Wachstumsfaktoren vs. Mitogene

Laut Campbell Biology,

Ein Wachstumsfaktor ist ein Protein, das von bestimmten Zellen freigesetzt wird und andere Zellen zur Teilung anregt.

und laut Wikipedia

Ein Mitogen ist eine chemische Substanz, die eine Zelle dazu anregt, mit der Zellteilung zu beginnen, wodurch die Mitose ausgelöst wird.

Was ist der Unterschied zwischen ihnen? Ich nehme an, ein Mitogen bezieht sich speziell auf Mitose, aber wenn etwas die Mitose stimuliert, stimuliert es dann nicht das Wachstum? Sind Mitogene alle Wachstumsfaktoren? Sind alle Wachstumsfaktoren Mitogene?

Antworten (2)

Es gibt viel Verwirrung und widersprüchliche / ungenaue Definitionen dieser Begriffe. Es ist schließlich Biologie :)

Ein Mitogen ist ein Mittel, das bewirkt, dass eine Zelle in die Mitose eintritt. Diese Definition ist ziemlich klar, und es besteht ein guter Konsens darüber. (Nun, technisch gesehen ist Mitose nicht dasselbe wie Zellteilung, aber wir werden diesen Unterschied beschönigen.)

Der Begriff Wachstumsfaktor hat mindestens zwei unterschiedliche Definitionen: (1) ein Faktor, der das Wachstum von Geweben, Organen oder ganzen Individuen verursacht; oder (2) ein Faktor, der das Zellwachstum verursacht ( Zunahme der Zellgröße). Diese beiden Versionen werden oft verwechselt, was für Verwirrung ohne Ende sorgt. Betrachten wir beide der Reihe nach.

Definition (1) ist häufiger und wahrscheinlich älter. Da das Wachstum ganzer Gewebe normalerweise (aber nicht immer) sowohl Zellwachstum als auch Zellteilung impliziert, ist gemäß dieser Definition ein Wachstumsfaktor auch ein Mitogen. Aber das Gegenteil ist nicht der Fall: Es gibt Fälle, in denen sich Zellen teilen, ohne zu wachsen, zum Beispiel die ersten paar Zellteilungen einer befruchteten Eizelle. Beachten Sie jedoch, dass diese Definition, da sie die Ebene von Geweben oder Individuen betrifft, ihre Bedeutung in Bezug auf Zellwachstum und -teilung nicht ganz klar ist. Zum Muskelwachstum im Erwachsenenstadium kommt es zum Beispiel normalerweise nicht zu Zellteilungen.

Definition (2) ist meiner Meinung nach besser für die Zellbiologie geeignet, da es sich tatsächlich um Zellen handelt, nicht um Gewebe. Diese Definition ist häufiger bei der Untersuchung von Zellwachstum und -teilung; siehe zum Beispiel diese Bewertung . Das Zellwachstum ist ein von der Zellteilung getrenntes Phänomen: Zellen können wachsen, ohne sich zu teilen (Fettzellen, Muskelfasern und Neuronen tun dies zum Beispiel) oder sich teilen, ohne zu wachsen (wie oben erwähnt). Bei dieser Definition sind Wachstumsfaktor und Mitogen also zwei völlig voneinander unabhängige Konzepte. Nun ist es sicherlich wahr, dass viele Proteine ​​sowohl als Wachstumsfaktoren als auch als Mitogene wirken können ; Matej Pribis gibt in der anderen Antwort einige schöne Beispiele. Aber das ist eine empirische Tatsache, keine Frage von Definitionen.

Was ist mit PDGFs? Sind sie sowohl Mitogene als auch Wachstumsfaktoren?
Ja, die meisten der klassischen proliferationsfördernden Proteine ​​sind sowohl Wachstumsfaktoren als auch Mitogene, da Zellwachstum und -teilung in den meisten Fällen zusammengehen. Genau genommen kommt es aber auch auf die Zielzelle an: Ein bestimmtes Protein kann für die eine Zelle ein Wachstumsfaktor, für die andere ein Mitogen sein und für eine dritte keine Wirkung haben. Nicht alle Zellen sprechen auf PDGF an. Der Nervenwachstumsfaktor ist ein gutes Beispiel für einen "reinen" Wachstumsfaktor (für Neuronen).

