Cellskelettet Flashcards

1
Q

Vad är särskilt med aktin?

A

Det är det mest dynamiska filamentet

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Vad är aktin stress fibers?

A

Många filament parallellt packade

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Vad är ett filament?

A

Många monomerer ihopkopplade.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

När är aktins ATPas-aktivitet högst?

A

Den är betydligt högre när det är en del av ett aktinfilament. Hydrolysering av ATP till ADP sker långsamt i monomerer.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Hur sker anläggning av aktinkärnan?

A

Två aktinmonomerer aggregerar och bildar dimerer. En självbindningssite är då fortfarandr tillgängligt på dimeren. Då kommer en trimer att uppstå - en aktin oligomer

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Vilka tre faser delas uppbyggnad av aktinfilament upp i?

A
  • Nucleation/lag phase - många subenheter finns och oligomerer bildas.
  • Elongation/growth phase - tillväxten sker exponentiellt så länge vi har monomerer som kan bygga upp filamentet
  • Steady state/equilibrium phase - subenheter kommer att tillkomma och lossna med samma hastighet vid en kritisk koncentration. Denna avgörs av hur mycket aktin som finns i miljön.

Om man har en kärna som man tillsätter i en miljö med mycket aktin kan nucleation hoppas över och elongation sker direkt.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Vad är C(c)?

A

Critical concentration - koncentrationen vid vilken hastigheten av addition av subenheter är densamma som hastigheten av förlusten av subenheter från filamentet.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Vad kommer polariseringen av ett filament ha för betydelse?

A

Det är troligare att tillväxt sker i plus-ändan på grund av konformationen hos monomererna - ett troligare addition site.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Vad händer vid förhållandet C >C(c) av aktinmonomerer?

A

Båda ändarna kommer att växa men i olika takt. Plus kommer att elongeras snabbare

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Vad händer vid förhållandet C< C(c) av aktinmonomerer?

A

Båda ändarna krymper i samma takt då det krävs samma energi för att hålla monomerer bundna i båda ändarna. Detta gäller dock bara om det är bundna till samma nukleotid (alltså antingen ATP eller ADP) men detta sker sällan i ett filament i helhet.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Hur påverkar nukleosidhydrolys filamentdynamiken?

A

Aktin-ATP kommer att adderas till filamentet medan aktin-ADP lossnar från filamentet. Den högre ATPas-aktiviteten längre mot minus-änden kommer att innebära att aktin-ADP främst återfinns här. Aktin-ATP och -ADP har olika C(c) vilket gör att C(c) är olika vid ändarna. Eftersom -ADP har en högre C(c) kommer den att vara högre vid minusänden, något som möjliggör att aktinfilamentet kan växa på plusänden samtidigt som den krymper på minusänden.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Vad innebär aktin treadmilling och när uppstår det?

A

Att det adderas och förloras monomerer i samma takt. Det uppstår när:
• Förlust vid minusänden jämnas ut med polymerisering vid plusänden
•Filamentlängden förändras inte men filamentet byggs ständigt om och kan förflytta sig inuti cellen - i plusändens riktning.

Om vi sedan kommer under C(c) kommer hela filamentet att depolymeriseras och dissocieras

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Vad gör aktinbindande proteiner?

A
  • Reglerar dess förmåga att växa oxh krympa genom att stabilisera/destabilisera filament eller underlätta/försvåra för aktinmonomerer att binda till eller dissociera från filament
  • Möjliggör större komplexitet i aktinnätverkets form tex vissa aktinbindande proteiner binder tillsammans flera linjära aktinfilament till ett förgrenat nätverk
  • Membranbundna proteiner kan förankra ett växande aktinfilament och rikta den mot membranet för att förändra cellens form - ändra dess projektion
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Vad gör cofilin?

A

Nedbrytning av aktinfilament.
•Ökar vridningen i aktinfilamentet och minskar då bindning mellan subenheter
• Föredrar bindning till ADP-aktin - nyaste filament bevaras och äldre demonteras.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Vad gör Arp 2/3?

