Cellskelettet

Question 1

Vilka tre sorters cellskelett har vi?

Answer 1

1. Aktin: tunnast. Bildar helix-liknande struktur. Ej särskilt töjbara. Finns under plasmamembranet. Involverade i muskelkontraktion exempelvis.
2. Mikrotubuli: Liknas aktinfilament, men är större/grövre och lite töjbara. Två subenheter (alfa&beta) bildar ett rör. Involverade i transport, stadga och organell- och vesikeltransport.
3. Intermediära filament: Ingen polaritet och är väldigt töjbara. Involverar i hållfasthet och dragkratighet i cellen.

Question 2

Vad är aktinfilament?

Answer 2

Finns i hela cellen men mest under plasmamembranet. Kan bilda buntar och fungerar som mekaniskt stöd i cellen, bestämma cellstruktur och rörelser i cellytan.

Aktinfilament påvisar polaritet där den ena änden (barbed end +) har en snabbare tillväxt är pointed end -.

Question 3

Vad är treadmilling?

Answer 3

En process som gör den enklare för cellen att anpassa sig till omgivningen.
Aktin är alltid bundet till ATP/ADP, oftast är monomererna bundna till ATP, vilket gör att det är dessa monomerer som kommer växa på barbed end. ATP hydroliseras till ADP vilket leder till att ADP-bundna monomerer i pointed end upplöses. Subenheterna byts ut och aktinet flyttar på sig.

Question 4

Vad gör aktinbindande proteiner?

Answer 4

De reglerar aktinfilament-organisation. Proteinerna sitter i ändarna som förhindrar polymerisering/depolymerisering och då stabiliseras strukturen (capping protein stabiliserar, forminer polymeriserar). Finns även de proteiner som förhindrar/formar förgrening (cross-linking protein), samt de som hjälper till att byta ATP till ADP.

Question 5

Vad är forminer?

Answer 5

Forminer är en familj av stora barbed-end-bindade proteiner som stimulerar bindning och fortsatt elongering av aktinfilament.

Question 6

Vad är Arp2/3-komplexet?

Answer 6

Binder till områden nära pointed end, bildar förgreningar mellan mikroaktiner för att skapa nätverk.

Question 7

Vad är ADF/cofilin?

Answer 7

Hjälper till att depolymerisera ADP-aktin (utlösa från pointed end). Kan också gå in och kapa ett filament.

Question 8

Vad är profilin?

Answer 8

Stimulerar elongering vid barbed end.

Kommer även stimulera bytet av ADP-aktin till ATP-aktin.

Question 9

Vad är aktinbuntar?

Answer 9

I aktinbuntar är filamenten sammanfogade med varandra m.h.a. cross-linking proteins.
Parallella buntar: i ett parallellt mönster i organiserade rader. Tätt packat så myosin inte får plats. Bind ihop med filamin.
Kontraktila buntar: Binder aktinet som en dimer m.h.a. α-actinin. Finns mellanrum emellan så myosin kan få plats.

Question 10

Vad är aktinnätverk?

Answer 10

Aktinfilamenten är sammanfogade tredimensionellt till en slags gel m.h.a. cross-linking proteins (filamin). Aktinet sammankopplas huller och buller som pekar utåt mot andra filament. Finns under plasmamembranet, är elastiskt.

Question 11

Vad är spectrin?

Answer 11

Aktinbindande protein som fungerar som bas för cellkortex-cytoskelett i erytrocyter. Spectrin kommer att bilda ett spectrin-aktin nätverk som bildar cellkortexet.
Ankyrin håller närverket på plats mot cellmembranet.

Question 12

Vad är mikrovilli?

Answer 12

Fingerlika strukturer, stabiliserade av aktinfilament. De har till uppgift att öka ytan och återfinns i våra epitelceller i tunntarmen exempelvis, involverade i absorption.

Question 13

Vad är stressfibrer?

Answer 13

Långa kontraktila buntar av aktinfilament som hjälper cellen att förbinda fästpunkter till extracellulär matrix med varandra, samt genomgå kontraktion och migration.

Question 14

Vad är celladhesion och hur fungerar de?

Answer 14

Processen som gör att celler binder till varandra.
Denna process är beroende av adhesionsmolekylers förankring till cellskelettet. På cellmembranet sitter integriner som förbinder cellen med extracellulära matrix. De är ofta samlade i täta aggregat: focal adhesions. Stressfibrernas ändar är bundna till adaptorproteiner: talin och vinculin.

