Ileti Ge

1
Ileti Geçisi

• Prof Dr Süheyla Ünal

2
Sinapsin anatomisi

• Mikroflamanlar, mikrotübüller, nöroflamanlar
• Mitokondriler
• Sinaptik veziküller
• Sisterna
• Presinaptik membran
• Tasiyicilar
• Postsinaptik membran
• Reseptörler
• Ikinci haberciler
• Protein kinazlar
• Transkripsiyon faktörleri
• Gen

3
Mikroflamanlar, mikrotübüller, nöroflamanlar

• Nöron içi tasinmayi saglamak
• Hücre iskeletinin reorganizasyonunun kontrolü
• Sinapsin aktif zonunu organize ve ekzositozu
  regüle etmek

4
Mitokondriler Sisterna
Pinel JPJ (1990) Biopsychology. Boston, MA Allyn
Bacon

• Yassilasmis ER ve Golgi aygitindan olusur
• Nörotransmitterleri rejenere eder
• Rüptüre olmus vezikülleri yeniden doldurur

• Perikaryon, dentrit, akson ve presinaptik uçta
  yer alir
• Enerji saglar

5
Sinaptik veziküller

• Nöron çekirdeginde yapilirlar
• Mikrotübüller araciligi ile tasinirlar
• Sinaptik terminalde sisterna tarafindan
  nörotransmitterle doldurulur

6
Nörotransmitterlerin salinimi

• Depolarizasyon
• Voltaj kapili Ca kanallarinin açilmasi
• Ca inflaksi
• Ca -kalmodulinin protein kinazlari
  aktiflestirmesi
• Sinapsin Iin fosforilasyonu
• Veziküllerin aktif zona hareket etmesi
• SNARE kompleksinin olusmasi
• Sinaptik veziküllerin presinaptik membranla
  birlesmesi
• NTin sinaps araligina salinmasi (ekzositoz)
• Diffüzyon

7
SNARE Kompleksi

• Sinaptobrevin
• Sinaptik vezikül proteini
• Sintaksin
• Plazma membran proteini
• SNAP-25
• Sinaptozomla baglantili protein
• Plazma proteinine palmitil bagi ile baglanir

8
Nörotransmitterlerin salinimi

• Sintaksin molekülleri sinaptotagmine baglanir
• Sinaptotagmin kalsiyum kanallarina baglanir
• Rab3, NSF ve SNAP gibi enerji kaynaklarindan
  saglanan enerji ile NT sinaptik araliga salinir

9
Membran tasiyicilari

• Sodyum ve klora bagimli tasiyicilar
• Presinaptik membrana gömülüdürler
• Serotonin, NE ve Dop tasirlar
• Vesiküler tasiyicilar
• Nörotransmitterleri veziküle tasirlar
• Sodyuma bagli tasiyicilar
• Glia hücrelerinin membranlarinda lokalize olurlar
• GABA, glutamat ya da aspartat tasirlar

10
ß-neurexin - neuroligin-1 baglantisi (nöronlar
arasi iletisim)

• Postsinaptik sinir hücresi (neuroligin-1) ile
  presinaptik NT salinimini saglayan yapilar
  (ß-neurexin) arasinda sinyal iletimini saglar
• Bu retrograd sinyal iletimi, sinaptik baglantida
  ögrenmeye bagli degisiklikler olusturarak ögrenme
  süreçleri açisindan önem tasir

11
ß-neurexin-neuroligin-1 link

• Glikozaminglikanlar(GAGs) iki nöron membrani
  arasinda baglanti olustururlar
• Intrasinaptik proteoglikan molekülleri (
  fosfakan veya CAT-301 gibi) ve distroglikan
  kompleksleri (DGC) su molekülü ve
  beta-neurexin-neuroligin-1 baglantisindaki
  negatif kimyasal gruplara projekte olur

