih hidrofobnih ostankov, zaradi česar niso del sekundarnih struktur, temveč so precej fleksibilni. V N-terminalni domeni (NTD) se nahaja prionu podobna regija (PLD), ki je bogata z glutaminom, glicinom, serinom in treoninom. Protein vsebuje pa tudi 3 RG/RGG-bogate neurejene regije.

==LLPS in agregacija==

V odsotnosti nukleinskih kislin ima le prionu podobna regija (PLD) N-terminalne domene inherentne lastnosti fazne separacije. Ta lahko polimerizira v obliki nepatogenih homogenih amiloidnih fibrilov. Raziskave so pa pokazale, da je RRM, s svojimi velikimi hidrofobičnimi ostanki, tista regija ki je ključna za nastanek toksičnih agregatov. FUS RRM lahko polimerizira v nativnih pogojih v prisotnosti nukleinske kisline, pri čemer pride do dinamičnega odprtja strukture in intramolekularnih interakcij preko osrednjih beta-trakov.

Do nepravilne fazne separacije FUS proteina lahko vodijo različne patogene mutacije, predvsem znutraj PLD, kot je za FTD značilna G156E, in tudi nekatere posttranslacijske modifikacije. Na primer raziskave so pokazale, da ko argininski ostanki proteina niso metilirani, pride do močnejših interakcij med njimi in aromatskimi aminokislinskimi ostanki, kar povzroči izrazitejšo kondenzacijo.

Možni zaviralci nastajanja toksičnih fibrilov vključujejo ATP, ki se lahko veže na RRM in s tem zvišja kinetično bariero fazne separacije, ter fosforilacija PrLD, za katero se je iskazalo. da zmanjšuje toksičnost te domene ter spremeni dinamiko LLPS.

=TDP-43=
TAR-DNA-binding protein 43 spada v skupino heterogenih jedrnih ribonukleoproteinov (hnRNP). Prvič je bil identificiran kot protein, ki veže TAR DNA pri virusu HIV in zavira prepis DNA. Ta protein se pretežno nahaja v jedrih živčnih celic, a je zmožen preiti tudi v citoplazmo. V jedru je običajno vezan na RNA ali DNA, pri čemer ima večjo afiniteto do RNA.
==Vloga v celici==
TDP-43 je vključen v številne procese v celici, predvsem v metabolizem RNA. Sodeluje pri transkripciji, izrezovanju intronov (splicing) in stabilizaciji mRNA. Veže lahko več tisoč različnih RNA molekul. S faznim prehodom tekoče-tekoče pa lahko sodeluje pri tvorbi stresnih granul in drugih biomolekulskih kondenzatov, ki so ključni za odziv na stres v celicah in metabolizem RNA. Prav tako je pomemben pri nekaterih načinih popravljanja dvojnih prelomov DNA.
==Zgradba==
TDP-43 ima 414 aminokislinskih ostankov in je razdeljen na štiri domene.

'''NTD''':
N-končna domena (NTD), ki je pomembna za polimerizacijo. Prek te domene se tvorijo funkcionalni dimeri oziroma oligomeri v celicah. Različni polimeri pa omogočajo izrezovanje intronov pri molekulah pre-mRNA.

'''RRM1 in RRM2''':
Dva RNA prepoznavna motiva, ki sta potrebna za vezavo RNA oz. DNA. Omogoča vezavo na zaporedja s ponovitvami UG ali TG na 3’-UTR regiji mRNA oz. DNA.

'''CTD''':
C-končna domena (CTD) je domena značilna za prione oz. prion-like domain (PLD). Ta domena ima neurejeno zgradbo (IDR), kar pomeni da je precej fleksibilna. Na skrajnem koncu CTD je regija bogata z glicini in pred tem za prione značilna regija bogata z glutamini in asparagini (Q/N domena). Skoraj vse mutacije značine za razvoj ALS se zgodijo prav v tej domeni, zato je ta domena zelo pomembna pri patogenezi TDP-43.

TDP-43 spreminja svojo konformacijo med “odprto” in “zaprto” obliko. V zaprti konformaciji so prisotne šibke interakcije med domenami, v odprti pa lahko veže ligand. To mu omogoča opravljanje njegovih funkcij (odprta) in zmanjšuje nastajanje apregatov (zaprta).

==LLPS in agregacija==
Prisotnost PLD je glavni gonilec LLPS pri TDP-43. V odprti konformaciji se lahko povežejo domene več monomerov in se lahko tako tvorijo kapljice. Regulacija LLPS poteka z ATP in RNA. Visoke koncentracije RNA v jedru onemogočajo nastanek agregatov. TDP-43 tvori interakcije z RNA preko dveh z argininom in lizinom bogatih regij v CTD, ter z RRM1 in RRM2. Na RRM1 in RRM2 se lahko veže tudi ATP in s tem prepreči agregacijo. ATP se veže tudi na NTD in omogoča funkcionalno oligomerizacijo. Z leti se zmanjša koncentracija ATP, kar vodi v monomerizacijo in izhod iz jedra ter možnost nastanka agregata v citoplazmi. Pojav agregatov je zato bolj pogost pri starejših osebah. Nastanek agregatov pa vodi v uničenje živčnih celic in razvoj patoloških simptomov.

=Zaključek=
LLPS je pomemben celični mehanizem, ki ga je potrebno dobro razumeti, da bi lahko razvili učinkovita zdravila za nevrodegenerativne bolezni, saj so kapljice, ki nastanejo, vmesni korak do nastanka agregatov. Kot tarče učinkovin pa bi lahko uporabili ravno proteine kot sta FUS in TDP-43, saj bi lahko z regulacijo teh proteinov vplivali na zmanjšanje pojava oz. uničenje agregatov. Druge možne tarče za razvoj učinkovin so še encimi, ki omogočajo posttranslacijske modifikacije proteinov v agregatih ter razvoj majhnih molekul, ki bi delovale kot inhibitorji ali pa analogi ATP in bi tako onemogočile nastanek agregata.

=Viri=

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

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T21:13:02Z

Tina Jelaković: /* LLPS in agregacija */

=Uvod=
Fazna separacija tekoče-tekoče (LLPS) je reverzibilen in dinamičen biološko pomemben fizikalni pojav nastajanja koloidov iz homogenih raztopin. S pomočjo nje se tvori večina brezmembranskih celičnih organelov, oz. tako imenovanih biomolekularnih kondenzatov, kot so na primer jedrce, Cajalova telesca, ali stresne granule.

Pri LLPS pride do ločitve začetne raztopine v razredčeno in gosto fazo, pri čemer je gosta faza lahko več desetkrat bolj koncentrirana in tvori emulzijske kapljice. Meni se, da lahko vsi biopolimeri tvorijo takšne faze, vendar so pogoji, pod katerimi pride do LLPS, značilno različni za vsak sistem. Najbolj pomembna lastnost proteinov, ki se fazno ločujejo tudi pri majhnih koncentracijah, je večvalenca. Večvalenca je predvsem značilnost fleksibilnih neurejenih regij proteina, na katere se lahko veže več kopij istega ali različnega proteina oz. nukleinske kisline, zaradi česar lažje pride do fazne separacije in posledično agregacije.

Vendar je LLPS zelo pomembna za normalne metabolične funkcije, pogosto je tudi vzrok nastanka proteinopatov. Zaradi zunanjega stresa ali mutacijskih sprememb, gosta faza nastala pri LLPS lahko “stari”, kar pomeni, da ji se spremeni dinamika v bolj togo stanje, kot je gel ali amiloidni fibril. V zadnjih letih so ključne raziskave povezale ta proces agregacije s številnimi nevrodegenerativnimi bolezni, kot so amiotrofična lateralna skleroza (ALS) in frontotemporalna demenca (FTD).

Ključni RNA-vezavni proteini, ki so povezani z razvojem teh bolezni, vključujejo FUS in TDP-43.

=FUS=
==Vloga v celici==
Fused in sarcoma (FUS), včasih Translocated in sarcoma (TLS), je heterogeni jedrski ribonukleoprotein (hnRNP). Nahaja se predvsem v jedru, kjer ima pomembno vlogo pri transkripciji, translaciji, transportu in procesiranju RNA ter popravku napak na DNA. FUS, za razliko od večine drugih podobnih proteinov, pod določenimi pogoji lahko translocira iz jedra v citoplazmo in se kopiči v fibrilarne agregate.
==Zgradba==
FUS ima 526 aminokislinskih ostankov, razporejenih v tri glavne domene. Vsebuje dve urejeni regiji za vezavo nukleinskih kislin, RNA prepoznavni motiv (RRM) in cinkov prst (ZnF). Več kot 70 odstotkov FUS pa sestavljajo neurejene regije (IDR). Zanje je značilna odsotnost velikih hidrofobnih ostankov, zaradi česar niso del sekundarnih struktur, temveč so precej fleksibilni. V N-terminalni domeni (NTD) se nahaja prionu podobna regija (PLD), ki je bogata z glutaminom, glicinom, serinom in treoninom. Protein vsebuje pa tudi 3 RG/RGG-bogate neurejene regije.

==LLPS in agregacija==

V odsotnosti nukleinskih kislin ima le prionu podobna regija (PLD) N-terminalne domene inherentne lastnosti fazne separacije. Ta lahko polimerizira v obliki nepatogenih homogenih amiloidnih fibrilov. Raziskave so pa pokazale, da je RRM, s svojimi velikimi hidrofobičnimi ostanki, tista regija ki je ključna za nastanek toksičnih agregatov. FUS RRM lahko polimerizira v nativnih pogojih v prisotnosti nukleinske kisline, pri čemer pride do dinamičnega odprtja strukture in intramolekularnih interakcij preko osrednjih beta-trakov strukture.

Do nepravilne fazne separacije FUS proteina lahko vodijo različne patogene mutacije, predvsem znutraj PLD, kot je za FTD značilna G156E, in tudi nekatere posttranslacijske modifikacije. Na primer raziskave so pokazale, da ko argininski ostanki proteina niso metilirani, pride do močnejših interakcij med njimi in aromatskimi aminokislinskimi ostanki, kar povzroči izrazitejšo kondenzacijo.

Možni zaviralci nastajanja toksičnih fibrilov vključujejo ATP, ki se lahko veže na RRM in s tem zvišja kinetično bariero fazne separacije, ter fosforilacija PrLD, za katero se je iskazalo. da zmanjšuje toksičnost te domene ter spremeni dinamiko LLPS.

=TDP-43=
TAR-DNA-binding protein 43 spada v skupino heterogenih jedrnih ribonukleoproteinov (hnRNP). Prvič je bil identificiran kot protein, ki veže TAR DNA pri virusu HIV in zavira prepis DNA. Ta protein se pretežno nahaja v jedrih živčnih celic, a je zmožen preiti tudi v citoplazmo. V jedru je običajno vezan na RNA ali DNA, pri čemer ima večjo afiniteto do RNA.
==Vloga v celici==
TDP-43 je vključen v številne procese v celici, predvsem v metabolizem RNA. Sodeluje pri transkripciji, izrezovanju intronov (splicing) in stabilizaciji mRNA. Veže lahko več tisoč različnih RNA molekul. S faznim prehodom tekoče-tekoče pa lahko sodeluje pri tvorbi stresnih granul in drugih biomolekulskih kondenzatov, ki so ključni za odziv na stres v celicah in metabolizem RNA. Prav tako je pomemben pri nekaterih načinih popravljanja dvojnih prelomov DNA.
==Zgradba==
TDP-43 ima 414 aminokislinskih ostankov in je razdeljen na štiri domene.

'''NTD''':
N-končna domena (NTD), ki je pomembna za polimerizacijo. Prek te domene se tvorijo funkcionalni dimeri oziroma oligomeri v celicah. Različni polimeri pa omogočajo izrezovanje intronov pri molekulah pre-mRNA.

'''RRM1 in RRM2''':
Dva RNA prepoznavna motiva, ki sta potrebna za vezavo RNA oz. DNA. Omogoča vezavo na zaporedja s ponovitvami UG ali TG na 3’-UTR regiji mRNA oz. DNA.

'''CTD''':
C-končna domena (CTD) je domena značilna za prione oz. prion-like domain (PLD). Ta domena ima neurejeno zgradbo (IDR), kar pomeni da je precej fleksibilna. Na skrajnem koncu CTD je regija bogata z glicini in pred tem za prione značilna regija bogata z glutamini in asparagini (Q/N domena). Skoraj vse mutacije značine za razvoj ALS se zgodijo prav v tej domeni, zato je ta domena zelo pomembna pri patogenezi TDP-43.

TDP-43 spreminja svojo konformacijo med “odprto” in “zaprto” obliko. V zaprti konformaciji so prisotne šibke interakcije med domenami, v odprti pa lahko veže ligand. To mu omogoča opravljanje njegovih funkcij (odprta) in zmanjšuje nastajanje apregatov (zaprta).

==LLPS in agregacija==
Prisotnost PLD je glavni gonilec LLPS pri TDP-43. V odprti konformaciji se lahko povežejo domene več monomerov in se lahko tako tvorijo kapljice. Regulacija LLPS poteka z ATP in RNA. Visoke koncentracije RNA v jedru onemogočajo nastanek agregatov. TDP-43 tvori interakcije z RNA preko dveh z argininom in lizinom bogatih regij v CTD, ter z RRM1 in RRM2. Na RRM1 in RRM2 se lahko veže tudi ATP in s tem prepreči agregacijo. ATP se veže tudi na NTD in omogoča funkcionalno oligomerizacijo. Z leti se zmanjša koncentracija ATP, kar vodi v monomerizacijo in izhod iz jedra ter možnost nastanka agregata v citoplazmi. Pojav agregatov je zato bolj pogost pri starejših osebah. Nastanek agregatov pa vodi v uničenje živčnih celic in razvoj patoloških simptomov.

=Zaključek=
LLPS je pomemben celični mehanizem, ki ga je potrebno dobro razumeti, da bi lahko razvili učinkovita zdravila za nevrodegenerativne bolezni, saj so kapljice, ki nastanejo, vmesni korak do nastanka agregatov. Kot tarče učinkovin pa bi lahko uporabili ravno proteine kot sta FUS in TDP-43, saj bi lahko z regulacijo teh proteinov vplivali na zmanjšanje pojava oz. uničenje agregatov. Druge možne tarče za razvoj učinkovin so še encimi, ki omogočajo posttranslacijske modifikacije proteinov v agregatih ter razvoj majhnih molekul, ki bi delovale kot inhibitorji ali pa analogi ATP in bi tako onemogočile nastanek agregata.

=Viri=

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

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T21:12:50Z

Tina Jelaković: /* Zgradba */

=Uvod=
Fazna separacija tekoče-tekoče (LLPS) je reverzibilen in dinamičen biološko pomemben fizikalni pojav nastajanja koloidov iz homogenih raztopin. S pomočjo nje se tvori večina brezmembranskih celičnih organelov, oz. tako imenovanih biomolekularnih kondenzatov, kot so na primer jedrce, Cajalova telesca, ali stresne granule.

Pri LLPS pride do ločitve začetne raztopine v razredčeno in gosto fazo, pri čemer je gosta faza lahko več desetkrat bolj koncentrirana in tvori emulzijske kapljice. Meni se, da lahko vsi biopolimeri tvorijo takšne faze, vendar so pogoji, pod katerimi pride do LLPS, značilno različni za vsak sistem. Najbolj pomembna lastnost proteinov, ki se fazno ločujejo tudi pri majhnih koncentracijah, je večvalenca. Večvalenca je predvsem značilnost fleksibilnih neurejenih regij proteina, na katere se lahko veže več kopij istega ali različnega proteina oz. nukleinske kisline, zaradi česar lažje pride do fazne separacije in posledično agregacije.

Vendar je LLPS zelo pomembna za normalne metabolične funkcije, pogosto je tudi vzrok nastanka proteinopatov. Zaradi zunanjega stresa ali mutacijskih sprememb, gosta faza nastala pri LLPS lahko “stari”, kar pomeni, da ji se spremeni dinamika v bolj togo stanje, kot je gel ali amiloidni fibril. V zadnjih letih so ključne raziskave povezale ta proces agregacije s številnimi nevrodegenerativnimi bolezni, kot so amiotrofična lateralna skleroza (ALS) in frontotemporalna demenca (FTD).

Ključni RNA-vezavni proteini, ki so povezani z razvojem teh bolezni, vključujejo FUS in TDP-43.

=FUS=
==Vloga v celici==
Fused in sarcoma (FUS), včasih Translocated in sarcoma (TLS), je heterogeni jedrski ribonukleoprotein (hnRNP). Nahaja se predvsem v jedru, kjer ima pomembno vlogo pri transkripciji, translaciji, transportu in procesiranju RNA ter popravku napak na DNA. FUS, za razliko od večine drugih podobnih proteinov, pod določenimi pogoji lahko translocira iz jedra v citoplazmo in se kopiči v fibrilarne agregate.
==Zgradba==
FUS ima 526 aminokislinskih ostankov, razporejenih v tri glavne domene. Vsebuje dve urejeni regiji za vezavo nukleinskih kislin, RNA prepoznavni motiv (RRM) in cinkov prst (ZnF). Več kot 70 odstotkov FUS pa sestavljajo neurejene regije (IDR). Zanje je značilna odsotnost velikih hidrofobnih ostankov, zaradi česar niso del sekundarnih struktur, temveč so precej fleksibilni. V N-terminalni domeni (NTD) se nahaja prionu podobna regija (PLD), ki je bogata z glutaminom, glicinom, serinom in treoninom. Protein vsebuje pa tudi 3 RG/RGG-bogate neurejene regije.

==LLPS in agregacija==

V odsotnosti nukleinskih kislin ima le prionu podobna regija (PLD) N-terminalne domene inherentne lastnosti fazne separacije. Ta lahko polimerizira v obliki nepatogenih homogenih amiloidnih fibrilov. Raziskave so pa pokazale, da je RRM, s svojimi velikimi hidrofobičnimi ostanki, tista regija ki je ključna za nastanek toksičnih agregatov. FUS RRM lahko polimerizira v nativnih pogojih v prisotnosti nukleinske kisline, pri čemer pride do dinamičnega odprtja strukture in intramolekularnih interakcij preko osrednjih beta-trakov strukture.

Do nepravilne fazne separacije FUS proteina lahko vodijo različne patogene mutacije, predvsem znutraj PrLD, kot je za FTD značilna G156E, in tudi nekatere posttranslacijske modifikacije. Na primer raziskave so pokazale, da ko argininski ostanki proteina niso metilirani, pride do močnejših interakcij med njimi in aromatskimi aminokislinskimi ostanki, kar povzroči izrazitejšo kondenzacijo.

Možni zaviralci nastajanja toksičnih fibrilov vključujejo ATP, ki se lahko veže na RRM in s tem zvišja kinetično bariero fazne separacije, ter fosforilacija PrLD, za katero se je iskazalo. da zmanjšuje toksičnost te domene ter spremeni dinamiko LLPS.

=TDP-43=
TAR-DNA-binding protein 43 spada v skupino heterogenih jedrnih ribonukleoproteinov (hnRNP). Prvič je bil identificiran kot protein, ki veže TAR DNA pri virusu HIV in zavira prepis DNA. Ta protein se pretežno nahaja v jedrih živčnih celic, a je zmožen preiti tudi v citoplazmo. V jedru je običajno vezan na RNA ali DNA, pri čemer ima večjo afiniteto do RNA.
==Vloga v celici==
TDP-43 je vključen v številne procese v celici, predvsem v metabolizem RNA. Sodeluje pri transkripciji, izrezovanju intronov (splicing) in stabilizaciji mRNA. Veže lahko več tisoč različnih RNA molekul. S faznim prehodom tekoče-tekoče pa lahko sodeluje pri tvorbi stresnih granul in drugih biomolekulskih kondenzatov, ki so ključni za odziv na stres v celicah in metabolizem RNA. Prav tako je pomemben pri nekaterih načinih popravljanja dvojnih prelomov DNA.
==Zgradba==
TDP-43 ima 414 aminokislinskih ostankov in je razdeljen na štiri domene.

'''NTD''':
N-končna domena (NTD), ki je pomembna za polimerizacijo. Prek te domene se tvorijo funkcionalni dimeri oziroma oligomeri v celicah. Različni polimeri pa omogočajo izrezovanje intronov pri molekulah pre-mRNA.

'''RRM1 in RRM2''':
Dva RNA prepoznavna motiva, ki sta potrebna za vezavo RNA oz. DNA. Omogoča vezavo na zaporedja s ponovitvami UG ali TG na 3’-UTR regiji mRNA oz. DNA.

'''CTD''':
C-končna domena (CTD) je domena značilna za prione oz. prion-like domain (PLD). Ta domena ima neurejeno zgradbo (IDR), kar pomeni da je precej fleksibilna. Na skrajnem koncu CTD je regija bogata z glicini in pred tem za prione značilna regija bogata z glutamini in asparagini (Q/N domena). Skoraj vse mutacije značine za razvoj ALS se zgodijo prav v tej domeni, zato je ta domena zelo pomembna pri patogenezi TDP-43.

TDP-43 spreminja svojo konformacijo med “odprto” in “zaprto” obliko. V zaprti konformaciji so prisotne šibke interakcije med domenami, v odprti pa lahko veže ligand. To mu omogoča opravljanje njegovih funkcij (odprta) in zmanjšuje nastajanje apregatov (zaprta).