A

Förgrening av aktinfilament.

  • Arp2 och 3 liknar aktin
  • Främjar kärnbildning och förgrening genom blockad av minusändan
  • Sitter bundet till inaktivt komplex men aktiveras med activation factor.
  • minusänden har en cap som kan binda längs ett annat filament och på så sätt starta en förgrening
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Hur sker bakterieinteraktioner med aktinfilament?

A

Listeria monocytogenes kapar ARP2/3 för att åka snålskjuts på polymeriserade aktinfilament (annars har den en egen flagell men den ramlar av vid 37 grader). Den kan sedan via aktinfilament-halo skapa en projektion ut ur cellen och på så sätt fagocyteras av en annan cell.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Vad är myosin?

A

Ett motorprotein som har filamentstruktur

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Hur kan myosin möjliggöra vesikeltransport i cellen?

A

Genom att föra vesiklar eller organeller längs aktinfilamentet. Detta gör transporten riktad och icke-diffusionsbegränsad.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Hur är myosinmonomeren uppbyggt?

A
  • C-terminal längst bort från huvudet.
  • Coiled-coil av två alfahelixar
  • Hinge/neck region som är mer flexibel och delar sig till två enkelsträngade molekyler som går ut i huvudet
  • Light chain mellan huvudet och neck
  • N-terminal - huvudet som interagerar med aktin
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Hur ser myosinfilamentet ut?

A

Det går ut från två håll från bare zone där inga huvuden finns - huvuddelarna är antiparallella.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Hur sker aktin-myosininteraktionen?

A
  1. Myosins motorhuvud binder till aktinfilament
  2. Motorhuvudets hinge region fungerar som en fjädermekanism som kan vara spänd eller frisläppt
  3. Motorhuvudet binder till och hydrolyserar ATP till ADP+Pi
  4. Motorhuvudet släpper aktinfilamentet när ATP binder in
  5. Motorhuvudets fjädermekanism laddas av ATP-bindning och hydrolys till ADP+Pi
  6. Dissociering av ADP+Pi samt bindning till aktin frigör fjädermekanismen som genererar kraft och skjuter aktinfilamentet bakåt längs med myosinfilamentet.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Hur ser skelettmuskelorganisationen ut?

A

En fiber består av många myofibriller i parallella buntar som har tunna och tjocka band. Varje myofibrill består av flera sarkomerer.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Hur ser en sarkomer ut och vad säger det oss?

A
  • M-line i mitten
  • Dark band som består av hyosinfilament
  • Light band som består av aktinfilamenten på båda sidorna av Z disc
  • Z disc där aktin är kopplade till gränsen av en sarkomer.
24
Q

Vilka andra protein finns med i sarkomeren?

A
  • Cap Z: bygger Z disc i samband med alfa-aktinin
  • Tropomodulin: täcker och stabiliserar aktinfilament
  • Nebulin: påverkar filamentlängden genom att behålla balansen i nedbrytning så att de inte bryts ner mer åt ena hållet.
  • Titin: molekylär fjädring som positionerar myosinfilament och hjälper till med återhämtning efter översträckning
25
Q

Hur sker reglering av aktin-myosin-interaktion?

A
  • Aktinfilament är täckta av tropomyosin som förhindrar inbindning av myosin vilket gör att vi bara får kontraktion när vi vill i skelettmuskulatur.
  • Troponin TIC komplex finns med troponin C som är ett specialiserat kalmodulin som binder Ca2+.

Kontraktion av skelettmuskulatur behöver en snabb och övergående förhöjning av cytoplasmatiskt Ca2+. Troponin C binder Ca2+ och förflyttar tropomyosin ur vägen för myosin II. Myosin II binder till aktin och kontraktion kan ske.

26
Q

Vad är cellens motilitet delvis beroende?

A

Cellskelettets förmåga att utöva kraft på och omforma cellmembranet.

27
Q

Till vilka formationer kan cellskelettets göras om?

