Vecka 3 - Cellskelett (ej antecknat om intermediära filament eller så mycket om cilier och MTOC)

Question 1

Vad innebär den kritiska koncentrationen av polymerisering för aktin?

Answer 1

Det är den koncentration av aktinmonomerer av aktinmolekyler som kommer att bestå i en cytoplasma, då depolymerisering och polymerisering sker lika fort av aktinfilamentet.

Question 2

Vilken ände på aktinfilamentet attraherar nya subenheter bäst av aktin, respektive har lägre affinitet?

Vad leder detta till för riktning på rörelsen?

Answer 2

Plusänden på aktin attraherar nya monomerer bättre än minspoolen.

Detta leder alltså till att aktinfilamentet kommer förflyttas åt pluspoolen hela tiden.

Question 3

Vad händer om vi har

a) lägre koncentration monomerer i cytosolen av aktin
b) högre koncentration av monomerer i cytosolen av aktin

relaterat till den kritiska koncentrationen?

Answer 3

a) Detta leder till en snabbare depolymerisering –> aktinfilamentet krymper
b) Snabbare polymerisering än depolymerisering –> aktinfilamentet växer

Question 4

Vid en konc av aktinmonomerer över kritisk konc, hur kommer elongeringen av aktinfilamtentet att ske?

Vad händer om konc av aktinmonomerer i cytosolen är lägre angående depolymerisation?

Answer 4

Det kommer ske en assymetrisk elongering på pluspoolen, då denna ände attraherar aktin starkare.

Om koncentrationen är lägre dock, kommer depolymerisation ske lika snabbt både i plus och minus. Detta för att det krävs lika mycket energi för både plus och minus att hålla ihop sin monomer.

Question 5

Vad för nukleosid är bunden till en aktinmonomer?

Answer 5

En ATP, som kan hydrolyseras till ADP + Pi

Question 6

När är aktins ATPas aktivitet som högst?

Vad leder detta till i ett filament av aktin?

(fattade inte riktigt det där med olika kritiska koncentrationer för plus och minus)

Answer 6

När aktinmolekyler är bundna i ett filament. (lättare hydrolys av ATP alltså). ATPas aktiviteten hos aktinmonomerer ökar ju större ett aktinfilament blir!

Detta innebär att ju större aktinet blir, desto lättare kommer aktinet på minusänden att hydrolysera och därmed släppa.

Detta leder i sin tur till att Aktinet kan växa på plusänden, och samtidigt tappa aktinmonomerer på minusänden när dessa blir hydrolyserade.

Question 7

Vad är profilin?

Answer 7

Profilin är ett protein som kan binda till en aktinonomer. Detta accelererar bildande av aktinfilament.

Question 8

Vad är cofilin?

Answer 8

Ett protein som kommer ökar vridning av ett aktinfilament och minskar bindning mellan subenheterna i filamentet = kan då dissociera snabbare.

Question 9

Vilka aktinmonomerer binder helst cofilin till?

Answer 9

ADP-bundet aktin. Därmed kommer dem äldsta monomererna att degraderas först.

Question 10

Vilken protein är viktigt för förgrening av aktin?

Answer 10

Arp 2 och 3.

Question 11

Vad gör Arp 2 och 3?

Nyckelord branching, nucleation, cap

Answer 11

Dessa två proteiner blockerar minusänden i aktinfilament och förhindrar därmed depolymerisering.

Dessa proteiner gör en nucleastion site.

De kommer även kunna binda in nya trimer-aktin som i sin tur kan polymeriseras från Arp 2/3 och därmed skapa en gren på ett aktinfilament.

Cap-proteiner kan också sättas på grenen så den består.

Question 12

Listeriabakterien kan använda cellers aktinfilament. På vilket sätt?

Hur sprider den en infektion?

Nyckelord ActA

Answer 12

Listeria har ett protein som kan interagera med Arp 2/3, ActA.

Med våra polymeriserande aktinfilament åker förflyttar den sig i våra celler, och den kan även använda aktinfilamentet som polymeriseras för att skjutas ut från cell 1 till cell 2. och därmed sprida en infektion från cell 1 till cell 2.