==LLPS in agregacija==
Prisotnost PLD je glavni gonilec LLPS pri TDP-43. V odprti konformaciji se lahko povežejo domene več monomerov in se lahko tako tvorijo kapljice. Regulacija LLPS poteka z ATP in RNA. Visoke koncentracije RNA v jedru onemogočajo nastanek agregatov. TDP-43 tvori interakcije z RNA preko dveh z argininom in lizinom bogatih regij v CTD, ter z RRM1 in RRM2. Na RRM1 in RRM2 se lahko veže tudi ATP in s tem prepreči agregacijo. ATP se veže tudi na NTD in omogoča funkcionalno oligomerizacijo. Z leti se zmanjša koncentracija ATP, kar vodi v monomerizacijo in izhod iz jedra ter možnost nastanka agregata v citoplazmi. Pojav agregatov je zato bolj pogost pri starejših osebah. Nastanek agregatov pa vodi v uničenje živčnih celic in razvoj patoloških simptomov.

=Zaključek=
LLPS je pomemben celični mehanizem, ki ga je potrebno dobro razumeti, da bi lahko razvili učinkovita zdravila za nevrodegenerativne bolezni, saj so kapljice, ki nastanejo, vmesni korak do nastanka agregatov. Kot tarče učinkovin pa bi lahko uporabili ravno proteine kot sta FUS in TDP-43, saj bi lahko z regulacijo teh proteinov vplivali na zmanjšanje pojava oz. uničenje agregatov. Druge možne tarče za razvoj učinkovin so še encimi, ki omogočajo posttranslacijske modifikacije proteinov v agregatih ter razvoj majhnih molekul, ki bi delovale kot inhibitorji ali pa analogi ATP in bi tako onemogočile nastanek agregata.

=Viri=

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

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T21:12:29Z

Tina Jelaković: /* LLPS in agregacija */

=Uvod=
Fazna separacija tekoče-tekoče (LLPS) je reverzibilen in dinamičen biološko pomemben fizikalni pojav nastajanja koloidov iz homogenih raztopin. S pomočjo nje se tvori večina brezmembranskih celičnih organelov, oz. tako imenovanih biomolekularnih kondenzatov, kot so na primer jedrce, Cajalova telesca, ali stresne granule.

Pri LLPS pride do ločitve začetne raztopine v razredčeno in gosto fazo, pri čemer je gosta faza lahko več desetkrat bolj koncentrirana in tvori emulzijske kapljice. Meni se, da lahko vsi biopolimeri tvorijo takšne faze, vendar so pogoji, pod katerimi pride do LLPS, značilno različni za vsak sistem. Najbolj pomembna lastnost proteinov, ki se fazno ločujejo tudi pri majhnih koncentracijah, je večvalenca. Večvalenca je predvsem značilnost fleksibilnih neurejenih regij proteina, na katere se lahko veže več kopij istega ali različnega proteina oz. nukleinske kisline, zaradi česar lažje pride do fazne separacije in posledično agregacije.

Vendar je LLPS zelo pomembna za normalne metabolične funkcije, pogosto je tudi vzrok nastanka proteinopatov. Zaradi zunanjega stresa ali mutacijskih sprememb, gosta faza nastala pri LLPS lahko “stari”, kar pomeni, da ji se spremeni dinamika v bolj togo stanje, kot je gel ali amiloidni fibril. V zadnjih letih so ključne raziskave povezale ta proces agregacije s številnimi nevrodegenerativnimi bolezni, kot so amiotrofična lateralna skleroza (ALS) in frontotemporalna demenca (FTD).

Ključni RNA-vezavni proteini, ki so povezani z razvojem teh bolezni, vključujejo FUS in TDP-43.

=FUS=
==Vloga v celici==
Fused in sarcoma (FUS), včasih Translocated in sarcoma (TLS), je heterogeni jedrski ribonukleoprotein (hnRNP). Nahaja se predvsem v jedru, kjer ima pomembno vlogo pri transkripciji, translaciji, transportu in procesiranju RNA ter popravku napak na DNA. FUS, za razliko od večine drugih podobnih proteinov, pod določenimi pogoji lahko translocira iz jedra v citoplazmo in se kopiči v fibrilarne agregate.
==Zgradba==
FUS ima 526 aminokislinskih ostankov, razporejenih v tri glavne domene. Vsebuje dve urejeni regiji za vezavo nukleinskih kislin, RNA prepoznavni motiv (RRM) in cinkov prst (ZnF). Več kot 70 odstotkov FUS pa sestavljajo neurejene regije (IDR). Zanje je značilna odsotnost velikih hidrofobnih ostankov, zaradi česar niso del sekundarnih struktur, temveč so precej fleksibilni. V N-terminalni domeni (NTD) se nahaja prionu podobna regija (PrLD), ki je bogata z glutaminom, glicinom, serinom in treoninom. Protein vsebuje pa tudi 3 RG/RGG-bogate neurejene regije.
==LLPS in agregacija==

V odsotnosti nukleinskih kislin ima le prionu podobna regija (PLD) N-terminalne domene inherentne lastnosti fazne separacije. Ta lahko polimerizira v obliki nepatogenih homogenih amiloidnih fibrilov. Raziskave so pa pokazale, da je RRM, s svojimi velikimi hidrofobičnimi ostanki, tista regija ki je ključna za nastanek toksičnih agregatov. FUS RRM lahko polimerizira v nativnih pogojih v prisotnosti nukleinske kisline, pri čemer pride do dinamičnega odprtja strukture in intramolekularnih interakcij preko osrednjih beta-trakov strukture.

Do nepravilne fazne separacije FUS proteina lahko vodijo različne patogene mutacije, predvsem znutraj PrLD, kot je za FTD značilna G156E, in tudi nekatere posttranslacijske modifikacije. Na primer raziskave so pokazale, da ko argininski ostanki proteina niso metilirani, pride do močnejših interakcij med njimi in aromatskimi aminokislinskimi ostanki, kar povzroči izrazitejšo kondenzacijo.

Možni zaviralci nastajanja toksičnih fibrilov vključujejo ATP, ki se lahko veže na RRM in s tem zvišja kinetično bariero fazne separacije, ter fosforilacija PrLD, za katero se je iskazalo. da zmanjšuje toksičnost te domene ter spremeni dinamiko LLPS.

=TDP-43=
TAR-DNA-binding protein 43 spada v skupino heterogenih jedrnih ribonukleoproteinov (hnRNP). Prvič je bil identificiran kot protein, ki veže TAR DNA pri virusu HIV in zavira prepis DNA. Ta protein se pretežno nahaja v jedrih živčnih celic, a je zmožen preiti tudi v citoplazmo. V jedru je običajno vezan na RNA ali DNA, pri čemer ima večjo afiniteto do RNA.
==Vloga v celici==
TDP-43 je vključen v številne procese v celici, predvsem v metabolizem RNA. Sodeluje pri transkripciji, izrezovanju intronov (splicing) in stabilizaciji mRNA. Veže lahko več tisoč različnih RNA molekul. S faznim prehodom tekoče-tekoče pa lahko sodeluje pri tvorbi stresnih granul in drugih biomolekulskih kondenzatov, ki so ključni za odziv na stres v celicah in metabolizem RNA. Prav tako je pomemben pri nekaterih načinih popravljanja dvojnih prelomov DNA.
==Zgradba==
TDP-43 ima 414 aminokislinskih ostankov in je razdeljen na štiri domene.

'''NTD''':
N-končna domena (NTD), ki je pomembna za polimerizacijo. Prek te domene se tvorijo funkcionalni dimeri oziroma oligomeri v celicah. Različni polimeri pa omogočajo izrezovanje intronov pri molekulah pre-mRNA.

'''RRM1 in RRM2''':
Dva RNA prepoznavna motiva, ki sta potrebna za vezavo RNA oz. DNA. Omogoča vezavo na zaporedja s ponovitvami UG ali TG na 3’-UTR regiji mRNA oz. DNA.

'''CTD''':
C-končna domena (CTD) je domena značilna za prione oz. prion-like domain (PLD). Ta domena ima neurejeno zgradbo (IDR), kar pomeni da je precej fleksibilna. Na skrajnem koncu CTD je regija bogata z glicini in pred tem za prione značilna regija bogata z glutamini in asparagini (Q/N domena). Skoraj vse mutacije značine za razvoj ALS se zgodijo prav v tej domeni, zato je ta domena zelo pomembna pri patogenezi TDP-43.

TDP-43 spreminja svojo konformacijo med “odprto” in “zaprto” obliko. V zaprti konformaciji so prisotne šibke interakcije med domenami, v odprti pa lahko veže ligand. To mu omogoča opravljanje njegovih funkcij (odprta) in zmanjšuje nastajanje apregatov (zaprta).

==LLPS in agregacija==
Prisotnost PLD je glavni gonilec LLPS pri TDP-43. V odprti konformaciji se lahko povežejo domene več monomerov in se lahko tako tvorijo kapljice. Regulacija LLPS poteka z ATP in RNA. Visoke koncentracije RNA v jedru onemogočajo nastanek agregatov. TDP-43 tvori interakcije z RNA preko dveh z argininom in lizinom bogatih regij v CTD, ter z RRM1 in RRM2. Na RRM1 in RRM2 se lahko veže tudi ATP in s tem prepreči agregacijo. ATP se veže tudi na NTD in omogoča funkcionalno oligomerizacijo. Z leti se zmanjša koncentracija ATP, kar vodi v monomerizacijo in izhod iz jedra ter možnost nastanka agregata v citoplazmi. Pojav agregatov je zato bolj pogost pri starejših osebah. Nastanek agregatov pa vodi v uničenje živčnih celic in razvoj patoloških simptomov.

=Zaključek=
LLPS je pomemben celični mehanizem, ki ga je potrebno dobro razumeti, da bi lahko razvili učinkovita zdravila za nevrodegenerativne bolezni, saj so kapljice, ki nastanejo, vmesni korak do nastanka agregatov. Kot tarče učinkovin pa bi lahko uporabili ravno proteine kot sta FUS in TDP-43, saj bi lahko z regulacijo teh proteinov vplivali na zmanjšanje pojava oz. uničenje agregatov. Druge možne tarče za razvoj učinkovin so še encimi, ki omogočajo posttranslacijske modifikacije proteinov v agregatih ter razvoj majhnih molekul, ki bi delovale kot inhibitorji ali pa analogi ATP in bi tako onemogočile nastanek agregata.

=Viri=

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

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T21:10:36Z

Tina Jelaković: /* LLPS in agregacija */

=Uvod=
Fazna separacija tekoče-tekoče (LLPS) je reverzibilen in dinamičen biološko pomemben fizikalni pojav nastajanja koloidov iz homogenih raztopin. S pomočjo nje se tvori večina brezmembranskih celičnih organelov, oz. tako imenovanih biomolekularnih kondenzatov, kot so na primer jedrce, Cajalova telesca, ali stresne granule.

Pri LLPS pride do ločitve začetne raztopine v razredčeno in gosto fazo, pri čemer je gosta faza lahko več desetkrat bolj koncentrirana in tvori emulzijske kapljice. Meni se, da lahko vsi biopolimeri tvorijo takšne faze, vendar so pogoji, pod katerimi pride do LLPS, značilno različni za vsak sistem. Najbolj pomembna lastnost proteinov, ki se fazno ločujejo tudi pri majhnih koncentracijah, je večvalenca. Večvalenca je predvsem značilnost fleksibilnih neurejenih regij proteina, na katere se lahko veže več kopij istega ali različnega proteina oz. nukleinske kisline, zaradi česar lažje pride do fazne separacije in posledično agregacije.

Vendar je LLPS zelo pomembna za normalne metabolične funkcije, pogosto je tudi vzrok nastanka proteinopatov. Zaradi zunanjega stresa ali mutacijskih sprememb, gosta faza nastala pri LLPS lahko “stari”, kar pomeni, da ji se spremeni dinamika v bolj togo stanje, kot je gel ali amiloidni fibril. V zadnjih letih so ključne raziskave povezale ta proces agregacije s številnimi nevrodegenerativnimi bolezni, kot so amiotrofična lateralna skleroza (ALS) in frontotemporalna demenca (FTD).

Ključni RNA-vezavni proteini, ki so povezani z razvojem teh bolezni, vključujejo FUS in TDP-43.

=FUS=
==Vloga v celici==
Fused in sarcoma (FUS), včasih Translocated in sarcoma (TLS), je heterogeni jedrski ribonukleoprotein (hnRNP). Nahaja se predvsem v jedru, kjer ima pomembno vlogo pri transkripciji, translaciji, transportu in procesiranju RNA ter popravku napak na DNA. FUS, za razliko od večine drugih podobnih proteinov, pod določenimi pogoji lahko translocira iz jedra v citoplazmo in se kopiči v fibrilarne agregate.
==Zgradba==
FUS ima 526 aminokislinskih ostankov, razporejenih v tri glavne domene. Vsebuje dve urejeni regiji za vezavo nukleinskih kislin, RNA prepoznavni motiv (RRM) in cinkov prst (ZnF). Več kot 70 odstotkov FUS pa sestavljajo neurejene regije (IDR). Zanje je značilna odsotnost velikih hidrofobnih ostankov, zaradi česar niso del sekundarnih struktur, temveč so precej fleksibilni. V N-terminalni domeni (NTD) se nahaja prionu podobna regija (PrLD), ki je bogata z glutaminom, glicinom, serinom in treoninom. Protein vsebuje pa tudi 3 RG/RGG-bogate neurejene regije.
==LLPS in agregacija==

V odsotnosti nukleinske kisline ima le prionu podobna regija (PLD) N-terminalne domene inherentne lastnosti fazne separacije. Ta lahko polimerizira v obliki nepatogenih homogenih amiloidnih fibrilov. Raziskave so pa pokazale, da je RRM, s svojimi velikimi hidrofobičnimi ostanki, tista regija ki je ključna za nastanek toksičnih agregatov. FUS RRM lahko polimerizira v nativnih pogojih v prisotnosti nukleinske kisline, pri čemer pride do dinamičnega odprtja strukture in intramolekularnih interakcij preko osrednjih beta-trakov strukture.

Do nepravilne fazne separacije FUS proteina lahko vodijo različne patogene mutacije, predvsem znutraj PrLD, kot je za FTD značilna G156E, in tudi nekatere posttranslacijske modifikacije. Na primer raziskave so pokazale, da ko argininski ostanki proteina niso metilirani, pride do močnejših interakcij med njimi in aromatskimi aminokislinskimi ostanki, kar povzroči izrazitejšo kondenzacijo.

Možni zaviralci nastajanja toksičnih fibrilov vključujejo ATP, ki se lahko veže na RRM in s tem zvišja kinetično bariero fazne separacije, ter fosforilacija PrLD, za katero se je iskazalo. da zmanjšuje toksičnost te domene ter spremeni dinamiko LLPS.

=TDP-43=
TAR-DNA-binding protein 43 spada v skupino heterogenih jedrnih ribonukleoproteinov (hnRNP). Prvič je bil identificiran kot protein, ki veže TAR DNA pri virusu HIV in zavira prepis DNA. Ta protein se pretežno nahaja v jedrih živčnih celic, a je zmožen preiti tudi v citoplazmo. V jedru je običajno vezan na RNA ali DNA, pri čemer ima večjo afiniteto do RNA.
==Vloga v celici==
TDP-43 je vključen v številne procese v celici, predvsem v metabolizem RNA. Sodeluje pri transkripciji, izrezovanju intronov (splicing) in stabilizaciji mRNA. Veže lahko več tisoč različnih RNA molekul. S faznim prehodom tekoče-tekoče pa lahko sodeluje pri tvorbi stresnih granul in drugih biomolekulskih kondenzatov, ki so ključni za odziv na stres v celicah in metabolizem RNA. Prav tako je pomemben pri nekaterih načinih popravljanja dvojnih prelomov DNA.
==Zgradba==
TDP-43 ima 414 aminokislinskih ostankov in je razdeljen na štiri domene.

'''NTD''':
N-končna domena (NTD), ki je pomembna za polimerizacijo. Prek te domene se tvorijo funkcionalni dimeri oziroma oligomeri v celicah. Različni polimeri pa omogočajo izrezovanje intronov pri molekulah pre-mRNA.

'''RRM1 in RRM2''':
Dva RNA prepoznavna motiva, ki sta potrebna za vezavo RNA oz. DNA. Omogoča vezavo na zaporedja s ponovitvami UG ali TG na 3’-UTR regiji mRNA oz. DNA.

'''CTD''':
C-končna domena (CTD) je domena značilna za prione oz. prion-like domain (PLD). Ta domena ima neurejeno zgradbo (IDR), kar pomeni da je precej fleksibilna. Na skrajnem koncu CTD je regija bogata z glicini in pred tem za prione značilna regija bogata z glutamini in asparagini (Q/N domena). Skoraj vse mutacije značine za razvoj ALS se zgodijo prav v tej domeni, zato je ta domena zelo pomembna pri patogenezi TDP-43.

TDP-43 spreminja svojo konformacijo med “odprto” in “zaprto” obliko. V zaprti konformaciji so prisotne šibke interakcije med domenami, v odprti pa lahko veže ligand. To mu omogoča opravljanje njegovih funkcij (odprta) in zmanjšuje nastajanje apregatov (zaprta).

==LLPS in agregacija==
Prisotnost PLD je glavni gonilec LLPS pri TDP-43. V odprti konformaciji se lahko povežejo domene več monomerov in se lahko tako tvorijo kapljice. Regulacija LLPS poteka z ATP in RNA. Visoke koncentracije RNA v jedru onemogočajo nastanek agregatov. TDP-43 tvori interakcije z RNA preko dveh z argininom in lizinom bogatih regij v CTD, ter z RRM1 in RRM2. Na RRM1 in RRM2 se lahko veže tudi ATP in s tem prepreči agregacijo. ATP se veže tudi na NTD in omogoča funkcionalno oligomerizacijo. Z leti se zmanjša koncentracija ATP, kar vodi v monomerizacijo in izhod iz jedra ter možnost nastanka agregata v citoplazmi. Pojav agregatov je zato bolj pogost pri starejših osebah. Nastanek agregatov pa vodi v uničenje živčnih celic in razvoj patoloških simptomov.

=Zaključek=
LLPS je pomemben celični mehanizem, ki ga je potrebno dobro razumeti, da bi lahko razvili učinkovita zdravila za nevrodegenerativne bolezni, saj so kapljice, ki nastanejo, vmesni korak do nastanka agregatov. Kot tarče učinkovin pa bi lahko uporabili ravno proteine kot sta FUS in TDP-43, saj bi lahko z regulacijo teh proteinov vplivali na zmanjšanje pojava oz. uničenje agregatov. Druge možne tarče za razvoj učinkovin so še encimi, ki omogočajo posttranslacijske modifikacije proteinov v agregatih ter razvoj majhnih molekul, ki bi delovale kot inhibitorji ali pa analogi ATP in bi tako onemogočile nastanek agregata.

=Viri=

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

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T20:38:49Z

Tina Jelaković: /* LLPS in nastanek agregatov */

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T18:01:46Z

Tina Jelaković: /* Uvod */

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T18:00:23Z

Tina Jelaković:

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T17:12:05Z

Tina Jelaković:

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T12:26:02Z

Tina Jelaković:

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T12:24:13Z

Tina Jelaković:

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T12:20:14Z

Tina Jelaković:

=Uvod=
=FUS=
==Vloga v celici==
==Zgradba==
==LLPS in nastanek agregatov==
=TDP-43=
=Zaključek=
=Viri=

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

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T12:19:20Z

Tina Jelaković:

=Uvod=
=FUS=
==Vloga v celici==
==Zgradba==
==Nastanek agregatov==
=TDP-43=
=Zaključek=
=Viri=

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

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T12:18:28Z

Tina Jelaković: Created page with "=Uvod= =FUS= =TDP-43= =Zaključek= =Viri= Category:SEM Category:BMB"

=Uvod=
=FUS=
=TDP-43=
=Zaključek=
=Viri=

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

Nukleoproteinski kompleksi

2026-04-11T12:17:56Z

Tina Jelaković:

Seminarji pri Molekularni biologiji v študijskem letu 2025/26 obravnavajo področje nukleoproteinskih kompleksov, torej povezave med proteini in nukleinskimi kislinami, ki niso zgolj interakcije po principu encim-substrat ali protein-matrica. Zaradi vezave proteina pride do spremembe delovanja nukleinske kisline ali njene topologije, možni pa so tudi drugi scenariji v celici in organizmu. Predstavili bomo nastanek tovrstnih kompleksov, njihovo dinamiko in delovanje pri bakterijah in evkariontih.

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 1600 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 1200–1600 besed), ki ste jih uporabili. Če izjemoma seminar pripravita dva študenta, je obseg povzetka 1000-1200 besed, če je študent sam, pa 700-900 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 20-25 minut, temu pa bo sledila razprava (5-10 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. Če seminar predstavljata dva študenta, imata na voljo 15-20 minut, če je študent sam, pa 10-12 minut.

Seminarske predstavitve bodo potekale med 13. aprilom in 4. majem 2026. 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 20-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. Hkrati je možno, da so izšli še novejši pregledni članki, ki naj imajo prednost pred starejšimi. 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, nekatere teme pa so med seboj vsebinsko povezane.

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_RNA Molekularna biologija RNA].