12
Postsinaptik membran

• Hidrofobik iki lipid tabakasi (fosfolipidler,
  glikolipidler, sfingomyelin, kolesterol)
• Integral ve periferal proteinler (iyon kanallari,
  reseptörler, enzimler, tasiyicilar)

13
Membran potansiyeli

• Sinir hücresine ileti özelligi kazandirir
• Nöron için 70mV
• Voltaj ya da potansiyel farkinin olusturdugu iki
  uç (,-) bulunmaktadir
• 3 etken rol oynar
• Sodyum/potasyum pompasinin etkinligi
• Iki farkli iyonun geçirgenlik farkliligi
• Hücreden ayrilamayan sabit anyonlarin(-) varligi
  

14
Iyon geçisini saglayan güçler

• Elektrostatik güçler
• Zit yükler birbirini çeker, benzeri yükler
  birbirini iter
• Konsantrasyon güçleri
• Diffüzyon Yari geçirgen zardan iyon hareketleri
  ile geçis
• Osmoz Suyun yüksek konsantrasyondan düsük
  konsantrasyona dogru hareketi
• Hidrostatik güçler
• Osmoz üzerine yerçekimi etkisi

15
Iyon kanallari

• Membranda yer alan protein yapisinda köprülerdir
  
• Akim geçisine izin verir
• Depolarizasyon, hiperpolarizasyonu kolaylastirir

16
Iyon kanallari

• Pasif, sizinti kanallari
• Her zaman açik
• Ligand kapili kanallar
• Özgün bir NTe baglandiginda açilirlar
• Voltaj kapili kanallar
• Membran potansiyeli degisikligi ile açilirlar
• Mekanik kapili kanallar
• Reseptörlerin fiziksel deformasyonuna tepki
  olarak açilip kapanirlar

17
Sizinti kanallari
Na
K
Cl
KK
Konsantrasyon gradiyentlerine ve elektriksel
yüklerine göre akis
18
Na-K pompasi

• Bu yolla dis ortamdaki yüksek konsantrasyon
  nedeniyle hücre içine sizan Naun fazlasi hücre
  disina pompalanirken K hücre içine alinir.
  Böylece iyon dengesi korunur.
• Gereken enerji hücre membraninda yer alan
  Na-K-ATPaz enzimi ile hidrolize edilen ATPden
  saglanir.

19
Ligand-kapili kanallar

• NT (ya da ilaç), iyonotropik reseptöre
  baglandiginda kanal açilir
• Iyon konsantrasyon gradiyenti ile hücre içine
  girer
• Hizli bir süreçtir, hizla geriye döner
• Nikotinik Ach reseptörleri Na kanali ile eslesir
• GABAA reseptörleri Cl kanali ile eslesir

Iyonotropik reseptörler
20
Voltaj kapili kanallar

• Hücre içi ortam negatif oldugunda kapalidir
• Hücre içi ortam pozitife dönüstügünde açilir ve
  iyon içeri girer

21
Membran potansiyeli

• Membran potansiyelindeki degisiklik iki tür
  sinyal üretir
• 1-Azalan potansiyel
• (kisa mesafe)
• 2- Aksiyon potansiyeli
  (uzun mesafe)

22
AKSIYON POTANSIYELI
23
Postsinaptik potansiyel (PSP)

• Membran iletkenliginin degismesi ile olusur
• EPSP Eksitatör PSP 0 potansiyele dogru
  depolarizasyon, postsinaptik hücreyi uyarir
• IPSP Inhibitör PSP hiperpolarizasyon,
  postsinaptik hücreyi inhibe eder

24
PSP
25
Mekansal ve zamansal birikim
Mekansal birikim Birçok presinaptik uçtan salinan
NTin bir nöron üzerine etki etmesi
Zamansal birikim Ayni nöronun ardarda
deserjlarinin bir sonraki nöron üzerine etkisi
26
(No Transcript)
27
Ileti agi tipleri

