ביותא 2 / 2 Flashcards
(120 cards)
במבחנה , ריכוזו של Cc הינו קבוע ושווה 0.1 מיקרו מולאר
בתא הריכוז הוא הרבה יותר גבוה , כי בתא יש מנגנונים שימנעו מכל תתי היחידות של אקטין להתפלמר
המשמעות של Cc בתא היא היחס בין תת היחידות שעברו דה פולמיריזציה (חופשיות) ליחידות שעברו פולימיריזציה
Cc = Koff/Kon
וזה שווה ערך לקבוע הדיסוציאציה Kd
קבוע הדיסוציאציה כשלעצמו , הינו הופכי לקבוע שיווי המשקל K כאשר
Kd = 1/K
הידרוליזה של אטפ בסיב האקטין:
ההידרוליזה של אטפ בסיבי האקטין הינה תהליך איטי כאשר מדובר ביחידות חופשיות של אקטין
והתהליך מואץ כאשר תתי היחידות משתלבות בסיב
לאחר ההידרוליזה , משתחרר פוספט מהתת יחידה , אולם מולקולת אדפ נותרת מחוברת אליה.
נהוג לסמן את תתי היחידות בסיב לפי תצורת האטפ או האדפ
כאשר אקטין עם אטפ מסומן כ T form
ואקטין עם אדפ מסומן כ D form
הקשר שבין Cc לבין הידרולזית אטפ בסיב האקטין
אנחנו יודעים ש Cc מתייחס לריכוז היחידות החופשיות של אקטין בתמיסה (בשיווי משקל ?) ,
כאשר מולקולת אטפ עוברת הידרוליזה בתוך הסיב , האנרגיה שבה נשארת אצורה בתוך הסיב , זהו מצב מעורר ולא יציב. מה שהופך את האנרגיה החופשית לדיסוציאציה של תת היחידה בצורת D לשלילית יותר (ומועדפת אנרגטית) מאשר דיסוציאציה של יחידה בצורת T
כך שהיחס Koff/Kon עבור צורת D גדול יותר מהיחס Koff/Kon עבור צורת T, או במילים אחרות
Cc(D) > Cc(T)
הואיל ודיסוציאציה של צורת D מועדפת אנרגטית על פני דיסוציאציה של צורת T , בריכוזים מסויימים של תתי יחידות חופשיות , פולימרים בצורת D יתכווצו , בעוד פולימרים בצורת T יתארכו וזה נקרא treadmilling , כאשר בסך הכל אורך הסיב לא ישתנה
האם זה אומר שצורת D קיימת בקצה ה שלילי וצורת T קיימת בקצה החיובי ?
מצב treadmilling הוא מצב שבו אורך הסיב בסה״כ לא משתנה, מתי זה קורה ?
כאשר ריכוז תתי היחידות החופשיות של אקטין נמצא בין Cc(T) לבין Cc(D)
Cc(T) < Cc < Cc(D)
יתרחש treadmilling
במצב של Cc(D) < Cc נקבל פולימיריזציה
במצב של Cc < Cc(T) נקבל דה פולימיריזציה
שקף 20
כיצד נשמר מצב treadmilling בסיב אקטין ?
כאשר ריכוז יחידות האקטין החופשי נמצא בין Cc(D) ל Cc(T) , בתנאים אלו תתי היחידות עושות cycle מהיר בין מצב חופשי לבין הסיב , הסיב במצב זה מתארך בצד הפלוס (T) , ובאותו קצב מתקצר בצד המינוס (D) , כך שבאופן כללי אורך הסיב לא משתנה.
המצב היציב של treadmilling דורש צריכה מתמדת של אנרגיה בצורת הידרוליזה של אטפ
קצב פולימיריזציה ואטפ בסיבי אקטין
אמרנו מקודם , שקצב הפולימיריזציה והדה פולימיריזציה בקצה החיובי בסיב האקטין מהירה יותר מהקצה השלילי
מסתבר שקצב הפולימיריזציה בקצה החיובי גם יותר מהיר מקצב ההידרוליזה של מולק האטפ ביחידות האקטין שמתווספות לסיב , משמע , הקצה החיובי מתארך ומתפלמר בטרם הספיקו היחידות שם לבקע את מולקולת האטפ שקשורה אליהם , ולכן בקצה הזה , נראה התארכות של יחידות אקטין מסוג T form
מנגד , קצב ההתארכות והפלמור של הסיב בקצהו השלילי נמוך מקצב ביקוע האטפ , כלומר יחידות האקטין בקצה הזה מבקעות את האטפ לפני שהוא התארך , ולכן נמצא שבקצה השלילי היחידות המתארכות יהיו מסוג D form
אמרנו שבתאים יש חלבוני עזר עבור אקטין , שעוזרים בייצוב שלו :
פקטורי התגרענות:
Arp2/3 + formin
חלבונים המפשיעים על הזמינות של אקטין:
Thymosin + profilin
חלבוני חיתוך:
Gelsolin + cofilin
חלבונים קושרי אקטין:
Tropomyosin + CapZ + Tropomodulin
חלבונים שקושרים סיבי אקטין או קושרים אותם לממברנה:
Fimbrin+alpha actinin+filamin+spectrin
חלבוני עזר של אקטין:
Arp2/3:
Actin related protein
פקטור נוקליאציה של אקטין
נקשר לקצה המינוס של הסיב המתהווה , אך נשאר קשור לשם ולכן מונע התארכות של הקצה הזה , מה שגורם לסיב להתארך בקצהו החיובי.