Einen tollen Artikel dazu findest du hier .

Grundsätzlich sind diese beiden Gruppen in ihren Wirkungen sehr ähnlich, wirken jedoch auf unterschiedlichen Wegen.

Mitogene fördern die Zelle direkt, um den G1-Checkpoint zu passieren, indem sie die Aktivität von Cyclin D/cdk4 (dem Komplex, der benötigt wird, um den Checkpoint zu passieren) und gemäß dem obigen Artikel auch des Cyclin E/cdk2-Komplexes (der der Zelle hilft, in den G1-Checkpoint zu gelangen) erhöhen S-Phase). Durch die Aktivierung des MAPK-Signalwegs (Mitogen-aktivierte Proteinkinase), der zur Produktion von Transkriptionsfaktoren (Elk-1, jun, fos) führt, die dann die spezifische Transkription von Proteinen fördern, die benötigt werden, um den Zellzyklus zu überstehen. Der Mitogenweg verursacht auch die Phosphorylierung des Rb (Retinoblastom)-Proteins, das dann vom E2F-Transkriptionsfaktor dissoziiert. Dies aktiviert das E2F, das wiederum bei der Synthese von Proteinen hilft, die zur Förderung der S-Phase benötigt werden.

Wachstumsfaktoren stimulieren normalerweise den mTOR-Rezeptor, der eine „Serin/Threonin-Proteinkinase ist, die Zellwachstum, Zellproliferation, Zellbeweglichkeit, Zellüberleben, Proteinsynthese, Autophagie und Transkription reguliert“. Quelle

Der mTORC-Komplex fördert im Allgemeinen die Translation . Es spielt eine Rolle beim Zellwachstum über die Modulation der Proteinsynthese in Hefe und Säugetieren, es und seine Hefe-Homologe stimulieren stark die Transkription aller Gene, die an der Ribosomenbiogenese beteiligt sind, die Transkription von rRNA-Genen durch RNA-Polymerase I (Pol I), die Transkription von ribosomal Proteingene durch RNA-Polymerase II (Pol II) und Transkription von tRNA- und 5S-Genen durch RNA-Polymerase III" und viele andere Effekte. Quelle.

Obwohl ich all dies in der Praxis gesehen habe, haben viele Leute diese Kategorien austauschbar verwendet oder sich auf Mitogene als eine Untergruppe von Wachstumsfaktoren bezogen.

Ich hoffe das hilft.

Schön mit einigen Beispielen, aber ich denke, Sie verfehlen den Sinn der Klassifizierung als Wachstumsfaktoren oder Mitogene. Diese Begriffe beziehen sich nicht auf einzelne Proteine, sondern auf eine theoretische Klassifizierung der Funktion. Und sie sind nicht "sehr ähnlich in ihrer Wirkung", im Gegenteil, sie sind per Definition völlig unabhängig voneinander --- Zellwachstum und Zellteilung sind sehr unterschiedliche Dinge. Dass manche Leute die beiden Begriffe synonym verwenden, ist einfach falsch.
Bitte beachten Sie, dass mTOR kein Rezeptor ist, sondern nur eine Kinase, und dass es auch über den MAPK-Signalweg signalisieren kann.
@Roland Ich stimme definitiv zu, und ich habe möglicherweise falsch angegeben, was ich meinte. Diese Prozesse (Zellwachstum und -proliferation) sind unterschiedlich, aber ich würde nicht sagen, dass sie völlig unabhängig voneinander sind. Sie können sich gegenseitig beeinflussen, zB das Fortschreiten des Zellzyklus, der durch zu kleine Zellgröße gehemmt wird. Darüber hinaus haben GFs (oder besser gesagt mTOR) nicht nur eine gewisse Wirkung auf das Wachstum, sondern auch auf die Proliferation und das Fortschreiten des Zellzyklus. Laut diesem Artikel