• Diverjan- Bir nöronun birden fazla nöronu
  uyarmasi
• Konverjan-Bir nöronun birçok nöron tarafindan
  uyarilmasi
• Reverberating Agda daha önceki nöronun sonraki
  nöronlar tarafindantekrar tekrar uyarimi (kisa
  süreli bellek ve ritmik aktivitelerin kontrolü)
• Desarj sonrasi paralel iletiler- Bir nöron birçok
  postsinaptik hücrenin olusturdugu bir ag
  tarafindan paralel olarak uyarilir

28
Aksiyon potansiyelinin ilerlemesi
29
Uyari siddeti

• Uyarinin siddeti arttikça AP sikligi artar

30
Reseptörler

• Bilginin geçisini saglamak için özellesmis
  makromoleküllerdir
• Aktivasyonlarini arttirma ya da azaltma
  özelligine sahiptirler
• Sayi degisikligi (down-regulation, up-regulation)
• Reseptörün özelliginde degisiklik
  (desensitisation, hypersensitivity)
• Bu özellikleriyle reseptör sonrasi olaylari
  düzenlerler

31
Reseptör kompleksi

• Özel baglanma bölgeleri
• Transduksiyon elemanlari
• Effektör sistem
• Ikinci haberci sistemi etkinlestiren adenil
  siklaz, fosfolipaz gibi enzimleri tanimlar

32
Reseptör tipleri

• Dogrudan iyon kanallarina baglanan reseptor
• G proteinine baglanan reseptör
• Intrinsik guanilil siklaz aktiviteli reseptör
• Intrinsik tirozin kinaz aktiviteli reseptör

33
Iyonotropik Reseptörler

• Ligand-kapili iyon kanallaridir
• Hizli nörotransmisyon saglarlar
• Inhibitör Nörotransmitter Cl inflaksina ve
  hiperpolarizasyona neden olur
• Eksitatör Nörotransmitter Na inflaksina ve
  depolarizasyona neden olur

34
Metabotropik Reseptörler

• Ikinci haberci sistemi harekete geçirirler
• G proteine bagli reseptörler
• Hücre içi enzim sistemlerini aktive eder
• Yavas nörotransmisyon ve nöromodülasyon saglarlar
  
• Etkisi daha uzun sürelidir

35
Postsinaptik dansite (PSD)

• Presinaptik uçtan gelen eksitatör sinyali
  ayarlayan, oldukça organize bir transduksiyon
  makinasidir
• Yüzlerce protein izole edilmistir
• glutamat reseptörleri
• kinazlar
• yapi iskelesi, baglanti ve hücre iskeleti
  proteinleri gibi

36
Anterograd ileti

• Postsinaptik olarak Neuroliginler çesitli
  PDZ-domaini içeren proteinlere baglanir (PSD95,
  PSD93, SAP102, and S-SCAM)
• Bunlar da postsinaptik sinyal transduksiyonunu
  saglayan proteinlere baglanir (NMDA R2, K
  kanallari, GKAP, SynGAP, ve CRIPT)

37
P. Greengard, Science, 2001
38
Nörotransmitterlerin ortamdan uzaklastirilmasi

• Enzimlerle parçalanma
• Astrositlerce alinma
• Sinaptik araliga difüzyonla dagilma
• Presinaptik uca geri alinma

39
Postsinaptik ileti süreci

• Ikinci haberciler
• (cAMP, cGMP, IP3, DAG, Ca2)
• Protein kinaz aracili fosforilasyon kaskadi
• Protein-protein etkilesimi ile adaptör ve iskele
  proteinlerinin yapilandirilmasi

40
Ikinci haberciler

• Iyon kanallarini açip, kapatmak
• Kinaz enzimlerini aktive etmek
• Kanal proteinlerini fosforile etmek
• Genleri aktive etmek ve protein sentezini
  baslatmak