בתא קיימים שני סוגים של החלבון: Arp2 ו- Arp3, הם דומים מבנית ל G actin , בעצם כל אחד מהם זהה ב 45% לאקטין.
הקומפלקס Arp2/3 נמצא בתא בצורה לא פעילה , כאשר הוא נקשר לחלבון נוסף שנקרא NPF הוא מאוקטב ויכול לעשות נוקליאציה
הקומפלקס Arp2/3 יכול להיקשר לצידי סיב האקטין באמצעות חלבוני עזר בזווית של 70 מעלות וכך ליצור מבנים מסועפים של אקטין שנקראים רשת דנדריטית
NPF:
Nucleation promoting faceor
אלו הם פקטורים מקדמים נוקליאציה , פעילות הקומפלקס Arp2/3 תלויה בהם.
בתא קיימים מספר סוגים של NPF , כל סוג מתמחה בפעילות אחרת של סיב האקטין:
העברת וזיקולות למרחקים קצרים , יצירת צמתי אדהזיה , פאגוציטוזה ויצירת protrusion בעת מיגרציה תאית
חלבוני עזר של אקטין:
Formin-
פקטור נוקליאציה ,
הוא בעצם דימר חלבוני בעל צורה טבעתית , קושר שני מונומרים של G actin , ונשאר קשור אחי ם בקצה החיובי , נוכחותו שם מעודדת נוקליאציה והתארכות של קצה הסיב החיובי
בניגוד ל Arp2/3 פורמים מסייע ביצירת מבנים ישרים ולא מסועפים של אקטין מסוג bundles
פורמין מתווך מספר מבנים תאיים שמערבים אקטין כגון פילופודיה , סיבי סטרס ו contractile ring
חלבוני עזר של אקטין :
Arp2/3 + formin
כאמור אלה הם פקטורי גרעון ,
שני הפקטורים הללו עושים נוקליאציה לסיבי אקטין בממברנת התא , לכן הצפיפות של סיבי האקטין נמצאת בפריפריית התא
חלבוני עזר של אקטין:
Profilin -
חלבון המשפיע על הזמינות של המונומרים של אקטין , (G actin)
פרופילין מעודד התארכות סיב אקטין בקצה החיובי!
הוא נקשר למונומר האקטין בצד ההפוך ל אטפ , וכך חוסם את הצד שיעבור אסוציאציה עם קצה המינוס , ומשאיר חשוף את הצד שנקשר לקצה הפלוס, ובזה מארחך את הסיב מקצהו החיובי.
כאשר הקומפלקס פרופילין-אקטין נקשר לקצה פלוס של הסיב , הפורופילין עובר שינוי קונפומציה , ומתנתק מהאקטין
אסוציאציה: פרופילין דומה לפרופיט , רווח , אנשים עשירים שעושים רווח אינם זמינים
חלבוני עזר של אקטין
Thymosin -
חלבון שמעכב התארכות של סיב אקטין
חלבון המשפיע על זמינות המונומרים של אקטין בכך שהוא עושה להם down regulation , ובזה מעכב התארכות של הסיב.
תימוזין מתחרה עם פרופילין על המונומרים של אקטין
אסוציאציה: תימוזין דומה ללימוזין , אנשים עשירים וסנובים נוסעים בלימוזים ואינם זמינים
חלבוני עזר של אקטין:
Capping -
תפקידם של חלבוני Cap הוא לייצב את סיב האקטין , הם כולם נמצאים בשרירים.
