ביולוגיה של התא

בטכניון " ביולוגיה של התא"סיכום החומר בקורס

אור גלעד : סיכם

דינה רון' דן קסל ופרופ' פרופ: יםהמרצ

. http://www.underwar.co.ilמסמך זה הורד מהאתר

. ללא אישור מפורש מאת המחבר, אין להפיץ מסמך זה במדיה כלשהי

, מחברי המסמך אינם אחראיים לכל נזק, עם זאת. מחברי המסמך עשו כל שביכולתם למנוע טעויות

וכן לנכונות התוכן של הנושאים , שיגרם עקב השימוש במידע המופיע במסמך, ישיר או עקיף

. המופיעים במסמך

אך אינו חומר רשמי , בטכניון" ביולוגיה של התא"מסמך זה מסתמך במידה רבה על הקורס : הבהרה

והזכויות שמורות , המקורות לכתיבת המסמך הם הרצאות הקורס. אלא סיכום אישי בלבד, של הקורס

. לפקולטה לביולוגיה בטכניון ולמוריה

[2]

http://www.underwar.co.il 2 UnderWarrior Project

(ח"אביב תשס) סיכום החומר –ביולוגיה של התא

מבנה ממברנות ביולוגיות

וחלבונים חוצי ממברנה ביחס של , bilayer-המבנה הכללי של הממברנה מכיל ליפידים המסודרים ב

1:1.

הליפידים בממברנה

פוספט , מולקולה אמפיפטית בעלת זנב הידרופובי כפול וראש המורכב מגליצרול– פוספוליפידים

:ושייר פולרי המשתנה לפי הפוספוליפיד

ואילו אחד , הטעון במטען חיובי (כולין)ראש המולקולה מורכב מאלכוהול – פוספטידילכולין

40%הם מהווים . החמצנים על הפוספט בעל מטען שלילי ולכן מטענם הוא אפס

.מהממברנות

שמכיל סרין (ולכן טעון שלילי) בעל מטען ניטרלי על גבי הראש – פוספטידילסרין.

5%-מכיל אלכוהול ונמצא רק ב. בעל מטען ניטרלי על הראש– פוספטידילאינוסיטול

. שלוOH-הוא עובר פוספורלציה על שיירי ה. בממברנות

י אנזימים מסוג פוספוליפאזות שמבצעים הידרוליזה לקשרים "הפוספולידים מסוגלים להיחתך ע

מסוגלים לחתוך את הזנבות ההידרופוביים ומורידים את Lysophospholipidליפאזות מסוג . שונים

Diacylglycerolאנזימים מסוג . (מצויים ברעלי נחשים)היציבות של הממברנה והופכים אותה לחדירה

מסירים את Phosphatidic acidואנזימים כמו , מסוגלים להסיר את הראש הפולרי כולל הפוספט

.הראש בלי הפוספט

י הבסיס שלהם שנקרא ספינגוזין ומורכב מחנקן היוצר "נבדלים מהפוספוליפידים ע - ספינגוליפידים

המבנה שלהם יותר יציב והם . (חזק יותר מפספודיאסטרי)קשר אמידי בין חומצות השומן לפחמנים

הם מכילים חומצת שומן אחת קבועה וראש . מממברנת הפלזמה ואין בהם כיפופים15%-מהווים כ

. ( בגוף20%)פולרי משתנה הספינגוליפיד העיקרי בגוף נקרא ספינגומיילין

משתתף במבנה הממברנה רק בגלל הראש . סטרואיד המורכב מטבעות וחלק אליפטי– כולסטרול

הוא נכנס בין . 'הפולרי שלו ורק בשיתוף עם ליפידים אחרים והוא זה שאחראי על מניעת שינויי הטמפ

הוא יוצר סדר בין הזנבות ההידרופוביים ומונע . ליפידים וגורם לממברנה להיות יותר שומנית

והוא שומר על סף חדירות (אחרת היא תאבד את היציבות שלה)מהממברנה להיות יותר מדי נוזלית

.סביר

כל ממברנה בתאים מורכבת בצורה אחרת בהתאם לתפקידה ולכן בצורה הזו נקבע איזה חלבון יושב

ממברנות שבהן יש רק פוספוליפידים דקות יותר ממברנות שבהן יש גם כולסטרול . בכל ממברנה

. ומממברנות המכילות ספינגומיילין וכולסטרול

. כך שלכל ליפיד יהיה תפקיד משלו, מטרת ההבדלים בין כל הליפידים היא לייצר שוני וסוגים שונים

משני צידי הממברנה יש הרכב )באסימטריות שלהם , באורך, הליפידים נבדלים האחד מהשני במטען

.וביכולת למנוע שינויי בטמפרטורה (שונה של ליפידים

הליפידים לא מתחלקים באופן שווה בין החלק הפנימי

כאשר כל הספינגוליפידים נוטים לפנות אל חוץ , לחיצוני

האסימטריה . התא והכולסטרול מתחלק בצורה שווה

מצב נדיר )נשמרת ולא מתרחשת הפיכה של הממברנה

.(מאוד

[3]

http://www.underwar.co.il 3 UnderWarrior Project

כך שיתקבלו (מבצעת רק שבירת מבנים גדולים ולא מולקולה)ניתן לפזר ממברנות בעזרת סוניקציה

הליפוזום היא מולקולה . ליצירת מבנים הנקראים ליפוזומים, קטנות (וסיקולות)מיצלות ושלפוחיות

.קטנה שהממברנה שלה דו שכבתית שלא חדירה למולקולות הידרופיליות או קוטביות

המצב האידיאלי הוא ליצור ספירה , (רשת דו שכבתית) bilayerבעזרת ניסויים הראו כי בצורה של

אם הפוספוליפידים . היות שמצב פרוס לא יהיה יציב בגלל שחלקים הידרופוביים יהיו חשופים למים

.מסתדרים בצורה של חרוט תתקבל מיצלה

חלבוני הממברנה

ובין , החלבונים חוצים את הממברנה במבנה של הליקס המורכב מחומצות אמינו הידרופוביות

בדרך , ניתן ליצור תעלות שדרכן החומרים יעברו (שלא חייבים להיות מקבילים ביניהם)ההליקסים

אל החלבונים נקשרים חומרים כמו . י אתר קישור לחומרים המופנה כלפי כל אחד מהצדדים"כלל ע

Actinו -Tropomysin שיוצרים את הרשת הסיבית ושרשראות סוכריות בעלות מטען שלילי על מנת

אינטגרלים שנמצאים בתוך : ניתן לחלק את החלבונים לשני סוגים. שהתאים לא יידבקו האחד לשני

שמעוגנים לממברנה בעזרת חלבון אחר (Peripheral)ופריפרלים , הממברנה ולא יכולים לצאת ממנה

. ויכולים להתנתק ממנה לפי ריכוז היונים

סוגי 3החלבונים נקשרים באמצעות . עיגון החלבונים לממברנה מתבצע באמצעות חומצות השומן

:קשרים

קשר חזק ולא הפיך. באמצעות קבוצת צד של מריסטט–קשר תיואסטרי.

קשר חזק ולא הפיך. באמצעות הקצה האמיני של פרניסטיל–קשר אמידי.

קשר חלש והפיך. באמצעות קבוצת הצד של ציסטאין דרך פלמיטט–קשר תיואתרי.

שנוספים לו סוכרים ושיירים נוספים שיהוו גשר בינו לבין , אינוזיטול-העיגון מתבצע בעזרת פוספטידיל

הקישור נוצר כאשר האינוזיטול תוקף . (GPI – Glycosylphosphatidyl-inositolהמבנה נקרא )החלבון

י "ואז החלק הטרנסממברנלי נשאר בפנים ומעוכל ע, את החלבון שנכנס פנימה ומחזיק אותו

. פרוטאזות

שיטות מחקר להעברת חלבונים בממברנות

שנוצר בו GFPדרך אחת לחקור את חלבוני הממברנה היא באמצעות החלבון הפלואורסנטי

משתמשים בו כדי לעקוב אחרי תהליכים בתא כאשר הורסים את . כרומופורם באופן אנזימתי

גילו שחלבון . ויוצרים אזורים שמאבדים את התכונה הפלואורסנטית (photobleaching)הכרומופורם

אבל ההתאוששות היא לא לערך , מהסביבה מבצע דיפוזיה לשטח הזה ומתקן את האזור הפגוע

מסיקים מכך שיש בעיה במוביליות של החלבון וביכולת ההתאוששות בגלל העיגון . ההתחלתי

.לממברנה ומגבלת הדיפוזיה

כל ממברנה בתא מכילה יחס . על מנת לחקור סוגי ממברנות ניתן לבצע הפרדה של האברונים בתא

מתבססת על )ניתן לבצע צנטרפוגה . דבר המשפיע על הצפיפות שלה, שונה של ליפידים וחלבונים

וכך להפריד את חלקי הממברנות או לבצע הפרדה לצפיפויות לפי גרדיאנט של (משקל סגולי וגודל

.סוכרוז ואז האורגנלות יסתדרו בהתאם לריכוזים

דטרגנטים מסוגלים לפרק ממברנה ביולוגית וכך ניתן . (למשל סבון) חומר הממיס שומנים – דטרגנט

אלא רק מיצלות כדוריות המוגבלות lipid bilayerהם לא יכולים ליצור . לחקור את חלבוני הממברנה

נוצרות מיצלות שבהן נמצאים הפוספוליפידים , וכשמערבבים דטרגנט עם ממברנה, בגודל שלהן

.וקומפלקסים של מיצלות וחלבונים

. י חדירה לליבה ההידרופובית שלו ופירוקו"חלק מהדטרגנטים יכולים לגרום לדנטורציה של החלבון ע

שמציין את הריכוז המינימלי שבו CMC( critical micelle concentration)משתמשים במדד הנקרא

, ככל שהוא יותר גבוה והאגרגציה נמוכה. יווצרו מיצלות מהדטרגנט ולא סתם מולקולות בתמיסה

.החומר טוב יותר לדיאליזה

[4]

http://www.underwar.co.il 4 UnderWarrior Project

העברת חלבונים דרך ממברנה

חלק . יוצאות מן הגרעין לציטוזול במטרה להגיע לריבוזום שיסנתז אותן לחלבוןmRNAמולקולות

כאשר החלבון מיועד בעיקר לשימוש עצמי של התא , מהסינתזה מתבצעת בתוך הציטוזול

והם ER-מרבית החלבונים מועברים ל. או בחזרה בגרעין (בכלורופלסט בצמחים)במיטוכונדריה

. כאשר החלבון יכול להיות מושחל במהלך הסינתזה עצמו או בסופה, signal sequenceי "מזוהים ע

המנגנון שמאפשר השחלה בזמן הסינתזה הוא המועדף כי הוא דורש פחות אנרגיה בפתיחה וקיפול

.מחדש של החלבון לצורך ההשחלה

. מערכת ההפרשה של התא אחראית בין השאר על הוצאת חלבונים שעברו סינתזה בתא החוצה

חלק . י אל מחוץ לתא'דרך הגולג (שלפוחיות) מוסע בעזרת וסיקולות ER-חלבון המסונתז ב

ועד מתן הפקודה הם מאוחסנים , פקטורים-מהחלבונים מופרש החוצה לפי פקודה של הורמונים או קו

הווסיקולה , כאשר חלבון מיועד להפרשה. שאוגרות אותם (secretory vesicle)בתוך גרנולות הפרשה

. מתאחדת איתה ואז החלבון מועבר החוצה, שבה הוא נמצא מתקדמת אל עבר הממברנה החיצונית

כלומר כולו )כך שאם החלבון הוא לומינלי , החלבון שומר על האוריינטציה שלו לאורך כל המסלול

ואם הוא , י ומשם החוצה דרך ממברנת הפלסמה'הוא יעבור בשלפוחית לגולג, (ER-הושחל לתוך ה

.החלק שפונה לציטוזול יישאר כזה בכל רגע נתון, מכיל חלקים טרנס ממברנליים

מבנה הרשת האנדופלסמטית

י "אולם הן נבדלות האחת מהשנייה ע, מחוברת לממברנת הגרעין בצורה רציפהER-ממברנת ה

. שנמצאים על גבי ממברנת הגרעין ומונעים דיפוזיה בין שתי סוגי הממברנותNPCקומפלקסים מסוג

, שמכיל ריבוזומים המבצעים סינתזה על גבי הממברנה שלו, מחוספסER: מתחלק לשני סוגיםER-ה

היחס ביניהם משתנה מתא לתא . שעליו אין ריבוזומים כלל והוא מופרד לגמרי מהמחוספס, חלקER-ו

.לפי תפקוד התא

ברשת החלקה מתבצעת . הוא בעיקר לכוון את החלבונים המיועדים להפרשהER-תפקידה של ה

.סינתזה של ליפידים ושל סטרואידים

ליצירת RER-ביצעו שבירה של ה, ואת מנגנון העברת החלבונים אליהER-על מנת לחקור את ה

הם כמעט ולא חדירים ומאוד . שסגורים ומסוגלים לתפקד באותה צרהERשהם חלקי , מיקרוזומים

במרבית . ולכן שימוש בגרדיאנט צפיפויות יפריד אותם משאר אברוני התא (בגלל הריבוזומים)כבדים