Seznam tem in referenti:

13. april: 
* [[R-zanke in G-kvadrupleksi pri organizaciji genoma in transkripciji]] (Bine Bedjanič, Žiga Černoša)
* [[Nastanek, sestava in delovanje stresnih granul]] (Neža Uršič, Tjaša Prevodnik, Manja Kokol)
* [[Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih]] (Tina Jelaković, Petar Ničić)
* tema 4

15. april: 
* tema 5
* tema 6
* tema 7

20. april: 
* tema 8
* tema 9
* tema 10
* tema 11

22. april: 
* tema 12
* tema 13
* tema 14

4. maj: 
* tema 15

BIO2 Povzetki seminarjev 2025

2025-12-31T12:38:02Z

Tina Jelaković: /* Povzetki seminarjev */

== Povzetki seminarjev ==
{| class="wikitable"
! študent !! naslov seminarja !! povzetek seminarja
|-
| Sojer, Peter ||naslov
||Inositol fosfati (InsP) in inositol pirofosfati (PP-InsP) so raznolika skupina bioaktivnih molekul, ki izhajajo iz kombinatorne fosforilacije cikloheksanskega inositolnega obroča. Te izjemno raznovrstne molekule, ki so široko razširjene v živih organizmih, delujejo kot sekundarni signalni posredniki, alosterični regulatorji, substrati in strukturni kofaktorji. Njihova kompleksna presnovna mreža je povezana s številnimi celičnimi potmi in tvori zapleten sistem, ki vpliva na skoraj vse vidike celične fiziologije. Ta seminarski članek ponuja celovit pregled najpogostejših InsP in PP-InsP, pri čemer preučuje njihovo biosintezo, presnovne povezave in strukturno raznolikost. Posebna pozornost je namenjena njihovim interakcijam z beljakovinami, vključno z njihovo sposobnostjo, da delujejo kot regulativni ligandi, ki modulirajo stabilnost beljakovin, aktivnost in signalne kaskade. Raziskujemo tudi uveljavljene in nastajajoče metodologije, ki se uporabljajo za preučevanje teh molekul, skupaj z nedavnimi odkritji, ki poudarjajo njihovo vlogo pri ohranjanju fiziološke homeostaze. Poleg tega ta seminarska naloga obravnava posledice motenega metabolizma InsP, pri čemer poudarja, kako dereguliranje prispeva k patološkim stanjem, kot so presnovne motnje, nevrodegeneracija, imunsko disfunkcija in rak. S konsolidacijo trenutnega znanja si to delo prizadeva pojasniti nerešena vprašanja na tem področju in poudariti terapevtski potencial ciljanega delovanja na poti, povezane z InsP, pri boleznih človeka.
|
|-
| Vertnik, Tadej || Proteinska fosfataza 1 pod nadzorom SDS22 in inhibitorja-3 || Proteinska fosfataza 1 (PP1), prisotna v vseh evkariontskih celicah, katalizira velik del defosforilacij serinskih (Ser) in treoninskih (Thr) aminokislinskih ostankov v proteinih. Sodeluje v številnih signalnih poteh in drugih celičnih procesih. Strogo jo regulirajo številni regulatorni interaktorji proteinske fosfataze ena (RIPPO). Dva najpogosteje izražena sta supresor-Dis2-številka 2 (SDS22) in inhibitor-3 (I3). Omenjena regulatorna interaktorja proteinske fosfataze ena (RIPPO) tvorita trojni kompleks s proteinsko fosfatazo 1 (PP1). Njuna delecija vodi do fenotipov mitotske zaustavitve, kar je lahko za nekatere organizme smrtonosno. Funkcija supresorja-Dis2-številka 2 (SDS22) in inhibitorja-3 (I3) je že desetletja neznanka. V preteklosti sta bila SDS22 in I3 poznana zgolj kot aktivatorja in inhibitorja PP1. V minulih letih pa so znanstveniki prišli do podrobnejših ugotovitev o kompleksni večstopenjski vlogi SDS22 in I3 v življenjskem ciklu PP1. Sodelujeta namreč pri stabilizaciji in aktivaciji novih PP1, translokaciji PP1 v jedro in tudi shranjevanju PP1 za ponovno uporabo pri tvorbi holoencimov. Obstoječe študije nakazujejo, da SDS22 in I3 služita tudi kot lovilca PP1 za proteolitsko degradacijo. Predstavljene bodo posamezne in medsebojne interakcije PP1, SDS22 in I3. ||
|-
| Grošelj, Kristina ||VPLIV SONČNE SVETLOBE NA SIGNALNE POTI
||Sončna svetloba je nekaj, s čimer se vsi vsakodnevno srečujemo, ampak le redko pomislimo, kako močno vpliva na celice v naši koži. Koža ni le pasivna pregrada, ampak je aktiven organ, ki zaznava svetlobo s pomočjo posebnih molekul. Najpomembnejši za zaznavanje svetlobe so opsini, ki so svetlobno občutljivi receptorji, ki delujejo podobno kot tisti v očeh, vendar so prisotni tudi v koži. Poleg opsinov sodelujejo še druge molekule, kot so kriptokromi, flavini, hemoproteini in melanin.Ob izpostavljenosti UVA-svetlobi se v keratinocitih aktivira opsin OPN3, ki sproži signalno kaskado preko G-proteinov. Ta vodi do sproščanja kalcija in aktivacije encimov, ki na koncu omogočijo nastanek melaninske kape, ki ščiti DNA pred UVA. Po drugi strani pa UVB in ROS sprožijo signalne poti, kot so MAPK in NF-κB, ki vodijo do razgradnje kolagena, vnetja in fotostaranja kože. Rdeča svetloba pa ima obraten učinek, saj preko mitohondrijev aktivira STAT3, ki spodbuja celjenje ran. Vse te poti kažejo, da sončna svetloba ni enoznačno dobra ali slaba, ampak sproža kompleksne odzive, ki so lahko ali pozitivni ali pa škodljivi, odvisno od količine in vrste svetlobe.
|
|-
| Korbar, Maruša || Osteoartroza: vloga signalne poti Wnt pri ravnovesju med regeneracijo in razgradnjo hrustanca || Osteoartroza je kronična, degenerativna bolezen sklepov, ki prizadene milijone ljudi po svetu in je glavni vzrok invalidnosti oziroma fizične oviranosti pri starejši populaciji. Njen razvoj je na biokemijskem nivoju posledica porušenega ravnovesja med sintezo in razgradnjo hrustančnega zunajceličnega matriksa. Ključno vlogo pri tem igrajo hondrociti, glavne celice sklepnega hrustanca. Njihova presnovna aktivnost je strogo uravnana, k čemur pomembno prispeva Wnt signalizacija. Ta vpliva na razvoj, diferenciacijo in preživetje hondrocitov ter uravnava ravnovesje med proliferacijo in zorenjem celic. V seminarski nalogi se osredotočam na potek signalnih poti in njihov vpliv. Kanonična Wnt/beta-kateninska pot nadzoruje izražanje genov, povezanih s sintezo kolagena, proteoglikanov in encimov za razgradnjo zunajceličnega matriksa. Nekanonične poti (Wnt/PCP in Wnt/ Ca2+) pa urejajo celično polariteto, komunikacijo med celicami in organizacijo tkiva. V zdravem hrustancu so te poti uravnotežene. Prekomerna aktivnost vodi v hipertrofijo hondrocitov, fibrozo in razgradnjo matriksa, medtem ko prenizka aktivnost zmanjšuje regeneracijske sposobnosti. Razumevanje mehanizma teh signalnih poti je zato pomembno za razvoj novih učinkovitih terapevtskih pristopov k zdravljenju osteoartroze. Eden izmed njih je zdravljenje z Lorecivivintom, ki je trenutno v tretji fazi kliničnega testiranja in pri testirancih kaže zelo obetavne rezultate. ||
|-
| Fink Ružič, Ema || Nikotin actetilholinski receptor || Nikotinski acetilholinski receptorji (nAChR) so integralni, od liganda odvisni ionski kanalčki. Sestavljeni so iz petih podenot, ki so razporejene okoli centralnega ionskega kanala. Ob vezavi acetilholina pride do značilnih konformacijskih sprememb v strukturi proteina, kar omogoči prehod kationov. Zaradi sposobnosti, da kemični signal pretvorijo v električnega, imajo ključno vlogo pri prenosu živčnih impulzov in se zato nahajajo v sinapsah centralnega in perifernih živčnih sistemov ter v živčno-mišičnih stikih.

