Hypoxií indukovaný faktor (HIF) a jeho uplatnění ve fyziologii živočichů.

Simona RYDVALOVÁ

Bakalářská práce

Hypoxia-inducible factor (HIF) and its application in animal physiology

Anotace:

V této práci shrnuji informace o transkripčním faktoru HIF-1. Hypoxií indukovaný faktor 1 je tvořen dvěma podjednotkami, HIF-1 a HIF-1, a jeho aktivita je ovlivněna různými regulačními mechanismy. Regulační mechanismy mohou působit závisle či naprosto nezávisle na hladině kyslíku. Mezi nejpodstatnější regulační mechanismy patří hypoxie, což je stav snížené koncentrace kyslíku v tkáních organismu. S tímto stavem se musí vypořádávat živočichové, kteří žijí v hypoxickém prostředí. Z obratlovců jsou to například mořští savci a mořští ptáci nebo savci a ptáci, žijící ve vysokých nadmořských polohách. Hypoxie umožňuje stabilizaci alfa podjednotky faktoru v cytosolu buněk. Zabrání totiž proteazomální degradaci, která probíhá za běžných podmínek normoxie. Díky funkčním doménám obou podjednotek pak dochází v jádře buňky k jejich dimerizaci a je utvářen funkční komplex HIF faktoru. Faktor řídí skrze vazbu na promotorovou oblast DNA expresi cílových genů. Produkty těchto genů se následně vážou na specifické receptory a umožní průběh mnoha fyziologických mechanismů. Tyto mechanismy pomáhají organismům v adaptaci na sníženou dostupnost kyslíku. Mezi mechanismy, zajišťující celkovou homeostázu patří tvorba nových cév pro posílení zásobení tkání kyslíkem, zvýšená produkce červených krvinek či metabolické změny. Mechanismy jsou součástí mnoha komplexních fyziologických procesů, jimiž jsou například reprodukce či trávení. Hrají však roli také v patofyziologii. Výzkum HIF faktoru má tak potenciál nejen pro hlubší porozumění jeho biologické role, ale také pro vývoj nových terapeutických přístupů k léčbě nemocí spojených s hypoxií.

Abstract:

In this thesis I summarized the information about transcription factor HIF-1. Hypoxia-inducible factor 1 is composed of two subunits, HIF-1 and HIF-1, and various regulatory mechanisms affect its activity. Regulatory mechanisms may act dependently or independently of oxygen levels. Hypoxia, which is a condition of reduced oxygen concentration in the organism's tissues, is one of the most significant regulatory mechanisms. Animals living in hypoxic environments must cope with this condition. Among vertebrates, these organisms include marine mammals and seabirds, as well as mammals and birds living at high altitudes. Stabilization of the alpha subunit within the cell's cytosol is enabled by hypoxia. It prevents the alpha subunit from proteasomal degradation, which typically occurs in normoxic conditions. Both subunits then undergo dimerization within the cell nucleus through the functional domains, forming the HIF factor complex. Transcriptional factor controls the expression of target genes by binding to the promoter region of DNA. The products encoded by these genes then bind to specific receptors, facilitating numerous physiological mechanisms. Animals rely on these mechanisms to adjust to decreasing oxygen levels. Among the mechanisms ensuring overal homeostasis are the formation of new blood vessels to enhance tissue oxygen supply, increased production of red blood cells and shifts in metabolism. Reproduction and digestion are just two examples of the many complex physiological processes in which these mechanisms play a role. However, they also play a role in pathophysiology. Studying the HIF factor holds promise for gaining a more profound insight into its biological significance, as well as for advancing novel therapeutic approaches for diseases associated with hypoxia.

Klíčová slova

hypoxií indukovaný faktor, fyziologie, HIF, kyslík

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 26. 4. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. Ing. Jiří Bezdíček, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Biologie a ekologie / Biologie a ekologie