Cellskelettet/cellens rörelseförmåga Flashcards
Vad stabiliseras en vävnad mekaniskt av?
- Extracellulär matrix ECM
- Cytoskelettet
- Interaktioner mellan cytoskelett (i två olika celler) och interaktioner mellan cytoskelett och ECM (mha celladhesionsmolekyler).
→ När vävnaden utsätts för en kraft, kommer kraften fördelas i hela nätverket.
Vilka fördelar medför det faktum att cytoskelettet är ett dynamiskt nätverk?
Gör att cytoskelettets olika filament kan byggas och brytas ned på väldigt kort tid som gör att cellen snabbt kan ändra sin transport, form etc.
Vilka typer av cellskelett finns?
AKTINFILAMENT (mikrofilament)
finns i alla celler och finns över hela cellen (men främst innanför plasmamembranet s.k cellkortex). Dessa är tunna och bygger även upp nätverk som bl.a möjliggör migration, engulfing (omslutning) etc.
MIKROTUBULI
tjockaste filamenten i cytoskelettet. Har ett ihåligt rör som har viss polaritet. Väldigt dynamiska och har viktiga funktioner i bl.a transport, celldelning och utskott.
INTERMEDIÄRFILAMENT
filament som inte är involverade i cellrörelser. Dessa förmedlar mekanisk styrka till cell/vävnad. Har även en central a-helix-domän som behövs för dimerisering- och filamentbildning.
Hur kan aktinfilament byggas upp?
Byggs upp av monomer som kallas G actin. Denna kan gå ihop i dimerer och trimerer. När trimerer av G-aktin staplas på varandra, bildas filament F actin. Alla subenheter i F actin pekar åt samma håll där ena änden är en plusände och andra änden en minusände.
(+)-ände ⇒ BARBED END: har snabbare polymerisering/större benägenhet att växa
(-)-ände ⇒ POINTED END: har långsammare polymerisering
Hur kan transport längs cytoskelettet avgöras?
Genom asymmetrin i cytoskelettet dvs orienteringen av G-aktinet längs F-aktinet. Kan jämföras med en orm där orienteringen av dess fjäll avslöjar ifall man berör ormens svans eller huvud (fjällen har en riktning: kommer därför röra sig ‘’smoothly’’ en riktning och andra riktningen kommer vara taggigt).
Beskriv treadmilling.
Process där aktinfilament-komplexet flyttar på sig genom att bygga på subenheter i ena änden och förlora subenheter i andra änden.
ATP-bindande G-aktin binder längs med barbed end vilket möjliggör polymerisering. De G-aktiner som finns närmare pointed end har funnits en längre stund och kommer då ha hunnit genomgå hydrolys → ADP-bindande. De G-aktiner i pointed end har då större tendens att ramla av ⇒ depolymerisering.
Ge exempel på aktin-bindande proteiner som kan driva polymerisering och aktin-bindande proteiner som kan driva depolymerisering av aktinfilament. //
POLYMERISERING
1. Forminer ⇒ bygger upp aktinfilament från scratch genom att addera nya G actin-subenheter i barbed end.
- Arp2/3-komplex ⇒ binder nära barbed end på ett existerande filament och skapar en ny pointed end → genererar förgrenade filament (bra för nätverk).
DEPOLYMERISERING
1. ADF/cofilin ⇒ kan främja depolymerisering från pointed end genom att plocka bort subenheter. Kan även kapa aktinfilament och skapa nya ändar (som kan resultera i polymerisering).
- Profilin ⇒ disassocierar ADF/cofilin från G-aktiner genom ATP-hydrolys som då resulterar i fria G-aktiner som kan användas för ny polymerisering.
Vilka typer av aktin-buntar finns? //
- Parallella buntar
- tätt packade parallella aktinfilament (samma polaritet, dvs barbed end åt samma håll)
- proteiner som fimbrin bygger upp strukturen genom att binda samman filamenten, bildar t.ex. mikrovilli - Kontraktila buntar
- större avstånd mellan varandra, antiparallella
- sammanbinds genom a-actinin som bildar dimer
- pga stora avståndet mellan aktinfilamenten kan myosin interagera med dessa och resultera i kontraktion
- bildar kontraktila element som medför cellrörelser
Beskriv skillnaden i hur kontraktila buntar drivs mellan muskelceller och icke-muskelceller.
Muskelceller: genom ATP → mekanisk energi
Icke-muskelceller: fosforylering
—> båda görs på myosin.
Ge exempel på hur celladhesion-molekyler kan spela roll i aktinfilament. //
- INTEGRINER som binder aktinfilament till extracellulärmatrix ECM där stressfibrer binder samman fästpunkterna (integrinerna) och bildar aggregat. Bildar s.k focal adhesions.
- CADHERINER som binder cellen till cadheriner på andra celler. Dessa finns ex. i epitelceller där de ökar permeabiliteten. Cadherin-dimerer binder till dimerer på annan cell och bildar en blixt-lås-struktur → ex. cytokines.
Vilka två viktiga proteiner bidrar till bildandet av aktin-nätverk? //
- Filamin ⇒ protein som korsbinder aktinfilament som kan röra sig i förhållande till varandra. Exempelvis cellcortex.
- Arp2/3 ⇒ främjar bildandet av förgrenade nätverk som är stelare. Exempelvis lamellipodier (involverade vid cellmigration).
Beskriv cellmigration
Sker bl.a vid metastasbildning av cancerceller.
- Cell är förankrad till ECM mha komplex av integriner & stressfibrer.
- Cellen vill röra sig i viss riktning.
- Förgrenat aktin-nätverk skapas i cellen där det bildas lamellipodium från plasmamembranet åt det håll cellen ska.
- Nya integrin-komplex skapas och fungerar som fästpunkter i ECM.
- Integriner binder med stressfibrer och cellen kan dra sig framåt.
- Samtidigt sker en depolymerisering av aktin-nätverk i cellens bakre ända som resulterar i upplösning av integrin-komplex.
Vad är ett cellkortex?
Nätverk av aktin-filament + associerade proteiner på insidan av plasmamembranet. Gör att cellen får den form/struktur den har. Denna kan undersökas i erytrocyter pga dessa (1) har ingen cellkärna (2) har inga organeller → lättare att isolera cellkortex.
Cellkortex förankras till plasmamembranet via aktinbindande proteiner i membranet.
Vad kallas den kontraktila enheten i muskelceller för?
Sarkomer.
Sarkomeren ger det karaktäristiska utseendet hos skelett- och hjärtmuskulatur. Denna består av alternerande myosin- och aktinfilament där aktin-filamenten har sina barbed ends i s.k Z-disk. ⇒ M-line håller myosinfilamenten på plats.
Titin och Nebulin bygger upp sarkomeren.
Titin bidrar till stabiliteten i sakromeren genom att hålla myosin-filamenten centrerade i sakromeren (fungerar som en fjäder).
Nebulin reglerar polymerisering av aktinfilament och bestämmer filamentens längd.
Förklara de molekylära mekanismerna för kontraktion
KONTRAKTION
1. myosin-molekyl binder ATP och släpper då aktinfilament (pga kan ej binda båda samtidigt).
- vid inbindning av ATP fås en omedelbar ATP-hydrolys → ADP + Pi. Energin används för att generera en konfirmationsförändring hos myosin → myosin-huvudet böjs.
- fosfatet släpper och myosin återbinder till aktin (som gör att ADP lossnar). Resulterar i konfirmationsförändring i myosin där denna går tillbaka till sin ursprungskonfirmation.
→ likstelhet när döda myosinets bindning till aktin är konstant (inget ATP).