41
Nörötransmitter Reseptörü Aktive Eder
G - Proteini Aktive Olur
G - Proteini Aktive Olur
G - Proteini Aktive Olur
G - Proteini Aktive Olur
G - Proteini Aktive Olur
Fosfolipaz C Aktive Olur
Adenilat Siklaz Inhibe Olur
Adenilat Siklaz Aktive Olur
Fosfolipaz A2 Aktive Olur
Arasidonik Asid Salinir
Inozitol Trifosfat Salinir
Diaçilgliserol Salinir
cAMP Azalir
cAMP Artar
Protein Kinaz Aktivitesi Artar
Protein Kinaz Aktivitesi Azalir
Protein Kinaz Aktivitesi Artar
Hücre Içinde Depolanan Ca Salinir
Kanal Fosforilasyonu Azalir
Kanal Fosforilasyonu Artar
Kanal Fosforilasyonu Artar
Iyon Kanallarinin Özellikleri Degisir
Membran Yük Dagilimi Degisir
Sinaptik Potansiyel
42
(No Transcript)
43
Gen aktivasyonu

• Baslangiç fazi
• Hizli erken genlerin indüksiyonu (IEGs)(e.g.,
  cfos, c-jun, zif-268, etc.)
• protein üretiminin ikinci fazi baslatmasi
• Ikinci faz
• Geç baslangiçli genlerin indüksiyonu
• Ürünlerin hücre islevini degistirmesi

44
Gen regülasyonu
R regulatory subunit C catalytic subunit
CREB (cAMP response element binding protein) gen
transkripsiyonunu uyarir ve düzenler
45
CREB üzerine etkiler
Ayni transkripsiyon faktörü farkli uyari
yollari ile gen transkripsiyonunu degistirebilir
46
Excitatory input
Glutamate
Neuromodulatory inputs
Neuromodulatory inputs
ACh
GluR
NE
M1
b1
Ca2
5-HT
DA
IP3 DG
D1
Ca2-dependent Kinases/phosphatases
cAMP
PKC
5-HT2C
Hist
Hist
PKA
Down-stream substrates
H2
H1
Gene expression
Short-term synaptic modification
Long-term synaptic modification
47
Genden proteine
DNA
RNA
PROTEIN
GENE FUNCTION
GENE
GENE PRODUCTS
48
KAYNAKLAR

• Danko Dimchev Georgiev. On The Dynamic Timescale
  Of Mind-Brain InteractionPresentation for the
  Quantum Mind 2003 ConferenceConsciousness,
  Quantum Physics and the Brain
• Danko D. Georgiev, Stelios N. Papaioanou, and
  James F. Glazebrook. NEURONIC SYSTEM INSIDE
  NEURONS MOLECULAR BIOLOGY AND BIOPHYSICS OF
  NEURONAL MICROTUBULES. Biomedical Reviews 2004
  15 67-75.
• Jirí Raboch. Biochemistry and Biological
  Psychiatry
• Cellular and Molecular Biology of the Neuron.
  psychology.rutgers.edu/rypma/courses/
  fall_2004/CellularandMolecularBiologyoftheNeuron.p
  pt
• Anagnostaras SG. Synaptic Transmission. Lecture 5
  psy.ucsd.edu/sanagnos/181lec5.pdf - Ek Sonuç

49
KAYNAKLAR

• Fundamentals of the Nervous System and Nervous
  Tissue Chapter 11. www.aug.edu/biology/ch11.htm
• Alagia S. Nervous system overview
  www.grossmont.edu/shinaalagia/ lectures/144/neural
  20tissue20updated-2005.ppt
• Signal transduction. www.hartnell.cc.ca.us/faculty
  / awright/powerpoint/b1part21sigtrans.ppt
• Principles of Neuroscience. www.eou.edu/psych/docu
  ments/Chap02.ppt
• Sweatt JD. The Biochemistry of LTP Induction.
  sensor.neusc.bcm.tmc.edu/David/Book20files/
  teaching20materials/lectures/Lecture205.ppt
• System Biology. www.dbi.tju.edu/dbi/staticpages/sy
  sbio_projects.ppt

50
(No Transcript)