Cytoskelet Flashcards
1
Q
Cytoskelet - typy + Buňky střevního epitelu, Fibroblast
A
- Fce: tvar a pevnost buněk, opora pro organely, pohyby buněk, polarizace, buněčné dělení, transport organel
- Typy:
1.Mikrofilamenta: - d=7 nm
- nejtenčí, dynamické, polarizované, ohebné
- vlákna z aktinového monomeru
- motorové proteiny = MYOSINY
- buněčný pohyb a tvar
2.Intermediální filamenta: - d=10 nm
- POUZE u živočichů
- ,,lano’’
- odolné, pevné
- mnoho druhů, tkáňově specifické
- vlákna z fibrilárních proteinů
- tvar a pevnost buňky
- nepolarizované
- nemají motory
3.Mikrotubuly: - d=25 nm
- dlouhé duté válce
- dynamické, neohebné, polarizované
- vlákna z tubulinového dimeru (alfa, beta)
- transport váčků, organel a chromosomů, pohyb buňky
- motorové proteiny = DYNEINY a KINOSINY
-BUŇKY STŘEVNÍHO EPITELU:
- polarizace je zajištěná cytoskeletem (apikální a basolaterální strana)
- Mikroklky = svazky mikrofilament
-FIBROBLAST:
- živočišná buňka
- umí se pohybovat = hustá síť mikrofilament pod membránou + mikrotubuly
2
Q
Mikrofilamenta - velikost, charakteristika, stavba, typy
A
- d=7 nm
- velmi dynamické, umí polymerovat/depolymerovat, pružné a ohebné
- buněčný pohyb a udržování tvaru
- vlákna jsou polární -> + a - konec
- Stavba: aktin, pro polymeraci potřeba ATP
- motorové proteiny: myosiny
- tvorba svazků (bundlers) nebo sítí (crosslinkers) spolu s aktin-vazebnými proteiny
- Výběžky, mikroklky, kortikální síť, kruhy, filopodia, stresová vlákna, kontraktilní prstenec
- BUNDLERS: fascin, fimbrin, alfa-aktinin
- CROSSLINKERS: spectrin, filamin, dystrophin
3
Q
Mikrofilamenta - Interakce mikrofilament s membránou
A
- kortikální síť
- SPEKTRIN:
- = aktinový crosslinker
- v membráně erytrocytů
- interakce s transmembránovými proteiny (přes adapterové proteiny) a aktinem
- Adapterové proteiny - Band 4.1, ankyrin
- u všech Metazoa (mnohobuněční)
- mikrofilamenta stabilizovaná TROPOMYOSINEM a TROPOMODULINEM
4
Q
Mikrofilamenta - Aktin - charakteristiky, typy
A
- u všech Eukaryota, nekonzervovanější protein (spolu s hitony)
- 2 formy: Globulární/Filamentární
A) GLOBULÁRNÍ AKTIN: - G-aktin
- rozpustná forma, nepolymerizovaná
- 4 domény, uprostřed se váže ATP/ADP
- vazba Mg2+ (všechny nukleotid vazebné proteiny mají Mg2+ jako kofaktor)
- ve struktuře je patrná rýha -> možný vstup/výměna ATP
- Polymerace: konec s rýhou nasedne na konec bez rýhy -> 2 různé konce
B) FILAMENTÁRNÍ AKTIN: - F-aktin
- polarizace do filament s navázaným ADP
- ATP je jen na koncích
5
Q
Mikrofilamenta - Mechanismus polymerace aktinu + aktinové inhibitory
A
- start: přidání iontů K+, Na+ nebo Mg2+
- 3 fáze:
a) NUKLEACE: - = pomalý proces, tvoří se nukleační jádra
b) ELONGACE: - rychlý růst na obou koncích
- koncentrace G-aktinu je ještě vysoká
- dosažení rovnovážného stavu F a G aktinu = Kritická koncentrace G-aktinu
c) STABILNÍ FÁZE: - Neustálá depolymerace/polymerace na obou koncích
- poměr F a G aktinu je stabilní
Aktinové inhibitory:
- LATRUNCULIN váže volnou G formu aktinu a brání v polymeraci - PHALOIDIN (mochomůrkový jed), váže F aktin a zabraňuje depolymeraci
6
Q
Mikrofilamenta - Kritická koncentrace aktinu
A
- = koncentrace aktinu, kdy za daných podmínek (teplota, pH…) dochází k polymeraci G aktinu na F aktin
- po přidání dalšího G aktinu se navýší koncentrace F aktinu, ale G aktin je ve stejném množství
- Preferenčně polymerizuje G aktin s ATP
- koncentrace G aktinu = (0,12-0,6) růst vlákna na + konci a rozpad na - konci => Treadmilling, mechanismus běžeckého pásu
7
Q
Mikrofilamenta - Regulátory polymerace aktinu
A
- PROFILIN - polymerace, váže G aktiny v ATP či ADP formě, jako nucleotic exchange factor
- THYMOSIN BETA 4 - váže aktivovaný G aktin ATP, zabraňuje jeho depolymeraci
- COFILIN - rozdělování vláken aktinu na - konci, depolymerace