Strukturno so razdeljeni tri funkcionalne dela - na zunajcelični del, transmembranski del in znotrajcelični del. Vezava liganda na ortosterično mesto sproži konformacijske spremembe, ki omogočijo odpiranje ionskega kanala. Poleg ortosteričnih vezavnih mest so bila odkrita tudi alosterična mesta, ki omogočajo dodatno, posredno uravnavanje aktivnosti receptorja. V seminarski nalogi je natančneje opisana struktura receptorja, ter tri različne znane konformacije, v katerih se (nAChR) lahko nahaja. Poleg tega je predstavljena tudi vloga alosteričnih modulatorjev in njihov vpliv na delovanje receptorja. Alosterični modulatorji lahko povečajo (pozitivni modulatorji) ali zmanjšajo (negativni modulatorji) aktivnost receptorja in imajo velik pomen pri razvoju novih zdravil, ki ciljajo na živčni sistem. Eno takih zdravil je danes že v uporabi za zdravljenje poporodne depresije. Ta receptor uravnava tudi sproščanje dopamina v možganih in zato igra pomembno vlogo pri razumevanju zasvojenosti.||
|-
| Neloska, Nina || Serotoninski receptorji in vpliv lipidno-proteinskih interakcij || Serotonin je v splošni javnosti znan kot “molekula dobrega počutja”, saj ga pogosto povezujemo z uravnavanjem razpoloženja. Poleg tega ima številne druge učinke na organizme, zaradi česar je izjemno kompleksna signalna molekula. Razumevanje mehanizmov serotoninske signalizacije je ponovno izziv. Več različnih tipov sinaptičnih serotoninskih receptorjev (5-HT-R), ki večinoma pripadajo družini z G-proteini sklopljenih receptorjev (GPCR), izkazujejo zanimive interakcije z lipidi, zlasti s holesterolom. Ugotovljeno je bilo, da sta učinkovitost in funkcionalna aktivnost 5-HT1-R in 5-HT3-R receptorjev neposredno odvisni od prisotnosti holesterola. Podobno tudi pri serotoninskem prenašalcu (SERT), ki sodeluje pri ponovnem privzemu serotonina v predsinaptično membrano, kaže izrazite spremembe v svojem konformacijskem ravnovesju, kadar je holesterol vezan na specifične domene na proteinu. V sinaptičnih membranah so prisotni številni, evolucijsko ohranjene domene, tako imenovani “lipidni splavi” (angl. lipid rafts), za katere je bilo dokazano, da vplivajo na funkcionalnost receptorjev, kar dodatno potrjuje njihovo vlogo v regulaciji signalnih procesov. Poleg tega serotonin lahko neposredno vpliva na lastnosti membrane z vezavo na polarne glave lipidov, kar spreminja fleksibilnost in premeabilnost membrane ter pospešuje zlivanje veziklov. Te kompleksne interakcije med lipidi in membranskimi proteini, zlasti med serotoninskimi receptorji in lipidi, ki sestavljajo celično membrano, so verjetno ključne za popolno razumevanje serotoninske signalizacije. ||
|-
| Bogataj, Tjaša || Endomembranska signalizacija GPCR || Receptorji sklopljeni z G-proteini (GPCR) so največja skupina celičnih receptorjev. Zaznavajo signale zunaj celice in sprožijo odziv celice preko znotrajceličnih signalov. Sodelujejo pri transkripciji genov, uravnavajo fiziološke procese in so pomembni pri številnih boleznih. Raziskave v zadnjih letih so potrdile, da signalizacija preko G-proteinov ne delujejo le na plazemski membrani, ampak tudi na membranah znotrajceličnih organelov, kot so endosomi in Golgijev aparat. Hipotezo so potrdili s študijo o receptorju za tiroidni stimulirajoči hormon (TSH) in študijo o receptorju za paratiroidni hormon (PTH). Predstavili so nov mehanizem delovanja signalizacije, kjer se lahko cAMP ponovno aktivira tudi po internalizaciji GPCR. Ključen pomen ima jakost interakcije med receptorjem in ligandom ter lokacija in časovno trajanje signalizacije. Pomembno vlogo ima β-arrestin saj omogoči notranjo signalizacijo. Sproži aktivacijo receptorja in prenos receptorja v endosome. Povzroči lahko tudi dodatne signalne poti z nastankom megakompleksov. Sproži desenzitacijo, s čimer prepreči nadaljnjo aktivacijo G-proteinov. Signalizacija GPCR se odvija tudi v jedro, kjer je ključen nastanek PKA holoencimov. Znanstveniki odpirajo novo vprašanje o mehanizmu v znotrajceličnem prostoru, ki bi ga imenovali intrakrini. S tem bi razširili do sedaj znana prepričanja o endokrini, parakrini in avtokrini signalizaciji GPCR. V nadaljevanju bodo predstavljeni ključni mehanizmi endomembranske GPCR in njeni fiziološki učinki, s čimer se odpirajo tudi potencialne možnosti za razvoj novih zdravil. ||
|-
| Uršič, Neža || Signalne poti kot ključni dejavniki pri razvoju motenj avtističnega spektra || Avtizem je zapletena razvojna motnja, ki je v zadnjih letih doživela velik porast. Pojavlja se v različnih stopnjah težavnosti, zato je del motenj avtističnega spektra. Povzroča težave s socialno komunikacijo, socialno interakcijo in težave na področju fleksibilnosti mišljenja. Ker je zelo kompleksna bolezen za njen pojav ne moremo določiti le enega samega razloga, temveč se pojavi zaradi interakcij genetskih, okolijskih in imunoloških dejavnikov. Med drugim so zelo pomembne različne signalne poti (wnt, mTOR in Notch) in sinaptične funkcije, katerih nepravilno delovanje lahko vodi do razvoja avtizma. Mutacije v wnt signalizaciji vodijo do prevelike proliferacije embrionalnih živčnih matičnih celic, prekomerno delovanje mTOR signalne poti pa povzroča povečano sintezo z avtizmom povezanih proteinov. Sinaptični proteini, ki skrbijo za pravilno delovanje sinaps in so povezani z avtizmom so nevroligini, nevreksini, kalcijevi in natrijevi kanalčki ter proteini SHANK. K razvoju simptomov avtizma lahko prispevajo tudi imunski dejavniki. Predvsem nepravilno delovanje in avtofagija mikroglija celic ter z njimi povezane notch signalizacije. Zaenkrat znanstveniki še niso odkrili zdravila oz. terapije, ki bi delovala celostno in bi izboljšala vse simptome avtizma. Zato je boljše razumevanje teh poti in njihovih mehanizmov pomembno za odkrivanje novih in učinkovitejših terapij, ki bi olajšale življenja mnogim osebam z motnjami avtističnega spektra. ||
|-
| Sitki, Anna || Posebnosti glikogena v možganih in nevrološke bolezni shranjevanja glikogena || Funkcije in presnova glikogena, ki v celicah predstavlja zalogo energije, so najbolje raziskane v mišičnih in jetrnih celicah. Zaradi raznolikosti funkcij je nedavno poraslo zanimanje za preučevanje glikogena v možganskih celicah, predvsem v astrocitih. Tam predstavlja hiter vir energije, poleg tega pa aktivno sodeluje pri posredni energijski oskrbi nevronov, uravnavanju homeostaze glutamata in utrjevanju sinaptičnih povezav za višje kognitivne funkcije. Mutacije v genih, ki kodirajo za encime sodelujoče v presnovi glikogena, vodijo do nevroloških bolezni shranjevanja glikogena, kot so Laforina bolezen, odrasla bolzen poliglukozanskih teles in Pompejeva bolezen. Zaradi nabiranja poliglukozanskih telesc v možganskih celicah te bolezni spremljajo tudi nevrološki simptomi. Obstoječe terapije za nabiranje glikogena v celicah, kot je encimska nadomestna terapija, pri boleznih osrednjega živčevja niso učinkovite, saj ne prehajajo krvno-možganske pregrade. V razvoju so druge metode, kot so vezava encimov na protitelesa, intracerebroventrikularna aplikacija zdravil, transport skozi receptorje v krvno-možganski pregradi in genske terapije. Največji izziv ostaja učinkovit vnos v možgane in iskanje enotnega načina terapije za vse n-GSD. Napredek na tem področju bo odprl možnosti za zdravljenje tudi drugih nevrodegenerativnih bolezni, povezanih z moteno presnovo glikogena. ||
|-
| Kranjc Praprotnik, Ana || Glukoneogeneza kot ključni dejavnik pri sladkorni bolezni tipa 2 || Sladkorna bolezen tipa 2 je obolenje, ki ni prirojeno, ampak se razvije skozi življenje posameznika. Nanjo vpliva vrsta številnih dejavnikov med drugim tudi metabolna pot glukoneogeneza, katere moten potek znotraj jetrnih celic lahko negativno vpliva na obolele. Ta proces uravnava vrsta dejavnikov med katerimi sta najbolj pomembna hormona inzulin in glukagon. Njuni nasprotujoči učinki zagotavljajo homeostazo krvnega sladkorja med drugim preko nadzora transkripcije glukoneogeneznih encimov fosfoenol karboksilaza in glukoza-6-fosfataza. Porušenje te dinamike lahko pripomore k napačni regulaciji metabolizma glukoze, kar lahko povzroči nastanek bolezni ali njeno poslabšanje. Raziskave so pokazale, da na elemente glukoneogeneznega mehanizma učinkuje tudi encim in regulator sirtuin1, katerega boljše razumevanje predstavlja novo možnost za zdravljenje diabetesa tipa 2. V medicini pa se za blaženje zdravljenje že uporablja učinkovina metformin. Na videz preprosta molekula lahko poseže v celične procese preko adenozin monofosfat kinaza odvisne in neodvisne poti in s tem na številne načine blaži prekomerno delovanje omenjene metabolne poti. Razumevanje različnih vidikov zaviranja in spodbujanja glukoneogeneze je eden izmed ključnih korakov za razvoj novih učinkovin, ki bi lahko zmanjšale simptome sladkorne bolezni tipa 2 ali celo pripomogle k popolni ozdravitivi ene izmed najbolj razširjenih bolezni moderne družbe. ||
|-
| Černoša, Žiga || Glukokinaza pri človeku - več kot le heksokinaza || Glukokinaza (GCK) je encim, ki spada v širšo skupino encimov heksokinaz. Najdemo jo predvsem v β–celicah pankreasa in v hepatocitih, kjer katalizira reakcijo fosforilacije glukoze v glukozo–6–fosfat ob porabi ATP. Je monomerni encim, ki ga kodira en sam gen, tega pa regulirata dva različna promotorja, t. i. upstream v β–celicah pankreasa in t. i. downstream v hepatocitih. Izbiro promotorja preko transkripcijskih faktorjev posredno uravnava hormon inzulin. V jetrih je sinteza encima glukokinaze regulirana transkripcijsko – posredno z inzulinom; več kot ga je, večja je promocija transkripcije – kot tudi post–translacijsko z glukokinaznim regulatornim proteinom, ki GCK zadržuje v neaktivni obliki v hepatocitnem jedru. V pankreasu GCK predstavlja senzor za koncentracijo glukoze v krvi, zato se izraža neprestano, na podlagi zaznav pa se v kri sprošča inzulin. Med heksokinazami GCK izkazuje unikatno kinetiko, z najnižjo vezavno afiniteto za glukozo in navideznim kooperativnim efektom, kar gre pripisati spremembam konformacijskih stanj encima ob katalitični funkciji. Nepravilno delovanje GCK v našem telesu lahko vodi do najrazličnejših zdravstvenih zapletov, med njimi monogenskih oblik diabetesa, ki se kažejo v raznih oblikah hipo– ali hiperglikemije, zato je nujna učinkovita diagnostika bolezenskih stanj, kot tudi prihodnje raziskovanje delovanja, pomena in celičnih mehanizmov v povezavi z GCK. ||
|-
| Peteh, Zoja || Pentoza fosfatna pot – nova obzorja spregledane presnovne poti || Pentoza fosfatna pot (PPP) je metabolna pot oksidacije glukoze, konkurenčna glikolizi. V bioloških sistemih je prisotna od nastanka prvih oblik življenja in ohranjena je v vseh organizmih. Po prvem koraku glikolize se od nje loči in porablja glukoza-6-fosfat za tvorbo NADPH v oksidativni in riboze-5-fosfat v neoksidativni veji. NADPH ima poglavitno vlogo pri vzdrževanju redukcijsko-oksidacijske homeostaze in je nepogrešljiv za regeneracijo antioksidantov, obenem pa lahko tudi podpira nastajanje reaktivnih zvrsti. Razmerje med PPP in glikolizo skokovito naraste, ko je celica izpostavljena oksidativnemu stresu. Metabolni preklop je rezultat sodelovanja transkripcijskih, alosteričnih in posttranslacijskih regulatornih mehanizmov. Odgovor na stresne pogoje pa sega onkraj generacije NADPH in vključuje tudi aktivno indukcijo izražanja genov, povezanih z odzivom na stres. NADPH z redukcijskim potencialom za anabolni metabolizem in metaboliti neoksidativne veje kot prekurzorji omogočajo biosintezo lipidov, aminokislin, nukleotidov, vitaminov B2 in B6 ter podporo metabolizmu folata. Na področju uravnavanja cirkadiane ure so novi izsledki izzvali uveljavljen model transkripcijsko-translacijske povratne zanke in razkrili filogenetsko ohranjene redoks ritme, neodvisne od ciklov prepisovanja. PPP kot kritični vir NADPH se izkaže za pomembnega regulatorja tako transkripcijskih kot redoks oscilacij. PPP lahko deluje pro- ali antiferoptozno. Verjetno pa so med vsemi tipi celic od PPP najbolj odvisni prav nevroni. ||
|-
| Željko, Urška || ||Parkinsonova bolezen je nevrodegenerativna bolezen, pri kateri odmirajo dopaminerični nevroni v predelu srednjih možganov imenovani substania nigra. Značilnosti bolezni so oligomeri in fibrili proteina α-sinukleida v citosolu, okvare v mitohondrijskih funkcijah in njim sledeči simptomi, kot je med drugim tudi povišano število kisikovih reaktivnih zvrsti. Mitohondrijska akonitaza je eden od encimov Krebsovega cikla in prispeva k nastanku energije za celico, njena aktivnost pa je znižana pri bonikih s Parkinsonovo boleznijo. Pri bolezni so bili nivoji akonitaz nizki tako v citosolu kot v mitohondriju, pravtako so bili povišani nivoji “prostega“ Fe2⁺" ter reaktivnih kisikovih zvrsti. Teorije o tem, ali so Lewyjeva telesca posledica okvar mitohondrja, ali prekomerna sinteza alfa-sinukleina povzroči neravnotežje pri komunikaciji med mitohondrijem in ostankom celice, kar povzroči njegovo okvaro. Ne plivajo pa le razmerja encimov na metabolizem celice, temveč tudi intermediati. Razmere alfa-ketoglutarata in fumarata na primer vpljiva na to, koliko bo metiliran ostal četrti lizin na tretjem histonu nukleosoma. Ob metabolizmu zdrave celice namreč razmerje intermediatov povzroči demetilacijo H3K4me3,(epigenetsko modifikacijo, ki jo najdemo tudi na promotorski regiji gena alfa-sinukleina), kar povzroči manjše izražanje tega gena. Pri bolnikih Parkinsonove bolezni pa zaradi drugačnega razmerja do demetilacije ne pride in je gen (tudi SNCA gen) več izražen.||
|-
| Matjašec, Klemen ||Metaboliti cikla citronske kisline in njihov vpliv na zdravje Kosti in osteoporozo ||Osteoporoza je bolezen, za katero je značilno zmanjšanje kostne mase in gostote, kar vodi v povečano tveganje za zlome. K nastanku bolezni prispevajo staranje, hormonske spremembe in epigenetski dejavniki, ki vplivajo na diferenciacijo osteoblastov in osteoklastov. V zadnjih letih so raziskave pokazale, da intermediati citratnega cikla, kot so citrat, α-ketoglutarat in itakonat, poleg svoje energetske vloge sodelujejo tudi pri epigenetski regulaciji. Ti intermediati vplivajo na acetilacijo in demetilacijo histonov ter s tem na izražanje genov, ki uravnavajo kostni metabolizem. Encimi, kot so piruvat dehidrogenaza in α-KG dehidrogenaza, lahko delujejo tudi v jedru, kjer tvorijo lokalne vire acetil-CoA in sukcinil-CoA za histonske modifikacije. Poleg tega α-KG in itakonat kažeta terapevtski potencial, saj zmanjšujeta izgubo kostne mase in spodbujata regeneracijo kosti. Demetilaze, kot je FTO, prav tako uravnavajo kostno diferenciacijo in odziv celic na stres. Vsa ta odkritja kažejo, da povezava med celičnim metabolizmom in epigenetskimi spremembami odpira nove možnosti za zdravljenje osteoporoze. ||
|-
| Trojer, Pavel || Kataplerotske in anaplerotske reakcije Krebsovega cikla || Krebsov cikel ni pomemben le za oksidacijo acetil-CoA, ampak ima vlogo metabolnega krožišča, na katerem se srečujejo reakcije anabolizma in katabolizma. Intermediati igrajo ključno vlogo pri biosintezi glukoze, aminokislin, lipidov in drugih ključnih molekul. Zaradi preusmerjanja intermediatov cikla na takšne metabolne poti (katapleroza), se nabor molekul cikla zmanjša. Posledica tega vpelje nujnost obstoja reakcij, ki te molekule dopolnjujejo (anapleroza), ter vzdržujejo njihove koncentracije približno konstantne. Primer takšne reakcije je encimsko katalizirana pretvorba piruvata v oksaloacetat z encimom piruvat karboksilazo, ki ima nadvse kompleksno zgradbo in delovanje. Po drugi strani se oksaloacetat lahko pretvarja v fosfoenolpiruvat z encimom fosfoenolpiruvat karboksikinaza, ki izraža neobičajen nadzor pretoka skozi lastno reakcijo. Neustrezna regulacija teh dveh reakcij je tesno povezana s kronično hiperglikemijo (povišana raven krvnega sladkorja) oziroma diabetesom tipa 2, ki nastopi, če je pretok v proces glukoneogeneze prekomeren. Ena izmed kataplerotskih reakcij je tudi transport citrata iz mitohondrija, ki deluje kot način prenosa acetil koencima A v citosol za namen biosinteze predvsem maščobnih kislin. Preučena literatura jasno utemeljuje, kako pomembna je pravilna regulacija katapleroze in anapleroze za potrebe metabolnega ravnovesja in kako centralno vlogo ima Krebsov cikel v celičnih procesih, saj je preko omenjenih anaplerotskih in kataplerotskih reakcij v tesnem stiku z glukoneogenezo in lipogenezo. ||
|-
|Šen Bubnjevič, Nuša ||Možne modifikacije Krebsovega cikla ob celičnem stresu ||Krebsov cikel ni le osrednja metabolna pot za aerobno pridobivanje ATP, temveč predstavlja tudi fleksibilno mrežo, ki omogoča celicam prilagoditev na različne stresorje. Ob oksidativnem stresu, ki ga povzročajo reaktivni kisikovi delci (ROS), se cikel preusmeri, da zmanjša nastajanje NADH in hkrati poveča proizvodnjo NADPH, kar krepi antioksidativne sisteme. Alfa ketoglutarat deluje kot neencimski “scavenger” ROS, pri čemer nastane sukcinat, ki deluje tudi kot signalna molekula za sprožitev obrambnih mehanizmov. Krebsov cikel je tudi ključnega pomena pri obrambi proti kovinski toksičnosti, saj nekateri intermediati cikla sodelujejo pri imobilizaciji nekaterih toksičnih kovin. Pseudomonas fluorescens lahko nasprotuje toksičnemu aluminiju tako, da preusmeri pretvorbo citrata v oksalat, kar omogoča vezavo aluminijevih ionov in njihovo odstranjevanje iz celice. Pri cinku se Krebsov cikel prilagodi z večjo sintezo oksaloacetata in alfa ketoglutarata, ki podpirata nastanek aminokislin za imobilizacijo cinka, ter z vzpodbujanjem ATP proizvodnje preko substratne fosforilacije. Obenem se poveča aktivnost encimov za tvorbo NADPH, medtem ko so encimi, ki proizvajajo NADH, zavirani, kar krepi antioksidativne sisteme in zmanjšuje oksidativni stres. Poleg tega modulacija Krebsovega cikla vpliva na dovzetnost bakterij za antibiotike. Povečana aktivnost cikla in proizvodnja NADH krepita protonsko motorno silo, kar omogoča učinkovitejši transport določenih antibiotikov v bakterijsko celico. ||
|-
|Zaletelj,Teja||Mitohondriji – več kot le vir energije: razkrita pot sinteze maščobnih kislin||Mitohondriji so dolgo veljali za »energetske tovarne« celice, kjer poteka razgradnja hranil in nastanek energije ATP z oksidativno fosforilacijo. V zadnjem desetletju pa postaja vse jasneje, da ti organeli niso le končno mesto katabolizma, temveč tudi pomembno središče biosintetskih procesov. Med njimi je ključna, a dolgo spregledana, mitohondrijska sinteza maščobnih kislin. Čeprav je znano, da ravno ta pot sodeluje pri nastanku lipojske kisline-nepogrešljive za delovanje Krebsovega cikla, še vedno ni jasno, zakaj mitohondriji ohranjajo lastno pot sinteze maščobnih kislin in kako ta vpliva na njihovo energijsko učinkovitost. Avtorji članka so želeli razjasniti vlogo mitohondrijske sintezne poti maščobnih kislin pri uravnavanju oksidativnega metabolizma ter razkriti, kako pomanjkanje te poti vpliva na mitohondrijsko funkcijo in bolezni. Z uporabo živalskih modelov, bolniških vzorcev in biokemijskih metod so analizirali izražanje genov v tej poti, strukturo kompleksov elektronske transportne verige in metabolne posledice motenj v tej poti. Raziskava razkriva, da ta pot ni pomembna le za sintezo lipojske kisline, temveč tudi za tvorbo daljših acilnih verig, potrebnih za sestavljanje kompleksov dihalne verige. Motnje v njej povzročajo napake v dihanju, presnovne bolezni in nevrološke simptome.||
|-
|Filipič, Žan||Pomen ketonskih telesc za celice in dolgoživost||Ketonska telesca nastajajo v jetrih med β-oksidacijo maščobnih kislin. Medtem ko je aceton večinoma le stranski produkt, se acetoacetat in β-hidroksibutirat uporabljata kot vir energije, predvsem v možganih, srcu in mišicah. Poleg tega, da telesu priskrbijo energijo, pa imajo ketonska telesca tudi druge funkcije. Pri metabolizmu ketonskih telesc nastane namreč oksidativni stres, ki v telesu sproži hormezni odziv. Tako ketonska telesca posredno pripomorejo k antioksidativnemu in protivnetnemu delovanju v mitohondrijih, izboljšajo njihovo funkcijo, sprožijo popravljanje DNA, avtofagijo… Vse te učinke dosežejo z aktivacijo regulatornih proteinov kot so Nrf2 (transkripcijski faktor povezan z eritroidnim faktorjem 2), sirtuini (družina NAD+ odvisnih deacetilaz) in AMPK (AMP-aktivirane kinaze)… Nekatere študije nakazujejo, da ima β-hidroksibutirat poleg posrednega morda tudi neposreden vpliv. Pri nekaterih živalih pa so ketonska telesca povzročila podaljšano življenjsko dobo, npr. pri vinskih mušicah, C. elegans. Predvideva se, da bi lahko β-hidroksibutirat na podoben način z različnimi epigenetskimi vplivi podaljšal življenjsko dobo tudi pri človeku. Zaradi raznih pozitivnih učinkov so se razvile ketogene diete. Čeprav jih večina uporablja za izgubljanje prekomerne telesne teže, imajo tudi drugačne aplikacije. Zanimive so predvsem za bolnike s srčnimi boleznimi, epilepsijo, … Problemi zaradi ketonskih telesc pa se pojavijo, če njihova koncentracija v krvi preveč naraste, saj to povzroči ketoacidozo.||
|-
|Špan, Ana||Regulacija proteinov procesa β oksidacije glede na življenjski slog||Maščobne kisline so pomemben vir energije, shranjujejo se v obliki trigliceridov v maščobnem tkivu. Z njihovo razgradnjo s procesom β-oksidacije v mitohondrijih predstavljajo dolgoročno energijsko zalogo organizmov. Čeprav je primarni vir energije glukoza, lahko telo zaradi intenzivnosti fizične aktivnosti, hormonske regulacije ter razpoložljive zaloge makrohranil prioritizira oksidacijo maščobnih kislin. Enega največjih porabnikov energije v telesu predstavljajo skeletne mišice, ki imajo več mitohondrijev in transporterjev maščobnih kislin kot preostale celice. Ti transporterji so: CD36, FABPpm, FABPc ter FATP, kateri omogočajo transport maščobnih kislin v celico ter iz nje. Njihova koncentracija in lega v miocitu sta odvisna od treh glavnih signalnih poti, ki so močno odvisne ena od druge. Te poti so AMPK, ki se aktivira ob povečani porabi ATP-ja, PGC-1α, ki vpliva na izražanje encimov β-oksidacije in PPAR, ki pa z aktivacijo poveča transkripcijo genov za transport maščobnih kislin. Oksidacijo maščobnih kislin posredno usmerjata tudi telesna aktivnost, ki preko signalnih poti vpliva na število mitohondrijev in transporterjev ter HFD, ki poveča koncentracijo FFA v celici. Količina transporterjev je odvisna tudi od spola posameznika, saj imajo ženske na splošno več le-teh, ter njegovega ITM, prekomerno težki imajo namreč slabši izkoristek β-oksidacije kot ljudje z normalno telesno maso.||
|-
|Vetrih, Elina||Vpliv časa pri zaužitju maščob na metabolizem||Dandanes ima vedno večji del populacije diabetes tipa 2 ali prekomerno telesno težo. Eden izmed razlogov je tudi neenakomerno in ne regulirano uživanje obrokov. Časovna razporeditev obrokov pomembno vpliva na metabolizem. Študije kažejo, da pozno uživanje hrane zmanjša lipidni katabolizem, poveča lipogenezo in poveča verjetnost za debelost. Ravno obratno pa časovno omejeno prehranjevanje izboljša metabolizem, zato cirkadiadna ura prehranjevanja kaže pomembno strategijo pri preprečevanju presnovnih bolezni.
Presnova maščob in njenih kislin je natančno usklajena z notranjo biološko uro, ki v telesu uravnava dnevne ritme metabolizma. Osrednji cirkadiani regulator SCN (Suprachiasmatic nucleus) preko signalov svetlobe koordinira periferni cirkadiani sistem v jetrih, maščevju in mišicah. Mehanizem je pod vplivom transkripcijske zanke BMAL1 (brain and Mucle hydrocarbon receptor nuclear translocator-like1 ali Basic helix-loop-helix ARNT-like protein 1) in CLOCK (circadian locomotor output cycles kaput protein), ki aktivira izražanje genov PER (Period Circadian Regulator) in CRY (Cryptochrome Circadian Regulator), ti pa z negativno povratno zanko zavirajo kompleks BMAL1 in CLOCK. S tem uravnavajo 24-urni ritem. Hkrati pa REV-ERB in RORγ (related orphan receptor gamma) jedrna receptorja sinhronizirata uravnavanje genov povezanih z metabolizmom lipidov.
Cirkadiani sistem vpliva na ključne poti presnove maščob, kot sta sinteza in razgradnja trigliceridov, beta-oksidacijo maščobnih kislin, sintezo holesterola in nastanka žolčnih kislin. Tudi absorpcija lipidov, nastanek hilomikronov ter izločanje VLDL je pod vplivom tega sistema.||
|-
|Pikelj, Vesna||Pomen razvejanih aminokislin||Razvejane aminokisline so izjemnega pomena za organizem. Le-te namreč sodelujejo pri procesih, brez katerih organizem ne more preživeti. Pomembne so za sekrecijo inzulina iz β Langerhansovih otočkov, promovirajo sintezo novih proteinov v tkivih, se vgrajujejo v nove proteine, lahko inhibirajo proteaze in s tem preprečijo razgradnjo proteinov, ob pomankanju ogljikovih hidratov/stradanju jih lahko organizem oksidira za pridobivanje energije. Njihova koncentracija v krvni plazmi, ki jo uravnava cirkadiani ritem, vpliva na komunikacijo med astrociti in nevroni, med možgani in perifernimi organi, nekatere študije celo kažejo, da lahko pomagajo pri zdravljenju možganskih poškodb. Obstajajo mnoge patologije, ki jih lahko prepoznamo po nenavadnih koncentracijah razvejanih aminokislin v krvni plazmi, npr. nespečnost, apneja med spanjem, diabetes tipa 2, bolezni srca in ožilja ... Nenormalne koncentracije razvejanih aminokislin v krvi so lahko tudi posledica/indikatorji raznih bolezni jeter, ki so sicer ključen organ za metabolizem aminokislin. Primer takšne bolezni je nealkoholna zamaščenost jeter, kjer se koncentracija razvejanih aminokislin poveča, pri cirozi jeter pa je ta koncentracija manjša. Poleg patoloških pa so tudi drugi dejavniki, ki vplivajo na cirkadiane ritme in s tem na koncentracijo razvejanih aminokislin, npr. debelost, izmensko delo ipd.||
|-
|Založnik, Lina||Regulacija katabolizma aminokislin in njegov vpliv na razvoj debelosti in diabetesa tipa 2||Katabolizem aminokislin je natančno reguliran in ima mnogo širšo vlogo, kot zgolj pretvorbo presežkov aminokislin v energijo. V zadnjih letih je postalo jasno, da produkti njihove razgradnje delujejo kot pomembni signalni regulatorji, ki vplivajo na gensko ekspresijo, hormonske poti, epigenetske mehanizme in celotno presnovno homeostazo. Ključno vlogo pri tem imajo encimi, ki razgrajujejo aminokisline (AADE), njihovo izražanje pa uravnavajo hormoni, kot sta glukagon in glukokortikoidi, ter jetrni transkripcijski faktorji HNF1 in HNF4α. Dodatno plast regulacije predstavlja mikroRNA, ki lahko zavira translacijo posameznih encimov, kar pomembno vpliva na presnovo aminokislin z razvejano verigo (BCAA) in posledično na aktivnost signalnih poti, kot je mTORC1.
Črevesna mikrobiota prav tako pomembno prispeva k metabolizmu aminokislin, saj proizvaja metabolite, ki vplivajo na energetsko ravnovesje, funkcijo imunskega sistema in nastanek potencialno toksičnih spojin. Motnje v teh presnovnih mehanizmih so povezane z razvojem debelosti, inzulinske rezistence in diabetesa tipa 2, pri čemer posebno izstopa kopičenje BCAA zaradi zmanjšane aktivnosti encimov BCAT() in BCKDH. Spremembe v presnovi triptofana in njegovi kinureninski poti dodatno prispevajo k moteni inzulinski signalizaciji. Zato se katabolizem aminokislin vse bolj prepoznava kot pomemben dejavnik presnovnega zdravja ter potencialna tarča za prihodnje terapevtske pristope.||
|-
|Ničić, Petar||Cikel uree in hiperamonemija: okvare v ciklu in možni terapevtski pristopi||Cikel uree je ključna metabolna pot specifična za jetra, ki predstavlja zelo pomemben del sistema, ki vzdržuje homeostazo v organizmu. Reakcije, ki ga sestavljajo, omogočajo pretvorbo metabolitov, kot so aminokisline, v odpadni dušikov produkt, sečnino. Celoten proces je natančno reguliran, nekatere molekule pa lahko na različne načine vplivajo na potek cikla. Primera takšnih molekul sta acetil-CoA in NAD+, posebej zanimiv je NAD+, ki sodeluje pri regulaciji cikla preko regulatornih proteinov sirtuinov, ki nadzirajo več delov cikla. Disrupcije v ciklu, ki se kažejo kot razvoj patoloških stanj pa so lahko zelo resne in privedejo do razvoja hiperamonemije. Primera takšnih obolenj sta citrulinemija tipa 1 in 2, ki nastopita, če se encim ASS1 (argininosukcinat sintetaza I) pri tipu 1, in AGC2 (aspartat-glutamatni prenašalec II) pri tipu 2, okvari in pride do kopičenja citrulina in posledično tudi amonijaka v telesu. Pri obeh pride do mutacij v genu za protein, ki je posledično nedelujoč oz. ima zmanjšano delovanje in se cikel uree ne more izvesti do konca. Da ne pride do zapletov po razvoju hiperamonemije, ki vključujejo tudi komo in smrt, pa je ključno posredovanje z zdravili, ki omogočajo znižanje koncentracije amonijaka v krvi in s tem odpravijo stanje hiperamonemije. Zdravila lahko delujejo na več načinov.||
|-
|Kokol, Manja||Vloga amonijaka pri hepatični encefalopatiji||Hepatična encefalopatija je pogost in ponavljajoč zaplet, ki se pojavi pri boleznih povezanimi z jetri in njihovim delovanjem. Po navadi spremlja akutno odpoved jeter, operacijo šanta in cirozo. Posledica hepatične encefalopatije so različni nevropsihiatrični simptomi, ki segajo od poslabšanja kognitivnih funkcij do kome. Razvoj hepatične encefalopatije je povezan s povečano koncentracijo amonijaka v telesu, ki je posledica okvarjenega delovanja cikla uree. Ko se v jetrih premalo amonijaka pretvori v ureo, začnejo tega razstrupljevati ostali organi. Razstrupljanje amonijaka v mišicah in možganih poteka preko encima glutamin sintetaza, ki glutamat pretvori v glutamin. Povečane koncentracije amonijaka in glutamina v celicah so vzrok različnih motenj, kot sta na primer mišična sarkopenija in možganski edem (oteklina možganov). Za hepatično encefalopatijo je značilna okvara mitohondrijev, predvsem v astrocitnih. Kot posledica okvare, v mitohondrijih nastajajo reaktivne kisikove zmesi, ki v celicah povzročajo oksidativni stres. Simptome hepatične encefalopatije povzroča tudi spremenjeno delovanje nevronskih receptorjev, kot sta NMDA receptor in GABA-A receptor. Nekatera obstoječa zdravila za hepatično encefalopatijo izboljšujejo njene simptome, vendar ne delujejo pri vseh bolnikih in ne odpravijo vzroka bolezni. Zato bi lahko boljše razumevanje metabolizma amonijaka vodilo k učinkovitejšim možnostim zdravljenja hepatične encefalopatije.||
|-
|Rampre, Inja||Nekodirajoče RNA kot dirigenti motenj mitohondrijske oksidativne fosforilacije||Nekodirajoče ribonukleinske kisline so pogosto spregledane zaradi svoje majhnosti, vendar raziskave kažejo, da imajo ključno vlogo v regulaciji celičnih procesov. Ta pregled osvetljuje njihov vpliv na elektronsko transportno verigo in oksidativno fosforilacijo, ki sta ključna procesa za pridobivanje celične energije. Analiza sodobne literature nam predstavi, kako nekodirajoče ribonukleinske kisline preko regulacije transkripcije in translacije oblikujejo sestavo kompleksov, kot je ATP sintaza. Tako vzpostavijo ali porušijo homeostazo oksidativne fosforilacije. Posledično tako vplivajo na druge celične procese in z njimi povezane bolezni in odpornost proti zdravilom. V pregledu je sicer predstavljenih nekaj konkretnih primerov regulacije kompleksov oksidativne fosforilacije z nekoridajočimi ribonukleinskimi kislinami, a poznamo še ogromno drugih, ki v tem pregledu niso zajeti.||
|-
|Jeretič, Timon||Vzroki in posledice endosimbiotskega prenosa genov||Prenos mitohondrijskih genov v jedro je kompleksen večstopenjski proces. Glavni dejavniki, ki vplivajo na ta proces so: kontrola redox reakcij, hidrofobnost in velikost proteinov, centralna kontrola mitohondrijev in energijska učinkovitost. Če bi mitohondriji ostali samostojni bi se celica težje integrirala in delovala enotno. Prenos genov se začne tako, da fragment mtDNA vstopi v jedro, kjer dobi aktivacijsko sekvenco in N-končni transportni peptid za mitohondrije. V citosolu se sintetizira, v mitohondriju pa se zvije in izgubi transportni peptid. Na podlagi silnic razložimo, da se ohranijo predvsem katalitične podenote elektronske prenašalne verige. Mitohondrijske gene lahko ročno premaknemo v jedro, so pa fragmenti mtDNA, ki se sami vstavijo v DNA eden od vzrokov za staranje organizma.||
|-
|Debevec, Ana||Vloga disfunkcije oksidativne fosforilacije v patofiziologiji shizofrenije||Mitohondrijska disfunkcija predstavlja enega osrednjih mehanizmov, ki prispevajo k razvoju shizofrenije. Okvare kompleksov oksidativne fosforilacije zmanjšajo nastanek ATP in povečajo tvorbo reaktivnih kisikovih spojin, kar vodi v poškodbe lipidov, proteinov in notranje mitohondrijske membrane. Porušeno razmerje NADH/NAD⁺ preusmeri presnovo v glikolizo, kar povzroči kopičenje laktata in znižanje pH, s tem pa dodatno oslabi delovanje nevronov. Zaradi pomanjkanja ATP upade stabilnost sinaptičnih povezav in učinkovitost prenosa informacij v možganskih mrežah. Energijska neučinkovitost močno vpliva na dopaminske poti. V mezokortikalni poti oslabi sproščanje dopamina v prefrontalni skorji, kar je povezano z negativnimi in kognitivnimi simptomi. Hkrati porušena regulacija v mezolimbični poti lahko povzroči pretirano dopaminsko signalizacijo, ki je povezana s pozitivnimi simptomi. Skupni rezultat teh sprememb je zmanjšana usklajenost nevronskih mrež ter moteno procesiranje informacij, kar pomembno prispeva k značilnim simptomom shizofrenije.||
|-
|Kovač, Maša||Mitohondriji in staranje||Staranje je izredno kompleksen proces, na katerega vpliva veliko različnih faktorjev, eden najpomembnejših izmed njih pa je delovanje mitohondrijev. V mitohondrijih poteka oksidativna fosforilacija (OXPHOS), med katero nastaja ATP, kar celice oskrbuje z dovoljšno energijo za opravljanje ključnih procesov, kot so biosinteza in popravljanje proteinov. Motnje v mitohondrijskem delovanju pomembno prispevajo k staranju, zlasti zaradi neravnovesja v nastajanju reaktivnih kisikovih zvrsti (ROS) ter okvar v mehanizmih, ki skrbijo za pravilno sintezo, zlaganje, uvoz in razgradnjo mitohondrijskih proteinov. S tem so povezane napake v biosintezi, kot so mutacije v DNA, nepravilen import proteinov, nepravilno zvijanje, sestavljanje v funkcionalne komplekse ter nepravilni mehanizmi popravljanja in degradacije poškodovanih ali nepravilno zvitih proteinov. Pomembne v raziskovanju staranja so tudi neklasične poti, kot je reverzna elektronska pot (RET), pri kateri se generira ogromna količina ROS in je prisotna pri boleznih povezanih s starostjo, hkrati pa lahko zaradi svojih produktov tudi sama vodi v poškodbe tkiv in staranje. raziskave pa kažejo, da obstajajo terapije, ki lahko s povečanjem učinkovitosti mitohondrijev pomagajo v preventivi staranja. Najbolj raziskana je trenutno restrikcija kalorij, sledi pa telesna vadba. Pod novejše terapije pa se štejeta mitohondrijska transplantacija in popravljanje napak mitohondrijskega DNA z bioinženiringom.||
|-
|Činkole Črček, Anja || Inovacije v fotosintezi kot strategija za povečanje svetovne preskrbe s hrano || Lakota je eden izmed večjih izzivov s katerimi se soočajo države celega sveta. Po ocenah za leto 2024 je lakota prizadela približno 8,2 odstotka svetovne populacije oziroma 673 milijonov ljudi. Poleg lakote pa je potrebno poudariti, da se premalo govori o kakovosti in varnosti hrane. Povpraševanje po hrani se bo, po ocenah do leta 2050, dvignilo za 50 %. Nezadostna količina hrane in slaba kakovost le te povzročata zdravstvene težave, neizpopolnjenost potencialov in osebno trpljenje. Aktualna tematika je torej, kako izboljšati in povečati pridelavo hrane. Eden izmed vidikov, o katerih se zaenkrat na tem področju ni veliko govorilo, je biološki, mikrobiološki, biokemijski in kemijski vidik. Znanstveniki so se v zadnjih letih še temeljiteje posvetili razumevanju mehanizmov fotosinteze, saj bi z njihovo optimizacijo lahko izboljšali učinkovitost pretvorbe energije v biomaso in večji pridelek. Raziskave so se osredotočile na več ključnih področij: optimizacijo svetlobe in fotoprotekcijo, izboljšanje elektronske transportne verige, izpopolnjevanje mehanizmov koncentracije CO2 ter optimizacijo encimov Calvinovega cikla. Ker se posamezne metode razlikujejo po svoji učinkovitosti, ostaja nadaljnje raziskovanje teh procesov izjemno pomembno za razvoj bolj produktivnih rastlin.||
|-
|Milić, Danka || Saharoza in dentalni karies: oralni biofilmi in polimikrobne interakcije v mikrookoljih || Sladkor, predvsem saharoza, je danes skoraj nepogrešiv del vsakodnevne prehrane - najdemo jo v namiznem sladkorju, pecivu, slaščicah, gaziranih pijačah, marmeladah, žitnih mešanicah... Pogosto ga uživamo brez jasne predstave o tem, kako vpliva na zdravje naših zob. Dentalni karies je ena najpogostejših bolezni, ki se pojavlja že v zgodnjem otroštvu, takoj po izrasti zob. Nastane kot posledica delovanja bakterije Streptococcus mutans, ki saharozo pretvarja v glukane, potrebne za izgradnjo EPS-matriksa. Ta deluje kot mehanska pregrada in zaščita, omogoča nastanek koncentracijskih gradientov in trajno zakisanih mikrookolj ter ustvarja pogoje za oblikovanje patogenih niš in demineralizacijo sklenine.
Zdravljenje je težko, saj karijesa ne povzroča ena sama bakterija, temveč polimikrobna skupnost, do katere antibiotiki zaradi matriksa teže prodrejo. V ustni votlini poleg kariogenih obstajajo tudi vrste, ki aktivno zavirajo patogenost biofilma, ter druge, ki v singeriji s Streptococcus mutans pospešujejo njegovo virulentnost. To potrjuje, da gre za izjemno dinamičen ekosistem in ne za pasivno, enostavno okužbo.
|-
|Lara Gobec||Končni sintezni produkti fotosinteze: saharoza, škrob in celuloza|| Seminarska naloga je fokusirana na končne presnovne produkte procesa fotosintez. Ti nastanejo iz trioznih fosfatov, ki so primarni produkt Calvinovega cikla. Najprej je opisana saharoza, ki nastaja v citosolu in ni le transporta molekula in vir energija, temveč je tudi regulacijska molekula v višjih rastlinah. Ob pospešeni fotosintezi se začne v stromi kloroplasta sintetizirati tudi škrob, ki je porabi odvečne triozne fosfatne, sprosti anorganski fosfor in skladišči ogljik. Hkrati tudi fino regulira koncentracijo anorganskega fosfata Pi v kloroplastu. Večina se ga čez noč razgradi in v citoslu sintetizira v saharozo. Dotaknila sem se tudi celuloze, ki je strukturni polisaharid in se sintetizira na plazmalemi celice, ter skrbi za trdnost in zaščito celic. Omenila sem tudi fotorespiacijo, ki je pomembna zaščita in regulacija Calvinovega cikla, čeprav se sprva zdi potratna in neučinkovita.
|-
|Nejc Štante||EVOLUCIJA C4 FOTOSINTEZE|| Rubisco je encim, ki lahko na ribulozo-1,5-bisfosfat veže tako kisik kot CO2. Vezava kisika pelje do izgub, zato so nekatere rastline razvile C4 fotosintezo, ki proces razdelijo med dve celici, kar omogoča nastanek CO2 mikrookolja okoli Rubisca in s tem zmanjša vezavo kisika (fotorespiracijo). Ker proces poteka med dvema vrstama celic, mezofilnih celic in celic žilne ovojnice, je njuno razmerje in število zelo pomembno. C4 rastline so zato razvile liste tipičnih Kranz struktur, ki imajo veliko listnih žil s številnimi celicami žilne ovojnice. Razvoj v pravo C4 fotosintezo je potekal preko intermediatov, ki so zasnovali osnovni sistem koncentriranja CO2 okoli Rubisca. Tako C3, kot tudi intermediati in C4 rastline vsebujejo enake metabolne encime. Prišlo je le do manjših modifikacij izražanja genov (epigenetske in transkripcijske modifikacije), kar je povzročilo, da so določeni metabolni encimi celično specifični. To je dopuščalo C4 dvocelični sistem. Pri fosfoenolpiruvat karboksilazi, odgovorni za fiksacijo hidrogenkarbonata na fosfoenol piruvat, je prišlo tudi do spremembe v aminokislinski zgradbi, ki je stabilizirala vezavo substrata in otežila vezavo inhibitorjev (aspartat, malat). Majhne spremembe v izražanju in delovanju encimov so vodile do povsem spremenjene fotosinteze in bolj učinkovite vezave CO2.
|-
|Bine Bedjanič||Sfingolipidi: Od biosinteze do vloge v celični in tkivni homeostazi||Sfingolipidi predstavljajo kompleksni in biološko zelo pomembno skupino lipidov, ki so dolgo veljali le za strukturne elemente celičnih membran, danes pa vemo, da imajo tudi izjemno pomembne regulatorne in signalne funkcije. Njihova osnovna zgradba temelji na sfingoidni bazi na katero je vezana maščobna acilna veriga. Takšna kombinacija brez dodanih stranskih skupin tvori osnovni sfingolipid imenovan ceramid, ki predstavlja tudi osrednji presnovni produkt in izhodišče za nastanek mnogih kompleksnih sfingolipidov, ki sodelujejo pri stabilnosti membran, organizaciji membranskih domen in celični signalizaciji. Funkcionalno najpomembnejši kompleksni sfingolipidi so sfingomielin, fosfosfingolipid, in gangliozidi, ki spadajo med glikosfingolipide. Biosinteza in katabolizem sfingolipidov sta natančno uravnavana procesa, saj ravnovesje med posameznimi molekulami drastično vpliva na osnovne celične procese. Posebej pomembno je ravnovesje med ceramidom in osnovnim fosfosfingolipidom sfingozin-1-fosfatom, ki delujeta kot signalni molekuli, a z nasprotnima učinkoma v procesih, kot sta proliferacija in apoptoza. Motnje v presnovi sfingolipidov so povezane z mnogimi patološkimi stanji, vključno z nevrodegenerativnimi, presnovnimi in kardiovaskularnimi boleznimi, kar poudarja njihov biomedicinski pomen. Razumevanje biosinteze, razgradnje in signalnih vlog sfingolipidov zato predstavlja pomembno izhodišče za nadaljnje raziskave mehanizmov celične homeostaze in razvoj inovativnih terapevtskih pristopov.
|-
|Urša Presker||HIV proti holesterolu: mehanizmi ateroskleroze in obetavne terapevtske strategije||Predstavljajte si, da vaš imunski sistem bije bitko proti virusu, hkrati pa se v vaših žilah odvija tiha vojna s holesterolom. Ta borba poteka predvsem med makrofagi in virusnim proteinom Nef, ki preprečuje učinkovito prenašanje holesterola iz makrofagov na HDL delce. Holesterol se posledično kopiči v makrofagih, ti se preoblikujejo v penaste celice, te pa mašijo žile in pospešujejo aterosklerozo. HIV poskuša doseči zmago tudi preko zmanjšanja števila in funkcionalnosti HDL delcev, zaradi česar se presežni holesterol težje odstranjuje iz telesa. Pri tem mu pomaga tudi encim CETP, katerega naloga je preoblikovanje HDL v nestabilne delce, ki se hitreje razgradijo in posledično izgubijo svojo zaščitno protivnetno funkcijo.
Na strani našega telesa pa se bori protiretrovirusna terapija, ki skuša kontrirati Nefovim napadom, vendar HDL delcev ne more povrniti v popolnoma funkcionalno obliko. Znanstveniki zato iščejo druge obetavne soborce, kot so selektivni LXR in RXR agonisti, ApoA-I mimetični peptidi in HDL infuzije, ki lahko povečajo iztok holesterola, zmanjšajo vnetje in zaščitijo srce in žile. Razumevanje teh bojnih strategij odpira vrata k novim, ciljno usmerjenim pristopom, ki bi lahko izboljšali kakovost življenja oseb, okuženih s HIV, in zmanjšali tveganje za srčno-žilne bolezni.|
|-
|Eva Lanišek||Kennedyjeva pot kot celični regulator fosfatidilholina|| Fosfatidilholin je osrednji fosfolipid celičnih membran in poleg strukturne vloge deluje kot ključni regulator membranske organizacije, celične signalizacije in presnove. Njegova prisotnost ter ustrezna količina v membranah sta bistveni za ohranjanje fluidnosti, stabilnosti ter optimalne funkcionalnosti celičnih organelov, kot so mitohondriji, endoplazemski retikulum, Golgijev aparat in endosomi. Zaradi teh pomembnih vlog je biosintetska pot fosfatidilholina natančno regulirana in poteka v več celičnih kompartmentih, pri čemer se dinamično prilagaja trenutnim potrebam celice.
Glavna biosintetska pot, imenovana Kennedyjeva pot, omogoča tvorbo fosfatidilholina iz holina preko aktiviranega vmesnega produkta citidin-difosfat-holina. S sintezo se odziva na trenutno lipidno sestavo membran in razpoložljivost substratov ter tako prilagodi tvorbo fosfatidilholina. Kadar pa primarna pot ne zadostuje, na primer ob pomanjkanju holina ali povečani potrebi po fosfatidilholinu, celica aktivira alternativno fosfatidiletanolamin N-metiltransferazno pot. Ta omogoča sintezo fosfatidilholina z drugačnim encimskim mehanizmom, kar vodi do spremenjene sestave maščobnih kislin v fosfolipidih. Takšna prilagoditev je ključna za vzdrževanje membranske homeostaze, zagotavljanje pravilne fluidnosti membran ter stabilnega delovanja celice tudi ob spremenjenih presnovnih pogojih. S tem ohranja optimalno delovanje svojih organelov in celičnih funkcij.|
|-
|Jelaković, Tina||Shikimate sintezna pot kot vir novih zdravil za tuberkulozo||Tuberkuloza je ena od najbolj pogostih človeških bolezni. Povzroča jo bakterija Mycobacterium tuberculosis. Ta prizadene več milijonov ljudi vsako leto, ter še vedno ima visoko stopnjo umrljivosti. Na primer, leta 2024. je zaradi tuberkuloze umrlo 1,23 milijonov ljudi. Poleg tega, meni se, da več kot en bilijon ljudi trenutno ima latentno tuberkulozno infekcijo, ki lahko povzroči tuberkulozo kasneje v življenju. Danes že obstajajo številna zdravila za tuberkolozo, predvsem kombinacija antibiotikov, kot so rifampicin, izoniazid, pirazinamid in etambutol. No, v zadnjem času se pokazalo, da bakterije vedno več pogosto mutirajo do novih tako imenovanih MDR (multi-drug resistance) sevov tako, da razvijejo odpornost proti njim. Zaradi tega ostaja nujno še vedno iskati nova zdravila. Več takšnih možnosti raziskave skrito je v shikimate poti sinteze molekule korizmata, prekurzorja aromatičnih aminokislin, ubikinona in folatov. Ta pot je dokazano ključna za življenje bakterij, v ljudeh pa sploh ni prisotna. Sedem encimov shikimate poti, DAHP (3-deoksi-D-arabinoheptulosonat-7-fosfat) sintaza, DHQ (3-dehidrokinat) sintaza, DHQ dehidrataza, shikimate dehidrogenaza, shikimate kinaza, EPSP (5-enolpiruvilshikimate-3-fosfat) sintaza ter korizmat sintaza, zato lahko predstavljajo tarčo za inhibitorne molekule. V teoriji, te bi, z minimalnimi posledicami za telo gostitelja, lahko uničile vse seve Mycobacterium tuberculosis.
|-

