Лекція професора Досенка В,Є. з курсу молекулярної фізіології факультету фізики живих систем НТУ "КПІ"

1. МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗІОЛОГІЯ
НЕРВОВОЇ СИСТЕМИ

2. Базисні функції нервової системиБазисні функції нервової системи
ВІДЧУТТЯ
(СПРИЙНЯТТЯ ІНФОРМАЦІЇ)
ІНТЕГРАЦІЯ
(ОБРОБКА ІНФОРМАЦІЇ)
СИГНАЛІЗАЦІЯ
(ВІДПОВІДЬ НА ІНФОРМАЦІЮ)

3. Клітини
нервової системи
1.1. НейронНейрон ((дав.-гр.дав.-гр.
νε ρον — волокно, нерв)ῦνε ρον — волокно, нерв)ῦ
– функціональна одиниця– функціональна одиниця
нервової системи, маєнервової системи, має
тіло, дендрити та аксон.тіло, дендрити та аксон.

4. 2. Глія (англ. glue
- клей)
• Захист нейронів
• Розмежування
нейронів
АСТРОЦИТИ,
МІКРОГЛІЯ,
ЕПЕНДІМАЛЬНІ
КЛІТИНИ,
ОЛІГОДЕНДРОЦИТИ,
САТЕЛІТНІ ТА
ШВАНІВСЬКІ
КЛІТИНИ

5. ЕЛЕКТРИЧНЕ ПРОВЕДЕННЯ
ІНФОРМАЦІЇ
• Membrane potential
– Difference of charges across
the plasma membrane
• Resting potential
– Resting cells are (-) inside
and (+) outside
– Large amounts of Na+
outside the cell and K+ inside
• Action
potential/impulse
– Rapid reversals in charges
across the plasma membrane
– Caused by the exchange of
ions across the membrane of
the neuron
– Threshold level (-55mV)
needed to stimulate neurons
ALL-OR-NONE principle

6. RESTING
• Na+
, K+
channels
closed
• + outside, - inside
• Resting potential
maintained
DEPOLARIZATION
•Action potential
generated
•Na+
channels open,
K+
channels close
•+ inside, - outside
•Rise in membrane
potential
REPOLARIZATION
•Na+
channels close,
K+
channels open
•- inside, + outside
•Drop in membrane
potential
UNDERSHOOT/
HYPERPOLARIZATION
•Na+
channels close, K+
channels
remain open longer
•more - inside, + outside
•further drop in membrane
potential
• refractory period of neuron

7. Сальтаторна провідність –
найшвидший шлях (>120м/с)

10. АНКІРИНИ (англ. anchor - якір) - родина
внутрішньоклітинних адаптерних білків, що
приєднують інтегральні мембранні протеїни до
спектрин-актинових структур цитоскелету

13. Синаптеїн (дав-грец. syn - разом та
haptein - обхоплюю,
викривлене англ. - synaps)

14. Електричний (Gap
junctions) та хімічний
(neurotransmitters)
синаптеїни
• Електричний
забезпечує
тривалий зв`язок
• Хімічний має
імпульсний
характер

17. AMPA (α-amino-3-hydroxyl-5-methyl-4-isoxazole-
propionate) та NMDA (N-Methyl-D-Aspartate)
рецептори – найбільш поширені у нервовій системі

19. Молекулярний механізм роботи іонотропних
рецепторів глутамату (iGluRs)

20. Наслідки
збудження
іонотропних
глутаматних
рецепторів

21. Наслідки збудження метаботропних
глутаматних рецепторів

22. Інші амінокислоти можуть впливатиІнші амінокислоти можуть впливати
на глютаматні рецепторина глютаматні рецептори

24. Гамма-аміномасляна кислота та їїГамма-аміномасляна кислота та її
рецепторрецептор

25. SNAP & SNARE

27. Постсинаптичне ущільнення

28. Організація базової структуриОрганізація базової структури
постсинаптичного ущільненняпостсинаптичного ущільнення
(postsynaptic density)(postsynaptic density)
PSD-95 (postsynaptic density protein 95) або
SAP-90 (synapse-associated protein 90) –
протеїн, що відповідає за анкоринг
синаптичних протеїнів

29. PSD-95 (postsynaptic density protein 95)
відповідає за заякорівання синаптичних
протеїнів

30. PDZ домен – розповсюджений структурний домен
(>260 білків людини), що складається з 80-90
амінокислот, та забезпечує приєднання
трансмембранних протеїнів до цитоскелету
P - Post synaptic density protein (PSD95),
D - Drosophila disc large tumor suppressor (Dlg1),
Z - zonula occludens-1 protein (zo-1)

31. МОЛЕКУЛЯРНІ МЕХАНІЗМИ ПАМ’ЯТІ
NOBEL LECTURE
The Molecular Biology of
Memory Storage: A Dialog
between Genes and Synapses

32. СИНАПТИЧНА ПЛАСТИЧНІСТЬ
забезпечується утворенням дендритних
шипиків (dendritic spine), які формують
long-term potentiation (LTP) або
long-term depression (LTD)

33. Загальна схема
транскрипції РНК
та традиційна
методика
тестування памяті у
тварини

34. cAMP response element (CRE)-binding
protein (CREB)

35. cAMP response
element (CRE)-
binding
protein (CREB)
активується
при
синаптичній
передачі

37. CCAAT-enhancer-binding proteins (orCCAAT-enhancer-binding proteins (or C/EBPC/EBPs)s)

38. Egr1 (англ.Egr1 (англ. early growth response 1early growth response 1,, Zif258Zif258))
- фактор транскрипции- фактор транскрипции із цинковимиіз цинковими
пальцямипальцями

39. НокаутНокаут Zif258Zif258 спричинює підвищенняспричинює підвищення
експресії протеасоми та порушенняекспресії протеасоми та порушення
синаптичної пластичностісинаптичної пластичності

42. * 5-AZA – 5-azacytidine

43. * NaB - sodium butyrate

45. ммікроРНК – малі двохланцюгові некодуючіікроРНК – малі двохланцюгові некодуючі
РНКРНК
Основна функція miRNA - пригнічення
трансляції білків
У людини описано 1764 гена, що кодують
miRNA (www.ensembl.org)

50. “If you want to understand the
brain you’re going to have to
take a reductionist approach, one
cell at a time”
Harry Grundfest