Steroidhormone und ihre Rezeptoren Warum wichtig: regeln viele Entwicklungsprozesse und bei Wirbeltieren: Sexualität relevante Prozesse 1.Molekularer Mechanismus.

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1 Steroidhormone und ihre Rezeptoren Warum wichtig: regeln viele Entwicklungsprozesse und bei Wirbeltieren: Sexualität relevante Prozesse 1.Molekularer Mechanismus 2.Säuger Geschlechtausprägung (später in der VL)

2 Signaltransduktion Steroidhormone

3 Genetic analysis11-36 Regulation durch lipophile Hormone Schildrüse Nebenschildrüse Pinealorgan, Epiphyse, Zirbeldrüse Bauchspeicheldrüse Nebennierenrinde Synthese der Steroidhormone in verschiedenen Organen

4 Schildrüsenhormon (Säuger) 45-7 Aus Campbell/Reece 2003 z.B. auch Metamorphose der Frösche

5 Steroidhormone 45-13 ausCampbell/Reece 2004

6 Alberts15-11 Regulation durch lipophile Hormone 

7 Menstruationszyklus 46-15 aus Campbell/Reece2004 -Progesteron: Regelblutung LH:Luteinisierendes Hormon FSH: Follikel-StimulierendesHormon (beide aus Hypothalamus) Follikel produziert Östrogene Gelbkörper produziert Östrogene und Progesteron Schwangerschaft: Hormontiter bleibt hoch

8 Genetic analysis11-36 Regulation durch lipophile Hormone Schildrüse Nebenschildrüse Pinealorgan, Epiphyse, Zirbeldrüse Bauchspeicheldrüse Nebennierenrinde Steroide werden über die Blutbahn vom Syntheseort zum Wirkungsort transportiert

9 lipophil: können Membranen durchqueren aber: im Blutkreislauf und Cytoplasma brauchen sie ein Protein zum Transport durch den Blutkreislauf können Steroidhormone viele Zellen erreichen aber nur die mit dem richtigen intrazellulären Rezeptor können das Signal verarbeiten Steroidhormone (lipophil)

10 Figure 20-2. Some hormones bind to intracellular receptors; others, to cell-surface receptors. (a) Steroid hormones, thyroxine, and retinoids, being lipophilic, are transported by carrier proteins in the blood. After dissociation from these carriers, such hormones diffuse across the cell membrane and bind to specific receptors in the cytosol or nucleus. The receptor- hormone complex then acts on nuclear DNA to alter transcription of specific genes. (b) Polypeptide hormones and catecholamines (e.g., epinephrine), which are water soluble, and prostaglandins, which are lipophilic, all bind to cell-surface receptors. This binding triggers an increase or decrease in the cytosolic concentration of second messengers (e.g., cAMP, Ca2+), activation of a protein kinase, or a change in the membrane potential. Aus: Molecular Cell Biology, 4. Edition, Lodish et. al. Intrazelluläre Hormon- rezeptoren (sehr vereinfachtes Schema)

11 Signalweg (Testosteron) 11-10 ausCampbell/Reece 2004 Schritt 2: Wie wird der unbeladene Rezeptor inaktiv gehalten?

12 Wolpert09.17 Steroid-vermittelte Regulation freigesetztes inhibitorisches Protein

13 Alberts15-12 Regulation durch lipophile Hormone: intrazelluläre Rezeptoren

14 Wolpert09.17 Steroid-vermittelte Regulation 

15 Genregulation durch Steroidhormone/Rezeptorkomplexe aus Griffith11-37

16 Also: Steroidhormonrezeptoren sind DNS bindende Proteine Wie binden die Rezeptoren an die DNS?

17 “Zinc-Finger”

18 Meist mehrere Zn Finger pro Rezeptor: warum?

19 Zn-Finger: Bindung an DNA 19-10 aus Campbell/Reece, 2004

20 “Zinc-Finger” Lewin21-05 Zn-Finger mit dualer Funktion

21 Lewin21-08 Regulation durch lipophile Hormone: intrazelluläre Rezeptoren mit konservierten Domänen

22 Wie kommt die Spezifität eines Rezeptors für sein Zielgen zustande?

23 “Zinc- Finger”- Binde- spezifität Lewin21-05

24 Wolpert09.17 Steroid-vermittelte Regulation  sehr direkter Weg zur Transkriptionsregulation ohne weitere Signalverstärkungsmechanismen!!!

25 Was bewirkt die Bindung der Rezeptoren? Reorganisations des Chromatins und Rekrutierung der Transkriptions- Initiationsmaschinerie

26 Übersicht

27 2 Beispiele aus KM3 und dieses FM: Sex determination (sek. Merkmale) der Säugetiere u. v. mehr! Warum in Entwicklungsbiologie relevant?

28 Hormone in der Insektenmetamorphose aus Wolpert: Fig. 14.18 = prothorakotropes Hormon