BIO2 Povzetki seminarjev 2025

2025-12-31T12:35:31Z

Tina Jelaković: /* Povzetki seminarjev */

BIO2 Povzetki seminarjev 2025

2025-12-31T12:34:43Z

Tina Jelaković: /* Povzetki seminarjev */

== Povzetki seminarjev ==
{| class="wikitable"
! študent !! naslov seminarja !! povzetek seminarja
|-
| Sojer, Peter ||naslov
||Inositol fosfati (InsP) in inositol pirofosfati (PP-InsP) so raznolika skupina bioaktivnih molekul, ki izhajajo iz kombinatorne fosforilacije cikloheksanskega inositolnega obroča. Te izjemno raznovrstne molekule, ki so široko razširjene v živih organizmih, delujejo kot sekundarni signalni posredniki, alosterični regulatorji, substrati in strukturni kofaktorji. Njihova kompleksna presnovna mreža je povezana s številnimi celičnimi potmi in tvori zapleten sistem, ki vpliva na skoraj vse vidike celične fiziologije. Ta seminarski članek ponuja celovit pregled najpogostejših InsP in PP-InsP, pri čemer preučuje njihovo biosintezo, presnovne povezave in strukturno raznolikost. Posebna pozornost je namenjena njihovim interakcijam z beljakovinami, vključno z njihovo sposobnostjo, da delujejo kot regulativni ligandi, ki modulirajo stabilnost beljakovin, aktivnost in signalne kaskade. Raziskujemo tudi uveljavljene in nastajajoče metodologije, ki se uporabljajo za preučevanje teh molekul, skupaj z nedavnimi odkritji, ki poudarjajo njihovo vlogo pri ohranjanju fiziološke homeostaze. Poleg tega ta seminarska naloga obravnava posledice motenega metabolizma InsP, pri čemer poudarja, kako dereguliranje prispeva k patološkim stanjem, kot so presnovne motnje, nevrodegeneracija, imunsko disfunkcija in rak. S konsolidacijo trenutnega znanja si to delo prizadeva pojasniti nerešena vprašanja na tem področju in poudariti terapevtski potencial ciljanega delovanja na poti, povezane z InsP, pri boleznih človeka.
|
|-
| Vertnik, Tadej || Proteinska fosfataza 1 pod nadzorom SDS22 in inhibitorja-3 || Proteinska fosfataza 1 (PP1), prisotna v vseh evkariontskih celicah, katalizira velik del defosforilacij serinskih (Ser) in treoninskih (Thr) aminokislinskih ostankov v proteinih. Sodeluje v številnih signalnih poteh in drugih celičnih procesih. Strogo jo regulirajo številni regulatorni interaktorji proteinske fosfataze ena (RIPPO). Dva najpogosteje izražena sta supresor-Dis2-številka 2 (SDS22) in inhibitor-3 (I3). Omenjena regulatorna interaktorja proteinske fosfataze ena (RIPPO) tvorita trojni kompleks s proteinsko fosfatazo 1 (PP1). Njuna delecija vodi do fenotipov mitotske zaustavitve, kar je lahko za nekatere organizme smrtonosno. Funkcija supresorja-Dis2-številka 2 (SDS22) in inhibitorja-3 (I3) je že desetletja neznanka. V preteklosti sta bila SDS22 in I3 poznana zgolj kot aktivatorja in inhibitorja PP1. V minulih letih pa so znanstveniki prišli do podrobnejših ugotovitev o kompleksni večstopenjski vlogi SDS22 in I3 v življenjskem ciklu PP1. Sodelujeta namreč pri stabilizaciji in aktivaciji novih PP1, translokaciji PP1 v jedro in tudi shranjevanju PP1 za ponovno uporabo pri tvorbi holoencimov. Obstoječe študije nakazujejo, da SDS22 in I3 služita tudi kot lovilca PP1 za proteolitsko degradacijo. Predstavljene bodo posamezne in medsebojne interakcije PP1, SDS22 in I3. ||
|-
| Grošelj, Kristina ||VPLIV SONČNE SVETLOBE NA SIGNALNE POTI
||Sončna svetloba je nekaj, s čimer se vsi vsakodnevno srečujemo, ampak le redko pomislimo, kako močno vpliva na celice v naši koži. Koža ni le pasivna pregrada, ampak je aktiven organ, ki zaznava svetlobo s pomočjo posebnih molekul. Najpomembnejši za zaznavanje svetlobe so opsini, ki so svetlobno občutljivi receptorji, ki delujejo podobno kot tisti v očeh, vendar so prisotni tudi v koži. Poleg opsinov sodelujejo še druge molekule, kot so kriptokromi, flavini, hemoproteini in melanin.Ob izpostavljenosti UVA-svetlobi se v keratinocitih aktivira opsin OPN3, ki sproži signalno kaskado preko G-proteinov. Ta vodi do sproščanja kalcija in aktivacije encimov, ki na koncu omogočijo nastanek melaninske kape, ki ščiti DNA pred UVA. Po drugi strani pa UVB in ROS sprožijo signalne poti, kot so MAPK in NF-κB, ki vodijo do razgradnje kolagena, vnetja in fotostaranja kože. Rdeča svetloba pa ima obraten učinek, saj preko mitohondrijev aktivira STAT3, ki spodbuja celjenje ran. Vse te poti kažejo, da sončna svetloba ni enoznačno dobra ali slaba, ampak sproža kompleksne odzive, ki so lahko ali pozitivni ali pa škodljivi, odvisno od količine in vrste svetlobe.
|
|-
| Korbar, Maruša || Osteoartroza: vloga signalne poti Wnt pri ravnovesju med regeneracijo in razgradnjo hrustanca || Osteoartroza je kronična, degenerativna bolezen sklepov, ki prizadene milijone ljudi po svetu in je glavni vzrok invalidnosti oziroma fizične oviranosti pri starejši populaciji. Njen razvoj je na biokemijskem nivoju posledica porušenega ravnovesja med sintezo in razgradnjo hrustančnega zunajceličnega matriksa. Ključno vlogo pri tem igrajo hondrociti, glavne celice sklepnega hrustanca. Njihova presnovna aktivnost je strogo uravnana, k čemur pomembno prispeva Wnt signalizacija. Ta vpliva na razvoj, diferenciacijo in preživetje hondrocitov ter uravnava ravnovesje med proliferacijo in zorenjem celic. V seminarski nalogi se osredotočam na potek signalnih poti in njihov vpliv. Kanonična Wnt/beta-kateninska pot nadzoruje izražanje genov, povezanih s sintezo kolagena, proteoglikanov in encimov za razgradnjo zunajceličnega matriksa. Nekanonične poti (Wnt/PCP in Wnt/ Ca2+) pa urejajo celično polariteto, komunikacijo med celicami in organizacijo tkiva. V zdravem hrustancu so te poti uravnotežene. Prekomerna aktivnost vodi v hipertrofijo hondrocitov, fibrozo in razgradnjo matriksa, medtem ko prenizka aktivnost zmanjšuje regeneracijske sposobnosti. Razumevanje mehanizma teh signalnih poti je zato pomembno za razvoj novih učinkovitih terapevtskih pristopov k zdravljenju osteoartroze. Eden izmed njih je zdravljenje z Lorecivivintom, ki je trenutno v tretji fazi kliničnega testiranja in pri testirancih kaže zelo obetavne rezultate. ||
|-
| Fink Ružič, Ema || Nikotin actetilholinski receptor || Nikotinski acetilholinski receptorji (nAChR) so integralni, od liganda odvisni ionski kanalčki. Sestavljeni so iz petih podenot, ki so razporejene okoli centralnega ionskega kanala. Ob vezavi acetilholina pride do značilnih konformacijskih sprememb v strukturi proteina, kar omogoči prehod kationov. Zaradi sposobnosti, da kemični signal pretvorijo v električnega, imajo ključno vlogo pri prenosu živčnih impulzov in se zato nahajajo v sinapsah centralnega in perifernih živčnih sistemov ter v živčno-mišičnih stikih.