.הניסויים יצרו מיקרוזומים ובדקו האם נוצרים חלבונים והיכן הם מצויים לאחר גמר הסינתזה

מנגנון ההשחלה

, Signal Sequence מופיע בדרך כלל בקצה האמיני ER-בחלבונים שאמורים להיות מושחלים לתוך ה

.(א" ח10לכל היותר )שהוא רצף קונצנזוס הידרופובי קצר

שנקשר SRPי " מזוהה עSS-ה, ברגע שהסינתזה מתחילה

מורכב ממספר חלבונים שנקשרים לחלבון SRP-ה. אליו

המסונתז וגורמים לו להתקפל בצורה של לופ על

שמונעת מפקטורי RNAוממולקולה של , הריבוזום

. האלונגציה להיכנס לריבוזום ולמעשה עוצרת את התרגום

והקישור , SRP- מצוי רצפטור לER-על גבי הממברנה של ה

שהוא , גורם לרצפטור לקרב את הריבוזום לטרנסלוקון

הריבוזום מתיישב . ER-פתח הכניסה של החלבון לתוך ה

משתחרר SRP-ה, על הטרנסלוקון וגורם לו להיפתח

ואז הסינתזה מתחדשת והחלבון מושחל (ועובר מיחזור)

כאשר בזמן הזה מגיע , הסינתזה ממשיכה עד לסיומה, כל עוד לא מתרחש שום דבר אחר. פנימה

ולכן הסיגנל )פפטידאז שחותך את הסיגנל מהחלבון ומונע ממנו להשפיע על תכונות החלבון הבוגר

[5]

http://www.underwar.co.il 5 UnderWarrior Project

הטרנסלוקון נסגר כדי למנוע חדירה פסיבית של חומרים נוספים או יציאה . (Cleavageנקרא גם

.( מצויים יוני סידן שמסוגלים להרוס את התאER-ב)החוצה

. ER-נקבעת לפי הצורה שבה הוא מוכנס ל (הכיוון בו הוא מסודר בממברנה)הטופולוגיה של החלבון

: סוגי טופולוגיה עבור חלבונים חוצי ממברנה2קיימים

Type 1

1חלבון מסוג . טרמינלי מופנה לציטוזולC- טרמינלי שלהם מופנה לתוך הלומן והקצה הN-הקצה ה

אם בהמשך מופיע סיגנל מסוג . והסינתזה מתחדשת דרך הטרנסלוקוןSSיכול להיווצר אחרי שמזוהה

stop transfer ,הסינתזה תימשך . ממברנלי-הטרנסלוקון ייסגר ורצף הסיגנל יהפוך להיות טרנס

.והפוליפפטיד ייצור צורה של לולאה בכיוון הציטוזול

כיוון . SRP-זהו רצף פנימי בחלבון שאליו נקשר ה. signal anchorדרך נוספת היא באמצעות

כאשר מטענים חיוביים יופנו לציטוזול ומטענים , ההשחלה נקבע לפי כיוון המטענים שעל הסיגנל

הסינתזה ממשיכה בחוץ ובסיום , הסיגנל לא מושחל פנימי ונעצר בטרנסלוקון. שליליים יופנו ללומן

.ממברנלי-הוא הופך להיות טרנס

.הקצה השלילי מופנה לכיוון הקצה האמיני, 1בחלבון מסוג

Type 2

יכול להיווצר רק באמצעות . טרמינלי ללומןC- טרמינלי מופנה לכיוון הציטוזול והקצה הN-הקצה ה

signal anchor ,כאשר המטענים החיוביים הם אלו שמופנים לקצה האמיני והוא זה שיישאר בחוץ .

.הריבוזום ימשיך בסינתזה וישחיל את המשך החלבון פנימה

Multipass

התהליך מתרחש לאחר ההשחלה הראשונה ולכן . חלבונים שחוצים את הממברנה יותר מפעם אחת

שמחדש את start transferצריך להופיע סיגנל מסוג , אם ההשחלה נעצרת. SRPלא דרוש עוד

( מוצאים ממנו ומועברים לממברנהstop transfer- או הsignal anchor-ה)ההשחלה דרך הטרנסלוקון

.ממברנלי- נחשב כאזור טרנסstart transfer-כאשר גם ה, נוסףstop transferי "עד שהיא תיעצר ע

י יצירת עקומת "ממברנליים הם הידרופוביים ולכן ניתן לזהות אותם ע-בדרך כלל כל האזורים הטרנס

.הידרופטיות של החלבון

גליקוזילציה

תפקידי . מהחלבונים המיוצרים בתא עוברים תהליך שבו נוספים אליהם שיירים סוכריים99%

הגליקוזילזציה הם הוספת מעטה המגן על החלבונים הנמצאים על הממברנה מפני פירוק ויצירת

: סוגים עיקריים של תהליכי גליקוזילציה2קיים . אתרי קישור בחלבונים

1. O-linked הם מתאפיינים . תהליך שבו מוסיפים סוכרים על חומצות אמינו מסוג סרין או תריאונין לחלבון

Glycosylי "בין השאר ע, י'כאשר התהליך כולו מתרחש בגולג, בהוספה של מספר קטן של סוכרים

C

L

Type II

N

C N

+ + + +

Type I

C

[6]

http://www.underwar.co.il 6 UnderWarrior Project

transferase מסוג Galactosyl transferase בעזרת UDP . התהליך מורכב ומופיע בעיקר על חלבונים

.שמופרשים החוצה

2. N-linked

סוכרים על שייר של אספרגין המצוי 14בעל מסלול קבוע שבו נוספים , סוג הגליקוזילציה העיקרי

ייתכן ועל החלבון יהיו . (ואחריה סרין או תריאונין, אחריו חומצת אמינו כלשהי)בקונצנזוס מסוים

.מספר עצים סוכריים כאלו

בתחילת . העץ מסונתז על גבי ליפיד חוצה ממברנה הנקרא דוליכול

המוסיפים לו גשר UDP- וCTPי "הדוליכול עובר פוספורילציה ע, התהליך

כאשר ההתחלה , לאחר מכן נוספים הסוכרים אחד אחרי השני. פירופוספטי

ולאחר מכן ( מאנוז5-אצטילגלוקוזאמין ו-N 2נוספים )היא בצד הציטוזולי

שם , ER-מתבצע היפוך בעזרת פליפאזות המכניסות את השייר לתוך ה

מגיע , לאחר שהעץ נוצר. סוכרים ליצירת העץ הסופי7מתווספים עוד

אוליגוסכרין טראנספראז שמקטלז את העברת העץ לשייר עם הקונצנזוס

הפוספטים המחוברים )המתאים בעזרת ביקוע קשר עתיר אנרגיה

מתוכם הם 3) סוכרים מהעץ 4י מסולקים 'לפני המעבר לגולג. (לדוליכול

. בעזרת גלוקוזידאזים (מאנוז-הרביעי, גלוקוז שלא יכול להיות על חלבון

התהליך מהווה בקרה לבגרות של החלבון וחלבון שהסירו ממנו את

.י להמשך התהליך'הסוכרים האלו יכול לעבור לגולג

בקרה על קיפול החלבון

כי אז הוא לא יתפקד או יפגע בתפקוד , חלבון שלא עבר קיפול כמו שצריךER-אין טעם להוציא מה

.ולא קיימת בקרה על התהליך לאחר מכן, ER-הבקרה מתרחשת בתוך ה. התא והרקמה

במצב עקה אף ) ER-פרונים המצויים בכמות גדולה ב'כדי לזרז את תהליך הקיפול משתמשים בצ

והוא נקשר במהלך Bip( Binding protein)פרון הראשי נקרא 'הצ. (מגבירים את הייצור שלהם

, כל עוד הוא קשור. הטרנסלוקציה לשרשראות ומונע מהחלקים החשופים בסינתזה לעבור דגרדציה

עד להשלמה הסופית של כל התהליכים הדרושים ליצירת מבנה תקין ER-החלבון לא יכול לצאת מה

קשרים כאלו נוצרים בצורה ) לא רצויים S-S ותפקידו לפתוח קשרי PDIפרון נוסף נקרא 'צ. של חלבון

פרון יפעל כל עוד החלבון לא הצליח להתקפל כמו שצריך ואז גם הקשרים האלו 'הצ. (ספונטנית

.יתקבעו

חלבונים מסוימים . הסרת הגלוקוז האחרון מהעץ נחשב כסיגנל למצב הקיפול של החלבון והוא הפיך

, ורק כאשר הוא מוסר, מתחברים לחלבון דרך הגלוקוז הזהCalnexin- כמו הER-על ממברנת ה

י גלוקזיל טרנספראז ושמחזיר "הוא מזוהה ע, אם החלבון לא מתקפל כמו שצריך. החלבון משתחרר

. וכך מונע ממנו לצאת החוצה, לו את הגלוקוז שהוסר ממנו

הוא מזוהה ככזה שצריך , אם לאחר מספר סיבובים החלבון עדיין לא הצליח להתקפל למבנה הרצוי

בציטוזול הוא . ER-הוא מועבר לטרנסלוקטור על גבי הממברנה ונזרק החוצה מה. לעבור דגרדציה

שמסמן אותו ותהליך זה מופיע (א עם קיפול פשוט מאוד" ח76חלבון קטן בעל )י יוביקוויטין "נתפס ע

ואז הוא מושחל לתוך , גליקונאזות מסירות את הסוכרים בצורה לא ספציפית. בדפי המבחן

כאשר הליבה של , זהו קומפלקס גדול בעל מספר רב של יחידות החוזרות על עצמן. פרוטאוזום

הפרוטאוזום למעשה . כאשר כל סוג מכיר רצף אחר בחלבון, סוגים3-החלבון מכילה פרוטאזות מ

. י פרוטאזות"חותך את החלבון לשרשראות קצרות של חומצות אמינו שמפורקות אחר כך בציטוזול ע

.י היוביקוויטין נכנסים פנימה לתוך הפרוטאוזום"רק חלבונים שסומנו ע

[7]

http://www.underwar.co.il 7 UnderWarrior Project

י'אברון גולג

ER-כל חלבון שנוצר ב. י נמצא במרכז התא ומורכב מאוסף של ממברנות שטוחות בערימה'אברון גולג

. י שמהווה תחנת מיון לאן החלבון אמור להגיע בסופו של דבר'מועבר לגולג

אליה מגיעים CGN( cis golgi network)- נמצא הER-בצד הפונה ל: חלקים6-י ל'ניתן לחלק את הגולג

שבהן מתרחש עיבוד הסוכרים , ציסטרונות3-משם הם מועברים ל. החלבונים שהצליחו לעבור קיפול

, אצטיל גלוקוז אמין ושל גלקטוז-Nהוספה של , הסרת מאנוזים)בצורה ממודרת בין כל חלק וחלק

שממנו החלבונים עוברים TGN-משם החלבון עובר ל. (O-linkedהוספה של שיירי פוספט לחלבוני

העברה לאנדוזומים בדרך לפירוק בליזוזום , בווסיקולות לכיוון ממברנת התא לצורך הפרשתם החוצה

י התגלה 'מבנה הגולג. לצורך אגירה ושחרור בהתאם לסיגנל ספציפיsecretory vesicle-או העברה ל

י סימון פלואורסנטי ומעקב אחרי המקום שבו "גבוהה ע' בעזרת שימוש במוטנט ויראלי הרגיש לטמפ

. הוא פעיל

-במיוחד בחלבוני ה, י'תהליך הגליקוזילציה ממשיך בגולג

N-linked . חלבונים שונים עוברים מודיפיקציות שונות על

כאשר ייתכן וחלק מהסוכרים יוסר , השייר הסוכרי

חלבונים עשירים במאנוז )ובאחרים נוספים עוד סוכרים

כל התהליך מסודר . (מופיעים בעיקר בממברנות פנימיות

בעזרת סדר מדויק וסוכר לא יכול להתווסף או לרדת אם

-כל התהליכים נעזרים ב. התהליך שלפניו לא התבצע

UDP שנכנס לתא דרך מערכת אנטיפורט הקולטת סוכר

, מועבר לאוליגופרוטאין פוספטאזUDP-ה. שמכיל אותו

י לצורך 'שמפרק אותו והתוצרים יוצאים החוצה מהגולג

.(י משתמש באנרגיה שהשתחררה'הגולג)מחזור

מערכת הווסיקולות

י כשלכל מסלול יש את הסיגנלים הספציפיים ' מסלולים עיקריים להסעה של חלבונים מהגולג3קיימים

.לו

המסלול לאנדוזום ולליזוזום

הליזוזום הוא גופיף ממברנלי המכיל אנזימים מסיסים שיודעים לפרק את כל החומרים שהתא יודע

י משאבת פרוטונים " שלו הוא הנמוך ביותר מכל האורגנלות בתא והוא נוצר עpH-ה. להתמודד איתם

. ATPי "המופעלת ע

:חומר יכול להגיע לליזוזום במספר דרכים

י מגיע לאנדוזום מוקדם שהופך לאנדוזום מאוחר' חלבון שמקורו בגולג– אנדוציטוזה ,

.שמתאחד בסופו של דבר עם הליזוזום

הרס של חיידקים שמנסים לחדור לתא–פאגוציטוזה .