Question 13

Vilken struktur har en myosin?

Answer 13

Ett motorprotein med filamentstruktur. huvud och svans.

Question 14

Vad krävs för att aktin ska kunna kontrahera eller få celler att vandra?

Vilken annan funktion kan myosin ge?

Answer 14

Myosin som interagerar

Myosin kan också transportera organeller och vesiklar längs aktinfilament.

Question 15

Beskriv uppbyggnaden av en myosinmolekyl (monomer)

Answer 15

I N-terminalen är huvudet på myosin.

Svansen är två alfahelixar som snurrats runt varandra. I N-terminalen separerar dem två myosinhelixarna och övergår till nack-regionen, denna är flexibel. Sedan två huvuden som interagerar med aktin.

Question 16

Hur ser ett filament av myosin ut?

Answer 16

I mitten på myosinfilamentet är en barezone. Det är bara coil-coiled strukturerna. Ut mot ändarna hittar vi dem antiparalella myosinhuvudena.

Question 17

Beskriv hur Myosinhuvudet skjuter fram aktinfilament under sig.

Answer 17

1. Hinge regionen är avslappnad. Aktin är bunden till myosin.
2. ATP binder in till myosin –> huvudet släpper från aktin
3. ATP hydrolyserar –> ADP Hinge spänns och flyttar fram myosinhuvudet.
4. ADP och Pi släpper från myosin –>Myosin binder in, utför sin power stroke och bak aktinfilamentet. Nu är hinge avslappnad, och myosin bunden.

Question 18

Vad kallas en skelettmuskelcell med annat namn?

Answer 18

En muskelfiber

Question 19

Hur är en muskelcell uppbyggd.. Börja med minsta enheten.

Answer 19

Myofibriller paralella –> en cell

Question 20

I en muskelfibrill, vad motsvarar

a) M-line
b) Z-disc

Answer 20

M-line är mörka bandet i en fibrill. det är myosinets del utan myosinhuvuden (bare zone)

Z-disken är ett protein av Cap Z- proteiner. Denna sträng binder ihop dem två aktinbanden mellan två sarkomerer.

Question 21

Vad är en sarkomer?

Answer 21

Den kontraktila enheten i en muskelcell. Z-diskar längst ut som binder aktinfilament. I mitten har vi ett område med myosin (mörka bandet).

Question 22

Beskriv proteinerna

a) Cap Z
b) tropomodulin
c) nebulin
d) titin
e) myosin

i en sarkomer

Answer 22

a) bygger upp Z-disken och fäster till aktinfilamenten och titin
b) Stabiliserar aktinet från depolymerisering.
c) Protein inom aktinfilamenten i en sarkomer som påverkar filamentets längd. Det är viktigt för att alla aktin/myosin ska kontrahera lika mycket samtidigt.
d) En proteinkedja mellan aktinfilamenten i en sarkomer. Denna hjälper till att vara som en fjäder om aktin och myosin blir överstretchade. Då drar den tillbaka sarkomeren (kontraherar) så att aktin och myosin kan få kontakt igen.

Jobbet är att se till att aktin och myosin är närliggande varandra.

e) Myosin binder till nebulin. Nebulin binder till Z-disc. Myosin i mitten (M line, dark band.

Question 23

Beskriv hur en inbinding kommer induceras mellan aktin och myosin i en skelettfiber.

Nyckelord Calcium

Answer 23

1. Calcium strömmar in i cellen
2. Calcium binder till Troponin C.
3. Då flyttar Troponin på tropomyosin-bandet runt aktin.
4. Nu kan myosinhuvud binda till till binding site som var täckt innan.

Question 24

Vad är

a) stress fibers
b) lamellipodia
c) filopodium
d) cell cortex med aktin

Answer 24

a) aktinfilament som är en del av en migrerande cell
b) “rufflor” i den anteriora delen av cellen som migrerar, med aktin i dendritiska nätvärk.
c) aktinfilament i fram i cellen som pekar åt samma håll “spikar” från cellens huvud.