Strukturno so razdeljeni tri funkcionalne dela - na zunajcelični del, transmembranski del in znotrajcelični del. Vezava liganda na ortosterično mesto sproži konformacijske spremembe, ki omogočijo odpiranje ionskega kanala. Poleg ortosteričnih vezavnih mest so bila odkrita tudi alosterična mesta, ki omogočajo dodatno, posredno uravnavanje aktivnosti receptorja. V seminarski nalogi je natančneje opisana struktura receptorja, ter tri različne znane konformacije, v katerih se (nAChR) lahko nahaja. Poleg tega je predstavljena tudi vloga alosteričnih modulatorjev in njihov vpliv na delovanje receptorja. Alosterični modulatorji lahko povečajo (pozitivni modulatorji) ali zmanjšajo (negativni modulatorji) aktivnost receptorja in imajo velik pomen pri razvoju novih zdravil, ki ciljajo na živčni sistem. Eno takih zdravil je danes že v uporabi za zdravljenje poporodne depresije. Ta receptor uravnava tudi sproščanje dopamina v možganih in zato igra pomembno vlogo pri razumevanju zasvojenosti.||
|-
| Neloska, Nina || Serotoninski receptorji in vpliv lipidno-proteinskih interakcij || Serotonin je v splošni javnosti znan kot “molekula dobrega počutja”, saj ga pogosto povezujemo z uravnavanjem razpoloženja. Poleg tega ima številne druge učinke na organizme, zaradi česar je izjemno kompleksna signalna molekula. Razumevanje mehanizmov serotoninske signalizacije je ponovno izziv. Več različnih tipov sinaptičnih serotoninskih receptorjev (5-HT-R), ki večinoma pripadajo družini z G-proteini sklopljenih receptorjev (GPCR), izkazujejo zanimive interakcije z lipidi, zlasti s holesterolom. Ugotovljeno je bilo, da sta učinkovitost in funkcionalna aktivnost 5-HT1-R in 5-HT3-R receptorjev neposredno odvisni od prisotnosti holesterola. Podobno tudi pri serotoninskem prenašalcu (SERT), ki sodeluje pri ponovnem privzemu serotonina v predsinaptično membrano, kaže izrazite spremembe v svojem konformacijskem ravnovesju, kadar je holesterol vezan na specifične domene na proteinu. V sinaptičnih membranah so prisotni številni, evolucijsko ohranjene domene, tako imenovani “lipidni splavi” (angl. lipid rafts), za katere je bilo dokazano, da vplivajo na funkcionalnost receptorjev, kar dodatno potrjuje njihovo vlogo v regulaciji signalnih procesov. Poleg tega serotonin lahko neposredno vpliva na lastnosti membrane z vezavo na polarne glave lipidov, kar spreminja fleksibilnost in premeabilnost membrane ter pospešuje zlivanje veziklov. Te kompleksne interakcije med lipidi in membranskimi proteini, zlasti med serotoninskimi receptorji in lipidi, ki sestavljajo celično membrano, so verjetno ključne za popolno razumevanje serotoninske signalizacije. ||
|-
| Bogataj, Tjaša || Endomembranska signalizacija GPCR || Receptorji sklopljeni z G-proteini (GPCR) so največja skupina celičnih receptorjev. Zaznavajo signale zunaj celice in sprožijo odziv celice preko znotrajceličnih signalov. Sodelujejo pri transkripciji genov, uravnavajo fiziološke procese in so pomembni pri številnih boleznih. Raziskave v zadnjih letih so potrdile, da signalizacija preko G-proteinov ne delujejo le na plazemski membrani, ampak tudi na membranah znotrajceličnih organelov, kot so endosomi in Golgijev aparat. Hipotezo so potrdili s študijo o receptorju za tiroidni stimulirajoči hormon (TSH) in študijo o receptorju za paratiroidni hormon (PTH). Predstavili so nov mehanizem delovanja signalizacije, kjer se lahko cAMP ponovno aktivira tudi po internalizaciji GPCR. Ključen pomen ima jakost interakcije med receptorjem in ligandom ter lokacija in časovno trajanje signalizacije. Pomembno vlogo ima β-arrestin saj omogoči notranjo signalizacijo. Sproži aktivacijo receptorja in prenos receptorja v endosome. Povzroči lahko tudi dodatne signalne poti z nastankom megakompleksov. Sproži desenzitacijo, s čimer prepreči nadaljnjo aktivacijo G-proteinov. Signalizacija GPCR se odvija tudi v jedro, kjer je ključen nastanek PKA holoencimov. Znanstveniki odpirajo novo vprašanje o mehanizmu v znotrajceličnem prostoru, ki bi ga imenovali intrakrini. S tem bi razširili do sedaj znana prepričanja o endokrini, parakrini in avtokrini signalizaciji GPCR. V nadaljevanju bodo predstavljeni ključni mehanizmi endomembranske GPCR in njeni fiziološki učinki, s čimer se odpirajo tudi potencialne možnosti za razvoj novih zdravil. ||
|-
| Uršič, Neža || Signalne poti kot ključni dejavniki pri razvoju motenj avtističnega spektra || Avtizem je zapletena razvojna motnja, ki je v zadnjih letih doživela velik porast. Pojavlja se v različnih stopnjah težavnosti, zato je del motenj avtističnega spektra. Povzroča težave s socialno komunikacijo, socialno interakcijo in težave na področju fleksibilnosti mišljenja. Ker je zelo kompleksna bolezen za njen pojav ne moremo določiti le enega samega razloga, temveč se pojavi zaradi interakcij genetskih, okolijskih in imunoloških dejavnikov. Med drugim so zelo pomembne različne signalne poti (wnt, mTOR in Notch) in sinaptične funkcije, katerih nepravilno delovanje lahko vodi do razvoja avtizma. Mutacije v wnt signalizaciji vodijo do prevelike proliferacije embrionalnih živčnih matičnih celic, prekomerno delovanje mTOR signalne poti pa povzroča povečano sintezo z avtizmom povezanih proteinov. Sinaptični proteini, ki skrbijo za pravilno delovanje sinaps in so povezani z avtizmom so nevroligini, nevreksini, kalcijevi in natrijevi kanalčki ter proteini SHANK. K razvoju simptomov avtizma lahko prispevajo tudi imunski dejavniki. Predvsem nepravilno delovanje in avtofagija mikroglija celic ter z njimi povezane notch signalizacije. Zaenkrat znanstveniki še niso odkrili zdravila oz. terapije, ki bi delovala celostno in bi izboljšala vse simptome avtizma. Zato je boljše razumevanje teh poti in njihovih mehanizmov pomembno za odkrivanje novih in učinkovitejših terapij, ki bi olajšale življenja mnogim osebam z motnjami avtističnega spektra. ||
|-
| Sitki, Anna || Posebnosti glikogena v možganih in nevrološke bolezni shranjevanja glikogena || Funkcije in presnova glikogena, ki v celicah predstavlja zalogo energije, so najbolje raziskane v mišičnih in jetrnih celicah. Zaradi raznolikosti funkcij je nedavno poraslo zanimanje za preučevanje glikogena v možganskih celicah, predvsem v astrocitih. Tam predstavlja hiter vir energije, poleg tega pa aktivno sodeluje pri posredni energijski oskrbi nevronov, uravnavanju homeostaze glutamata in utrjevanju sinaptičnih povezav za višje kognitivne funkcije. Mutacije v genih, ki kodirajo za encime sodelujoče v presnovi glikogena, vodijo do nevroloških bolezni shranjevanja glikogena, kot so Laforina bolezen, odrasla bolzen poliglukozanskih teles in Pompejeva bolezen. Zaradi nabiranja poliglukozanskih telesc v možganskih celicah te bolezni spremljajo tudi nevrološki simptomi. Obstoječe terapije za nabiranje glikogena v celicah, kot je encimska nadomestna terapija, pri boleznih osrednjega živčevja niso učinkovite, saj ne prehajajo krvno-možganske pregrade. V razvoju so druge metode, kot so vezava encimov na protitelesa, intracerebroventrikularna aplikacija zdravil, transport skozi receptorje v krvno-možganski pregradi in genske terapije. Največji izziv ostaja učinkovit vnos v možgane in iskanje enotnega načina terapije za vse n-GSD. Napredek na tem področju bo odprl možnosti za zdravljenje tudi drugih nevrodegenerativnih bolezni, povezanih z moteno presnovo glikogena. ||
|-
| Kranjc Praprotnik, Ana || Glukoneogeneza kot ključni dejavnik pri sladkorni bolezni tipa 2 || Sladkorna bolezen tipa 2 je obolenje, ki ni prirojeno, ampak se razvije skozi življenje posameznika. Nanjo vpliva vrsta številnih dejavnikov med drugim tudi metabolna pot glukoneogeneza, katere moten potek znotraj jetrnih celic lahko negativno vpliva na obolele. Ta proces uravnava vrsta dejavnikov med katerimi sta najbolj pomembna hormona inzulin in glukagon. Njuni nasprotujoči učinki zagotavljajo homeostazo krvnega sladkorja med drugim preko nadzora transkripcije glukoneogeneznih encimov fosfoenol karboksilaza in glukoza-6-fosfataza. Porušenje te dinamike lahko pripomore k napačni regulaciji metabolizma glukoze, kar lahko povzroči nastanek bolezni ali njeno poslabšanje. Raziskave so pokazale, da na elemente glukoneogeneznega mehanizma učinkuje tudi encim in regulator sirtuin1, katerega boljše razumevanje predstavlja novo možnost za zdravljenje diabetesa tipa 2. V medicini pa se za blaženje zdravljenje že uporablja učinkovina metformin. Na videz preprosta molekula lahko poseže v celične procese preko adenozin monofosfat kinaza odvisne in neodvisne poti in s tem na številne načine blaži prekomerno delovanje omenjene metabolne poti. Razumevanje različnih vidikov zaviranja in spodbujanja glukoneogeneze je eden izmed ključnih korakov za razvoj novih učinkovin, ki bi lahko zmanjšale simptome sladkorne bolezni tipa 2 ali celo pripomogle k popolni ozdravitivi ene izmed najbolj razširjenih bolezni moderne družbe. ||
|-
| Černoša, Žiga || Glukokinaza pri človeku - več kot le heksokinaza || Glukokinaza (GCK) je encim, ki spada v širšo skupino encimov heksokinaz. Najdemo jo predvsem v β–celicah pankreasa in v hepatocitih, kjer katalizira reakcijo fosforilacije glukoze v glukozo–6–fosfat ob porabi ATP. Je monomerni encim, ki ga kodira en sam gen, tega pa regulirata dva različna promotorja, t. i. upstream v β–celicah pankreasa in t. i. downstream v hepatocitih. Izbiro promotorja preko transkripcijskih faktorjev posredno uravnava hormon inzulin. V jetrih je sinteza encima glukokinaze regulirana transkripcijsko – posredno z inzulinom; več kot ga je, večja je promocija transkripcije – kot tudi post–translacijsko z glukokinaznim regulatornim proteinom, ki GCK zadržuje v neaktivni obliki v hepatocitnem jedru. V pankreasu GCK predstavlja senzor za koncentracijo glukoze v krvi, zato se izraža neprestano, na podlagi zaznav pa se v kri sprošča inzulin. Med heksokinazami GCK izkazuje unikatno kinetiko, z najnižjo vezavno afiniteto za glukozo in navideznim kooperativnim efektom, kar gre pripisati spremembam konformacijskih stanj encima ob katalitični funkciji. Nepravilno delovanje GCK v našem telesu lahko vodi do najrazličnejših zdravstvenih zapletov, med njimi monogenskih oblik diabetesa, ki se kažejo v raznih oblikah hipo– ali hiperglikemije, zato je nujna učinkovita diagnostika bolezenskih stanj, kot tudi prihodnje raziskovanje delovanja, pomena in celičnih mehanizmov v povezavi z GCK. ||
|-
| Peteh, Zoja || Pentoza fosfatna pot – nova obzorja spregledane presnovne poti || Pentoza fosfatna pot (PPP) je metabolna pot oksidacije glukoze, konkurenčna glikolizi. V bioloških sistemih je prisotna od nastanka prvih oblik življenja in ohranjena je v vseh organizmih. Po prvem koraku glikolize se od nje loči in porablja glukoza-6-fosfat za tvorbo NADPH v oksidativni in riboze-5-fosfat v neoksidativni veji. NADPH ima poglavitno vlogo pri vzdrževanju redukcijsko-oksidacijske homeostaze in je nepogrešljiv za regeneracijo antioksidantov, obenem pa lahko tudi podpira nastajanje reaktivnih zvrsti. Razmerje med PPP in glikolizo skokovito naraste, ko je celica izpostavljena oksidativnemu stresu. Metabolni preklop je rezultat sodelovanja transkripcijskih, alosteričnih in posttranslacijskih regulatornih mehanizmov. Odgovor na stresne pogoje pa sega onkraj generacije NADPH in vključuje tudi aktivno indukcijo izražanja genov, povezanih z odzivom na stres. NADPH z redukcijskim potencialom za anabolni metabolizem in metaboliti neoksidativne veje kot prekurzorji omogočajo biosintezo lipidov, aminokislin, nukleotidov, vitaminov B2 in B6 ter podporo metabolizmu folata. Na področju uravnavanja cirkadiane ure so novi izsledki izzvali uveljavljen model transkripcijsko-translacijske povratne zanke in razkrili filogenetsko ohranjene redoks ritme, neodvisne od ciklov prepisovanja. PPP kot kritični vir NADPH se izkaže za pomembnega regulatorja tako transkripcijskih kot redoks oscilacij. PPP lahko deluje pro- ali antiferoptozno. Verjetno pa so med vsemi tipi celic od PPP najbolj odvisni prav nevroni. ||
|-
| Željko, Urška || ||Parkinsonova bolezen je nevrodegenerativna bolezen, pri kateri odmirajo dopaminerični nevroni v predelu srednjih možganov imenovani substania nigra. Značilnosti bolezni so oligomeri in fibrili proteina α-sinukleida v citosolu, okvare v mitohondrijskih funkcijah in njim sledeči simptomi, kot je med drugim tudi povišano število kisikovih reaktivnih zvrsti. Mitohondrijska akonitaza je eden od encimov Krebsovega cikla in prispeva k nastanku energije za celico, njena aktivnost pa je znižana pri bonikih s Parkinsonovo boleznijo. Pri bolezni so bili nivoji akonitaz nizki tako v citosolu kot v mitohondriju, pravtako so bili povišani nivoji “prostega“ Fe2⁺" ter reaktivnih kisikovih zvrsti. Teorije o tem, ali so Lewyjeva telesca posledica okvar mitohondrja, ali prekomerna sinteza alfa-sinukleina povzroči neravnotežje pri komunikaciji med mitohondrijem in ostankom celice, kar povzroči njegovo okvaro. Ne plivajo pa le razmerja encimov na metabolizem celice, temveč tudi intermediati. Razmere alfa-ketoglutarata in fumarata na primer vpljiva na to, koliko bo metiliran ostal četrti lizin na tretjem histonu nukleosoma. Ob metabolizmu zdrave celice namreč razmerje intermediatov povzroči demetilacijo H3K4me3,(epigenetsko modifikacijo, ki jo najdemo tudi na promotorski regiji gena alfa-sinukleina), kar povzroči manjše izražanje tega gena. Pri bolnikih Parkinsonove bolezni pa zaradi drugačnega razmerja do demetilacije ne pride in je gen (tudi SNCA gen) več izražen.||
|-
| Matjašec, Klemen ||Metaboliti cikla citronske kisline in njihov vpliv na zdravje Kosti in osteoporozo ||Osteoporoza je bolezen, za katero je značilno zmanjšanje kostne mase in gostote, kar vodi v povečano tveganje za zlome. K nastanku bolezni prispevajo staranje, hormonske spremembe in epigenetski dejavniki, ki vplivajo na diferenciacijo osteoblastov in osteoklastov. V zadnjih letih so raziskave pokazale, da intermediati citratnega cikla, kot so citrat, α-ketoglutarat in itakonat, poleg svoje energetske vloge sodelujejo tudi pri epigenetski regulaciji. Ti intermediati vplivajo na acetilacijo in demetilacijo histonov ter s tem na izražanje genov, ki uravnavajo kostni metabolizem. Encimi, kot so piruvat dehidrogenaza in α-KG dehidrogenaza, lahko delujejo tudi v jedru, kjer tvorijo lokalne vire acetil-CoA in sukcinil-CoA za histonske modifikacije. Poleg tega α-KG in itakonat kažeta terapevtski potencial, saj zmanjšujeta izgubo kostne mase in spodbujata regeneracijo kosti. Demetilaze, kot je FTO, prav tako uravnavajo kostno diferenciacijo in odziv celic na stres. Vsa ta odkritja kažejo, da povezava med celičnim metabolizmom in epigenetskimi spremembami odpira nove možnosti za zdravljenje osteoporoze. ||
|-
| Trojer, Pavel || Kataplerotske in anaplerotske reakcije Krebsovega cikla || Krebsov cikel ni pomemben le za oksidacijo acetil-CoA, ampak ima vlogo metabolnega krožišča, na katerem se srečujejo reakcije anabolizma in katabolizma. Intermediati igrajo ključno vlogo pri biosintezi glukoze, aminokislin, lipidov in drugih ključnih molekul. Zaradi preusmerjanja intermediatov cikla na takšne metabolne poti (katapleroza), se nabor molekul cikla zmanjša. Posledica tega vpelje nujnost obstoja reakcij, ki te molekule dopolnjujejo (anapleroza), ter vzdržujejo njihove koncentracije približno konstantne. Primer takšne reakcije je encimsko katalizirana pretvorba piruvata v oksaloacetat z encimom piruvat karboksilazo, ki ima nadvse kompleksno zgradbo in delovanje. Po drugi strani se oksaloacetat lahko pretvarja v fosfoenolpiruvat z encimom fosfoenolpiruvat karboksikinaza, ki izraža neobičajen nadzor pretoka skozi lastno reakcijo. Neustrezna regulacija teh dveh reakcij je tesno povezana s kronično hiperglikemijo (povišana raven krvnega sladkorja) oziroma diabetesom tipa 2, ki nastopi, če je pretok v proces glukoneogeneze prekomeren. Ena izmed kataplerotskih reakcij je tudi transport citrata iz mitohondrija, ki deluje kot način prenosa acetil koencima A v citosol za namen biosinteze predvsem maščobnih kislin. Preučena literatura jasno utemeljuje, kako pomembna je pravilna regulacija katapleroze in anapleroze za potrebe metabolnega ravnovesja in kako centralno vlogo ima Krebsov cikel v celičnih procesih, saj je preko omenjenih anaplerotskih in kataplerotskih reakcij v tesnem stiku z glukoneogenezo in lipogenezo. ||
|-
|Šen Bubnjevič, Nuša ||Možne modifikacije Krebsovega cikla ob celičnem stresu ||Krebsov cikel ni le osrednja metabolna pot za aerobno pridobivanje ATP, temveč predstavlja tudi fleksibilno mrežo, ki omogoča celicam prilagoditev na različne stresorje. Ob oksidativnem stresu, ki ga povzročajo reaktivni kisikovi delci (ROS), se cikel preusmeri, da zmanjša nastajanje NADH in hkrati poveča proizvodnjo NADPH, kar krepi antioksidativne sisteme. Alfa ketoglutarat deluje kot neencimski “scavenger” ROS, pri čemer nastane sukcinat, ki deluje tudi kot signalna molekula za sprožitev obrambnih mehanizmov. Krebsov cikel je tudi ključnega pomena pri obrambi proti kovinski toksičnosti, saj nekateri intermediati cikla sodelujejo pri imobilizaciji nekaterih toksičnih kovin. Pseudomonas fluorescens lahko nasprotuje toksičnemu aluminiju tako, da preusmeri pretvorbo citrata v oksalat, kar omogoča vezavo aluminijevih ionov in njihovo odstranjevanje iz celice. Pri cinku se Krebsov cikel prilagodi z večjo sintezo oksaloacetata in alfa ketoglutarata, ki podpirata nastanek aminokislin za imobilizacijo cinka, ter z vzpodbujanjem ATP proizvodnje preko substratne fosforilacije. Obenem se poveča aktivnost encimov za tvorbo NADPH, medtem ko so encimi, ki proizvajajo NADH, zavirani, kar krepi antioksidativne sisteme in zmanjšuje oksidativni stres. Poleg tega modulacija Krebsovega cikla vpliva na dovzetnost bakterij za antibiotike. Povečana aktivnost cikla in proizvodnja NADH krepita protonsko motorno silo, kar omogoča učinkovitejši transport določenih antibiotikov v bakterijsko celico. ||
|-
|Zaletelj,Teja||Mitohondriji – več kot le vir energije: razkrita pot sinteze maščobnih kislin||Mitohondriji so dolgo veljali za »energetske tovarne« celice, kjer poteka razgradnja hranil in nastanek energije ATP z oksidativno fosforilacijo. V zadnjem desetletju pa postaja vse jasneje, da ti organeli niso le končno mesto katabolizma, temveč tudi pomembno središče biosintetskih procesov. Med njimi je ključna, a dolgo spregledana, mitohondrijska sinteza maščobnih kislin. Čeprav je znano, da ravno ta pot sodeluje pri nastanku lipojske kisline-nepogrešljive za delovanje Krebsovega cikla, še vedno ni jasno, zakaj mitohondriji ohranjajo lastno pot sinteze maščobnih kislin in kako ta vpliva na njihovo energijsko učinkovitost. Avtorji članka so želeli razjasniti vlogo mitohondrijske sintezne poti maščobnih kislin pri uravnavanju oksidativnega metabolizma ter razkriti, kako pomanjkanje te poti vpliva na mitohondrijsko funkcijo in bolezni. Z uporabo živalskih modelov, bolniških vzorcev in biokemijskih metod so analizirali izražanje genov v tej poti, strukturo kompleksov elektronske transportne verige in metabolne posledice motenj v tej poti. Raziskava razkriva, da ta pot ni pomembna le za sintezo lipojske kisline, temveč tudi za tvorbo daljših acilnih verig, potrebnih za sestavljanje kompleksov dihalne verige. Motnje v njej povzročajo napake v dihanju, presnovne bolezni in nevrološke simptome.||
|-
|Filipič, Žan||Pomen ketonskih telesc za celice in dolgoživost||Ketonska telesca nastajajo v jetrih med β-oksidacijo maščobnih kislin. Medtem ko je aceton večinoma le stranski produkt, se acetoacetat in β-hidroksibutirat uporabljata kot vir energije, predvsem v možganih, srcu in mišicah. Poleg tega, da telesu priskrbijo energijo, pa imajo ketonska telesca tudi druge funkcije. Pri metabolizmu ketonskih telesc nastane namreč oksidativni stres, ki v telesu sproži hormezni odziv. Tako ketonska telesca posredno pripomorejo k antioksidativnemu in protivnetnemu delovanju v mitohondrijih, izboljšajo njihovo funkcijo, sprožijo popravljanje DNA, avtofagijo… Vse te učinke dosežejo z aktivacijo regulatornih proteinov kot so Nrf2 (transkripcijski faktor povezan z eritroidnim faktorjem 2), sirtuini (družina NAD+ odvisnih deacetilaz) in AMPK (AMP-aktivirane kinaze)… Nekatere študije nakazujejo, da ima β-hidroksibutirat poleg posrednega morda tudi neposreden vpliv. Pri nekaterih živalih pa so ketonska telesca povzročila podaljšano življenjsko dobo, npr. pri vinskih mušicah, C. elegans. Predvideva se, da bi lahko β-hidroksibutirat na podoben način z različnimi epigenetskimi vplivi podaljšal življenjsko dobo tudi pri človeku. Zaradi raznih pozitivnih učinkov so se razvile ketogene diete. Čeprav jih večina uporablja za izgubljanje prekomerne telesne teže, imajo tudi drugačne aplikacije. Zanimive so predvsem za bolnike s srčnimi boleznimi, epilepsijo, … Problemi zaradi ketonskih telesc pa se pojavijo, če njihova koncentracija v krvi preveč naraste, saj to povzroči ketoacidozo.||
|-
|Špan, Ana||Regulacija proteinov procesa β oksidacije glede na življenjski slog||Maščobne kisline so pomemben vir energije, shranjujejo se v obliki trigliceridov v maščobnem tkivu. Z njihovo razgradnjo s procesom β-oksidacije v mitohondrijih predstavljajo dolgoročno energijsko zalogo organizmov. Čeprav je primarni vir energije glukoza, lahko telo zaradi intenzivnosti fizične aktivnosti, hormonske regulacije ter razpoložljive zaloge makrohranil prioritizira oksidacijo maščobnih kislin. Enega največjih porabnikov energije v telesu predstavljajo skeletne mišice, ki imajo več mitohondrijev in transporterjev maščobnih kislin kot preostale celice. Ti transporterji so: CD36, FABPpm, FABPc ter FATP, kateri omogočajo transport maščobnih kislin v celico ter iz nje. Njihova koncentracija in lega v miocitu sta odvisna od treh glavnih signalnih poti, ki so močno odvisne ena od druge. Te poti so AMPK, ki se aktivira ob povečani porabi ATP-ja, PGC-1α, ki vpliva na izražanje encimov β-oksidacije in PPAR, ki pa z aktivacijo poveča transkripcijo genov za transport maščobnih kislin. Oksidacijo maščobnih kislin posredno usmerjata tudi telesna aktivnost, ki preko signalnih poti vpliva na število mitohondrijev in transporterjev ter HFD, ki poveča koncentracijo FFA v celici. Količina transporterjev je odvisna tudi od spola posameznika, saj imajo ženske na splošno več le-teh, ter njegovega ITM, prekomerno težki imajo namreč slabši izkoristek β-oksidacije kot ljudje z normalno telesno maso.||
|-
|Vetrih, Elina||Vpliv časa pri zaužitju maščob na metabolizem||Dandanes ima vedno večji del populacije diabetes tipa 2 ali prekomerno telesno težo. Eden izmed razlogov je tudi neenakomerno in ne regulirano uživanje obrokov. Časovna razporeditev obrokov pomembno vpliva na metabolizem. Študije kažejo, da pozno uživanje hrane zmanjša lipidni katabolizem, poveča lipogenezo in poveča verjetnost za debelost. Ravno obratno pa časovno omejeno prehranjevanje izboljša metabolizem, zato cirkadiadna ura prehranjevanja kaže pomembno strategijo pri preprečevanju presnovnih bolezni.
Presnova maščob in njenih kislin je natančno usklajena z notranjo biološko uro, ki v telesu uravnava dnevne ritme metabolizma. Osrednji cirkadiani regulator SCN (Suprachiasmatic nucleus) preko signalov svetlobe koordinira periferni cirkadiani sistem v jetrih, maščevju in mišicah. Mehanizem je pod vplivom transkripcijske zanke BMAL1 (brain and Mucle hydrocarbon receptor nuclear translocator-like1 ali Basic helix-loop-helix ARNT-like protein 1) in CLOCK (circadian locomotor output cycles kaput protein), ki aktivira izražanje genov PER (Period Circadian Regulator) in CRY (Cryptochrome Circadian Regulator), ti pa z negativno povratno zanko zavirajo kompleks BMAL1 in CLOCK. S tem uravnavajo 24-urni ritem. Hkrati pa REV-ERB in RORγ (related orphan receptor gamma) jedrna receptorja sinhronizirata uravnavanje genov povezanih z metabolizmom lipidov.
Cirkadiani sistem vpliva na ključne poti presnove maščob, kot sta sinteza in razgradnja trigliceridov, beta-oksidacijo maščobnih kislin, sintezo holesterola in nastanka žolčnih kislin. Tudi absorpcija lipidov, nastanek hilomikronov ter izločanje VLDL je pod vplivom tega sistema.||
|-
|Pikelj, Vesna||Pomen razvejanih aminokislin||Razvejane aminokisline so izjemnega pomena za organizem. Le-te namreč sodelujejo pri procesih, brez katerih organizem ne more preživeti. Pomembne so za sekrecijo inzulina iz β Langerhansovih otočkov, promovirajo sintezo novih proteinov v tkivih, se vgrajujejo v nove proteine, lahko inhibirajo proteaze in s tem preprečijo razgradnjo proteinov, ob pomankanju ogljikovih hidratov/stradanju jih lahko organizem oksidira za pridobivanje energije. Njihova koncentracija v krvni plazmi, ki jo uravnava cirkadiani ritem, vpliva na komunikacijo med astrociti in nevroni, med možgani in perifernimi organi, nekatere študije celo kažejo, da lahko pomagajo pri zdravljenju možganskih poškodb. Obstajajo mnoge patologije, ki jih lahko prepoznamo po nenavadnih koncentracijah razvejanih aminokislin v krvni plazmi, npr. nespečnost, apneja med spanjem, diabetes tipa 2, bolezni srca in ožilja ... Nenormalne koncentracije razvejanih aminokislin v krvi so lahko tudi posledica/indikatorji raznih bolezni jeter, ki so sicer ključen organ za metabolizem aminokislin. Primer takšne bolezni je nealkoholna zamaščenost jeter, kjer se koncentracija razvejanih aminokislin poveča, pri cirozi jeter pa je ta koncentracija manjša. Poleg patoloških pa so tudi drugi dejavniki, ki vplivajo na cirkadiane ritme in s tem na koncentracijo razvejanih aminokislin, npr. debelost, izmensko delo ipd.||
|-
|Založnik, Lina||Regulacija katabolizma aminokislin in njegov vpliv na razvoj debelosti in diabetesa tipa 2||Katabolizem aminokislin je natančno reguliran in ima mnogo širšo vlogo, kot zgolj pretvorbo presežkov aminokislin v energijo. V zadnjih letih je postalo jasno, da produkti njihove razgradnje delujejo kot pomembni signalni regulatorji, ki vplivajo na gensko ekspresijo, hormonske poti, epigenetske mehanizme in celotno presnovno homeostazo. Ključno vlogo pri tem imajo encimi, ki razgrajujejo aminokisline (AADE), njihovo izražanje pa uravnavajo hormoni, kot sta glukagon in glukokortikoidi, ter jetrni transkripcijski faktorji HNF1 in HNF4α. Dodatno plast regulacije predstavlja mikroRNA, ki lahko zavira translacijo posameznih encimov, kar pomembno vpliva na presnovo aminokislin z razvejano verigo (BCAA) in posledično na aktivnost signalnih poti, kot je mTORC1.
Črevesna mikrobiota prav tako pomembno prispeva k metabolizmu aminokislin, saj proizvaja metabolite, ki vplivajo na energetsko ravnovesje, funkcijo imunskega sistema in nastanek potencialno toksičnih spojin. Motnje v teh presnovnih mehanizmih so povezane z razvojem debelosti, inzulinske rezistence in diabetesa tipa 2, pri čemer posebno izstopa kopičenje BCAA zaradi zmanjšane aktivnosti encimov BCAT() in BCKDH. Spremembe v presnovi triptofana in njegovi kinureninski poti dodatno prispevajo k moteni inzulinski signalizaciji. Zato se katabolizem aminokislin vse bolj prepoznava kot pomemben dejavnik presnovnega zdravja ter potencialna tarča za prihodnje terapevtske pristope.||
|-
|Ničić, Petar||Cikel uree in hiperamonemija: okvare v ciklu in možni terapevtski pristopi||Cikel uree je ključna metabolna pot specifična za jetra, ki predstavlja zelo pomemben del sistema, ki vzdržuje homeostazo v organizmu. Reakcije, ki ga sestavljajo, omogočajo pretvorbo metabolitov, kot so aminokisline, v odpadni dušikov produkt, sečnino. Celoten proces je natančno reguliran, nekatere molekule pa lahko na različne načine vplivajo na potek cikla. Primera takšnih molekul sta acetil-CoA in NAD+, posebej zanimiv je NAD+, ki sodeluje pri regulaciji cikla preko regulatornih proteinov sirtuinov, ki nadzirajo več delov cikla. Disrupcije v ciklu, ki se kažejo kot razvoj patoloških stanj pa so lahko zelo resne in privedejo do razvoja hiperamonemije. Primera takšnih obolenj sta citrulinemija tipa 1 in 2, ki nastopita, če se encim ASS1 (argininosukcinat sintetaza I) pri tipu 1, in AGC2 (aspartat-glutamatni prenašalec II) pri tipu 2, okvari in pride do kopičenja citrulina in posledično tudi amonijaka v telesu. Pri obeh pride do mutacij v genu za protein, ki je posledično nedelujoč oz. ima zmanjšano delovanje in se cikel uree ne more izvesti do konca. Da ne pride do zapletov po razvoju hiperamonemije, ki vključujejo tudi komo in smrt, pa je ključno posredovanje z zdravili, ki omogočajo znižanje koncentracije amonijaka v krvi in s tem odpravijo stanje hiperamonemije. Zdravila lahko delujejo na več načinov.||
|-
|Kokol, Manja||Vloga amonijaka pri hepatični encefalopatiji||Hepatična encefalopatija je pogost in ponavljajoč zaplet, ki se pojavi pri boleznih povezanimi z jetri in njihovim delovanjem. Po navadi spremlja akutno odpoved jeter, operacijo šanta in cirozo. Posledica hepatične encefalopatije so različni nevropsihiatrični simptomi, ki segajo od poslabšanja kognitivnih funkcij do kome. Razvoj hepatične encefalopatije je povezan s povečano koncentracijo amonijaka v telesu, ki je posledica okvarjenega delovanja cikla uree. Ko se v jetrih premalo amonijaka pretvori v ureo, začnejo tega razstrupljevati ostali organi. Razstrupljanje amonijaka v mišicah in možganih poteka preko encima glutamin sintetaza, ki glutamat pretvori v glutamin. Povečane koncentracije amonijaka in glutamina v celicah so vzrok različnih motenj, kot sta na primer mišična sarkopenija in možganski edem (oteklina možganov). Za hepatično encefalopatijo je značilna okvara mitohondrijev, predvsem v astrocitnih. Kot posledica okvare, v mitohondrijih nastajajo reaktivne kisikove zmesi, ki v celicah povzročajo oksidativni stres. Simptome hepatične encefalopatije povzroča tudi spremenjeno delovanje nevronskih receptorjev, kot sta NMDA receptor in GABA-A receptor. Nekatera obstoječa zdravila za hepatično encefalopatijo izboljšujejo njene simptome, vendar ne delujejo pri vseh bolnikih in ne odpravijo vzroka bolezni. Zato bi lahko boljše razumevanje metabolizma amonijaka vodilo k učinkovitejšim možnostim zdravljenja hepatične encefalopatije.||
|-
|Rampre, Inja||Nekodirajoče RNA kot dirigenti motenj mitohondrijske oksidativne fosforilacije||Nekodirajoče ribonukleinske kisline so pogosto spregledane zaradi svoje majhnosti, vendar raziskave kažejo, da imajo ključno vlogo v regulaciji celičnih procesov. Ta pregled osvetljuje njihov vpliv na elektronsko transportno verigo in oksidativno fosforilacijo, ki sta ključna procesa za pridobivanje celične energije. Analiza sodobne literature nam predstavi, kako nekodirajoče ribonukleinske kisline preko regulacije transkripcije in translacije oblikujejo sestavo kompleksov, kot je ATP sintaza. Tako vzpostavijo ali porušijo homeostazo oksidativne fosforilacije. Posledično tako vplivajo na druge celične procese in z njimi povezane bolezni in odpornost proti zdravilom. V pregledu je sicer predstavljenih nekaj konkretnih primerov regulacije kompleksov oksidativne fosforilacije z nekoridajočimi ribonukleinskimi kislinami, a poznamo še ogromno drugih, ki v tem pregledu niso zajeti.||
|-
|Jeretič, Timon||Vzroki in posledice endosimbiotskega prenosa genov||Prenos mitohondrijskih genov v jedro je kompleksen večstopenjski proces. Glavni dejavniki, ki vplivajo na ta proces so: kontrola redox reakcij, hidrofobnost in velikost proteinov, centralna kontrola mitohondrijev in energijska učinkovitost. Če bi mitohondriji ostali samostojni bi se celica težje integrirala in delovala enotno. Prenos genov se začne tako, da fragment mtDNA vstopi v jedro, kjer dobi aktivacijsko sekvenco in N-končni transportni peptid za mitohondrije. V citosolu se sintetizira, v mitohondriju pa se zvije in izgubi transportni peptid. Na podlagi silnic razložimo, da se ohranijo predvsem katalitične podenote elektronske prenašalne verige. Mitohondrijske gene lahko ročno premaknemo v jedro, so pa fragmenti mtDNA, ki se sami vstavijo v DNA eden od vzrokov za staranje organizma.||
|-
|Debevec, Ana||Vloga disfunkcije oksidativne fosforilacije v patofiziologiji shizofrenije||Mitohondrijska disfunkcija predstavlja enega osrednjih mehanizmov, ki prispevajo k razvoju shizofrenije. Okvare kompleksov oksidativne fosforilacije zmanjšajo nastanek ATP in povečajo tvorbo reaktivnih kisikovih spojin, kar vodi v poškodbe lipidov, proteinov in notranje mitohondrijske membrane. Porušeno razmerje NADH/NAD⁺ preusmeri presnovo v glikolizo, kar povzroči kopičenje laktata in znižanje pH, s tem pa dodatno oslabi delovanje nevronov. Zaradi pomanjkanja ATP upade stabilnost sinaptičnih povezav in učinkovitost prenosa informacij v možganskih mrežah. Energijska neučinkovitost močno vpliva na dopaminske poti. V mezokortikalni poti oslabi sproščanje dopamina v prefrontalni skorji, kar je povezano z negativnimi in kognitivnimi simptomi. Hkrati porušena regulacija v mezolimbični poti lahko povzroči pretirano dopaminsko signalizacijo, ki je povezana s pozitivnimi simptomi. Skupni rezultat teh sprememb je zmanjšana usklajenost nevronskih mrež ter moteno procesiranje informacij, kar pomembno prispeva k značilnim simptomom shizofrenije.||
|-
|Kovač, Maša||Mitohondriji in staranje||Staranje je izredno kompleksen proces, na katerega vpliva veliko različnih faktorjev, eden najpomembnejših izmed njih pa je delovanje mitohondrijev. V mitohondrijih poteka oksidativna fosforilacija (OXPHOS), med katero nastaja ATP, kar celice oskrbuje z dovoljšno energijo za opravljanje ključnih procesov, kot so biosinteza in popravljanje proteinov. Motnje v mitohondrijskem delovanju pomembno prispevajo k staranju, zlasti zaradi neravnovesja v nastajanju reaktivnih kisikovih zvrsti (ROS) ter okvar v mehanizmih, ki skrbijo za pravilno sintezo, zlaganje, uvoz in razgradnjo mitohondrijskih proteinov. S tem so povezane napake v biosintezi, kot so mutacije v DNA, nepravilen import proteinov, nepravilno zvijanje, sestavljanje v funkcionalne komplekse ter nepravilni mehanizmi popravljanja in degradacije poškodovanih ali nepravilno zvitih proteinov. Pomembne v raziskovanju staranja so tudi neklasične poti, kot je reverzna elektronska pot (RET), pri kateri se generira ogromna količina ROS in je prisotna pri boleznih povezanih s starostjo, hkrati pa lahko zaradi svojih produktov tudi sama vodi v poškodbe tkiv in staranje. raziskave pa kažejo, da obstajajo terapije, ki lahko s povečanjem učinkovitosti mitohondrijev pomagajo v preventivi staranja. Najbolj raziskana je trenutno restrikcija kalorij, sledi pa telesna vadba. Pod novejše terapije pa se štejeta mitohondrijska transplantacija in popravljanje napak mitohondrijskega DNA z bioinženiringom.||
|-
|Činkole Črček, Anja || Inovacije v fotosintezi kot strategija za povečanje svetovne preskrbe s hrano || Lakota je eden izmed večjih izzivov s katerimi se soočajo države celega sveta. Po ocenah za leto 2024 je lakota prizadela približno 8,2 odstotka svetovne populacije oziroma 673 milijonov ljudi. Poleg lakote pa je potrebno poudariti, da se premalo govori o kakovosti in varnosti hrane. Povpraševanje po hrani se bo, po ocenah do leta 2050, dvignilo za 50 %. Nezadostna količina hrane in slaba kakovost le te povzročata zdravstvene težave, neizpopolnjenost potencialov in osebno trpljenje. Aktualna tematika je torej, kako izboljšati in povečati pridelavo hrane. Eden izmed vidikov, o katerih se zaenkrat na tem področju ni veliko govorilo, je biološki, mikrobiološki, biokemijski in kemijski vidik. Znanstveniki so se v zadnjih letih še temeljiteje posvetili razumevanju mehanizmov fotosinteze, saj bi z njihovo optimizacijo lahko izboljšali učinkovitost pretvorbe energije v biomaso in večji pridelek. Raziskave so se osredotočile na več ključnih področij: optimizacijo svetlobe in fotoprotekcijo, izboljšanje elektronske transportne verige, izpopolnjevanje mehanizmov koncentracije CO2 ter optimizacijo encimov Calvinovega cikla. Ker se posamezne metode razlikujejo po svoji učinkovitosti, ostaja nadaljnje raziskovanje teh procesov izjemno pomembno za razvoj bolj produktivnih rastlin.||
|-
|Milić, Danka || Saharoza in dentalni karies: oralni biofilmi in polimikrobne interakcije v mikrookoljih || Sladkor, predvsem saharoza, je danes skoraj nepogrešiv del vsakodnevne prehrane - najdemo jo v namiznem sladkorju, pecivu, slaščicah, gaziranih pijačah, marmeladah, žitnih mešanicah... Pogosto ga uživamo brez jasne predstave o tem, kako vpliva na zdravje naših zob. Dentalni karies je ena najpogostejših bolezni, ki se pojavlja že v zgodnjem otroštvu, takoj po izrasti zob. Nastane kot posledica delovanja bakterije Streptococcus mutans, ki saharozo pretvarja v glukane, potrebne za izgradnjo EPS-matriksa. Ta deluje kot mehanska pregrada in zaščita, omogoča nastanek koncentracijskih gradientov in trajno zakisanih mikrookolj ter ustvarja pogoje za oblikovanje patogenih niš in demineralizacijo sklenine.
Zdravljenje je težko, saj karijesa ne povzroča ena sama bakterija, temveč polimikrobna skupnost, do katere antibiotiki zaradi matriksa teže prodrejo. V ustni votlini poleg kariogenih obstajajo tudi vrste, ki aktivno zavirajo patogenost biofilma, ter druge, ki v singeriji s Streptococcus mutans pospešujejo njegovo virulentnost. To potrjuje, da gre za izjemno dinamičen ekosistem in ne za pasivno, enostavno okužbo.
|-
|Lara Gobec||Končni sintezni produkti fotosinteze: saharoza, škrob in celuloza|| Seminarska naloga je fokusirana na končne presnovne produkte procesa fotosintez. Ti nastanejo iz trioznih fosfatov, ki so primarni produkt Calvinovega cikla. Najprej je opisana saharoza, ki nastaja v citosolu in ni le transporta molekula in vir energija, temveč je tudi regulacijska molekula v višjih rastlinah. Ob pospešeni fotosintezi se začne v stromi kloroplasta sintetizirati tudi škrob, ki je porabi odvečne triozne fosfatne, sprosti anorganski fosfor in skladišči ogljik. Hkrati tudi fino regulira koncentracijo anorganskega fosfata Pi v kloroplastu. Večina se ga čez noč razgradi in v citoslu sintetizira v saharozo. Dotaknila sem se tudi celuloze, ki je strukturni polisaharid in se sintetizira na plazmalemi celice, ter skrbi za trdnost in zaščito celic. Omenila sem tudi fotorespiacijo, ki je pomembna zaščita in regulacija Calvinovega cikla, čeprav se sprva zdi potratna in neučinkovita.
|-
|Nejc Štante||EVOLUCIJA C4 FOTOSINTEZE|| Rubisco je encim, ki lahko na ribulozo-1,5-bisfosfat veže tako kisik kot CO2. Vezava kisika pelje do izgub, zato so nekatere rastline razvile C4 fotosintezo, ki proces razdelijo med dve celici, kar omogoča nastanek CO2 mikrookolja okoli Rubisca in s tem zmanjša vezavo kisika (fotorespiracijo). Ker proces poteka med dvema vrstama celic, mezofilnih celic in celic žilne ovojnice, je njuno razmerje in število zelo pomembno. C4 rastline so zato razvile liste tipičnih Kranz struktur, ki imajo veliko listnih žil s številnimi celicami žilne ovojnice. Razvoj v pravo C4 fotosintezo je potekal preko intermediatov, ki so zasnovali osnovni sistem koncentriranja CO2 okoli Rubisca. Tako C3, kot tudi intermediati in C4 rastline vsebujejo enake metabolne encime. Prišlo je le do manjših modifikacij izražanja genov (epigenetske in transkripcijske modifikacije), kar je povzročilo, da so določeni metabolni encimi celično specifični. To je dopuščalo C4 dvocelični sistem. Pri fosfoenolpiruvat karboksilazi, odgovorni za fiksacijo hidrogenkarbonata na fosfoenol piruvat, je prišlo tudi do spremembe v aminokislinski zgradbi, ki je stabilizirala vezavo substrata in otežila vezavo inhibitorjev (aspartat, malat). Majhne spremembe v izražanju in delovanju encimov so vodile do povsem spremenjene fotosinteze in bolj učinkovite vezave CO2.
|-
|Bine Bedjanič||Sfingolipidi: Od biosinteze do vloge v celični in tkivni homeostazi||Sfingolipidi predstavljajo kompleksni in biološko zelo pomembno skupino lipidov, ki so dolgo veljali le za strukturne elemente celičnih membran, danes pa vemo, da imajo tudi izjemno pomembne regulatorne in signalne funkcije. Njihova osnovna zgradba temelji na sfingoidni bazi na katero je vezana maščobna acilna veriga. Takšna kombinacija brez dodanih stranskih skupin tvori osnovni sfingolipid imenovan ceramid, ki predstavlja tudi osrednji presnovni produkt in izhodišče za nastanek mnogih kompleksnih sfingolipidov, ki sodelujejo pri stabilnosti membran, organizaciji membranskih domen in celični signalizaciji. Funkcionalno najpomembnejši kompleksni sfingolipidi so sfingomielin, fosfosfingolipid, in gangliozidi, ki spadajo med glikosfingolipide. Biosinteza in katabolizem sfingolipidov sta natančno uravnavana procesa, saj ravnovesje med posameznimi molekulami drastično vpliva na osnovne celične procese. Posebej pomembno je ravnovesje med ceramidom in osnovnim fosfosfingolipidom sfingozin-1-fosfatom, ki delujeta kot signalni molekuli, a z nasprotnima učinkoma v procesih, kot sta proliferacija in apoptoza. Motnje v presnovi sfingolipidov so povezane z mnogimi patološkimi stanji, vključno z nevrodegenerativnimi, presnovnimi in kardiovaskularnimi boleznimi, kar poudarja njihov biomedicinski pomen. Razumevanje biosinteze, razgradnje in signalnih vlog sfingolipidov zato predstavlja pomembno izhodišče za nadaljnje raziskave mehanizmov celične homeostaze in razvoj inovativnih terapevtskih pristopov.
|-
|Urša Presker||HIV proti holesterolu: mehanizmi ateroskleroze in obetavne terapevtske strategije||Predstavljajte si, da vaš imunski sistem bije bitko proti virusu, hkrati pa se v vaših žilah odvija tiha vojna s holesterolom. Ta borba poteka predvsem med makrofagi in virusnim proteinom Nef, ki preprečuje učinkovito prenašanje holesterola iz makrofagov na HDL delce. Holesterol se posledično kopiči v makrofagih, ti se preoblikujejo v penaste celice, te pa mašijo žile in pospešujejo aterosklerozo. HIV poskuša doseči zmago tudi preko zmanjšanja števila in funkcionalnosti HDL delcev, zaradi česar se presežni holesterol težje odstranjuje iz telesa. Pri tem mu pomaga tudi encim CETP, katerega naloga je preoblikovanje HDL v nestabilne delce, ki se hitreje razgradijo in posledično izgubijo svojo zaščitno protivnetno funkcijo.
Na strani našega telesa pa se bori protiretrovirusna terapija, ki skuša kontrirati Nefovim napadom, vendar HDL delcev ne more povrniti v popolnoma funkcionalno obliko. Znanstveniki zato iščejo druge obetavne soborce, kot so selektivni LXR in RXR agonisti, ApoA-I mimetični peptidi in HDL infuzije, ki lahko povečajo iztok holesterola, zmanjšajo vnetje in zaščitijo srce in žile. Razumevanje teh bojnih strategij odpira vrata k novim, ciljno usmerjenim pristopom, ki bi lahko izboljšali kakovost življenja oseb, okuženih s HIV, in zmanjšali tveganje za srčno-žilne bolezni.|
|-
|Eva Lanišek||Kennedyjeva pot kot celični regulator fosfatidilholina|| Fosfatidilholin je osrednji fosfolipid celičnih membran in poleg strukturne vloge deluje kot ključni regulator membranske organizacije, celične signalizacije in presnove. Njegova prisotnost ter ustrezna količina v membranah sta bistveni za ohranjanje fluidnosti, stabilnosti ter optimalne funkcionalnosti celičnih organelov, kot so mitohondriji, endoplazemski retikulum, Golgijev aparat in endosomi. Zaradi teh pomembnih vlog je biosintetska pot fosfatidilholina natančno regulirana in poteka v več celičnih kompartmentih, pri čemer se dinamično prilagaja trenutnim potrebam celice.
Glavna biosintetska pot, imenovana Kennedyjeva pot, omogoča tvorbo fosfatidilholina iz holina preko aktiviranega vmesnega produkta citidin-difosfat-holina. S sintezo se odziva na trenutno lipidno sestavo membran in razpoložljivost substratov ter tako prilagodi tvorbo fosfatidilholina. Kadar pa primarna pot ne zadostuje, na primer ob pomanjkanju holina ali povečani potrebi po fosfatidilholinu, celica aktivira alternativno fosfatidiletanolamin N-metiltransferazno pot. Ta omogoča sintezo fosfatidilholina z drugačnim encimskim mehanizmom, kar vodi do spremenjene sestave maščobnih kislin v fosfolipidih. Takšna prilagoditev je ključna za vzdrževanje membranske homeostaze, zagotavljanje pravilne fluidnosti membran ter stabilnega delovanja celice tudi ob spremenjenih presnovnih pogojih. S tem ohranja optimalno delovanje svojih organelov in celičnih funkcij.|