תהליך שבו חלקים בתוך הציטוזול מתעטפים בממברנה , בליעה עצמית–אוטופאגיה

ליצירת אוטופאגוזום שמתאחה עם הליזוזום וכל מה שבתוכו מפורק ומשערים שתפקידו

.לפרק אורגנלות זקנות בתא או בשביל להשיג עוד אנרגיה

פוספורלציה CGN-מתבצעת כבר ב, (י סיגנל ברצף שלהם"הם מזוהים ע)כדי לכוון חלבונים לליזוזום

. י'דבר המונע את המשך עיבוד הסוכרים בגולג, של המאנוז שעל העץ הסוכרי6על גבי עמדה

חוסר באנזים גורם למחלת , אצטיל גלוקוז אמיןN- המחובר לUDPהפוספורלציה מתבצעת באמצעות

מטפלים . שגורמת לחוסר פעילות הליזוזום עד שהוא מתנפח בגלל עודף בחומרי פסולתI-cell-ה

[8]

http://www.underwar.co.il 8 UnderWarrior Project

במחלה בעזרת רצפטורים על גבי ממברנת התא שיודעים לזהות חלבונים ליזוזומליים שהופרשו

.והם אלו שמעבירים אותם לליזוזום, החוצה במקום לעבור לליזוזום

שנשלחות , מזהה את הפוספט ומעביר את החלבון לווסיקולות של קלטריןTGN-רצפטור ב

י ' בין זה של הגולגpH-הרצפטור עצמו עובר מחזור בגלל הירידה ב. לאנדוזומים ומשם לליזוזום

שייר . י'לאנדוזומלי ולכן נוצרת תגובת דיסוציאציה והרצפטור נפרד מהאנדוזום וחוזר בווסיקולה לגולג

.הפוספט מוסר גם כן כדי למנוע מהחלבונים לחזור יחד עם הרצפטור

Secretory vesicles אין שום . מערכת הנמצאת בתאים שמבצעים הפרשה שעוצרת את התהליך עד לקבלת סיגנל מסוים

החלבונים . סיגנל שגורם לחלבון להיכנס למחסן ומשערים שאותם חלבונים עוברים אגרגציה עצמית

ובעזרת מערכת הקלטרין מכווצים את הווסיקולה ויוצרים ריכוז , TGN-מניצים בתוך וסיקולות מתוך ה

אחת הסיבות להפרדה הזו ולעיכוב בהפרשה היא שלמרות . גבוה של החלבון בתוך הגרנולה

החלבונים עדיין צריכים לעבור תהליכים נוספים לפני ההפרשה , י הסתיימו'שתהליכי העיבוד בגולג

.אולם התהליך לא יכול להתרחש בציטוזול בגלל שהחלבונים אמורים להיות מופרשים, החוצה

אנדוציטוזיס

: סוגים עיקריים2קיימים . תהליך בו נכנסות וסיקולות ממברנת הפלסמה לתוך התא– הגדרה

.(קיים רק בתאים מתמחים) הכנסת חלקיקים גדולים – פאגוציטוזה .1

. הכנסה של מולקולות קטנות וחלק מהנוזל החוץ תאי–פינוציטוזה .2

המנגנון אחראי על , בנוסף. אנדוציטוזה מהווה המקור העיקרי להכנסה של חומרי מזון אל תוך התא

וגם על בקרה של רצפטורים שקשורים , ER-י חלבונים שסונתזו ב"חידוש ממברנת הפלסמה ע

. בסיגנלים

. שעוזר לווסיקולה להתפתח ולהנץ מתוך הממברנה, המנגנון מתבצע בעזרת חומר הנקרא קלטרין

הקלטרין עצמו הוא חלבון . לווסיקולות יש מעטפת שמכתיבה את גודלו ומשתתפת בברירת המטען

המבנה הזה סימטרי אך לא מישורי . תתי יחידות כבדות3- תתי יחידות קלות ו3-מעטפת המורכב מ

.ולכן נוצרת צורה כדורית

התהליך מתחיל כאשר ליגאנד חוץ תאי נקשר לרצפטור

הקלטרין נקשר . ומאותת לתא להתחיל בתהליך

תתי 4- שבנוי מAP-2לרצפטור באמצעות האדפטור

מהן מהוות אזור קישור אלסטי אליו 2כאשר , יחידות

הוא בדרך נקשר לרצף . נקשרים החומרים השונים

חומצה הידרופובית -פנילאלנין)קונצנזוס מסוים בחלבון

ניתוק הווסיקולה מהממברנה . (טירוזין-ארגינין-ארומטית

י החלבון דינאמין בעזרת שינוי קונפורמציה "מתבצע ע

. הוא מנתק את החיבורGFPאת הצוואר של הווסיקולה שנשארה ובעזרת הידרוליזה של " חונק"ש

(. TGN-האחרים ל) בלבד שייך לממברנת הפלסמה AP-2כאשר , AP סוגים של אדפטורי 4קיימים

כאשר בסופו pH-י הורדת ה"מנגוני ההפרדה בין הרצפטור לליגאנד בדרך כלל ספציפיים ומתבצעים ע

.כאשר חלק אחד מועבר לממברנה והשני לליזוזום, של התהליך האנדוזום נבקע לשניים

מחוץ לתא LDL-רצפטור של כולסטרול קושר את ה. קיימים רצפטורים ספציפיים לחלק מהחומרים

המשמש להעברה של , טרנספרין, לעומתו. PM-ולאחר מכן מוחזר ל, ונפרד ממנו באנדוזום המאוחר

.ויוצא החוצה מהתא, לא מפורק ביחד עם הרצפטור שלו, (בעיקר של ברזל)יונים אל תוך התא

[9]

http://www.underwar.co.il 9 UnderWarrior Project

לאחר תהליכי וסיקולציה . הופעות לאנדוזום המוקדםTGN-הווסיקולות שמשתחררות מהממברנה ומה

. שנועדו לפרק רצפטורים בין ממברנליים שבולטים החוצה לציטוזול (התקפלות פנימית ויצירת חורים)

ואז הוא מתאחה עם , שלאחר מכן קולט אנזימים ליזוזומליים, הגוף שמתקבל הוא האנדוזום המאוחר

.הליזוזום ומפרק את כל מה שנמצא בתוכו

Gחלבוני י קשירה "פעיל המאוקטב ע: יש להם שני מצבי פעילות עיקריים. בתא" מפסק"חלבונים המשמשים כ

הם . כאשר שני התהליכים מאוד מבוקרים, GTPומצב לא פעיל לאחר הידרוליזה של , GTPשל

.GDP-אבל לא את ה, ומשחררים פוספט במהלך ההידרוליזהGTP-ספציפיים ל

מסייע GAPחלבון מסוג . הוא מפעיל אפקטור שמבצע את הפעילות, קשור לחלבוןGTPכאשר

על מנת לבצע אקטיבציה של . GDP שאליו קשור Gמשתחרר פוספט ומתקבל חלבון , להידרוליזה

חדש ומחזיר את הפעילות GTP- בGDP- שמחליף את הGEFמשתמשים בחלבון , התהליך מחדש

.הקטליטית של החלבון

: עבור כל שלושת מערכות התנועהGמשתמשים בחלבוני , במערכת הווסיקולות התאית

מהממברנה ומה–קלטרין -TGNאל הליזוזום ,

מאוקטב . TGN- בחזרה לsecretory vesicle-ומה

.Arf1י החלבון "ע

COP1 –י ומה' בין הציסטרנות בגולג-CGN

Arf1י "מאוקטב ע. ER-בחזרה ל

COP2 –מה -ERל -CGN .י "מאוקטב עSar1.

COP2

החלבון מכיל רצף . שמאקטב את הפעילות שלוSar1 של GEF- מצוי הER-על גבי הממברנה של ה

שיוצר הליקס אמפיפתי שחבוי בתוך החלבון ובעקבות האקטיבציה הוא משתחרר ונתפס בשכבה

בצורה הזו החלבון מגייס דימרים נוספים שאליהם נקשרים הרצפטורים עם . העליונה של הממברנה

.דימרים נוספים נקשרים לקומפלקס וגורמים להנצה. המטען

שמסיעות microtubules-הווסיקולות שנוצרו עוברות איחוי בינן לבין עצמן והן מתחברות ל, לאחר מכן

.CGN-אותן אל ה

או ) לצאת משערים שקיימת רשת שקושרת אותם אליה ומונעת מהם לצאת ER-כדי למנוע מחלבוני ה

.COP1י "הוא מוחזר ע, אם חלבון מצליח לברוח. (שאין להם רצפטורים מתאימים

COP1

תת יחידות שמאוד 7חד שכבתי בעל (קואוטומר) שמגייס חלבון מעטפת Arf1משתמשת בחלבון

. דומה לחלבון של הקלטרין

[10]

http://www.underwar.co.il 10 UnderWarrior Project

לחלבוני ממברנה מדובר ברצף של . מזוהים באמצעות רצף חומצות אמינו מסוים ומדויקER-חלבוני ה

KKXX (שני ליזינים ושתי חומצות הידרופוביות ארומטיות) שנקשר לקואוטומר המתווך בין הרצפטור

וקיים לו רצפטור (לאוצין-גלוטאמין-אספרגין-ליזין) KDELעבור חלבונים מסיסים מדובר ברצף . Arf1-ל

.י' והגולגER- בין הpH- הוא בגלל ההבדל ברמות הER-כאשר השחרור חזרה בתוך ה, מיוחד

איחוי

. SNAREוהוא מתרחש בעזרת אנזימים הנקראים , מנגנון האיחוי הוא פיזיקלי ולא אנזימתי

3עם , המצוי על גבי הווסיקולהV-SNAREחל זיווג של חלבון , כשווסיקולה מתאחה עם המטרה

כאשר הם מתלפפים אחד על גבי השני ליצירת , שנמצאים על גבי אתר היעדT-SNAREחלבונים מסוג

bundleלאחר האיחוי חלה רגנרציה של ה. ומקרבים בין הממברנות-SNAREs והם מופרדים בעזרת

.הידרוליזה

:T-SNARE סוגים עיקריים של 2קיימים

Syntaxin –חלבונים המצויים על גבי הממברנה .

Snap25 – שיירים של חומצה של חומצה 4י "מאורגן ע. זרועות שמתחברות ביניהם2 בעל

כולם ) SNAREs-הוא יוצא דופן מהבחינה הזאת משאר ה. פלמיטית שמעגנים אותו לממברנה

(.Type IIחלבוני

:שלבי התהליך

. אל הווסיקולהGTP שאליו קשורה מולקולה של Rabבשלב הראשון מתבצע חיבור בין חלבון .1

על גבי ממברנת היעד ומעגן את Rab effector מתחבר אל Rab- חלבון ה–שלב העגינה .2

.הווסיקולה לממברנה

.SNARE complex ליצירת SNAREs-נוצר קישור בין ה .3

הקומפלקס מקרב את שתי הממברנות . הכוח שמופעל גורם לאיחוי בין שתי הממברנות .4

לא SNARE-חלבוני ה. כך שכל המים שנמצאים ביניהן מוצאים בצורה פיסיקלית, בכוח

. משתתפים בשלב הזה

על . מאוד חזק וקשה להפריד אותו לאחר האיחוי לצורך מחזורSNAREs-קומפלקס ה .5

שמפרידים את , ATP- וα-SNARE בעזרת המתווך NSFפרון מסוג 'הקומפלקס מתלבש צ

.החלבונים

. בחזרהER- יש סיגנל שמחזיר אותו לV-SNARE-ל .6

NSF-ה. משני הסוגיםSNAREsלשתיהן יש , (תהליך הומוטיפי)כאשר שתי וסיקולות דומות מתאחות

ואז הוא מוסר ומאפשר להן להתאחות לווסיקולה , שומר עליהן כדי שלא יתאחו עד לרגע המתאים

. אחת גדולה

בתארים ספציפי שיכול לגרום לעצירת כל SNAREs-טוקסינים מסוימים הם פפטידזות שחותכות את ה

.(בוטולינון: לדוגמא)התהליך

איחוי ויראלי

וירוסים נכנסים לתא בעזרת איחוי עם הממברנה או בעזרת אנדוציטוזה ויציאה של המטען הגנטי

המכילים אזור שיכול לעבור fusion protein-הוא משתמש ב, כדי שוירוס יחדור לתא. מהאנדוזום

שיכול לחדור לממברנה ולגרום fusion peptideובקצה מצוי , על עצמוcoiled-coilאינטראקציות

הוא מונע . שנמצאת על הממברנה ומתיישב עליהCD4וירוס האיידס מכיר את המולקולה . לאיחוי

fusion-מווירוסים אחרים להיקשר אליה וגורם לקשירה לרצפטור מסוג כימוקיין שמביא לקיבוע של ה

proteinנוצר . בממברנהbundleבין חלקי ה -fusion protein , דבר שמביא לאיחוי עם הממברנה

. הוויראלי פנימהRNA-ולהכנסת ה

[11]

http://www.underwar.co.il 11 UnderWarrior Project

טרנספורט לגרעין ולמיטוכונדריה

. המיטוכונדריה או אברונים נוספים בתא, חלבונים המסונתזים בציטוזול עוברים לשימוש הגרעין

אולם למיטוכונדריה יש פתחים מיוחדים , בגרעין יש פתחים מיוחדים שהחלבון יכול לעבור דרכם

.והחלבון לא חייב להתקפל במלואו כדי להיכנס פנימה

הגרעין

-ה. nuclear pore complex( NPC)לגרעין יש קומפלקס מיוחד שאחראי על הוצאה והכנסה הנקרא

