Examkin

Soru

Zorluk: Çok zorYüksek Beyin Fonksiyonları (Öğrenme, Uyku, Bellek)

Öğrenme ve bellek süreçlerinin hücresel temeli olan sinaptik plastisitede, sinaptik gücün uzun süreli azalması (LTD - Long Term Depression) en az güçlenmesi kadar kritiktir. Hipokampal CA1 piramidal nöronlarında düşük frekanslı stimülasyon (11 Hz) ile indüklenen LTD mekanizması düşünüldüğünde, postsinaptik bölgede meydana gelen moleküler değişimlerle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. Postsinaptik bölgeye giren düşük seviyeli Ca2+Ca^{2+} iyonlarının kalsineurin ve Protein Fosfataz-1'i aktive ederek AMPA reseptörlerini klatrin-bağımlı endositoz ile internalize etmesi sonucu oluşur.Cevap
  2. B
    Hücre içine giren yoğun ve hızlı Ca2+Ca^{2+} akışı, CaMKII ototrifosforilasyon mekanizmasını tetikleyerek AMPA reseptörlerinin iletkenliğini artırır ve sinapsı zayıflatır.
  3. C
    Metabotrofik glutamat reseptörlerinin (mGluR) uyarılmasıyla artan cAMP seviyeleri, Protein Kinaz A (PKA) üzerinden yeni protein sentezini başlatarak dendritik diken sayısını artırır.
  4. D
    Presinaptik terminalden salınan Nitrik Oksit (NO) miktarının azalması, presinaptik vezikül havuzundaki glutamatın geri alınımını hızlandırarak postsinaptik yanıtı baskılar.
  5. E
    Postsinaptik membrandaki NMDA reseptörlerinin magnezyum blokajının kalıcı olarak artması, hücrenin istirahat potansiyelini hiperpolarize ederek 'silent' sinaps oluşumuna neden olur.

Cevap

Postsinaptik bölgeye giren düşük seviyeli kalsiyumun kalsineurin ve protein fosfataz-1 aktivasyonu üzerinden AMPA reseptörlerini internalize etmesi
Doğru yanıt olan seçenek, LTD'nin modern moleküler modelini tam olarak açıklar. Düşük frekanslı uyarı NMDA reseptörlerinden az miktarda kalsiyum girişi sağlar. Bu düşük konsantrasyon, kalsineurin ve PP1 gibi protein fosfatazları aktive eder. Fosfatazlar, AMPA reseptörlerini defosforile ederek onların membrandan klatrin aracılı endositoz ile uzaklaştırılmasını sağlar. Bu durum sinaptik gücü kalıcı olarak azaltır.

Adım Adım Çözüm

1
Stimülasyon frekansı ve kalsiyum ilişkisini değerlendir.
Düşük frekanslı stimülasyon (11 Hz), postsinaptik NMDA reseptörlerinden ılımlı/düşük bir Ca2+Ca^{2+} girişi sağlar.
Kalsiyum eşiği hipotezine göre, kalsiyumun giriş miktarı ve hızı hangi enzim yolunun aktive olacağını belirler.
2
Düşük kalsiyum konsantrasyonunun aktive ettiği enzimleri belirle.
Düşük Ca2+Ca^{2+} seviyeleri, kalsiyuma duyarlılığı yüksek olan kalsineurin (Protein Fosfataz 2B) ve dolaylı olarak Protein Fosfataz 1'i (PP1) aktive eder.
LTP için gereken kinazların aksine, fosfatazlar daha düşük kalsiyum konsantrasyonlarında aktive olurlar.
3
Fosfatazların AMPA reseptörleri üzerindeki etkisini analiz et.
Aktive olan fosfatazlar, AMPA reseptörlerinin GluA1 alt birimlerini defosforile eder.
Defosforilasyon, reseptörün membrandaki stabilitesini bozar.
4
Reseptörlerin akıbetini ve sinaptik sonucu belirle.
Defosforile olan AMPA reseptörleri, klatrin aracılı endositoz ile hücre içine çekilir (internalizasyon).
Membrandaki AMPA reseptör sayısının azalması, glutamata verilen postsinaptik yanıtın zayıflamasına (LTD) neden olur.

Anahtar Kavram

Kalsiyum Eşiği Hipotezi ve Fosfataz Aktivasyonu

Daha Fazla Pratik

LTD ve LTP arasındaki bu 'kalsiyum eşiği' farkını pekiştirmek için CaMKII autophosphorylation ve kalsineurin enzimlerinin kalsiyum afinitelerini karşılaştırın.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Yüksek Beyin Fonksiyonları (Öğrenme, Uyku, Bellek)

Bu konudan daha fazla soru