הם נקשרים אליו , ומונעים ממנו להתארך או להתקצר
החלבון CapZ: חלבון שעושה Capping לסיב האקטין , הוא נקשר לקצה החיובי של הסיב ומייצב אותו , ומונע ממנו עקב כך להתקצר או להתארך
החלבון tropomodulin: גם כן חלבון שעושה Capping , טרופומודולין נקשר לקצה השלילי של סיב האקטין , מייצב אותו ומונע התארכות או התקצרות שלו
החלבון tropomayosin:
נקדר לצידי סיב האקטין ולא באחד הקצוות , הוא נקשר בו זמנית ל 6 או 7 תת יחידות של אקטין , בזה הוא מייצב את הסיב ומונע את קישורו לחלבונים אחרים.
שני החלבונים , שנקשרים לקצוות הסיב , נמצאים בכמות נמוכה בתא , כי חלבון אחד שיכול לעשות capping מספיק לסיב של 200 עד 500 תתי יחידות של אקטין , מנגד חלבונים שנקשרים לצידי הסיב , כגון טרופומיוזין חייבים להימצא בתא בכמות גבוהה.
שקף 32: מבנה סרקומר
חלבוני עזר של אקטין:
Cofilin -
חלבון חותך אקטין , הוא בעצם גורם לחוסר יציבות של סיב האקטין ולהתפרקות שלו
קופילין נקשר לאורך הסיב ולא לקצוות , גורם לליפוף חזק שלו , מה שמחליש את הקשרים בין יחידות האקטין , ומעלה את רגישות הסיב לתנודות תרמיות , וזה בתורו מוביל להתפרקות של הסיב
קופילין נוטה להיקשר לאזורים בסיב המכילים אדפ , ולכן נראה אותו קשור באזורים בסיב האקטין שבהם מולקולת האטפ כבר עברה הידרוליזה , שזה בעיקר בקצה השלילי של ה F actin שם יש אקטין בצורת D form
טרופומיוזין , שגם הוא קושר את סיב האקטין מהצדדים ולא בקצה , מגן על הסיב מפני קופילין
אסוציאציה: cofilin = coffin
החלבון חותך את הסיב והורג אותו
חלבוני עזר של אקטין:
Gelsolin -
גם כן חלבון חיתוך של אקטין ,
אבל בנוסף לפעולת החיתוך הוא יודע גם לעשות capping ,
גלסולין נקשר לצידי סיב האקטין , ומוריד את היציבות שלו בזה שהוא גורם להפרדה בין תתי היחידות שמרכיבות אותו , אחרי שהוא מפרק את האקטין , הוא נקשר לקצה החיובי שלו ופוקק אותו
גלסולין מאוקטב בתא עקב רמות גבוהות של סידן
מבנים של אקטין:
אקטין כאמור נמצא בפריפריה של התא (הרחק מהגרעין) , שם הוא יוצר מספר מבנים תאיים , שתפקידם בעיקר הוא תמיכה בצורת התא , תנועה והתפתחות
למיליפודיום lamellipodium: בליטות תאיות דינמיות protrusions שמסייעות לתא לנוע בסביבתו , בעלות מבנה דו מימדי.
בשקף 116 מוזכר שבליטות אלה יכולות להתרחש מכל גוף התא!
פילופודיום filopodium: בליטות תאיות דינמיות protrusions שמסייעות לתא לנוע בסביבתו , אלה הם מעין ספייקים של ממברנה פלסמטית שמאפשרים לתא לחוש את סביבתו , בעלות מבנה חד מימדי.
בשני המבנים הנ״ל בעת תנועה תאית , הקצה החיובי , שמתארך מהר , הוא המוביל!!
שרירים: סיבי האקטין יציבים ומאפשרים כיווץ
סטריאוסיליה stereocilia: סיבים במבנה קבוע על פני תאי סיחיה באוזן הפנימית שנעות בתגובה לקול.
מיקרווילי microvilli: סיבים במבנה קבוע על פני השטח של תאי אפיתל במעי , תפקידם להגדיל שטח פנים ולהגביר ספיגה.
טבעות כיווץ contractil ring: משמשות במיטוזה
סיבי לחץ: קשורים לתנועה תאית
קורטקס תאי: רשת סיבי אקטין הנמצאת בחלק הפנימי של הממברנה התאית , חשוב לשינוי המאפיינים של פני שטח התא
התפתחות עוברית
מבנים מורכבים של סיבי אקטין :
תפקידם של חלבוני המוקליאציה /
לשני פקטורי הנוקליאציה , Arp2/3 ו- formin יש תפקיד נוסף מלבד עידוד גרעון של סיבי האקטין , הם מסייעים ביצירת מבנים מורכבים של אקטין
סיבי אקטין מסועפים נוצרים באמצעות חלבון הנוקליאציה Arp2/3 שיוצר את המבנה הדנדריטי
צרורות , bundles להם צורה ארוכה וישרה נוצרים באמצעות פורמין
מבנים מורכבים של סיבי אקטין -
מבנה חד מימדי , דו מימדי ותלת מימדי:
מבנה חד מימדי של אקטין הוא למעשה ה bundle , מבנה קוי וישר
מבנה דו מימדי זל אקטין הוא למעשה הרשת הדנדריטית
מבנה תלת מימדי מושג בעזרת חלבוני cross link
מבנים מורכבים של סיבי אקטין:
תפקידם של חלבוני cross link ביצירת מבנים מורכבים
חלק מחלבוני הקרוס לינק יוצרים צרורת מקבילים של אקטין , חלקם האחר מחזיקים את האקטין בזוויות רחבות ויוצרים רשת.
