Cytoskeleton

Question 1

Nævn de tre forskellige typer af protein filamenter der opbygger cytoskeletet.

Answer 1

Intermediære filamenter, mikrotubuli og aktin filamenter.

Question 2

Hvad er den primære funktion af intermediære filamenter?

Answer 2

At beskytte cellen mod mekanisk stress

Question 3

Hvor findes de intermediære filamenter?

Answer 3

Intermediære filamenter findes spredt ud i cytoplasma. De omringer cellekernen og spreder sig ud i celle periferien, hvor de binder sig til cellemembranen ved celle til celle forbindelser der kaldes desmosomer. De findes også inde i celle kernen, hvor de danner et netværk kaldet nuclear lamina.

Question 4

Beskriv opbygningen af intermediære filamenter.

Answer 4

De Intermediære filamenter består af alpha helix formet monomere. To monomere danner en coiled coil dimer. To modsatrettede dimere danner en staggered tetramer. 8 tetramere sammensættes til et filament som forlænges på langs. Dette filament kaldes det intermediære filament.

Question 5

Nævn de 4 overordnede grupper af intermediære filamenter og hvor de befinder sig i cellen.

Answer 5

Nuclear/kerne filament i cellekernen som danner nuclear/kerne lamina, keratin filament i epithel celler, neurofilament i nerve celler og vimentin filamenter i muskel celler.

Nuclear er i celle kernen imens de øvrige tre er i cytoplasma.

Question 6

Hvor er desmosomer og hemidesmosomer lokaliseret i cellen, hvad er deres funktion, og hvilke komponenter har de ud over intermediære filamenter?

Answer 6

Desmosomer danner celle til celle interaktioner i epithel celler. Hemidesmosomer derimod står for celle til matrix interaktioner og befinder sig dermed ved basal lamina. Cadheriner er transmembrane proteiner der befinder sig i desmosomer og integrins befinder sig i hemidesmosomer.

Question 7

Hvad er nogle funktioner af cytoskelet?

Answer 7

At beskytte mod mekanisk stress

At drive cellebevægelse

At opretholde cellens udformning

At drive celledeling

Question 8

Hvor befinder aktin filamenter sig i cellen?

Answer 8

Aktin filamenter befinder sig i celle periferien langs membranen. Derudover findes der et ekstra lag af aktin filamenter ved adhæsions bæltet ved microvilli.

Question 9

Hvilket filament danner microvilli?

Answer 9

Aktin filamenter

Question 10

Hvad er forskellen mellem de fire subtyper af intermediære filamenter?

Answer 10

Den generelle opbygning er den samme, men C- og N-terminus er forskellige mellem de fire typer filamenter.

Question 11

Hvilken type intermediær filament danner desmosomer?

Answer 11

Keratin filamenter

Question 12

Beskriv desmosomers funktion og opbygning.

Answer 12

Desmosomer er celle til celle junktions, hvor celler kan interagere med hindanden. De bestå af cadheriner, som er proteiner der binder cellerne sammen. Keratin filament giver strukturen til desmosomer, men går ikke på tværs af cellerne.

Question 13

Hvilke proteiner forbinder celler i desmosomer og celler til extrtacellulær matrix i hemidesmosomer?

Answer 13

I desmosomer holder cadheriner celler sammen.

I hemidesmosomer holder integriner celler fast til matrix.

Question 14

Hvad er intermediære filamenternes og mikrotubulis rolle i axoner?

Answer 14

Keratin filamenter giver strækstyrke til axonet. Mikrotubuli transportere vesikler langs axonet.

Question 15

Hvilket protein forbinder intermediære filamenter med mikrotubuli?

Answer 15

Plectin

Question 16

Hvilket proteiner forbinder kerne lamina til cytoskeletet i cytoplasma?

Answer 16

SUN- og KASH-domæne proteiner. SUN-domæne protein forbinder til kerne lamina, og KASH-domæne proteiner forbinder til cytoskeletet i cytoplasma. SUN og KASH er så forbundet hen over membranen.

Question 17

Hvad er adherens junctions?

Answer 17

Adherens junction er akin filament bunder som går hele vejen rundt om cellen og forbinder en celler til en anden celle

Question 18

Hvad er focal contacts/focal adhesion?

Answer 18

Det er celle til matrix kontakt punkter, hvor aktin filamenter forbinder til integriner som holder cellen til underlagt. De seperere sig fra hemidesmosomer, ved at det er aktin filamenter der holder integriner og ikke intermediære filamenter.