NPCהממברנה . דרושים לצורך מעבר של מולקולות רבות המשמשות בכלל התהליכים בגרעין ובתא

הממברנה היא כפולה אבל . חדירה ליונים באופן חופשי ומולקולות יותר גדולות צריכות סיגנל מיוחד

. הממברנה תתפרק, pores-כאשר אם נוציא את ה, הממברנות מחוברותpores ,2במקומות בהם יש

רשת פנימית שתפקידה להחזיק את הממברנה , nuclear lamina-מתחת לממברנה הפנימית מצויה ה

ל יש חור 'כאשר בתוך הג, ל' הם לא חלל ריק אלא הם מכילים זרועות המרכיבות גNPC-ה. יציבה

ייתכן ויש לחלבונים קטנים סיגנל מיוחד שיזרוק אותם )שדרכו עוברות מולקולות קטנות באופן חופשי

שחלקם פונה לפנים fibrilקיימים סיבים חלבוניים בשם , בנוסף. (החוצה אם לא צריך אותם בגרעין

בצד . NP-הגרעין והאחרים לציטוזול ומשערים שהזרועות תופסות חלבונים ועוזרות להן לעבור את ה

.הפנימי הסיבים קשורים ביניהם למבנה של סל

לחלבון צריך להיות סיגנל מיוחד שיסמן לתא שהוא צריך להכניס אותו פנימה , כדי להיכנס לגרעין

-החלבונים עצמם לא מכירים את ה. הסיגנל הזה הוא קריטי. (א בסיסיות" ח5הפשוט ביותר מכיל )

NPבאופן ישיר והם נקשרים לרצפטורים הנקראים אימפורטינים שמשמשים כמתאמים בין החלבון ל -

NP (והוא מזוהה רק על ידם) . הם עוברים אינטראקציה עם רצף של פנילאלנין וגליצין המצוי בתוך

. המבקר את הכניסה והיציאהRan בשם Gוכדי ליצור כיווניות התא משתמש בחלבון , NP-ל ב'הג

כך שנוצר (GAP)והגרעין (GEF) שלו מצויים במידור מוחלט בין הציטוזול GEF- והGAP-פקטורי ה

. גראדיאנט בין שני המצבים שגורם לכיווניות

:מנגנון הכניסה לתא

. NP-נקשר אליו ועובר דרך ה, אימפורטין מזהה סיגנל בחלבון .1

. במצב לא מאוקטבRanעובר איתו , במקביל

וזה , שלוGEF- בעזרת הRan-בתוך הגרעין חלה הידרוליזה ל .2

נקשר עכשיו Ran-ה. גורם לשחרור של האימפורטין מהחלבון

.לאימפורט ין

י אינטראקציה " יוצא החוצה עRan-GTP-האימפורטין שקשור ל .3

.(שלב קובע כיווניות) FG repeats-עם ה

4. Ranשיכול עכשיו , עובר הידרוליזה ומתנתק מהאימפורטין

.להיקשר לחלבון אחר

הפעיל נקשר לקומפלקס Ran-ה: עקרונות הוצאת חומרים מהגרעין דומים מאוד להכנסה לגרעין

מחוץ לגרעין תפרק את הקומפלקס ואז Ran-ההידרוליזה של ה. המכיל אקספורטין וחלבון המטען

. יחזרו פנימהRan-האימפורטין וה

היא מעגנת אליה את קצוות . NP-הלאמינה היא רשת המכסה את הממברנה הפנימית ומעוגנת ב

וכאשר התא מתחלק הלאמינים עוברים תהליך של , הלאמינה מורכבת מהחלבון לאמין. הכרומוזומים

דבר שגורם , הרשת מתפרקת וזה גורם לפירוק הממברנה לווסיקולות. פוספורלציה וארגון מחדש-דה

. להתפרק לתת יחידות קטנותNP-גם ל

[12]

http://www.underwar.co.il 12 UnderWarrior Project

המיטוכונדריה

חלבונים מיטוכונדריילים לא עוברים קיפול מלא ונשמרים במצב לא מקופל

לרוב החלבונים האלו יש סיגנל אמפיפתי בעל מבנה . Hsc70פרון 'בעזרת צ

שניוני כאשר צד אחד שלו הידרופובי והצד השני הידרופילי עם מטענים

אימפורט רצפטור מסיר את , כאשר חלבון מוחדר למיטוכונדריה. חיוביים

הממברנות של 2החלבון צריך לעבור את . הסיגנל וההשחלה פנימה מתחילה

והמעבר מתרחש רק באזורים שהרווח ביניהן מינימלי עד כדי , המיטוכונדריה

, אחד על כל ממברנה, כאשר החלבון צריך לעבור דרך שני קומפלקסים, מגע

, אחרי ההשחלה. כאשר הפוטנציאל דרוש למעבר דרך הקומפלקס הראשון

ורק אז החלבון מתקפל בעזרת , פרון עוזר במשיכת הפפטיד פנימה'הצ

הטרנספורט לתוך המיטוכונדריון תלוי בגרארדיאנט . Hsc60פרון 'הצ

כאשר הסיגנל פפטייד מוזן לתעלה והמעבר דרך הממברנה הפנימה מוזן בעזרת , אלקטרוכימי

.המטענים החיוביים של הפפטיד בגלל פוטנציאל הממברנה

(ציטוסקלטון)השלד התוך תאי

כל חלקי הציטוסקלטון יכולים להתחבר ולהתפרק באמצעות סיגנלים ולגרום לתזוזה ושינוי במבנה של

כך ששבירה של הסיב באמצע דורשת , כאשר כל אחד מהם מורכב מיותר משרשרת אחת, התא

כאשר הגדילה בצד החיובי , גדילת הסיב נעשית רק בקצוות, לכן. השקעה גדולה יותר של אנרגיה

.מהירה יותר

מיקרוטובולים

המיקרוטובולים משמשים בעיקר כמערכת הסעה בין מרכז התא לשאר האזורים ולהרכבת הכישור

אבל הם לא חלבון GTPהקושרים , β- וα, תתי יחידות2-טובולין הוא דימר המורכב מ. בזמן המיטוזה

Gתת היחידה . ולכן אין בקרה על התהליךβ (האזור עם הפולריות הגבוהה יותר) פונה לכיוון החיובי

יצירת . ( הוא אינו מתפרקαבתת היחידה ) שקשור אליה עובר הידרוליזה במהלך הבנייה GTP-וה

כאשר הדימר מעדיף להצטרף לצד החיובי של הסיב , דימרים לסיבוב13הסיב היא לאורך ולרוחב עם

, כשמדובר בסיבים קטנים. ולכן הוא מיוצב יותרGTP-י ה"הנבנה כאשר צד זה למעשה מקוטלז ע

. נחלש ומתחיל תהליך של פרימת הסיבcap- יעברו הידרוליזה ואז הGTP-ייתכן וה

ואילו הטאקסול מעכב את , הקולכיצין מעכב את הפולימריזציה שלו: למיקרוטובולים יש מספר מעכבים

. י ייצוב יתר של המיקרוטובולים וגורם להם לאבד את הדינמיקה שלהם"פולימריזציה ע-הדה

מחזק את MAPחלבון מסוג . כדי למנוע מהן לגדול (כימותרפיה)משתמשים בו ברקמות סרטניות

ואילו חלבון בשם קטסטרופין יכול ליצור כיפוף כך הסיב יתעוות ולא , הקשר וגורם לייצוב המיקרוטובול

. ובסופו של דבר יתפרק, ייקשר

13-המבנה הבסיסי ביותר נקרא סינגלט והוא מורכב מ. מיקרוטובולים יכולים להגיע במספר מבנים

יוצרים טריפלט 3ואילו (בפלגמנטים)איחוי של שני סינגלטים יוצר דובלט . דימרים בהיקף

. המבנים האלו מאוד יציבים. (בצנטריולות)

.כאשר במרכזם נמצא דובלט נוסף, פלגמנט של מירקוטובולים מורכב מדובלטים במעגל

MAP2כאשר חלבון מסוג , מספר חלבונים אחראי על סידור סינגלטים מצולבים ועל המרחק ביניהם

. שגורם להם להיות צפופים יותרtauגורם להם להיות יותר רחוקים מאשר חלבון מסוג

הנמצא סמוך לגרעין ויושב על MTOCכל המיקרוטובולים בתא מסודרים על גבי מרכז מיוחד הנקרא

במרכזו נמצא הצנטרוזום שמארגן את כל המיקרוטובולים בזכות העובדה שהוא מהווה את . י'הגולג

. מרכז הנוקליאציה וממנו מתחילה הסינתזה שלהם

נוסף לסיבים שמרכיבים MOTC שמהווה basal bodyיש גופיף נוסף הנקרא (זנב)לים 'בתאים עם פלג

. בתאי עצב הוא מופיע ליד הסינפסה אך לא בדנדריטים. את הזנב

[13]

http://www.underwar.co.il 13 UnderWarrior Project

אקטינים–מיקרופילמנטים

הסיבים הדקים ביותר בתא שיוצרים רקמות חיבור ויש להם יכולת לזחול בגלל הפולימריזציה של

בשכבת תאי אפיתל . סיבי האקטין אחראים על ייצוב הממברנה ומפעילים כוח ליצירת תנועה. האקטין

האקטין מעוגן . האקטין יוצר צורה מיוחדת לתא על מנת להגן על השכבה שמתחת לממברנה

. שמקשרים ביניהם ומקנים לתא חוזק וגמישותadherens junctionלממברנה באמצעות

הוא מתארגן למבנה . G-actinכאשר המצב המונומרי נקרא , האקטין הוא פולימר עם תת יחידה אחת

עובר הידרוליזה ואז השרשרת ATP-ה, כאשר שרשרת האקטין גדלה. ATP-של סליל כפול עם כיס ל

, בהתחלה האקטינים המונומרים יוצרים גרעין שמתחיל להתארך לאחד הכיוונים. גדלה לכיוון החיובי

.פולימריזציה- נקשרים לאחד הקצוות ומונעים פולימריזציה או דהcappingכאשר חלבוני

אלא הסלילים יוצרים צילוב הומימדי או יצירת רשתות , האקטין לא נמצא בתא במצב של סליל כפול

י חלבונים מצולבים הנבדלים זה מזה ברשת שהם יוצרים מסיבי "הצילוב עשה ע. מכמה סיבים

הפילאמין יוצר רשת יותר . cross linking domain-י המרחק בין החלבונים וה"והדבר נקבע ע, האקטין

חומר חצי מוצק )ל 'כאשר נוצרים צילובים בין סיבי האקטין עד ליצירת ג, גמישה ופחות צפופה בניגוד

.(המכיל מונומר ומים

Intermediate filaments –סיבי ביניים

אין להם פולריות , ובניגוד לסיבים האחרים, לא קיימים בכל היצורים החיים ולא מצויים בכל התאים

הם חשובים במספר גדול של תאים כאשר פגיעה בהם יכולה . ולכן הם לא מעורבים בתנועה של התא

.לגרום למחלות קשות

שני . עם ראשים גלובולריםcoiled-coil הליקס שיוצרים ביניהם αרוב המונומר בנוי ממבנים של

והתוצר עובר פולימריזציה לאורך (אמיני לקרבוקסילי)דימרים מתארגנים במבנה אנטי מקבילי

החוסר בפולריות מאפשר ליצור מבנה מוארך ועבה יותר והם לא נשברים כשמופעל עליהם . ולרוחב

. כוח

המייצבים את המבנה ויוצרים S-Sסיבי קרטין מצויים בציפורניים ובשערות והם מתאפיינים בקשרי

.הם מצויים בעיקר ברקמות אפיתליות. קשר בין התאים

.IF-החוזק של האקסונים והדנדריטים נקבע בעזרת ה, בשלוחות של תאי עצב

תנועה לאורך מיקרוטובולים

המרכז . התנועה יכולה להיות לכל אחד משני הכיוונים והיא נקבעת לפי הפולריות של המיקרוטובול

ממרכז התא , motor proteinsוהתנועה מסיעה את האברונים בעזרת , נקבע כנקודה השלילית ביותר

. לקצוות ולהיפך

:( שנבדלים בעיקר במבנה ובכיוון התנועהmotor protein סוגים של 2קיימים

כאשר התנועה שלהם מתבצעת , (לפריפריה של התא) רובם נעים בכיוון החיובי – קינאזין

. אזור הזנב קושר את הווסיקולות. ויוצרים את התנועהATP ראשים שמפרקים 2באמצעות

. הראש לא יזוז, קשורATP-וכל עוד ה, ADP לראש אחד ולשני ATPבמצב ההתחלתי נקשר

של הראש עובר שינוי והראש מתנתק linker-ואז ה, עובר הידרוליזה ונשאר קשורATP-ה

ואילו הראש השני , ונקשר חזקATP- מחליף אותו בADPהראש שהיה קשור אליו . מהסיב

זהו תהליך פרוססיבי בו האנזים לא מתנתק מהסובסטרט כשהתהליך חוזר על . עובר קדימה

.עצמו

מנגנון . ומשתמש באקטין כדי לעגן את הווסיקולה (אל מרכז התא) נע בכיוון השלילי –דיאנין