A
  • Dendritic network
  • Contractile bundle med parallella fibrer åt båda hållen
  • Gel-like network med fibrer mer kors och tvärs
  • Tight parallel bundle i en riktning
28
Q

Vad är lamellipodia/rufflor?

A

Aktinprojektioner längst fram i cellens rörelseriktningar med tight parallel bundles - och möjliggör att cellen rör sig framåt. Denna del kommer att utgöra den lägsta delen av cellen.

29
Q

Vad är filopodia?

A

Lamellipodia-projektioner som går framför dess front.

30
Q

Hur formas nätverket av aktinfilament vid framkanten enligt cellvandringsmodellen?

A

Grundprincipen är att ett nätverk av aktinfilament polymeriseras vid framkanten. Lamellipodia kommer att ligga framför med bara aktin längst ut. Längre bak finns också cofilin som gör att de delarna längst bak i filamentet börjar försvinna. ARP-komplex finns dock också som förhindrar viss degradation.

31
Q

Hur sker den myosinmedierade kontraktionen enligt cellvandringsmodellen?

A

Efter att lamellipodia har projicerats framåt i en protrusion framåt kommer den att fästas i substratet genom fokala kontakter innehållande integriner. När framdelen är fäst kommer myosin II i cellens bakre del att kontrahera och “dra” bakvagnen närmare attachment point för den främre delen. Sedan upprepas detta.

32
Q

Hur sker interaktioner med ECM och “retrograde flow” i cellvandringsmodellen?

A

En ny protrusion måste ha kontakt med det undre substratet, vilket i människan är ECM. Till detta kan cellen binda via integriner som är transmembranprotein som har en komponent som kan binda till något på utsidan av cellen samt en intracellulär komponent som kan binda på insidan. Därmed är cellen förankrad och cellen kommer heller inte att kunna dras framåt. När aktin fortsatt polymeriseras kommer filamenten att flytta bakåt i cellen i retrograde flow. När integrinerna (eller andra ECM-bundna adhesionsproteiner) binder till aktinfillamenten kommer polymeriseringen istället att utöva en kraft framåt på cellmembranet då en anchor point har uppstått.

33
Q

Hur sker cellvandring vid cancer?

A

Omorganisation av aktinnätverket i samband med epithelial mesenchymal transition gör cancerceller rörliga och möjliggör metastas just då det krävs motilitet för att cancercellen ska lämna den primära tumörsiten. Då aktinfilament förflyttas på ett obalanserat sätt i cellen kommer det göra att den tillslut kan vandra iväg.

34
Q

Hur ser mikrotubilistrukturen ut?

A
  • Byggstenar är tubilinheterodimerer med en alfa och en beta. I dimerer sker hydrolys av GTP långsamt. Båda monomererna har ett nukleotidbindningsställe men i dimeren stängs denna för alfa.
  • Protofilament: direkt jämförbart med aktinfilament med en plus och minusände.
  • Mikrotubili: uppbyggt av 13 protofilament så att en polariserad ihålig tub uppstår. Polariteten uppstår för alla protofilament och dess dimerer kommer att behålla en sådan riktning längs hela. Den kommer dock att vara med komplex än aktin då varje tubulin i ett protofilament kan vara antingen bundet med GTP (T-form) eller med GDP (D-form) vilket kommer att påverka hur den bryts ner. Det uppstår även gitterstruktur med kemiska bindningar mellan protofilament i tuben vilket gör hela molekylen mer stavlik med låg elasticitet.
35
Q

Vad menas med mikrotubilis dynamiska instabilitet och konceptet “catastrophe and rescue”?