|-
|Jelaković, Tina||Shikimate sintezna pot kot vir novih zdravil za tuberkulozo||Tuberkuloza je ena od najbolj pogostih človeških bolezni. Povzroča jo bakterija Mycobacterium tuberculosis. Ta prizadene več milijonov ljudi vsako leto, ter še vedno ima visoko stopnjo umrljivosti. Na primer, leta 2024. je zaradi tuberkuloze umrlo 1,23 milijonov ljudi. Poleg tega, meni se, da več kot en bilijon ljudi trenutno ima latentno tuberkulozno infekcijo, ki lahko povzroči tuberkulozo kasneje v življenju. Danes že obstajajo številna zdravila za tuberkolozo, predvsem kombinacija antibiotikov, kot so rifampicin, izoniazid, pirazinamid in etambutol. No, v zadnjem času se pokazalo, da bakterije vedno več pogosto mutirajo do novih tako imenovanih MDR (multi-drug resistance) sevov tako, da razvijejo odpornost proti njim. Zaradi tega ostaja nujno še vedno iskati nova zdravila. Več takšnih možnosti raziskave skrito je v shikimate poti sinteze molekule korizmata, prekurzorja aromatičnih aminokislin, ubikinona in folatov. Ta pot je dokazano ključna za življenje bakterij, v ljudeh pa sploh ni prisotna. Sedem encimov shikimate poti, DAHP (3-deoksi-D-arabinoheptulosonat-7-fosfat) sintaza, DHQ (3-dehidrokinat) sintaza, DHQ dehidrataza, shikimate dehidrogenaza, shikimate kinaza, EPSP (5-enolpiruvilshikimate-3-fosfat) sintaza ter korizmat sintaza, zato lahko predstavljajo tarčo za inhibitorne molekule. V teoriji, te bi, z minimalnimi posledicami za telo gostitelja, lahko uničile vse seve Mycobacterium tuberculosis.|
|-