Question 15

Hur kan aktinfilament vara involverade vid cell-cellkontakt?

Answer 15

Vissa celler, ex, epitelceller är förankrade till varandra genom cadheriner i en blixtlåsstruktur. Adaptormolekyler håller ihop cadheriner med aktinfilamentet.

Question 16

Beskriv strukturen hos muskelceller översiktligt.

Answer 16

Muskelcellerna är uppbyggda av sarkomerer som i sin tur är uppbyggda av myosin och aktin. Myosin integrerar med aktin som är den molekylära motorn (protein som kan omvandla ATP/GTP till mekanisk energi.

Question 17

Vad är en sarkomer? Beskriv strukturen.

Answer 17

Kontraktil enhet som är anvarig för kontraktionen i muskeln.
Består av parallellt organiserade aktin/myosinfilament. Sarkomeren är det området mellan Z-diskarna, där aktinet är bundet (barbed end) till z-disk, och myosinet är bundet emellan. Myosinet är Myosin II som består av 4 subenheter (2 stora, 2 små) och bildar en dimer. Mysoin omvandlar ATP till mekansik energi.

Question 18

Vad är titin och nebulin?

Answer 18

Titin håller myosinfilamenten centrerade i sarkomeren. Liknar en fjäder.
Nebulin associerar med aktin och reglerar polymeriseringen av aktin (bestämmer aktinets längd), samt stabiliserar aktinet.

Question 19

Beskriv den molekylära modellen för muskelkontraktion.

Answer 19

Vid muskelkontraktion tror man att filamenten, aktin och myosin, glider över varandra, vilket är det som åstadkommer muskelkontraktionen.

Question 20

Beskriv mekanismen för muskelkontraktion I.

Answer 20

ATP binder till myosinhuvudena (som är bundna till aktin i vilofas), och vid hydrolys kommer det bli konfirmationsförändringar i myosin som gör att myosin lossnar från aktinet vid frigörelse av P kommer myosin binda hårt till aktin på ett annat ställe där den hamnar i vilofas (aktinfilamenten dras).

Question 21

Beskriv mekanismen för muskelkontraktion II.

Answer 21

Förutsättning för att första mekanismen ska fungera.
Trypomyosin maskerar de myosinbindande regionerna i aktin. Vid en nervimpuls kommer kalciumjoner från SR (musklercellers ER) frisättas som troponin C binder vilket gör att tropomyosinets position förskjuts oh myosinbindande reginoerade exponeras –> myosin kan binda till aktin.

Question 22

Hur sker kontraktion i en icke-muskelcell?

Answer 22

Finns Myosin II och aktin, där fosfolysering styr kontraktionen istället för Kalcium. Myosinet kommet vandra på aktinet på samma sätt.

Question 23

Vad är cytokines?

Answer 23

Processen där en cell blir två efter mitos. Mellan dessa två celler bildas en ring av aktin och myosin där myosin ser till att ringen alltid minskar (genom att aktin depolymeriseras) –> cellerna snörps av.

Question 24

Beskriv cellmigration.

Answer 24

Cellrörelse. Cellen har utskott av aktin som kommer att polymeriseras/depolymeriseras fram och bak. När det depolymeriseras på bakre änden kommer cellen att kontrahera för att förflytta sig.

Question 25

Vad är substratum?

Answer 25

Det stället som cellen rör sig på (dit aktinfilamenten binder in i för förflyttning).

Question 26

Beskriv uppbyggnaden av intermediära filament.

Ge exempel på en intermediär filament.

Answer 26

Inte involverade i cellrörelser, men är ganska töjbara.
Mekanisk roll för styrka hos cellen, sjukdomar visar sig som hudsprickor och blåsor.
Består av en mängd olika proteiner som uttrycks olika i olika celler. Gemensamnt har de en central alfa-helix som är nödvändig för att dessa proteiner ska kunna dimerisera och bilda filament. Har en head och en tail.
Första steget att bilda filamenten är bildandet av dimer av två alfa-helix domäner i coiled-coil struktur.

Ex. lamina

Question 27

Vad är desmosomer?

Answer 27

Ställen där cell-cell kontakt bildas m.h.a. intermediära filament. Dessa filamen binder till cell-adhesionsproteiner (cadheriner) som förankrar dem. De binder till varandra via adaptormolekyler.

Question 28

Vad är hemidesmosom?

Answer 28

Integriner binder till intermediärafilament m.h.a. plectin. Integriner går igenom plasmamembran där de på extracellulära sidan binder till laminin.