A

Hastigheten av hydrolys och koncentration av fria subenheter påverkar MTs dynamiska intabilitet. Förändringar sker i pusänden då minusänden ofta är skyddad. Vad som gör MTs polymerisering mer komplex är att vi kommer ha 13 binding sites för nya dimerer vilket gör att olika protofilament kommer att växa olika fort eftersom de kan befinna sig i olika former samtidigt och Cc för GDP och GTP är olika. Har vi tillräckligt med GTP bundet lär vi se en dominerande tillväxt. Om vi har en koncentration av tubulin-GTP som är under Cc kommer de redan bundna att genomgå hydrolys. Eftersom Cc är högre för tubulin-GDP kommer denna hydrolys att ge en dissociation så att MT “curl away”. För att rädda denna process och förhindra att MT dissocierar helt måste tubulin-GTP introduceras.

36
Q

Hur ser själva kärndelen ut av mikrotubili - den delen från vilken filamenten kan polymeriseras?

A
  • Ett par av gamma-tubulin som är något stavliknande - “starten” på MT.
  • Accessory proteins under gamma-tubulin som behövs för processen.
  • Tillsammans bildar detta gamma-TuSC. Dessa sitter i en spiral med 7 kopior vilket kommer att bilda en platform med 14 polymeriseringsmöjligheter från vilken MT kan växa. En av gamma-tubulinerna kommer att ockuperas vid formning av spiralerna vilket kommer att innebära att 13 protofilament kan fästa.
37
Q

Hur går kärnbildningen av MT?

A

Utifrån gamma-tubulinringen kan en bas av dimerer att binda utifrån vilken nya kan binda längs denna spiral.

38
Q

Vilka är några proteiner som påverkar MT-polymerisering?

A

XMAP215:
•Levererar tubulin till plusändan
•Motverkar “catastrophe” genom att hela tiden leverera dimerer.
•Inaktiverad under mitos genom fosforylering

Tau
•Binder till och stabiliserar MT
•Motverkar “catastrophe”
• Dissocierar från MT när fosforylerat - hyperfosforylerat tau i neurofibrillary tangles vid Alzheimers sjukdom då de dissocierar eftersom de inte kan interagera med MT och bildar istället plack.
•Mutationer i tau orsakar frontaptemporaldemens med parkinsonism.

Katanin:
• Klyver de 13 longitudinella interkationerna mellan protofilamenten i MT
•Leder till MT-dissociering från MTOC i centrosomen - något som är viktigt under mitos.

39
Q

Vad är två strukturer som är uppbyggda av mikrotubili?

A

Centriolerna och primärcilium. Primärcilium avlägsnas innan celldelning. Två par av centrioler - mor och dotter - som tillsammans med materialet runt utgör centrosom. Vid celldelning vandrar en centrosom till respektive del av cellen. I den nya dottercellen kommer moderscentriolen flyttas till basen av cellen och bilda basal body från vilken primärcilium kan bildas.

40
Q

Hur ser MTOCs struktur ut?

A
  • Centrioler är uppbyggda av stavar av mikrotubili
  • Modercentriolen har distal appendages som är samlingar av andra protein.
  • Pericentriolar material
  • I tvärsnitt ser man 9 tripletter i en ring
  • Centrosomens yta är täckt med gamma-tubulinringkomplex viket är den funktionella delen av MTOC som bildar nucleation sites från vilka nya mikrotubili kan växa.
41
Q

Hur ser primärciliets struktur ut?

A
  • Axoneme - 9 dubbletter av mikrotubili i en ring
  • Transition zone strax ovan plasmamembranet
  • Distal appendages - transition fibers
42
Q

Hur ser motila cilier ut?

A

Celler kan ha flera sådana på ytan (jmf med primärcilier som bara finns en av på cellytan). Har en basal body som MT kommer att polymerisera från. I tvärsnitt syns nio dubletter i en cirkel och två till MT i centrum av axonemen. För att erhålla motiliteten finns också en yttre dyneinarm som kan anbringa en kraft på MT och nexin som korsbinder MTs.

43
Q

Vilken är den huvudsakliga skillnaden mellan dynein och kinesin?

A

Dynein vandrar mot minusänden på MT och kinesin mot plusänden.

44
Q

Hur kan motila cilier och flageller få den vågaktiga rörelsen?

