Ch 17 - Cytoskeleton Flashcards
Uit welke filamenten bestaat het cytoskelet en wat is hun belangrijkste functie? + diameter
- Intermediaire filamenten (10nm) –> versterken de cellen en helpen tegen mechanische stress
- Microtubuli (25nm) –> dynamische stabiliteit, transport, rol in organisering van organellen bij celdeling en de spoeldraden die chromosomen uit elkaar trekken
- Actine filamenten (7nm) –> beweging in de cel
Zonder het cytoskelet …
- geen migratie van cellen in het embryo
- geen spiersamentrekkingen
- geen wondgenezing
- spermacellen kunnen niet bewegen
Intermediare Filamenten -
- vormen een sterk netwerk in de cel
- sterktste filamenten van het cytoskelet
- verankerd in desmosomen (=eiwitcomplex waar de filamenten aan vast zitten) op plekken waar de cellen aan elkaar gekoppenld zijn
Functie = versterken van de cellen en helpen tegen mechanische stress
Intermediare Filamenten -
zijn opgebouwd uit
- monomeren met een alpha helix structuur met een N en C terminus –> hierdoor zijn ze sterk en touwachtig
- alpha helixen draien om elkaar heen om een dimeer te vormen, de N terminus en C terminus zitten aan dezelfde kant
- Twee dimeren vormen een tetrameer (anti parallel)
- Acht tetrameren vormen samen een compleet filament, de filamenten kunnen aan elkaar gekoppeld worden
- Filamenten hebben geen plus of min kant (wat actine en microtubuli wel hebben)
Intermediare Filamenten -
kunnen worden onderverdeeld in 4 groepen
in het cytosol:
1. Keratine filamenten –> in epitheel cellen
2. Vimentine en vimentine gerelateerde filamenten –> in bindweefselcellen, spiercellen en glial cellen
3. Neurofilamenten –> in zenuwcellen
in de nucleus:
4. nuclear lamins –> de nucleaire envelop wordt versterkt door een netwerk van intermediaire filamenten opgbouwd uit lamins –> ontbinding tijdens deling door fosforylering en defosforylering
Microtubuli -
Functie
- Rol in transport en de organisatie van organellen tijdens de celdeling
- Buisvormige structuren, zijn opgebouwd uit opgestapelde ringen van 13 tubuline subunits
- Stijver dan actine en intermediaire filamenten, scheuren wanneer ze uitgerekt worden
- Groeien meestal vanuit 1 georganiseerd punt (=centrosoom, =matrix met 2 centriolen waaruit de microtubuli groeien)
Microtubuli -
Opbouw
- Zijn hol en hebben een plus en een min uiteinde
- Opgebouwd uit subunits –> subunit bestaat uit een tubuline dimeer met een alpha en een beta tubuline
- Een buis is opgebouwd uit 12 protonfilamenten
- Het min einde (alfa) zit vast aan het centrosoom, plus uiteinde (beta) eindigt in het cytoplasma
- Centrosomen bepalen de orientatie van de microtubuli –> de centriolen worden omgeven door een soort matrix van andere eiwitten, hier zitten ook ringen y-tubuline in, deze vormen het startpunt voor het uitgroeien van de microtubuli
Microtubuli - Dynamische Instabiliteit
- Microtubuli kunnen groeien en krimpen –> functie hiervan is zoeken naar bindingsplaatsen om een netwerk op te zetten waar bijv. een organel aan gekoppeld kan worden
- Dynamische instabiliteit wordt gedreven door GTP hydrolyse –> elk vrij tubulinedimeer heeft een GTP gebonden aan zijn B-tubuline –> deze wordt gehydrolyseerd tot GDP nadat het dimeer aan een groeiende microtubule is toegevoegd
- De GTP gebonden vorm wil graag gebonden blijven, de GDP vorm bij elkaar blijven
- Als de voorraad GTP opraakt omdat de hydrolyse (afbraak GTP naar GDP) sneller gaat dan de aanvoer van GTP zullen de moleculen uit elkaar vallen
Microtubuli - Dynamische Instabiliteit
Groeien
De tubuline dimeren worden sneller toegevoegd aan de microtubuli dan dat de GTP gehydrolyseerd wordt.
Hierdoor bestaat het groeiende deel volledig uit GTP-tubuline.
GTP gebonden tubuline dimeren willen GTP geassocieerd blijven, dus gaan een interactie aan met het uiteinde van de microtubuli.
GTP cap = alle GTP-tubuline die aan het einde van de microtubuli zitten
Microtubuli - Dynamische instabiliteit
Krimpen
Het gehydrolyseerde GTP (=GDP) zorgt voor een minder sterke binding tussen de tubuline dimeren, waardoor ze sneller los zullen laten wanneer de hydrolysatie sneller plaatsvindt dan de koppeling van nieuwe dimeren.
- GTP hydrolyse is sneller dan de toevoeging van nieuwe GTP tubuline dimeren
- GTP cap gaat weg
- Filamenten met GDP tubuline laten los van de microtubuli wall
- GDP tubuline wordt losgelaten in het cytosol
Microtubuli -
kunnen gemodificeerd worden dmv drugs
Met drugs wordt de celdeling gestopt doordat de spoeldraden niet gevormd kunnen worden
- Taxol –> stabiliseert microtubuli waardoor ze niet meer afgebroken kunnen worden
- Colchicine en Vinblastine –> bindt aan tubuline dimeren waardoor ze niet meer kunnen polymeriseren
Microtubuli -
Als de cellen delen is de dynamische instabiliteit ..
hoog.
- Als een cel al is gediffentieerd dan wordt de dynamische instabiliteit onderdrukt (bijv. in een zenuwcel) door de microtubuli te verankeren
- De microtubuli zijn gepolariseerd (er is een duidelijk verschil in lading aan de ene kant)
Microtubuli - Motoreiwitten
- Zorgen voor de intracellulaire transport
- Gebruiken een herhaalde cycli van ATP-hydrolyse om langs een microtubule of actine filament in een enkele richting te reizen
- Hechten ook aan andere cel componenten –> kunnen lading langs de filamenten transporteren
Microtubuli - Motoreiwitten
2 grote families
+ waarin ze verschillen
- Kinesines –> bewegen in de richting van het plus uiteinde
- Dyneines –> bewegen in de richting van het min uiteinde
Verschillen in het type filament waaraan ze binden, de richting waarin ze langs het filament bewegen en de lading die ze vervoeren
Microtubuli - Motoreiwitten
De kop en staart
De kop van het motor eiwit:
- Zijn enzymen met ATPase activiteit
- Hecht aan de microtubuli
- ATP –> ADP, P komt vrij wat energie oplevert
- Kop kan bewegen, binden en weer vrijgeven
De staart:
- Bindt aan een cel component
- Bepaald het type lading dat het motoreiwit kan transporteren
