Citosol in citoskelet

Question 1

Funkcije citoskeleta (7)

Answer 1

premikanje organelov in celic; vzdrževanje oblike celic, celičnih organelov (jedro), makropinocitoza, krčenje mišičnih celic, prenos sporočil v celici, celična delitev

Question 2

Tipi in oblike filamentov

Answer 2

intermediarni filamenti-> dolge niti
mikrotubuli->dolge cevčice
aktinski filamenti (= mikrofilamenti)->dolge niti

Question 3

Opiši aktinske filamente. Kakšne naloge imajo v celicah?

Answer 3

So iz globularnega aktina G (osnovna enota). Aktin G ima vezavno mesto za ATP in visoko afiniteto za vezavo Ca 2+ in Mg 2+, ki oba tekmujeta za isto vezavno mesto. Ima manjše desno in večje levo področje. V premeru merijo aktinski filamenti 7 nm. Obstaja 6 vrst aktina, ki jih razdelimo na 3 tipe (alfa, beta, gama)-> alfa je v mišičnih celicah.
Krčijo mišične celice (skupaj z miozinom), gradijo mikrovile in stereocilije. Citokineza (delitev celice), gibanje celic, receptorsko pogojen odziv na zunajcelične signale.

Question 4

Kako nastane aktinski filament

Answer 4

V treh fazah. Najprej je stopnja nukleacije. Po združitvi 3-4 monomer aktina G nastane nestabilen oligomer. Tega stabilizira Arp 2/3. Na oligomer se dodajajo monomeri. Sledi elongacija. V elongaciji se monomeri dodajajo na oba konca mikrofilamenta. Raste F-aktin. Sledi faza ravnotežja. V tej je koncentracija monomera enaka 0,1 mikromola. Imenuje se kritična koncentracija. Pomeni, da se na F aktin dodaja toliko monomerov, kot se jih odcepi. Če je kritična koncentracija manjša od 0,1 mikro M potega depolimerizacija F-aktina. Če je večja poteka polimerizacija G - aktina.
G-aktin polimerizira zaradi profilina, ki menja ADP za ATP na G-aktinu. Ker za polimerizacijo rabi hidrolizo ATP. F-aktin depolimerizira zaradi kofilina (odcepi monomere)

Question 5

Kakšni so pogoji za nukleacijo aktina

Answer 5

Visoka temperatura, nevtralen pH, visoke koncentracije KCl, aktina in Mg2+

Question 6

Kaj so citohalazini, kakšna je njihova naloga?

Answer 6

vežejo se na +konec aktinskega
filamenta → preprečijo dodajanje novih podenot
→ depolimerizacija aktinskega filamenta →
inhibicija celičnega gibanja in citokineze.

Question 7

Kaj dela latrunkolin

Answer 7

Veže se na aktin G in prepreči njegovo polimerizacjo v aktin F

Question 8

Kaj je vloga faloidina

Answer 8

Veže se na F aktinske filamente in preprečuje depolimerizacijo-> zavstavi celično gibanje

Question 9

Kateri so vezavni proteini aktina G

Answer 9

• profilin
• timozin
• Dnaza I (ko je vezana na aktin je neaktivna)

Question 10

Kateri protein depolimerizira aktin?

Answer 10

Kofilin

Question 11

Kateri proteini so pokrovni, kaj je njihova naloga?

Answer 11

CapZ (na + koncu), tropomodulin (na - koncu). Njuna naloga je, da na koncih delujejo kot pokrov, ki prepreči razpadanje aktina-> ohranjajo dolžino

Question 12

Kateri proteini povezujejo aktin z membrano?

Answer 12

Spektrin, ankirin (ancors actin;)

Question 13

Kateri proteini so motorni v povezavi z aktinom

Answer 13

miozini

Question 14

Katere izmed 14 družin miozinov so najbolj poznane? Kako so zgrajene? Kaj delajo

Answer 14

Miozin I (ima 1 težko in 3 lahke verige)
Miozin II (ima 2 težki in 4 lahke verige) (miozin I + 1 veriga vsake vrste) miozini II se v šopih postavijo antiparalelno, njihovi repi se prepletajo.
Miozin V (ima 2 težki in 8 lahkih verig) (miozin II krat 2)
Miozin I in V sta povezana z membrano, miozin II pa sodeluje v kontrakciji.

Question 15

Opiši aktinsko miozinski cikel

Answer 15

Za vsak cikel se porabi 1 molekula ATP in se miozin premakne za 5-25nm. Ko ni ATP je miozin z glavo tesno vezan na aktin (rigor mortis). Ob vezavi ATP se glava odcepi od aktina. Sedaj je možna hidroliza ATP. Hidroliza ATP povzroči konformacijsko spremembo v glavi miozina. Glava se premakne v smeri + aktina. Sledi odcepitev fosfata, ki rahlo veže miozinsko glavo na aktin. Ko se odcepi ADP spet pride do konformacijske spremembe v miozinski glavi. Ta dobi gonilno silo za premik v - smeri aktina (miozin se pomakne naprej). Sedaj smo spet v stanju rigor morti, ko sta miozin in aktin tesno povezana.

Question 16

Kaj je kortikalni citoskelet, kaj je njegova naloga?

Answer 16

Kortikalni citoskelet je mreža aktinski filamentov (kortikalni aktin) in pridruženi aktin vezavni proteini. Kortikalni citoskelet sodeluje v raznih aktivnosti površine celice: lokomocija, fagocitoza, eksocitoza, pinocitoza, citokineza.

Question 17

Katere višje organizacijske tvorbe aktina F poznamo? Kje jih ponavadi najdemo?