זתומרת חלבוני קרוס לינק יודעים לייצר מבנים תלת מימדיים ישרים , וגם מסועפים של אקטין
חלבוני קרוס לינק יכילו בדרך כלל שני אתרי קשירה זהים לאקטין
חלבוני קרוס לינק יכולים להיות מונומרים ויכולים להיות דימרים
מבנים מורכבים של סיבי אקטין:
Fimbrin + alpha actinin
שני החלבונים האלה מייצרים מבנים של צרורות , bundles ועל כן אינם יוצרים מבנים תלת מימדיים
פימברין: החלבון הזה יוצר מבנה צפוף של סיבי אקטין מקבילים . ״מבנה זה לא מאפשר למיוזין 2 להשתתף״ , נמצא פימברין במבנים כגון סטריאוסיליה ומיקרווילי
אסוציאציה: פיברין מבנה קרישה צפוף
אלפא אקטינין: הומודימר , יוצר קשרי צילוב בין סיבי אקטין בכיוונים מנוגדים , כך שהמבנה שנוצר הינו רופף. נמצא אותו ב contractile ring
מבנים מורכבים של סיבי אקטין :
חלבוני קרוס לינק שיוצרים רשת תלת מימדית
כדי שחלבונים יוכלו ליצור רשת תלת מימדית של סיבי אקטין , הם צריכים שתהיה להם היכולת לייצר קשרים גמישים או נוקשים בין שמי הדומיינים שלהם
פילמין filamin: חלבון שמצמיד בין סיבי אקטין בזווית כמעט מאונכת וכך מאפשר יצירה של ג׳ל רופף וצמיגי
ספקטרין spectrin: חלבון דמוי רשת שמחבר סיבי אקטין ליצירת קורטקס בתאי דם אדומים
״ספקטרין יותר דומננטי מפילמין״ 🤷
מיוזין:
חלבון המנוע של אקטין -
מיוזין 2 ,
חלבון מנוע של אקטין שנמצא גם בשרירים וגם בתאים שאינם שרירים
רוב התאים שאינם שרירים כוללים מעט אינטראקציות כיווץ בין אקטין למיוזין 2 , והמבנה של סיבי האקטין בהם הוא הרבה פחות מסודר מבשרירים
בתאי שריר , האינטראקציה בין אקטין למיוזין מבוקרת ע״י טרופונין , בתאים שאינם תאי שריר , הבקרה היא דרך פוספורילציה
בשקף 45 , מתוארים המבנים שאינם תאי שריר בהם מיוזין 2 משחק תפקיד.
מיוזין:
חלבון המנוע של אקטין -
כל חלבוני המיוזין תלויים באטפ לשם תפקודם ,
תאים שאינם שרירים מבטאים משפחה גדולה של חלבוני מיוזין , כ 37 , פעילותם של מרבית המיוזינים אינה ברורה לחלוטין למעט כמה
כל חלבוני המיוזין נעים באותו כיוון על סיב האקטין , מקצה שלילי לקצה חיובי , מלבד מיוזין 6 שנע מקצה חיובי לקצה שלילי
כל סוגי המיוזינים הם דימריים , יש להם שני ראשים גלובולריים , מלבד מיוזינים 1 , 3 , 14 שהם מונומריים
מיוזין 5: מעורב בטרנספורט תאי בעזרת סיבי אקטין, הוא מוביל ER, mRNA, וזיקולות וממקם חלבונים ברחבי התא. התנועה של החלבון על גבי האקטין הינה רציפה וחלקה , מיוזין זה מאופיין בהיותו בעל צעד גדול במיוחד , בשונה ממיוזין 2 בסיבי השריר במבנה הסרקומר
מיוזין 1: בד״כ בעל זנב שיש לו אתר קישור נוסף (שני) לאקטין או אתר קישור לממברנה , תורם לארגון התוך תאי