Question 19

Hvordan er aktin filamenter opbygget?

Answer 19

Aktin filamenter består af to kæder af aktin monomer som danner til coiled helix. Kæderne består af aktin monomer som med bundet ATP binder sig til plus enden af kæderne, og frigives fra minus enden. Kort efter en monomer har bundet til plus enden vil ATP hydrolyseres til ADP, som først frigives når monomeren frigives i minus enden. Aktin filamenter er polariseret, betydende at de har en minus og en plus ende som er forskellige (ATP vs ADP).

Question 20

Hvad er focal contacts/focal adhesion?

Answer 20

Det er celle til matrix kontakt punkter, hvor aktin filamenter forbinder til integriner som holder cellen til underlagt. De seperere sig fra hemidesmosomer, ved at det er aktin filamenter der holder integriner og ikke intermediære filamenter.

Question 21

Hvilken funktion har aktin filamenter i cellers bevægelse?

Answer 21

Aktin filamenter står for bevægelsen i blandt andet epithel celler.

Først polariseres mange aktinkæder i forenden af celle, altså i retningen cellen skal bevæge sig. Her kobles der altså aktin monomere på plus enden. Dette danner to strukturer; lamellipodia og filopodia.

Hefter dannes der focal adhesioner i lamellipodia, hvor transmembrane integriner binder aktin filamenterne fast til underlaget.

Bagenden trækkes så op imod forenden, så cellen bevæger sig fremad.

Question 22

Beskriv opbygningen af lamellipodier.

Answer 22

Lamellipodier består af tæt forgrenede aktin filamenter. Aktin filamenter forgrenes ved at et protein kaldet Arp sætter sig på et eksisterende filament. Arp protein komplekset består af 2 domæner, som begger ligner aktin. Derfor kan aktin binder sig til begge domæner, hvormed at Arp resultere i en forgrening af et aktin filament.

Question 23

Beskriv opbygningen af filopodier.

Answer 23

Filopodier er aktin filament som skyder ud fra lamellipodier, og danner finger lignende strukturer. Proteinet formin sætter sig på plus enden af aktin filamenterne og understøtter bindingen af aktin monomere, så der kan dannes ekstra lange aktin filamenter.

Question 24

Hvad er Rho protein familien? Giv tre eksempler og beskriv deres funktion.

Answer 24

Rho (Ras homolog) protein familien er en samling af små GTPaser (proteiner som hyudrolysere GTP til GDP). Tre eksempler som er relevante for aktin filamenter er;

1. Rac - Regulere Arp protein til at danne lamellipodia.
2. Cdc42 - Regulere formin til at danne filopodia
3. Rho regulere mrosin til at danne kontraktile fibre.

Question 25

Hvad er myosiner, hvor mange typer er der og hvad er deres primære funktion?

Answer 25

Myosin er aktin bindende proteiner, som kan bevæge sig langs aktin filamenter mod plus enden ved brug af ATP.

Der findes myosin 1 og myosin 2, som referere til antal af hoved på myosin proteinet.

Myosin 1 har et hoved og hvis funktion er at flytte vesikler mod plus enden af aktin filamenter, samt bevæge aktin filamenter langs plasmamembranen hvis myosinen sidder i membranen.

Myosin 2 har to hoveder og hvis primære funktion ses i muskel celler, hvor de danner det kontraktible myosin-aktin kompleks. Når myosin 2 går mod plus enden af aktin filamenterne, trækkes minus enderne tættere på hindanden, hvilket skaber en muskel kontraktion. Myosin 2 danner altså sarkomere sammen med aktin filamenter.

Question 26

Hvilken funktion har capping proteiner i aktin filamenter i muskelceller?

Answer 26

Capping proteiner sidder yderst på aktin filamenterne og sikre at aktin filamenter ikke brydes op ved minus enden i muskelfibre.

Question 27

Hvad er et myofibril?

Answer 27

En samling af sarkomere.

Question 28

Hvilke funktioner har mikrotubuli?

Answer 28

Mikrotubulis hovedfunktion er at guide transport af membranomsluttede organeller og makromolekyler gennem cytosolen. Derudover separere de kromosomerne under mitosen og de prodoucere bevægelse i cilium.

Question 29

Beskriv opbygningen af mikrotubuli.

Answer 29

Mikrotubuli er en cylinderformet struktur som er hul indvendig. De gror ud fra et organiserende center der kaldes mtoc (mikrotubuli organiserende centre).