.התנועה שלו דומה מאוד לזה של הקינאזין

כאשר בשניהם מדובר במבנה המורכב , תאים אאוקריוטים משתמשים בפלגלים או בסיליה כדי לנוע

דובלטים 2התנועה נעשית בעזרת דיאנינים שנקשרים בעזרת . ( בחוץ ואחד במרכז9)מדובלטים

שאר החומרים מייצבים את המבנה בין השאר באמצעות נקסין שמקשר בין דובלטים . סמוכים

[14]

http://www.underwar.co.il 14 UnderWarrior Project

כאשר הדיאלין רוצה ליישר את הסיבים כדי , הנקסין גורם לסיליום או לפלגלים להתכופף. סמוכים

.בגלל הפעלת הכוח נוצר כיפוף. שיהיו אחד ביחס לשני ונקסין מונע זאת

משפחת המיוזינים מכילה . י החלקה על גבי סיבי מיוזין"התנועה העיקרית בסיבי האקטין נעשית ע

. שחשובים לבקרה עליוlight chainsולכולם יש , הרבה סוגים הנבדלים באופן משמעותי בתכונות

כאשר לכל מונומר יש ראש אם כי אין קשר בין , נמצא בשרירים ומופיע כדימר מאוד ארוך2מיוזין

מאות דימרים מתחברים בכיוונים הפוכים שיוצרים פילמנט עבה כשבאמצע נשאר אזור . הראשים

התנועה הזו אינה . הסיבים מעוגנים לדיסק ובזמן התכווצות הם נעים לכיוון המרכז. נטול ראשים

.פרוססבית והיא מהירה יותר מתנועה בעזרת הקינאזין והדיאנין

התאים זוחלים על גבי מצע חוץ תאי בגלל פולימריזציה של אקטין בצד אחד של התא , ברוב המקרים

הוא מרוכז . אחראי לפולימריזציה של סיבי האקטיןArp 2/3קומפלקס של . פולריזציה בצד האחר-ודה

Arp 2/3החלבונים . בקצוות התא ומתחיל להאריך את סיבי האקטין המסודר במבנה של רשת עץ

בזמן . ולכן הם מחברים מולקולות דומות לקומפלקס כדי ליצור את המבנה הזה, מאוד דומים לאקטין

פולימריזציה בקצה השני בעזרת -ודה, יש כל הזמן תוספת של הקומפלקס בקצה אחד, שתא זוחל

היא , ATPוכאשר מגיעה מולקולה של , המיוזין קשור לאקטין ומעגן אותו לממברנה. cofilinהחלבון

לאחר מכן מתבצעת . נקשרת לראש של המיוזין והוא מתנתק מהאקטין לאחר ביצוע תנועה

.ADP-הפוספט מתנתק ולאחריו גם ה, הידרוליזה

תא-קשרי תא

קיום רקמה מחייב תקשורת בין . תאים שממלאים את אותה פונקציה ונוטים להימצא ביחד– רקמה

תאים מאותה רקמה מסוגלים לעבור אגרגציה אחד אם השני אבל לא עם . תאית בצורה ספציפית

. תאים מרקמה אחרת

רקמה זו מורכבת ממספר . הרקמה הנפוצה בגוף ובה קיימים כל סוגי הקשרים– רקמת האפיתל

(פיברובלסטים)וחלקם , כאשר חלקם מסודרים במבנה צפוף אחד על גבי השני, שכבות של תאים

(, BM)בין האפיתל לרקמות הגוף נמצאת הממברנה הבזלית . (ECM)מפוזרים בתוך הנוזל התוך תאי

תאי האפיתל . שהיא סוג מסוים של חומר חוץ תאי שאמור להפריד בין האפיתל לרקמה שמתחת

התאים מפרישים את החומר . בעזרת חלבונים חוצי ממברנה בחלק הבזלי שלהםBM-מעוגנים ל

הממברנה הבזלית חדירה . BM-החוץ תאי שהם נמצאים בו והפיברובלסטים מפרישים את ה

כל התאים קשורים זה לזה בעזרת צמתים . לחומרים מסוימים המספקים מזון לתאי האפיתל

:מיוחדים

Tight junction –יוצרים מחסום הרמטי או סלקטיבי של מעבר מים , קרובים לצד האפיתלי

.וחומרים

Adherens junction –מקשרים את , תא ברקמת אפיתל- צומת אדהזיה מרכזי של קשרי תא

.שלד התאים בעזרת אקטין מתאים שכנים

Desmosome –מקשר את סיבי הביניים ומקנה חוזק מכני לאפיתל .

Gap junction –מאפשרים מעבר של מולקולות קטנטנות ויונים בין תאים שכנים .

Hemidesmosome –מעגנים את שלד התא למצע החוץ תאי ומקשר אותו עם סיבי הביניים .

ממברנלי שיכול להיות קשור -י לינקר טרנס"כל הקשרים בין התאים ובין התאים לרקמה מתווכים ע

הם קשורים לממברנת התא . או שהוא יהיה קשור למרכיב מהנוזל החוץ תאי, ללינקר דומה מתא שכן

.ולהדבקה יש חשיבות בהגבה לשינויי הסביבה, בעזרת חלבוני דבק

CAMs – קבוצות2-הם מחולקים ל. שחשובות במיוחד בתאי שריר ועצב (הדבקה) מולקולות אדהזיה :

(.N-CAMs)ואלו שלא (קדהרינים)אלו שתלויים בסידן

[15]

http://www.underwar.co.il 15 UnderWarrior Project

(Adherens junctions)קדהרינים

בלעדיהם לא . קיימים בכל תאי האפיתל ומהווים את המרכיב החשוב ביותר בקשירה בין התאים

כאשר התאים , הם מתבטאים כבר בשלב העוברי המוקדם ביותר. יתקיימו הקשרים האחרים

ולכן חוסר בסידן , פעילות הקדהרינים תלויה בסידן. מוחזקים אחד עם השני עד שהם עוברים דחיסה

.בשלב הזה ימנע יצירת קשרים ויגרום לעובר להתפרק לתאים בודדים

הקדהרינים מאורגנים בצברים כי האפיניות שלהם חלשה והם לא

adherensזו הסיבה שבכל )יכולים לתת את החוזק הדרוש לבדם

junctionהם מתפקדים בצורה של דימרים . ( יש כמות גדולה מהם

-sideדימר של תא שכן בצורה של -שיוצרים אינטראקציה עם הומו

by-sideכך שאם יש , בעזרת קישור בין סיבי האקטין של כל תא

הדבר יוצר חגורת . הוא ישפיע גם על שכניו, שינוי מבני בתא אחד

.אקטין רציפה בכל התאים וקובעת את תצורת התא ומקנה לו חוזק

החלק התוך תאי שלהם קצר ביחס לחלק החוץ תאי והוא שמור יותר באבולוציה – מבנה

החלק החוץ תאי . (אקטינים-α-קטנינים ו)ונקשר לסיבי האקטין בעזרת חלבוני דבק

חלק זה מכיל . מורכב מכמה תתי יחידות שחוזרות על עצמן ומקנים לקדהרין גמישות

א טעונות שלילית שתפקידן לקשור סידן המקנה לקדהרין קשיחות "רצף קונצנזוס של ח

תיווך בין קדהרינים מתאים , ייצוב המבנה, (1mM-מתרחשת רק אם הריכוז גבוה מ)

מצוי (הקצה האמינו טרמינלי)בקצה הקדהרין . שונים ושמירה מפני עיכול פרוטאליטי

. רצף שדרוש לקדהרין כדי להיקשר לראש של קדהרין מתא שכן

:קיימים מספר סוגים של קדהרינים

E-cad –נמצאים בתאי אפיתל בשלב העוברי המוקדם .

P-cad –כדי ליצור אינטראקציה בין העובר , מופיעים ברקמות חוץ עובריות ועל דופן הרחם

.והאם

N-cad –הקדהרין העיקרי במערכת העצבים ובשרירים שיכולים ליצור סיבים .

תאים מרקמות חיבור שונות יכולים לייצר קדהרינים ולהפוך לרקמת אפיתל או לאבד את היכולת

תאים סרטניים מאבדים את היכולת לייצר קדהרינים ומתחילים )הזאת ולחזור לרקמת חיבור

בראשית ההתפתחות העוברית הקשרים בין התאי חלשים יותר כי רמות . (להתחלק בלי שליטה

היעלמות והופעה שלהם קשורה בתהליכי יצירה של מערכות ואיברים בזמן . הקדהרין נמוכות יותר

אם אין ביטוי דיפרנציאלי של . והם מסייעים ליצירת צינור העצבים הראשי, ההתפתחות העוברית

.צינור העצבים לא יתנתק מהאקטודרם ותאים לא ינדדו, N- וEקדהרינים מסוג

דסמוזומים

יש . והם מחברים את שלד סיבי הביניים בין התאיםadherens junction-נמצאים מתחת ל

סיבי האקטין מתחברים לדסמוזומים בעזרת . דסמוגולינים ודסמוכולין: סוגי לינקרים2לדסמוזומים

.חלבוני דבק שיוצרים מבנה דמוי כפתור

תפקיד הדסמוזומים הוא למנוע מעבר מים בין שכבות התאים והם נותנים חיזוק לתא בעזרת הארגון

המידסמוזומים שייכם לקשרי תא עם מצע חוץ תאי והם נראים כמו חצי דסמוזום . של סיבי הביניים

.אבל הם גם נותנים חוזק בעזרת רשת סיבי הביניים, ויש להם לינקר מסוג אחר, רגיל

CAMs - שלא תלויות בסידןאינטראקציות

הם . כאשר החלק החוץ תאי מורכב מלולאות שמחוברות בקשרים דיסולפידים, י לינקרים"מתווכת ע

הם עוזרים לתאים להתקדם ולהגיע למקום שבו הם . בתאי שריר ובכליות, נמצאים במערכת העצבים

[16]

http://www.underwar.co.il 16 UnderWarrior Project

והקשרים האלו מופיעים בעיקר , (סוכר טעון שלילית) מכילים חומצה סיאלית CAMs-ה. אמורים להגיע

. בשלב העוברי ונעלמים לאחר מכן כדי ליצור קשרים חזקים יותר

Tight junctions

תכונות חשובות שמאפיינות את תאי 2מהווים את הקשר הראשון שנמצא בצד האפיתלי והם קובעים

אי העבירות לא )פולריות ואי עבירות לנוזלים ומומסים מצד אחד לצד השני של תא האפיתל : האפיתל

הם מונעים דיפוזיה של חלבונים ומולקולות קטנות ושומרים על תת מבנה . (מושלמת ותלוית רקמה

כך שהם מובילים לכך שההפרשה תהיה למקום מסוים וליצירת , מסוים של ממברנת הפלסמה

הם . (נכנסים באזור האפיתלי ויוצאים דרך האזור הבזאלי)טרנספורט וקטוריאלי של מעבר החומרים

בעלי מבנה שונה מחלבוני הדבק שנקשרים גם לסיבי , קלאודין ואוקלידין, מורכבים משני חלבונים

. האקטין

Gap junction

שמאפשרות מעבר של 2-4nmהקשרים יוצרים תעלות מיקרוסקופיות בין התאים ברוחב של

קונקסינים יוצרים 6-הן מורכבות מתתי יחידות שנקראות קונקסין ו. מולקולות קטנות בין תאים

דלתון 1000- הוא כtight junction-הגודל המקסימלי של מולקולה שיכולה לעבור דרך ה. קונקסון

נמוך גורם ) pH-ו (ריכוז גבוה סוגר תעלות)י ריכוז הסידן "והסגירה והפתיחה של התעלות מבוקרת ע

. (לסגירה

.בדגש על דיוק התיאום ומהירות התגובה, התפקיד המרכזי שלהם הוא בזיווג ובהכוונה של תאים

קשרים בין תא ורקמה

(Basal lamina)הממברנה הבזלית

ממוקמת . 40-100nmלממברנה הבזלית יש מבנה קבוע יחסית ברקמות השונות ועובי ממוצע של

כלי דם ותאי שומן והיא לא , מתחת לשכבת האפיתל ברקמות אפיתליאליות ועוטפת תאי שריר חלק

. (פרט לקצוות סינפסה ברקמות עצבים)מאפשרת לתאים לעבור לרקמת החיבור ולהיפך

משמשת כפילטר למולקולות , הממברנה נותנת לרקמה את השלמות שלה ומעגנת את התאים אליה

. ומכווינה אותן

שרשראות שמשולבות האחת בשניה ויכולות לקשור כל 3- ומורכב מBM- הוא הבסיס לlaminin-ה

לרקמות החיבור מתחת והוא חשוב בהכוונה של BM-הוא קושר את ה. ECM-אחד מהמרכיבים ב

.התאים

(ECM)המצע החוץ תאי

מולקולות : סוגי מולקולות עיקריות מבחינת תפקידן3-מהווה את השלד החוץ תאי והוא מורכב מ

מייצבות , מולקולות שיוצרות אינטרקציות בין חלבונים המצע, אדהזיה לקישור בין התאים למצע

. צמיגותECM-ומעניקות חוזק לרשת וכאלו שמעניקות ל

קולגן

שנה ותפקידה העיקרי הוא 20כאשר זמן החיים של המולקולה הוא , החלבון העיקרי בבעלי חיים

: סוגים של קולגנים20-קיימים כ. לעמוד בפני כוחות משיכה

שכיח בסחוס 2קולגן . שכיח בעור ובעצם, מהקולגנים בגוף90% מהווה 1 קולגן – סיביים

. אחראי על יצירת סיבים3וקולגן

4י קולגן " ע–רשת דו ממדית.