Question 29

Vad är plektin?

Answer 29

Detta är ett gigantiskt protein som kommer att binda ihop intermediära filament och länka ihop dem med andra cellstrukturer ( ex. mikrotubuli)

Question 30

Vad är mikrotubuli?

Answer 30

Består av 13 α- och β-tubulin som polymeriserar mikrotubuli. De binder GTP/GDP (i jämförelse med ATPaktin). β-tubulin är den som binder GTP, och vid hydrolisering kommer mikrotubuli polymeriseras (i + änden)

Question 31

Vad är det för polaritet mikrotubuli har?

Answer 31

En snabbväxande (+) sida och en långsamväxande (-) och kan genomgå treadmilling. (+) änden kan snabbt växla mellan krympning och växning beroende på fritt tubulin samt hastighet på hydrolysen av GTP.

Question 32

Vad menas med katastrof? Hur kan den räddas?

Answer 32

Kan uppst då hydrolysen av GTP går fortare än tillväxthastigheten. Leder till att mikrotubuli krymper.

Detta kan räddas m.h.a. nya GTP binder till tubulin snabbt. Under mitosen ökas katastrofen för att man ska få en snabb GTP-binding (dvs. få snabb räddning)

Question 33

Beskriv de intercellulära organiseringen av mikrotubuli.

Answer 33

Mikrotubuli utgår från centrosomen via sin (-) pol. Pga. dess tillväxtegenskaper kommer den alltid finnas centralt i cellen. Centroomen består av flera proteiner, bla. γ-tubulin som lättare bildar polymeriseringskärnan.

Question 34

Vad är centriolen?

Answer 34

Består av tre tubuli (γ, α, β), finns två stycken i varje centrosom där de sitter vinkelrätt. Vid en icke-mitosisk fas kommer de vandra ut till plasmamembranet där de bildar cilier och flageller.

Question 35

Vad finns det för medicinsk manipulering på mikrotubuli?

Answer 35

Finns droger som påverkar tillväxten på mikrotubuli. Dessa droger binder tubulin och inhiberar polymeriseringen –> blockerar mitos.
Ex. vincristine är en kemoterapi där den väljer ut de celler som har hög celldelningshastighet.
Ex. taxol stabiliserar mikrotubuli –> ingen polymerisering –> inhiberar mitos.

Question 36

Beskriv den intracellulära transporten för mikrotubuli.

Answer 36

Kinesiner (+) och dyneiner (-) är motorproteiner som binder sig till mikrotubuli. Motorproteinerna kan binda till vesiklar och organeller och förflytta dem läng mikrotubuli.
Mikrotubuli är ocks nödvändiga för att positionera organeller. Kinesin drar ER från kärnmembranet ut mot periferin. Dynein pressar tillbaka golgi mot centrosomen.

Question 37

Vad är cilier?

Answer 37

Utskott från cellen som är rörliga eller ej.
Rörliga: ex. lungepitel. Knör bort slem och skit.
Orörliga: sensorer

Uppbyggt av mikrotubuli.

Question 38

Vad är flageller?

Answer 38

Ett transportredskap (ex. spermiesvans).

Uppbyggt av mikrotubuli.

Question 39

Vad är axonem?

Answer 39

Strukturen på cilier och flageller. Flera mikrotubuli i en cirkel + proteiner.

Question 40

Hur kan cilierna och flagellerna röra på sig?

Answer 40

Dynein är bundet mellan två mikrotubuli, då den är bunden och vill röra på sig kommer det leda till böjning och vajning av hela flagellen/ciliern.

Question 41

Vad är basalkroppen?

Answer 41

Stuktur som liknar centriolen och som initierar bindningen och tillväxten av axonemen.

Existerar endast i G0-fasen

Question 42

Beskriv mikrotubulis roll i mitosen.

Answer 42

Omorganisering av mikrotubuli: mitosiska spindeln.
Interfas: Centrosomen dubbleras
Profas: Kärnmembran löses upp
Metafas: Mikrotubuli (kinetochore -mikrotubuli) binder till kinetochoren m.h.a. Dam1 på kromosomen och drar den mot sig.
Polära mikrotubuli finns för att repellera varandra så strukturen inte trillar.
Astrala mikrotubuli trycker mot cellmembranet så centrosomern är kvar.

Separationen drivs av mikrotubuli-associerade motorproteiner. Genom depolymerisering av mikrotubuli i (+)ändan som blir kortare (en katastrof) så detta går fort.