A

Genom dynein och nexin. Om endast dynein sitter bundet mellan två MT som ligger parallellt med varandra kommer dynein, om ATP tillförs, att flytta filamenten i förhållande till varandra - de glider mot varandra. Det innebär att strukturen förlängs. Nexin kommer förhindra detta genom att binda ihop de två parallella MTs och fixera dem. Om ATP tillförs till dynein i denna konformationen kommer försöket att glida MT från varandra resultera i en böjning istället.

45
Q

Hur fungerar dynein i cytoplasman?

A

Det vandrar mot minusändan av MT och den fria änden av proteinet kan interagera med en vesikel eller organell för att transportera denna.

46
Q

Vad är och hur fungerar kinesin?

A

Kinesiner är en stor familj av mikrotubilimotorproteiner. Kinesin-1 struktur kan jämföras med myosin II. De flesta kinesintyper vandrar mot MT’s plusända och bogserar olika typer av organeller. Vissa kinesinmotorer medierarinteraktioner mellan mikrotubuli.

47
Q

Hur förhåller sig dynein och kinesin till varandra?

A

Beroende på förhållandet i cellen kommer de att kunna tävla om samma lastmolekyl eller organell.

48
Q

Ge ett exempel på hur dynein och kinesin tävlar om att binda till samma last.

A

Kamoflage av en bläckfiskart som kan vara mörk eller ljus beroende på bottenfärgen. Pigmentet avgörs av pigmentgranulat melanofor. Till denna sitter både dynein och kinesin bundet men bara en kan fästa på MT. Vilken som binder styrs av cAMP-nivåer i cellen. Om den ökar kommer kinesin att binda och då denna vandrar mot MT’s plusända kommer det leda till dispersion av melanofor och ge ett mörkare pigment. Om cAMP-nivåerna istället minskar kommer dynein att binda in, vandra mot minusändan och aggregera melanofor - ger ett ljusare pigment.

49
Q

Var är intermediära filament vanligast?

A

I celler och vävnader som utsätts för mekaniska påfrestningar.

50
Q

Vilka polypeptider bygger upp nukleära intermediärfilament?

A
  • Lamins A, B and C

* Nukleärlamina - inre kanten av kärnmembranet.

51
Q

Vilka polypeptider kan bygga upp vimentin-lika intermediärfilament och var finns de?

A
  • Vimentin - många celler med mesenkymalt ursprung
  • Desmin - muskler
  • Glial fibrillary protein - gliaceller
  • Periferin - vissa neuron
52
Q

Vilka polypeptider kan bygga upp epiteliala intermediärfilament?

A

•Typ I-kreatiner (sura) och typ II-kreatiner (neutrala/basiska)

Båda finns i epitelceller och deras snarlika celler (ex hår och naglar)

53
Q

Vilka polypeptider bygger upp axonala intermediärfilament?

A

Neurofilamentproteiner (NF-L, NF-M och NF-H)

54
Q

Hur ser organisationen ut av intermediärfilament?

A
  • Monomerer: har en alfa-helikal region
  • Dimerer: coiled-coil genom att de två alfahelikala regionerna har lindat sig runt varandra. Fungerar som ett byggblock för filamentet.
  • Tetramer: två coiled-coil staggered. Kommer att vara antiparallella mot varandra.
  • Tetramerer kan sedan bilda grupper av 8 tetramerer genom laterala associationer. Dessa kan sedan börja binda till varandra mellan ändarna och genom longitudinella associationer börja växa på längden. De kan växa på båda längderna då molekylen inte är polariserad.
55
Q

Vad är skillnaden mellan aktinfilament och intermediärfilament?

A

Intermediärfilament binder inte nukleotider?

56
Q

Hur styrs polymerisering av intermediärfilament?

A

Genom fosforylering av subenheterna.

Ändarnas förmåga att vara fosforylerade och inte är viktigt för att kontrollera stabilitet av kärnmembran - under celldelningen upplöses kärnmembranet och då även intermediärfilamenten där.