מקשרים בין סיבי קולגן בעזרת קשר קוולנטי9- ו6 קולגן –לינקרים .

[17]

http://www.underwar.co.il 17 UnderWarrior Project

Extracellular

space

Extracellular

space

Extracellular

space

Extracellular

space

Alignment

Processing

Formation of

disulfide

bonds

Helix

formation

Processing

Formation of

disulfide

bonds

Helix

formation

propeptides

, בסיסים1050 באורך של αהמבנה העיקרי של הקולגן הוא הליקס משולש המורכב משרשראות

הסיבים עשירים בגליצין . כאשר כל שרשרת מקורה בגן מסוים וסוג הקולגן נקבע לפי סוג השרשראות

.שמאפשר להם להיות סיביים ובפרולין שנותן להם קשיחות

י ' ויצירת ההליקס נעשית בגולגRER-הקולגן מסונתז על גבי ה

הקצה עשיר בציסטאינים שיוצרים ביניהם . מלבד הקצוות

תוך כדי ההפרשה . ומונעים את יצירת ההליקסS-Sקשרי

כדי ליצור . חותכים את הפרופפטידים ומקבלים טריפוקולגן

נוצרים קשרים קוולנטים בין הסיבים ובתוכם כדי ליצור , סיב

י "ע)סיב מלא בוגר בעזרת ההידרוקסידים של ליזין ופרולין

' בלעדיו הקולגן מתפרק מהר יותר ובטמפ, Cנוכחות של ויטמין

.(נמוכה יותר

פיברונקטין

.מכילים אתרי קישור מיוחדים ללינקרים מסוג אינטגרינים. ECM-עוזר לקשור בין התאים ל

אינטגרין

מדובר בחלבון חוצה . לתאי האפיתלECM- ואת הBM-מקשר את ה

כאשר הקצה האמיני של , תתי יחידות2-ממברנה המורכב מ

המידסמוזומים . המולקולה נקשר לתאים ותלויה ביוני סידן ומגנזיום

ואילו , מקשרים בין האינטגרינים לשלד סיבי הביניים בתוך התא

. ECM-מחוץ לתא הם נקשרים ללמינין ולשאר מרכיבי ה

. ולשלד הפנים תאיECM-אינטגרין פעיל הוא כזה שיכול להיקשר ל

כאשר הוא לא פעיל תתי היחידות שלו יהיו מקופלות על עצמן ורק

תתי , כאשר ליגאנד נקשר לאקטין או בעקבות סיגנל תוך תאי

.היחידות מתרחקות זו מזו ונוצרת קשירה לשלד התא

אחד התפקידים של האינטגרינים הוא לאפשר לתאים לקבל את

. המורפולוגיה שלהם ברקמה ולעגן אותם אליה

כדי לעשות זאת קיימים סוכרים . מכיל גם סיבים אלסטיים עבור איברים שנמתחים ומרפיםECM-ה

.(פרוטאוגליקאנים) שיכולים להיות חופשיים ברקמה או קשורים לחלבון ליבה GAGsהנקראים

GAGs

הם סוכרים במבנה של . שנמצאים באיברים שצריכים להתכווץ ולהתרחבECM-סיבים אלסטיים ב

𝐴 + 𝐵 𝑛 והסוג שלהם נקבע לפי סוג הסוכר בעמדה B , סוג הקשר ביניהם והסולפונציה של הסוכרים

- ו1,2הסולפונציה מתרחשת בעיקר בעמדות . נקראת חומצה יודורונית או גלוקורניתAעמדה . האלו

חשיבות התהליך היא בגלל המטען השלילי . בכללסולפונציה שלא עוברים GAGsאם כי ידועים , 6

לי ומאפשרת 'דבר שעוזר לה לספוח מים והופכת את המצע לג, העודף שהיא נותנת למולקולה

. משמשים כחומר סיכה ומרכיבים את הסחוסGAGs-ה. לרקמה לעמוד בלחצים

PGs

הם . מצויים ליד קולטנים מעבירי סיגנלים על ממברנת התא ומסוגלים לסייע בקליטה של הסיגנלים

יכולים לתפקד כחלבוני אדהזיה כמו , מונעים מעבר של מקרומולקולות, יכולים לעמוד בפני לחצים

. (בדרך כלל טעונים חיובית)לינקרים וקבוצות הסולפט משמשות לאינטראקציה עם חלבונים אחרים

וגם , BM- הוא הפרלקן שמופרש מחוץ לתאים ומהווה אחד מהרכיבים העיקריים של הPGs-דוגמא ל

.חוסר בו לתאלי. מופיע בסחוס ובעצם

[18]

http://www.underwar.co.il 18 UnderWarrior Project

סיגנלים בין תאים

ונחוצים על מנת , סיגנלים בין תאים הם קריטיים לשרידות ולהתנהגות של אורגניזמים רב תאיים

, כאלו שמופרשים מהתא החוצה לגמרי: קיימים שני סוגים של סיגנלים. לבצע תיאום בין התאים

. (חייבים את הרצפטור קרוב אליהם ומשפיעים רק על תא סמוך)וסיגנלים שמחוברים לממברנה

. סוג המתווך והתא שמתווך והתא שמגיב, י המרחק שהמולקולה צריכה לעבור"סוג הסיגנל נקבע ע

: סוגים של סיגנל4קיימים

י מולקולות פוליפפטידיות"הוא מתווך ע. סיגנל בין תאים שקרובים אחד לשני– פראקריני ,

.ובגלל המרחק הוא אינו יכול לבצע תקשורת בין כמה אורגניזמים או רקמות מרוחקות

כאשר המולקולה מופרשת , עובר דרך מערכת העצבים המרכזית, סיגנל עצמי–סינפטי

והדיסוציאציה , הריכוז של הליגאנד ליד הרצפטורים מאוד גבוה . קרוב מאוד לתא המטרה

.של הליגאנד לרצפטור מאוד מהירה לפירוק והחזרה

והיא מזרימה אותם אל תאי , תאים משחררים את הסיגנל למערכת הדם–אנדוקריני

ריכוז גבוה )סיגנלים אנדוקרינים נבדלים מהסינפטים בריכוז שלהם , מלבד המרחק. המטרה

מחצית החיים של )באפיניות של הקשירה לרצפטור ובמחצית החיים , (לאנדוקרינים

.(אנדוקרינים ארוכה יותר משל הורמונים

מתבטא בתוך רקמה של תאים זהים שקשורים אחד לשני בעזרת קדהרינים–אוטוקרינים .

הם . כמו גם על התאים האחרים ברקמה, כל תא יכול להפריש חומרים שיכולים להשפיע עליו

.מדווחים גם במקרים דלקתיים על מנת להפעיל את המערכת החיסונית

השוואה בין מנגנונים שונים

תכונה

רצפטורים ממברנליים רצפטורים תוך תאיים

טירוקסינים סטרואידיםחלבונים ופפטידים

קטכולאמינים

בקרה במנגנון של פידבק

כן כן כן כן

מספר ימים יום אחד מספר שבועות לזמן קצר מאוד אחסון הורמון

מנגנון השחרור מהתא

דיפוזיה דרך הממברנה

פרוטאוליזיס של טירוגלובולין

אקסוציטוזה בעזרת וסיקולות

אקסוציטוזה בעזרת וסיקולות

קישור לחלבוני פלזמה

לא נדיר כן כן

שניות דקות ימים שעות זמן חיים בדם

שניות ופחות דקות עד שעות ימים שעות עד ימים משך הפעולה

בציטוזול או רצפטורים בגרעין

ממברנת הפלסמה ממברנת הפלסמה גרעין

.היה צורך בפיתוח מנגנונים להעברת סיגנלים מהממברנה אל תוך התא

י התרחבות או התכווצות "בין אם ע, סיגנל מסוים יכול לעורר תגובות פיסיולוגיות שונות בתאים שונים

הסיבה להבדל הוא שוני . של התא ועד הפעלת חלבון שגורם לשחרור חומרים מווסיקולות בתוך התא

י המולקולות "י הרצפטור וע"כל תגובה תאית נשלטת ע. ברצפטור שגורם בכל מצב לתגובה אחרת

כל תא מתוכנת להגיב לקומבינציה ספציפית של מולקולות . שקולטות את הסיגנל בתוך התא

יכפיל את עצמו או יתמיין , הקומבינציה הזו תכריע אם התא ישרוד בתנאים הנתונים. המעבירות סיגנל

.הוא ימות, אם הוא לא יקבל סיגנל. לתפקיד מסוים

:קיימים מספר דרכים להפסקת סיגנל

ואז ניתן למחזר אותו לפעילות )עם או בלי הרצפטור , הליגאנד נשלח לליזוזום לפירוק .1

.מתרחש אצל גורמי גדילה ורצפטורים בעלי פעילות אנזימתית. (נוספת

.י מולקולה תוך תאית"חסימה של הקסקדה ע .2

.(מולקולה של הרצפטור זקוק לה)אינאקטיבציה לאפקטור .3

[19]

http://www.underwar.co.il 19 UnderWarrior Project

.מעכב מונע חלק מהקסקדה בין הרצפטור לאפקטור .4

רצפטורים לסיגנלים

נקשרים לחלבון מסיס )וממברנליים (מסיסים בשומן)תוך תאיים : קיימים שני סוגים של רצפטורים

.(והם בעיקר מורכב מאוטוקרינים

תפקיד ומנגנון , משפחות עיקריות לפי מבנה3-הרצפטורים שנמצאים על גבי הממברנה מתחלקים ל

:פעולה

תתי יחידות שחוצות את הממברנה ויוצרות 5- מורכב מ– רצפטורים המכילים תעלת יונים .1

.αהטריגר לפתיחת השער הוא קישור של הליגאנד לתת היחידה . תעלה

2. GPCRs –י חלבון " משפחה של רצפטורים שהפעילות שלהם מתווכת עG שחוצה את

.י שליחים משניים שמבצעים את העבודה"הסיגנל התוך תאי מתווך ע. פעמים7הממברנה

הרצפטור בעצמו הוא : מתחלקים לשני סוגים– (קינאזות)רצפטורים עם פעילות אנזימתית .3

. (ציטוקינים)או שהוא נמצא באסוציאציה עם חלבון בעל פעילות קינאז (גורמי גדילה)הקינאז

או גורמים לעליה , סיגנלים חיצוניים מעוררים שינויים בפעילות או בתפקוד חלבונים קיימים בתא

. באקטיבציה של ביטוי החלבון

:(הגורם המרכזי להעברת סיגנל הוא השליחים המשניים) סוגים של רצפטורים תוך תאיים 3קיימים

(רצפטור טירוזין קינאז) RTK חלבונים קטנים שמעבירים סיגנלים של – GTPחלבונים קושרי .1

.GPCRsטרימרים שמעבירים סיגנלים של -Gאו חלבוני

. אנזימים שמבצעים זרחון או הורדה של פוספט–קינאזות .2

מסוגלים לקשור חלבון בודד או . חסרי פעילות אנזימתית ומשמשים כמתאמים– אדפטורים .3

.מספר חלבונים

GPCRs

ולרוב הדבר מתבטא ביצירת שליחים משניים , טרימרים שמעבירים סיגנלים תוך תאיים-Gחלבוני

. (התמיינות ועוד, הפריה, אלרגיה, יצירה והפרשה של הורמונים, מטבולית)הגורמים לתגובה תאית

שבה α: עבור החלבון שמורכב משלוש תתי יחידותGEF-הרצפטור שנמצא בתוך הממברנה משמש כ

. כאשר לכל אחת מהן יש תפקיד מסוים, שנמצאות ביחדβ+γ-ו, GTPמתבצעת ההידרוליזה של

:GPCRs- סוגי אפקטורים עליהם פועלים ה4קיימים

אדניליל ציקלאז(AC.)

פוספוליפאזCβ( PLC β.)

cGMP phosphodiesterase.

תעלות יונים.

הוא מווסת פעילות של . PKAרגולטור של , cAMPההידרוליזה של אדניליל ציקלאז מפעילה את

מווסת פירוק של שומן ברקמות אחרות ומווסת , Gמונע קשירה של חלבוני , ליפאזות בתאי שומן

. יצירה והפרשה של הורמונים

: אופנים של בקרת האפקטור4לתתי היחידות יש

י קשירה של תת יחידה "רגולציה עα שאליה קשור GTPאל האפקטור .

י קשירה של תתי היחידות "רגולציה עβו -γאל האפקטור .

רגולציה כפולה של שניהם ביחד.

כאשר הקשירה של אחד מהם תלויה בקשירה של האחר, בקרה מותנית.