BIO2 Seminar 2025

2025-12-31T12:28:22Z

Tina Jelaković: /* Seznam seminarjev */

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

== Seznam seminarjev ==
{| class="wikitable"
! študent !! poglavje !! naslov seminarja !! recenzent 1 !! recenzent 2 !! datum oddaje !! datum recenzije !! datum predstavitve
|-
| Sojer, Peter || 12 || || Sumina, Mia || Logar, Klara || 24/10/2025 || 27/10/2025 || 29/10/2025
|-
| Vertnik, Tadej || 12 || [[BIO2_Povzetki_seminarjev_2025|Proteinska fosfataza 1 pod nadzorom SDS22 in inhibitorja-3]] || Prevodnik, Tjaša || Jelaković, Tina || 24/10/2025 || 27/10/2025 || 29/10/2025
|-
| Grošelj, Kristina || 12 || || Markova, Evdokija || Bratkovič, Maša || 24/10/2025 || 27/10/2025 || 29/10/2025
|-
| Korbar, Maruša || 12 || || Papa, Maja || Žižmund, Bruno || 24/10/2025 || 27/10/2025 || 29/10/2025
|-
| Fink Ružič, Ema || 12 || || Sojer, Peter || Sumina, Mia || 31/10/2025 || 03/11/2025 || 05/11/2025
|-
| Neloska, Nina || 12 || || Vertnik, Tadej || Prevodnik, Tjaša || 31/10/2025 || 03/11/2025 || 05/11/2025
|-
| Bogataj, Tjaša || 12 || || Žižmund, Bruno || Markova, Evdokija || 31/10/2025 || 03/11/2025 || 05/11/2025
|-
| Uršič, Neža || 12 || || Korbar, Maruša || Sojer, Peter || 31/10/2025 || 03/11/2025 || 05/11/2025
|-
| Peteh, Zoja || 14-15 || || Fink Ružič, Ema || Papa, Maja || 07/11/2025 || 10/11/2025 || 12/11/2025
|-
| Černoša, Žiga || 14-15 || Glukokinaza pri človeku - več kot le heksokinaza || Neloska, Nina || Vertnik, Tadej || 07/11/2025 || 10/11/2025 || 12/11/2025
|-
| Sitki, Anna || 14-15 || || Bogataj, Tjaša || Grošelj, Kristina || 07/11/2025 || 10/11/2025 || 12/11/2025
|-
| Kranjc Praprotnik, Ana || 14-15 || || Uršič, Neža || Korbar, Maruša || 07/11/2025 || 10/11/2025 || 12/11/2025
|-
| Željko, Urška || 16 || || Peteh, Zoja || Fink Ružič, Ema || 14/11/2025 || 17/11/2025 || 19/11/2025
|-
| Matjašec, Klemen || 16 || || Černoša, Žiga || Neloska, Nina || 14/11/2025 || 17/11/2025 || 19/11/2025
|-
| Trojer, Pavel || 16 || Kataplerotske in anaplerotske reakcije Krebsovega cikla || Sitki, Anna || Bogataj, Tjaša || 14/11/2025 || 17/11/2025 || 19/11/2025
|-
| Šen Bubnjevič, Nuša || 16 || || Kranjc Praprotnik, Ana || Uršič, Neža || 14/11/2025 || 17/11/2025 || 19/11/2025
|-
| Špan, Ana || 17 || || Željko, Urška || Peteh, Zoja || 21/11/2025 || 24/11/2025 || 26/11/2025
|-
| Filipič, Žan || 17 || Pomen ketonskih telesc za celice in dolgoživost || Matjašec, Klemen || Černoša, Žiga || 21/11/2025 || 24/11/2025 || 26/11/2025
|-
| Zaletelj, Teja || 17 || Mitohondriji – več kot le vir energije: razkrita pot sinteze maščobnih kislin || Trojer, Pavel || Sitki, Anna || 21/11/2025 || 24/11/2025 || 26/11/2025
|-
| Vetrih, Elina || 17 || Vpliv časa pri zaužitju maščob na metabolizem || Šen Bubnjevič, Nuša || Kranjc Praprotnik, Ana || 21/11/2025 || 24/11/2025 || 26/11/2025
|-
| Kokol, Manja || 18 || || Špan, Ana || Željko, Urška || 28/11/2025 || 01/12/2025 || 03/12/2025
|-
| Ničić, Petar || 18 || Cikel uree in hiperamonemija: okvare v ciklu in možni terapevtski pristopi || Filipič, Žan || Matjašec, Klemen || 28/11/2025 || 01/12/2025 || 03/12/2025
|-
| Založnik, Lina || 18 || || Zaletelj, Teja || Trojer, Pavel || 28/11/2025 || 01/12/2025 || 03/12/2025
|-
| Pikelj, Vesna || 18 || Pomen razvejanih aminokislin || Vetrih, Elina || Šen Bubnjevič, Nuša || 28/11/2025 || 01/12/2025 || 03/12/2025
|-
| Kovač, Maša || 19 || || Kokol, Manja || Špan, Ana || 05/12/2025 || 08/12/2025 || 10/12/2025
|-
| Rampre, Inja || 19 || Nekodirajoče RNA kot dirigenti motenj mitohondrijske oksidativne fosforilacije || Ničić, Petar || Filipič, Žan || 05/12/2025 || 08/12/2025 || 10/12/2025
|-
| Jeretič, Timon || 19 || || Založnik, Lina || Zaletelj, Teja || 05/12/2025 || 08/12/2025 || 10/12/2025
|-
| Debevec, Ana || 19 || || Pikelj, Vesna || Vetrih, Elina || 05/12/2025 || 08/12/2025 || 10/12/2025
|-
| Sedonja, Jakob || 20 || || Kovač, Maša || Kokol, Manja || 12/12/2025 || 15/12/2025 || 17/12/2025
|-
| Činkole Črček, Anja || 20 || || Rampre, Inja || Ničić, Petar || 12/12/2025 || 15/12/2025 || 17/12/2025
|-
| Gobec, Lara || 20 || || Jeretič, Timon || Založnik, Lina || 12/12/2025 || 15/12/2025 || 17/12/2025
|-
| Milić, Danka || 20 || Saharoza in dentalni karies: oralni biofilmi in polimikrobne interakcije v mikrookoljih || Debevec, Ana || Pikelj, Vesna || 12/12/2025 || 15/12/2025 || 17/12/2025
|-
| Štante, Nejc || 21 || || Sedonja, Jakob || Kovač, Maša || 19/12/2025 || 22/12/2025 || 24/12/2025
|-
| Lanišek, Eva || 21 || || Činkole Črček, Anja || Rampre, Inja || 19/12/2025 || 22/12/2025 || 24/12/2025
|-
| Bedjanič, Bine || 21 || Sfingolipidi: Od biosinteze do vloge v celični in tkivni homeostazi || Gobec, Lara || Jeretič, Timon || 19/12/2025 || 22/12/2025 || 24/12/2025
|-
| Presker, Urša || 21 || HIV proti holesterolu: mehanizmi ateroskleroze in obetavne terapevtske strategije || Milić, Danka || Debevec, Ana || 19/12/2025 || 22/12/2025 || 24/12/2025
|-
| Smodiš, Živa || 22 || || Štante, Nejc || Sedonja, Jakob || 02/01/2026 || 05/01/2026 || 07/01/2026
|-
| Logar, Klara || 22 || || Lanišek, Eva || Činkole Črček, Anja || 02/01/2026 || 05/01/2026 || 07/01/2026
|-
| Jelaković, Tina || 22 || Shikimate sintezna pot kot vir novih zdravil za tuberkulozo || Bedjanič, Bine || Gobec, Lara || 02/01/2026 || 05/01/2026 || 07/01/2026
|-
| Bratkovič, Maša || 22 || || Presker, Urša || Milić, Danka || 02/01/2026 || 05/01/2026 || 07/01/2026
|-
| Žižmund, Bruno || 23 || || Smodiš, Živa || Štante, Nejc || 09/01/2026 || 12/01/2026 || 14/01/2026
|-
| Sumina, Mia || 23 || || Logar, Klara || Lanišek, Eva || 09/01/2026 || 12/01/2026 || 14/01/2026
|-
| Prevodnik, Tjaša || 23 || || Jelaković, Tina || Bedjanič, Bine || 09/01/2026 || 12/01/2026 || 14/01/2026
|-
| Markova, Evdokija || 23 || || Bratkovič, Maša || Presker, Urša || 09/01/2026 || 12/01/2026 || 14/01/2026
|-
| Papa, Maja || 23 || Razkrivanje dinamike kateholaminov pri zdravju srca in boleznih: mehanizmi, posledice in prihodnje perspektive || Grošelj, Kristina || Smodiš, Živa || 09/01/2026 || 12/01/2026 || 14/01/2026
|}

*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 2025|Povzetek seminarja]] opišete na wikiju '''v 200 besedah''' (+- dvajset besed) - najkasneje do dne, ko morate oddati seminar recenzentom. Povzetek 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 do 18 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 še pred predstavitvijo oddati končno (popravljeno) elektronsko verzijo seminarja, predstavitev pa morate 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 ključu:
* 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.