- TROPOMYOSINY - coiled coil helikální strukturou -> stabilizace mirkofilament
- CAPPING (ČEPIČKOVÉ) PROTEINY - vazba + konce, brání růst vlákna
- TROPOMODULIN - opak capping proteinu, váže - konec mikrofilamenta a brání rozpadu
- STŘÍHACÍ (SEVERING) PROTEINY - umí rozstřihnout mikrofilamenta
- NUKLEAČNÍ PROTEINY - tvorba de novo nukleačního jádra, stimulace polymerace mikrofilament
8
Q
Mikrofilamenta - Polymerace aktinu jako síla pro buněčný pohyb -
A
- spolupráce aktin vazebných proteinů
- Lamelopodia pohyblivé savčí buňky
- aktivace WASp proteinů -> aktivátory Arp2/3 komplexu -> větvení mikrofilament -> tvorba nových nukleačních center
- Profilin - polymerace, aktivní dimer a aktinem
- Cofilin - depolymerace dál od membrány
- Celý proces je poháněn za spotřeby ATP
9
Q
Mikrofilamenta - Myosin
A
- všechny Eukaryoty
- jsou to ATPázy
- pohyb po mikrofilamentech k + konci
- hlavička, motorová doména s ATPázovou aktivitou, ATP vazebné místo
- hlavička váže aktin a regulační pojednotky
- Rakce na Ca2+
- 3 Typy:
1) TYP I: - monomer s kalmodulinem
- vazba na membránu, tvorba endocytózy a váčkový transport
2) TYP II: - ve svalových vláknech
3) TYP V: - transportní váčky organely -> 1 konformace
- Natažená konformace - s ATP, není vazba k aktinu
- Konformace v záběru - s ADP/bez navázaného nukleotidu
10
Q
Mikrofilamenta - Příklady mimosvalové funkce myosinů
A
- Myosin II se účastní změn buněčného tvaru, adheze a cytokineze
-> používaný při buněčném zaškrcování - tvorba kontraktilního prstence - Myosin V - vnitrobuněčný transport organel a váčků
11
Q
Mikrofilamenta - Regulace buněčného pohybu
A
- role malých G proteinů - rodiny Rac, Rho, Cdc42
-> příbuzní rodiny Ras - příjem signálů z vnějšku a regulace polymerace aktinu (formin, Arp2/3), cofilinu…
- aktivní s GTP
- Druzí poslové - PIP2 (regulace aktin vazebných vláken), Ca2+ (regulace aktin vazebných vláken + myosinu)
- Leading edge buňky: Aktivace Cdc42 a Rac -> polymerace aktinu
- Opačná strana: Aktivace Rho -> aktivace myosinu a forminu, stah stresových vláken
- Výsledek: polymerace a posun buňky k vedoucímu okraji
12
Q
Mikrofilamenta - Aktin vazebné proteiny
A
- inhibitory/aktivátoři polymerace
- Bundlers (svazky)
- Crosslinkers (sítě)
- Motorové proteiny (myosin)
- Stabilizátory (tropomyosin)
- Stříhací (severing) proteiny
- Kotvící proteiny pro mikrofilamenta
13
Q
Mikrotubuly - charakteristika, stavba, funkce
A
- dlouhé duté válce
- d=25 nm
- polarizace, + a - konec, dynamika rozpadu
- motorové proteiny: Kineziny, dyneiny
- transport váčků a organel, úlohy při buněčném dělení (dráhy pro rozdělení chromosomů), buněčný pohyb bičíky
- růst tubulinu na + konci
STAVBA: - alfa-/beta-tubulin
- alfa-tubulin-GTP, beta-tubulin-GDP
- dlouhé řetězce tubulinu = PROTOFILAMENTA -> 13 protofilament k sobě -> válec -> MIKROTUBULOVÝ SINGLET
- mohou se tvořit DUPLETY 13+10 protofilament (bičík, flagella) nebo TRIPLETY 13+10+10 (centrioly, bazální tělíska)
14
Q
Mikrotubuly - Mikrotubuly organizující tělíska (MTOC)
A
- místo, kde mikrotubuly začínají růst, zachycené - konci
- ŽIVOČICHOVÉ = Centrosom, bazální tělísko (bičík)
- ROSTLINY = MTOC je difuzní
CENTROSOM: - ze 2 centriol - struktura 13+10+10 tripletů, obsahují amorfní proteinovou hmotu -> zde GAMMA TUBULINOVÉ PRSTENCE = nukleační centrum, start polymerace
- růst mikrotubulů probíhá na + konci
- Volné MT vniklé rozpadem nebo odštěpením se pohybují mechanismem běžeckého pásu (treadmilling)
15
Q
Mikrotubuly - Dynamická nestabilita
A
- dynamické zkracování a prodlužování
- KATASTROFA a ZÁCHRANA (rescue) = body zlomu
- Polymeruje jen GTP tubulin -> za řadí se na místo -> hydrolýza GTP->GDP -> konec přestane být chráněn GTP čepičkou -> Katastrofa -> protofilamenta se rozpadají jako banán
- po určité době dojde k zastavení a obnovení růstu = záchrana