Answer 17

Filopodije, lamelipodje, kortikalni aktin (=aktinska mreža=3D koncentriranje aktina pod površino celice-ponavadi pod apikalno površino) in stresne niti. Najdemo jih v živčnih celicah, fibroblastih (celice nepravilnih oblik) in keratinocitih.

Question 18

Kakšen je pomen lokomocije celic?

Answer 18

Gibanje je nujno za vnetno delovanje za celjenje ran, za strjevanje krvi, za zašččito pred okužbami. Mikrofagi, Makrofagi in nevtrofilci potujejo tako da pridejo do mesta, ki ga je potrebno očistiti.

Question 19

Opiši intermediarne filamente, njihove funkcije

Answer 19

Debeli so 10 nm (med aktinom-7nm in mikrotubuli - 25 nm). Niso polarizirane strukture zaradi antiparalelnega razporejanja dimerov. Gradijo mrežo okoli jedra (lamina fibrosa) in se od tam raztezajo proti periferiji celice. Celici dajejo stabilnost in obliko; lamina fibrosa je skelet jedra. Povezujejo celice med seboj in z zunajceličnim matriksom (hemidezmosom)

Question 20

Kako so zgrajeni intermediarni filamenti (kako so monomeri in kako se združujejo v polimere)?

Answer 20

Monomeri imajo C in N konec, ki sta globularna. C je rep N je glava (noggin =glava). Vmes je alfa helično področje, ki omogoča združitev dveh monomerov v dimer, tako da sta skupaj na eni strani obe glavi in na drugi strani oba repa. Dimeri se povezujejo antiparalelno najprej v tetramere, ki se povežejo v protofilamente. 8 protofilamentov v krogu oblikuje 1 filament (cevkast).

Question 21

Katere tipe intermediarnih filamentov poznamo?

Answer 21

Tip 1 in 2 so kisli in bazični keratini. Tip 3 so vimentin (v endotelijskih celicah, levkocitih, fibroblastih) in vimentinu podobni (periferin v živčnih celicah perifernega ŽS, dezmin v mišičnih, GFA faktor = kisli glia proteini v Glia celicah).
Tip 4: nevrofilamenti (po teži proteinov: L= low,M=medium, H= heavy) in internexini.
Tip 5: lamini (a,b,c; nahajajo se v jedru-> gradijo lamino fibroso)

Question 22

Kaj je funkcija IF pridruženih proteinov? Daj kakšen primer.

Answer 22

Dajejo IF večjo stabilnost s tem, da jih povezujejo in vežejo. Povezujejo IF z drugimi strukturami. Primeri: lamin receptor B (je vezan na notranjo jedrno ovojnico), dezmoplakin (veže IF v območju dezmosoma)

Question 23

Opiši mikrotubule, njihove naloge

Answer 23

25nm v premeru. So iz tubulinskih heterodimerov (13 v krogu). v celici večina mikrotubulov izhaja iz centrosoma.
Naloge: v mitozi ločujejo kromosomov, Organeli se gibajo vzdolž mikrotubulov, ohranjujejo tudi obliko in polarnost celice.

Question 24

Pogoji za nukleacijo mikrotubulov

Answer 24

Temperatura 37 stopinj C, Visoka koncentracija Mg 2+, energija v obliki GTP.

Question 25

Kako poteka rast mikrotubulov

Answer 25

Najprej je nukleacija: v pericentriolarnem prostoru so gama tubulini. 13 gama tubulinov in nekaj proteinov oblikuje obroč, na katerega se pritrdi alfa tubulinska podenota. Tako se že takrat oblikuje polarnost mikrotubulov. (+konec gleda ven).
Sledi elongacija: na + stran se nalagajo dimeri, na - strani pa poteka depolimerizacija. Elongacija je odvisna od koncentracije dimerov.

Question 26

Zakj so mikrotubuli dinamično nestabilni?

Answer 26

Ker imajo alfa in beta tubulini vezavno mesto za GTP, ki pospešuje polimerizacijo, vendar pa se od beta tubulina nestabilen GTP hitro hidrolizira v GDP, kar povzroči oslabitev vezi med tubulini in depolimerizacijo. Če se predenj se hidrolizira GTP, na + del doda dovolj GTP vezanih tubulinov, se naredi zaščitna kapa. Če nastane zaščitna kapa se tubulini dodajajo hitreje kot se odcepljajo in mikrotubul raste. Če se zaščitna kapa ne naredi pa se mikrotubul hitro depolimerizira.

Question 27

Kakšna je vloga centrosoma v rasti mikrotubulov?

Answer 27

V centrosomu mikrotubuli izvirajo z - koncem (v pericentriolarnem materialu, na katerem je gama tubulin). Centrosom nadzira število, polarnost, čas in lokacijo njihovega sestavljanja. Polarnost in lokacija sta določena že takoj, ko nastanejo obroči iz 13 gama tubulinov

Question 28

Katere mikrotubulom pridružene proteine poznaš?

Answer 28

Tip 1 (povezujejo mikrotubule z mikrotubuli ali intermediarnimi filamenti in nadzirajo razmik med mikrotubuli)
Tip 2 (povezujejo mikrotubule z mikrotubuli ali intermediarnimi filamenti in stabilizirajo mikrotubule med rastjo)
Motorne proteine pridružene mikrotubulom (dinein gre proti  - koncu, kinezin gre proti +)

Question 29

Kateri proteini zavirajo polimerizacijo mikrotubulov, kako?

Answer 29

Kolhicin, kolcemid, nokadazol. Vežejo tubulin in preprečijo njegovo dodajanje na + konec MT

Question 30

Opiši zonulo occludens

Answer 30

Je tesna stičnica, modifikacija lateralne membrane. Njena naloga je, da zatesni mejo med dvema sosednjima celicama, kar onemogoči lateralno difuzijomed celicama.