[20]

http://www.underwar.co.il 20 UnderWarrior Project

טרמינציה

וכמות הרצפטורים על cAMP- מבקרים לפי כמות הGPCRי "את הביטוי של התגובה המקוטלזת ע

: דרכים להפסיק את פעילות הרצפטור3קיימות . שטח פני התא

שעוצר (ארסטין) זירחון הרצפטור וקשירה של חלבון נוסף – סינתיסיזציה-אדפטציה ודה .1

. על הקשירה לרצפטורG protein-את התגובה היות והוא מתחרה עם ה

. בעזרת הידרוליזה לעצירת התהליךG ביצוע אינאקטיבציה של חלבון – GTPהידרוליזה של .2

. פירוק של שאר המרכיבים בקסקדה–פירוק שליחים משניים .3

.בדרך כלל שלושתם פועלים בו זמנית

Gהרצפטורים המצומדים לחלבוני

ייתכן שמספר רצפטורים . ממברנלי-קיימים אלפי רצפטורים וליגאנדם קטנים שנקשרים באזור הטרנס

. Gיפעלו ביחד באמצעות אותו חלבון

הם גם יכולים לעכב את , מצד שני. אנלוגים יכולים לחקות את ההורמון ואז נקרא להם אגוניסטים

. הפעילות שלו ואז הם ייקראו אנטגוניסטים

הם ממלאים תפקיד מרכזי בתגובות . GPCRsאפינפרין ונוראפינפרין יכולים להיקשר למספר סוגים של

יש ואריאציות בין . α and β aderenergic receptors- למצבי לחץ ופועלים על שני סוגי קולטנים

𝛽1הקולטנים . הרצפטורים ושניהם נכנסים לפעולה בזמן פעילות גופנית מוגברת או פחד ,𝛽2 מצומדים

. PLCβ שמאקטב את 𝐺𝑞- מצומד ל𝛼2 ואילו AC שמעכב את 𝐺𝑖- מצומד לAC ,𝛼1 שמאקטב את 𝐺𝑠-ל

גליקוגן על מנת לשחרר ) מתבצע זירוז של יצירת חומרי המוצא לאנרגיה בכבד β receptorדרך

בשריר הלב הפעילות מגבירה את . פירוק שומנים בתאי שומן ושחרור טריאציל גליצרול, (גלוקוז לדם

הוא מונע פעילות מעיים כדי לא , בנוסף. קצת פעילות הלב כדי להזרים את ההורמונים מהר יותר בדם

.(שרירים חלקים נחים)לבזבז אנרגיה שדרושה במצבי לחץ

גורם להתכווצות השרירים החלקים של כלי הדם כדי להפחית את האספקה α receptor, לעומת זאת

. (ממתן את הפעילות שלהם כשצריך להעביר אנרגיה לשרירים)של כלי הדם

מתווך את הפעילות של אנזימים למערכת העיכול , מעודד פירוק של גליקוגן בכבדCβפוספוליפאז

הוא פועל על ליפיד ממברנלי וגורם ליצירת שני שליחים . מהלבלב וחיוני לאגרגציה של טסיות דם

הוא מתפקד באופן . מסיס במים ועובר דיפוזיה לציטוזולDAG. (דיאציל גליצרול) DAG- וIP3 –משניים

.טרנסכיאנטי על מנת להעלות את ריכוז הסידן

ER-רוב הסידן בתא נאגר ב. 10−4𝑀 ואילו מחוץ לתא הוא 10−7𝑀ריכוז הסידן בציטוזול הוא

שמירה על מפלי . לציטוזולER-וקיימת תעלה המאפשרת לסידן לעבור מה, באמצעות רצפטור

ודרוש gap junction-כי ריכוז הסידן משפיע על העבירות ב, הריכוזים דורשת הרבה אנרגיה

.חוסר בו גורם להתכווצות שרירים. לאקסוציטוזה ולאיחוי וסיקולות

DAGתריאונין קינאזות או - מאקטב משפחה של סריןprotein kinase C( PKC) , כאשר הסידן גורם

. מאקטב אותוDAG-לביקוע הפרוטאוליטי של האנזים ו

RTKs

המשמשים בעיקר לתהליכי חלוקת תא (receptor tyrosine kinase)חלבונים חוצי ממברנה מונומרים

. ואילו החלק החוץ תאי נקשר לליגאנד, החלק התוך תאי הוא החלק הקטליטי בחלבון. והתמיינות

פועל במנגנון אוטו קריני בזמן )הליגאנד הוא חלבון גורם גדילה שפועל רוב הזמן במנגנון פאראקריני

כשהם נבדלות אלו מאלו במבנים מחוץ , RTKs משפחות של 16קיימות . (התפתחות עוברית וסרטן

תת היחידה הקטליטית שמורה . אזורים עשירים בציסטאין או לולאות דמויות אימונוגלובינים: לתא

.( הומולוגיה85%-למעלה מ)מאוד באבולוציה

, אם היא לא תיווצר. התפקיד המרכזי של הליגאנד הוא לקרב בין שני רצפטורים כדי ליצור דימריזציה

יש לליגאנד . לא יהיה זרחון של הרצפטור ורק אחר כך כל מולקולה תוכל לזרחן את עצמה באזור אחר

[21]

http://www.underwar.co.il 21 UnderWarrior Project

כך , אחד באפיניות גבוהה ושני ובאפיניות נמוכה מאוד: שני אתרים לקשירת הרצפטור באפיניות שונה

שפעול הרצפטור גורם . הוא יכול להיקשר לשני, שרק אחרי שהליגאנד נקשר לאתר הראשון

.עוזר בנדידה של התא ומהווה גורם חשוב בהתמיינות, וכך הוא מונע אפוסטוזיס, לפוספורלציה שלו

אבל כל מונומר יכול , transמטרת הדימריזציה היא כדי שהמונומרים יבצעו פוספורלציה במנגנון של

.cisלבצע פוספורלציה לעצמו במנגנון של

ובדרך כלל גם , שיירי הטירוזין המזורחן על הרצפטור משמשים לקישור של חלבון סיגנל באתרי עיגון

לרצפטור יש . מיקום הטירוזין המזורחן קובע את הספציפיות של קביעת הסיגנל. זרחון שלו על טירוזין

לגרום לשינוי קונפורמציה שמפעיל את הפעילות הקטליטית , זירחון הטירוזין: מטרות לקישור הזה3

. ולהעביר חלבונים לממברנה

:RTKs-טרמינציה של ה

.(העיקרי)פירוק בליזוזום .1

.פוספורלציה-דה .2

.(מולקולות שהרצפטור גרם להפעלתן והן מעכבות אותו)אנטגוניסטים .3

Ras/MAPKמסלול

הוא , כאשר ליגאנד נקשר לרצפטור. מסלול בתא שאחראי על חלוקה של התאים והתמיינות שלהם

Ras-אולם אין אינטראקציה ישירה בין הרצפטור ו, Rasגורם להפעלת הקסקדה שמתחילה בחלבון

ולכן הסיקו כי Rasהרבה גורמי גדילה מפעילים את . (זה גם לא המסלול היחיד שהרצפטור מפעיל)

מכיל מוטציה Ras, התגלה שבגידולים סרטניים. מדובר בחלבון שנמצא בצומת של העברת איתותים

ולהשרות חלוקה של תאים ללא (Gapבלי נוכחות של )בודדת שגורמת לו להיות כל הזמן פעיל

.הן בהפעלה שלו והן בטרמינציה, הפסקה ולכן הוא חייב להיות מבוקר

ביצעו מחקר , Ras-כדי להוכיח את הקשר בין הרצפטור ל

יצירת מוטציות על מנת לבדוק תפקוד )בשיטה גנטית

כל עין מורכבת . על העיניים של זבובי הדרוזופילה (חלבון

רצפטורים 8 עיניות כאשר כל עינית מכילה 800-מ

𝑅8 מהם מסודרים מקדימה ואילו 7כאשר , הרגישים לאור

שמקנה 𝑅7 עם אינטראקציהכשיש לו , נמצא מאחורה

לא פעיל 𝑅7זבובים שבהם . UVלזבוב רגישות לאור

כאשר הרצפטור בעל אותו שם מקבל ליגאנד , Sevנקראים

שאינו מופרש Bos הנקרא 𝑅8שהוא חלבון ממברנלי על

Bos ,𝑅7ללא . (ולכן נחוצה הקרבה בין הרצפטורים)החוצה

אם ישרו מוטציה באחד האללים לאחד . לא יהיה פעיל

אם נשרה מוטציה נוספת באלל אחד . 𝑅7עדיין ייווצר מעט חלבון שיספיק ליצירת , מחלבוני התהליך

בצורה הזו זיהו . 𝑅7 צווארי בקבוק ולא יהיה מספיק מכל חומר ליצירת 2ייווצרו , לחלבון תהליך אחר

ומהווה DRK עם אינטראקציהמבצע ) SOS-ו ( עם הרצפטוראינטראקציהמבצע ) DRKאת החלבונים

(.Ras- לGEF-את ה

וצריך Ras- נקשר לSos, לאחר מכן. נקשר לליפיד שמעגן אותו לממברנהRas – תחילת התהליך

שהוא רצף ההכרה , SH2הוא נקשר אליו בעזרת . כדי להיקשר לרצפטור הפעיל GRB2=( TRK)את

תהליך הזירחון מהיר מאוד והוא מתבצע . Sos-רצף ההכרה ל, SH3ובעזרת , לרצפטורGRB2-ב

. באמצעות נוגדנים שמכירים את הצורה הפעילה והלא פעילה של החלבון

י חלבון פיגום שלא מאפשר להם להסתובב בתא ודואג שהתהליך " מוחזקת עMAPKכל הקסקדה של

-השתמשו ב, וכדי לזהות שהוא מגיע אחריו (MAPKKKאו ) Raf משפעל את Ras-חלבון ה. לא יעוכב

[22]

http://www.underwar.co.il 22 UnderWarrior Project

Ras ועם (מגידולים סרטניים, מופעל בלי שליטה) שפעיל קונסטיטוטיביתRafוראו שפעילות , פגום

והוא בתורו אחראי , (MAPKKאו ) MEK משתחרר ומזרחן את Raf, רק אחרי השפעול. המסלול נפגעה

מסלולים דומים 6וזיהו עד היום , התהליך הזה שמור מאוד באבולוציה. MAPKעל הזירחון של

.כאשר חלבון הפיגום צריך למדר ביניהם, למסלול הזה

, מנגנון ההפעלה כאן שונה. והיא חשובה בארגון של התאPKC- וPLCγקסקדה דומה לתהליך מערבת

שם , לממברנהPLCγ-כאשר החלבון לא פעיל הוא אינו קשור לרצפטור והקישור אליו מקרב את ה

.והוא מפעיל קסקדה שלמה של תהליכים, 𝑃𝐼𝑃3נמצא הסובסטרט שלו

PI-3 Kinase pathway

והשנייה קטליטית (p85)אחת רגולטורים : תתי יחידות2הוא מכיל . RTKs-י כל ה"חלבון המאוקטב ע

(p110) .והקישור גורם לשינוי קונפורמציה ולשחרור היחידה , הרצפטור גורם להפעלת החלבון

והוא האנזים היחיד שיודע , 𝑃𝐼𝑃3- והופך אותו ל𝑃𝐼𝑃2 מזרחן את PI-3K. הקטליטית מהרגולטורית

הקינאזות מזרחנות האחת את השניה ומונעות אפוסטוזיס . בטבעת האינוזיטולית3לזרחן בעמדה

.(מוות של תאים)

STATs

, י רצפטורים לציטוקין"מאוקטבים ע. SH2משפחה של פקטורי טרנסקריפציה המכילים דומיין מסוג

י הרצפטור ויוצרות "הם מזדרחנות ע. RTKs-י חלק מה"אולם הם מסוגלים להיות מאוקטבים גם ע

.דימר בצורת ראש לזנב

מסלולי העברת סיגנלים

מסלולי העברת הסיגנלים פועלים כרשת מורכבת שקיימת בה אינטראקציה מסוגים שונים בין חלבוני

. כך שנוצר דו שיח בין הרצפטורים השונים, הסיגנל

. ולכן הוא צומת מרכזי במספר מסלוליםRasהרבה גורמי גדילה יכולים להפעיל את , למשל

להתפצל למספר מסלולים נפרדים או , מסלולי העברת הסיגנלים יכולים להתכנס למסלול אחד מרכזי

ייתכן מצב בו שני רצפטורים ממשפחות שונות יבצעו את . שייווצר מסלול ייחודי לקסקדה מסוימת

כל אחד מהם )כך שלמעשה קיים דיבור בין שני המסלולים בצורה של בקרה שלילית , אותה פעולה

.(יכול להשתמש בחומרי ביניים אחרים וינצל אנרגיה בצורה שונה

ספציפיות של סיגנל

י אינסולין מגביר " שמופעל עPI-3K: למשל. לא כל גורמי הגדילה מפעילים את אותם מסלולים

.אפופטוטי-נקבל סיגנל אנטי, בתאי עצבNGFי "אם הוא יופעל ע. תהליכים מטבוליים

למרות , הפעלה של גורמי גדילה שונים על אותם תאים באותו רצפטור יכול לגרום לתהליכים אחרים

שאם נפעיל אותו , Ras/MAPKדוגמא אפשר למצוא בהפעלה של מסלול . שמופעלת אותה קסקדה

.ואילו משך הפעלה ארוך יעודד התמיינות של התא, לזמן קצר נגביר את תהליך ההתרבות של התא

, מגביר התרבות בפיברובלסטיםFGF, למשל. סיגנל מסוים יכול להשפיע בצורה שונה בתאים שונים