Mikrotubuli er opbygget af tubulin kæder der forbindes sammen til en cylinder. Hver kæde består af tubulin dimere, som har en alpha-tubulin og en beta-tubulin enhed. Mikrotubulin er altså polært, hvor beta-tubulin er eksponeret i plus enden og alpha-tubulin er eksponeret i minus enden.

Mikrotubuli gror i begge ender, men dimere kobles hurtigere på i plus enden.

Question 30

Hvad er centrosomer og hvordan er de opbygget?

Answer 30

Centrosomer er det organiserende center som mikrotubuli gror ud af i det cytosoliske netværk. Det kontrollere antallet og retningen af mikrotubuli i cellen. Centrosomer ligger ofte tæt ved cellekernen, når cellen ikke undergår mitose.

Centrosomer er opbygget af to centrioler, som er omsluttet af en matrix af proteiner og frie gamma-tubulin som bruges startpunkter for mikrotubuli.

Question 31

Beskriv dynamisk instabilitet i mikrotubuli.

Answer 31

Den dynamiske instabilitet henfører til, at mikrotubuli uden varsel pludseligt kan vokse, og pludselig kan skrumpe. Dette skyldes GTP-hydrolyse.
Når den vokser: beta-tubulin har et GTP-molekyle bundet kraftigt til sig, som vil hydrolyseres til GDP efter binding til den voksende mikrotubulus. Så længe dimerene tilføjes hurtigere end hydrolysen, vokser mikrotubulus -> POLYMERISERING
Når den skrumper: Her vil dimererne for enden have hydrolyseret deres GTP før en ny dimer er bundet, og GDP-associerende dimerer binder ikke ligeså kraftigt -> DEPOLYMERISERING

NB: Dette kan dog modvirkes, såfremt mikrotubulus forankres til et andet molekyle eller cellestruktur

Question 32

Hvad er forskellen mellem plus og minus enden af et mikrotubuli?

Answer 32

I plus enden er beta-tubulin delen af tubulin heteromeren eksponeret. Det er her man ser den største polymerisering og depolymerisering.

I minus enden sidder alpha-tubulin eksponeret og her sker der meget lidt polymerisering og depolymerisering.

Question 33

Hvilke tre Mtoc findes der?

Answer 33

Centrosomer som organisere microtubuli i det cytosoliske netværk.

Spindle pol legemer under mitosen, dannes fra centrosom som splittes i to.

Basal legemer som danner grundlaget for cilieformation.

Question 34

Hvordan justeres den dynamisk instabilietet af mikrotubuli?

Answer 34

GTP-cap, hvilket betyder at polymerisering sker hurtigere end hydrolyseringen af GTP til GDP. Det betyder at der konstant vil være et GTP i plus enden af mikrotubuli.

Capping proteiner som sætter sig på plus enden og stabilisere eller destabilisere mikrotubuli. Det kan enten promovere MT-polymerisering eller depolymerisering. De kan sidde i celle membranen og binder sig til mikrotubuli der når membranen.

Question 35

Hvilke motorproteiner benyttes der langs mikrotubuli?

Answer 35

Dynein og kinesin transportere vesikler og organeller langs mikrotubuli.

Dynein er et protein som transportere cargo mod minus enden og kinesin er et protein som transportere cargo med plus enden.

Bevægelsen sker ved skiftene hydrolysering of fosforylering af ATP mellem de to hoveder af dynein og kinesin.

Question 36

Hvad er forskellen på cilier og mikrovillie?

Answer 36

Mikrovilli er tynde ikke mobile strukture der er opbygget af aktin filament. Dets rolle er af forøge overflade arealet af cellen til at forbedre optag.

Cilier er bevæglige strukture som er opbygget af mikrotubuli. Dets rolle er bevægelse af cellen.

Question 37

Hvordan er cilie opbygget?

Answer 37

De er opbygget med en 9+2 struktur, hvilket betyder at der er en ydre ring af 9 mikrotubuli, som omslutter et centralt mikrotubuli par. Uderover de 11 mikrotubuli findes der en nexin proteiner som holder mikrotubuli sammen og så findes der indre og ydre dynein arme koblet på mikrotubuli. De ydre dynein arme styre cilieslagfrekvensen mens de indre dynein arme styre cilieslagformen.

Question 38

Hvordan sker bevægelsen i cilier?

Answer 38

Bevægelsen af cilier sker ved at dynein i centrum mikrotubuli trækker i mikrotubuli. Nogle linking proteiner (nexin) holder fast i de to mikrotubuli, hvilket resultere i at mikrotubuli dupletten bøjer fremfor at de forskydes.