. הוא מגביר את ההתמיינות שלהםPC12ואילו בתאי

:הפקטורים שיכולים להשפיע על הספציפיות של הסיגנלים

.(בעיקר במעלה המסלול)אדפטורים ייחודיים במסלול -מולטי .1

.מידור תוך תאי של מסלול מסוים .2

.קשור לחלבוני פיגום .3

.פידבק באמצעות חומרים אנטגוניסטים .4

בעזרת , ושליחים משנייםGPCRי "כל תהליך הזיווג של השמרים מופעל ע. RTKsבשמרים אין

מתבצע על חלבון פיגום מיוחד Ras/MAPK-התהליך שאנלוגי ל. הומולוגיים לחלבונים המתאימים

שממדר ומייעל את הסיגנל בעזרת החזקה של כל החלבונים קרוב אחד לשני ומשפיע על הספציפיות

[23]

http://www.underwar.co.il 23 UnderWarrior Project

שאחראי על Hog1מתלבש על המקום החלבון , (MAPK-אנלוגי ל) Fus3-ואם יש חסר ב, של התהליך

.matingואז נקבל קורים לאחר ביצוע , יצירת קורים

מחזור התא

, תאים נדבקו לצלחת אם הם אדהיסיבים, בניסוי שנערך. התא מתחלק ומתרבה, כדי ליצור רקמה

אם ניצור חלל . (contact inhibition)והם לא ממשיכים להתחלק ברגע שהם הגיעו לצפיפות מרבית

תאים סרטניים מאבדים את הבקרה לתכונה הזו . התאים יתחלקו כדי לסגור את החלל הזה, במצע

והם לא צריכים גורמי גדילה כדי , (מתחלקים באופן אין סופי)ומתחילים לעלות אחד על השני

.להתחלק

תאי , ימים3-4במעיים כל )החלפה של אפיתלים , חלוקת תאים מתרחשת לצורך התפתחות עוברית

- תאי בת כאשר ה2במהלך התהליך מתקבלים . חידוש רקמה בעקבות פציעה ועוד, ( יום28עור כל

DNAמוכפל ומסת התא מגיעה לסף קריטי המחייב התפצלות .

הכרומוזומים מוכפלים וכל עותק נצמד לחלק אחר של : החלוקה בפרוקריוטים פשוטה מאוד

.הממברנה ולאחר מכן חלה ההפרדה בין שני חלקי התא

ריבוי של אזורי תחילת , התהליך באאוקריוטים מורכב יותר בגלל הכמות הגדולה של הכרומוזומים

. ובגלל שיש יותר מסט אחד של כרומוזומים (יש יותר)הצורך להכפיל את אורגנלות התא , ההכפלה

, בו התא מבצע חלוקה לשני תאי בת (M)שלב המיטוזה : מחזור התא מורכב משני שלבים עיקריים

בהם , 𝐺2- ו𝐺1, בין שני השלבים האלו נמצאים שלבי ביניים. DNA-בו מוכפל ה (S)ושלב ההכפלה

.התא גדל ומתפתח

מיטוזה

:מחולקת למספר שלבים עיקריים

. פירוק הגרעין ויצירת הכישור– פרופאזה .1

הכרומטידות מסתדרות על –מטאפאזה .2

, ללא סידור של כל הכרומטידות. הכישור

.התהליך לא יתקדם

הפרדת הכרומטידות ונדידה –אנאפאזה .3

.של כל אחת לכיוון אחר

הכישור מתפרק והתא מתחלק –טלופאזה .4

האורגנלות מתחלקות . לשני תאי בת

ונוצרת ממברנה , רנדומלית בין התאים

.החומר הגנטי נסגר מחדש בתוך גרעינים. שמפרידה ביניהם

:אפשר לחלק את התאים לפי תדירות ההתחלקות

מתחלקים מהר מאוד כדי לקבל כמות גדולה של תאים תוך זמן קצר– תאים עובריים .

מאבדים את יכולת החלוקה שלהם אחרי ההתמיינות–תאי עצב .

הגוף משתמש , אולם כאשר יש פגיעה בהם, גם מאבדים את יכולת החלוקה–תאי שריר

התאים האלו מקבלים סיגנל מיוחד . כדי לתקן את הרקמה (תאים עובריים)בתאים סטליטיים

אולם לאחר מכן הם מאבדים את היכולת , שמורה להם להתחיל להתחלק ולהתמיין מחדש

.הזו ויוצאים ממחזור התא

לא מתחלקים אולם כאשר חותכים חתיכה מהכבד יש גידול מחדש לצורך –תאי כבד

.השלמה

[24]

http://www.underwar.co.il 24 UnderWarrior Project

צריך להשקיע כמות גדולה של אנרגיה כדי , (כלומר לא מתחלק יותר)אם תא יוצא ממחזור התא

קיימת נקודת אל , להתחלק" מחליט"ברגע שתא . להחזיר אותו להחזיר אותו למצב של התחלקות

. שממנה הוא חייב להתחלק ולא יכול לחזור אחורה𝐺1חזור לקראת סוף שלב

בקרת מחזור התא

תא סרטני . בקרת מחזור התא חשובה להתפתחות שלו ולשליטה על כמות ההתחלקויות שתא מבצע

בין כל . מתאפיין באיבוד הבקרה הזו ולכן צריך מספר מנגנונים כדי למנוע ממנו להגיע למצב הזה

למערכת . כאשר לא ניתן לדלג על אף אחד מהם, שלב במחזור יש בקרה שמקדמת את התא הלאה

המערכת , אם התאים משתנים. הבקרה יש יכולת אדפטציה שמונעת התקדמות במקרה של תקלה

.תדע להשתנות בהתאם

נקודות הבקרה העיקריות

מבטיחה הפרדה נכונה של הכרומטידות כך שכל תא בת יכיל את אותו – במהלך המיטוזה .1

.מספר כרומוזומים כמו תא האם

האם התא הגיע לגודל שמאפשר לו , מסמנת לתא האם ניתן להתקדם במחזור - 𝑮𝟏בסוף .2

.זוהי נקודת האל חזור. ולהתקדם הלאהDNA-להכפיל את ה

התא מוודא שההכפלה נעשית כמו שצריך כך שלא DNA- במהלך הכפלת ה– S-בשלב ה .3

. עובד רק פעם אחתorigin of replicationנוצרות מוטציות ושכל

Checkpoints

. מדובר בסנסורים שמזהים אם מה שהיה אמור להתרחש אכן התרחש. בקרה נוספת על הבקרות

אבל נקבל , נקודות אלו לא נחוצות לגמרי להתקדמות המחזור ולכן תקלה בהם תגרום לחלוקת התא

.(ייתכן והתא ימות או יהפוך לסרטני)תא עם מוטציות

וכן מבקרים אם , או שההכפלה לא הושלמהDNA- בודקים אם נגרם נזק לCheckpoints-מנגנוני ה

הסנסורים חשים בתקלה ועוצרים זמנית את מחזור התא ואם התקלה לא . תהליכי מפתח לא הושלמו

.התא נשלח לאפופטוזיס, ניתנת לתיקון

, כשהחומר לא קשור לאף חומר אחר. החומר העיקרי המשמש לבקרה נקרא ציקלין

, CDKsקיימת משפחה של קינאזות שנקראת , כדי להפעיל אותו. הוא בלתי מאוקטב

בשמרים קיים רק . שפועלים בהתאם לשלב במחזור התא ואחראים על מספר פעולות

. קבוצות של ציקלינים4-ואילו בתאים אנימליים יש מספר סוגים ו, CDKסוג אחד של

זירחון על טירוזין מביא . הציקלין נקשר לקינאז כדי להיות פעיל, כדי לבצע פעילות

אולם זירחון על תריאונין מביא לפעילות מקסימלית ומאפשר נגישות , לפעילות מעכבת

.(בניגוד למצב השני)לסובסטרט

Cdk נקשר לציקלין בעזרת הידרוליזה של ATP . במצב הזה הקומפלקס פעיל חלקית

כדי CDK-activating kinase( CAK)י " עactivation loop-והוא צריך לעבור זירחון ב

.להגיע לפעילות מקסימלית

:שני גנים עיקריים משפיעים על כל התהליך, בשמר

wee1 –השמרים המתקבלים קטנים יותר כי הם מתחלקים לפני שהם , כשהוא לא מתבטא

.(חזור-אחראי על מעבר נקודת האל)הגיעו למסה המקסימלית שלהם

Cdc25 –מוטציה בגן הזה מונעת מהתאים להיכנס לשלב החלוקה .

מסוגל להיקשר לקומפלקס ולמנוע ממנו להיקשר CKIחלבון מסוג . CDKs-קיימת בקרה נוספת על ה

תהליכים מעוכבים כאלו יכולים ליצור רקמה או אפילו יצור . וכך לעכב את כל התהליך, לסובסטרט

והם מפסיקים את ההכפלה כאשר הגיעו DNA- חשובים גם בזמן הכפלת הCKIs-ה. גדולים יותר

.למספיק חלוקות

. התהליך משתמש בשני קומפלקסים כדי לסמן בעזרת יוביקוויטין חלבונים המיועדים לדגרגציה

[25]

http://www.underwar.co.il 25 UnderWarrior Project

. להיקשר אליו ולקחת אותו לפירוק, וגורם ליוביקוויטין לזהות אותוCKI- מזרחן את הSCFהקומפלקס

י החלבון " מאפשר את הפרדת הכרומטידות בשלב המיוזה כאשר הוא משופעל עAPCהקומפלקס

Cdc20 ,דבר שקורה אחרי ש-M-CDKהוא אחראי להדבקת יוביקוויטין על גבי הציקלין . הפעיל אותו

.ושולח אותו לפירוק כאשר כבר אין צורך בשימוש בקומפלקס

קיימים חלבונים שמטרתם להגביר . בקרה נוספת על התהליך מתרחשת ברמת השעתוק של ציקלין

. 𝐺1-והוא פועל רק ב (MAPKי "ע)את יצירת הציקלין

M-CDK

ועיקר פעילותו במהלך המיטוזה והוא צריך 𝐺2פעיל החל משלב

יש כאן שילוב של . להיות מזורחן כדי למקסם את הפעילות שלו

M-CDK-בקרה חיובית על ידי העלאה של כמות ה: מנגנוני בקרה

ובקרה שלילית בעזרת זרחון נוסף , אם כמות הציקלינים עולה

. שמונע נגישות לסובסטרט

י זירחון המבוצע " מאוקטב עCDK ושל M-cyclinהקומפלקס של

אחראי על Wee1 .CDC25י זירחון של " ומעוכב עCAKי "ע

(. Wee1הוא גם מעכב את ) הפעיל M-CDK-י ה"והוא מאוקטב ע, הורדת הפוספט המעכב

הקומפלקס . וגורם להפעלתוAPC- לCDC20 מעודד קישור של M-CDK, בנוסף

הסקורין מחזיק את . Separase- וSecurinגורם להפרדה של קומפלקס אחר בין

ורק כאשר כל הכרומטידות מסתדרות על הכישור , הספראז במצב לא פעיל

הספראז מפריד בין הכרומטידות . ומפרק אותוAPC-מגיע ה, (סיום המטאפאזה)

כל התהליך , APC-אם מונעים את הפעילות של ה. ומניע את המשך התהליך

י " מאוקטב רק עAPC, בתאים עובריים. ייתקע כי אין הפרדה בין הכרומטידות

CDC20 , ולכן הוא מתפרק לאחר המיטוזה( אין בעוברים שלב של𝐺1) . בתאים

. מפסיק לפעולM-CDK כאשר APCשגורם לפעילות גבוהה של (HCT1)בוגרים יש בקר נוסף

:M-CDK-תפקידי ה

(הוא דוחף תאים לתהליך)מאתחל מיטוזה.

אחראי על יצירת הכישור והגעה של כרומוזומים לקו המשווה.

מבקר את האתחול של הקונדנסציה בין הכרומוזומים ואת הסגרגציה שלהן

מבקר את פירוק ממברנת הגרעין.

אירגון שלד האקטין והאורגניות-מבקר את רה.

אחראי על השלמת תהליך המיטוזה.

S-CDK

תפקידו העיקרי הוא למנוע הכפלה . ועד לתחילת המיטוזה𝐺1פעיל החל משלב

. S בזמן שלב DNAמיותרת של

origin קשור באופן קבוע קומפלקס הנקרא Origin of replication-על כל אזורי ה

recognition complex( ORC) . לפני ההכפלה מתחבר אליוCDC6 ליצירת קומפלקס

Pre-RC . הקישור ויצירת הקומפלקס נועדו להבאת ההליקאז(MCM) לאזור ה-ORI ,

והוא מזרחן את , לפעולהS-CDKבשלב הזה נכנס . 𝐺1-כאשר שלב זה מתרחש ב

CDC6י " שיוצא מהגרעין ומתפרק עSCF ( מערכת לפירוק שמפרקת חלבונים

נמצא שם כל ) ORC-והפוספט על גבי ה, ההליקאז מתחיל את ההכפלה. (מזורחנים

לאזור וכך הוא CDC6מונע קשירה מחדש של (CDKs-עוד יש נוכחות של אחד ה

.מונע הכפלה נוספת מאותו מקום

מתחיל CDC6, וברגע שהם מתפרקיםAPC-מי שדואג לפירוק של הציקלינים הוא ה

.להצטבר והסיבוב מתחיל מחדש