Question 25

I lamellipodia sker ständig förändring, vadå? Och vad är cofilin i detta sammanhang? Arp?

Answer 25

Lamellipodia är ett aktinnätverk i cellens huvud som polymeriserar för att förflytta cellen. Cofilin kommer att påskynda nedbrytningen av dem gamla aktindelarna i minusände, så att dessa kan binda i fram på aktinets pluspool för att påskynda cellvandringen.

Arp-proteinet hjälper till med förgreningen av aktinet.

Question 26

Vid cellvandring, var är myosin beläget mest i cellen?

Answer 26

I den bakre delen av cellen, medan aktin är i fram och bildar lamellipodia.

Myosin har som uppgift att kontrahera rumpan så den förflyttas framåt mot rörelsens riktning.

Question 27

Vad är viktigt för i ECM för att cellen ska kunna förflytta sig vid migration?

Answer 27

Integriner är ett transmembranrprotein som kan binda till ECM, t.ex. fibronektin.

Question 28

Beskriv hur cellen kan migrera med hjälp av integriner. Vad är retro grade flow?

Answer 28

1. Integrinen sitter fast i matrix. Ingen rörelse kan ske.
2. Genom att aktin kopplas till integrinen, polymeriserar framåt, tvingas kraften framåt i cellen där polymerisation sker.
3. Cellens plasmamembran kommer då skjutas framåt från integrinen.

Retrograde flow uppstår om inte cellens aktin och integriner är bundna. Integrinerna är bundna till ECM, och insidan på cellen aktin.

Men, om aktinet polymeriserar framåt i cellen när integriner är bundna till membranet (och inte till aktin samtidigt), kommer polymerisationen göra att aktinet trycks in mot cellen istället; retrograde flow.

Question 29

Hur är en tubulin molekyluppbyggd?

Answer 29

Av en heterodimer av en alfa och en beta subenhet.

Båda enheterna kan binda GTP och hydrolysera denna. Samma princip som för aktinfilament

• hydrolys –> vill dissociera i minusänden
• växer på plusänden.
• ju större mikrotubuli, desto fortare går hydrolysen.

Question 30

Hur är en mikrotubuli uppbyggd av sina heterodimerer?

Vad är det som håller ihop protofilamenten?

Answer 30

Dimererna är kopplade till varandra “på längden”.

Dessa längre filament som bildas, lägger sig ann mot varandra och bildar en holotub av 13 protofilament.

Mellan filamenten är det svaga interaktioner, vet ej vilken men tror det är en kemisk.

Question 31

Vad är catastrophe and rescue i mikrotubulisammanhang.

Varför kommer inte depolymerisering ske i minusänden på mikrotubuli?

Answer 31

• Om GTP-bundet tubulin finns i högre konc än kritisk konc, kommer tubuli att växa på plusänden. Rescue.
• Om GDP- bundet tutublin däremot är över sin kritiska kommer tubuli att falla isär i plusänden (curve away, katastrof).

På minusänden finns ett proteinkomplex som skyddar mot depolymerisering, Gamma-tubulin.

Question 32

Hur kan gama-tubulin bli 13 istället för 14 täckytor för mikrotubuli?

Answer 32

gammatubulin har två stycken binding site för minusänden i mikrotubulin.

7 st gamma tubulin lägger sig i en ring och bildar då 14 st interaktionsmöjligheter för mikrotubuli.

Genom att en av gammatubulindelarna lägger sig över en annan, täcks en av dem två binding sites i gammatubulin för, och vi har då 13 istället.

gammatubulinkomplexet kommer därflr bilda en liten “klack”, upphöjd cirkel.

Question 33

Vad är det för protein som kommer lägga sig på centromeren, där polymerisation av mikrotubuli kan ske ifrån?

Answer 33

ringkomplex av gammatubulin!

Question 34

Vad är XMAP215?

När är denna inaktiv, och hur inaktiveras den?

Answer 34

Det är ett protein som levererar tubulindimerer till plusänden på mikrotubulin och därmed förhindras att “Catastrophy” sker, alltså depolymerisation.

Under mitos kommer denna vara inaktiverad med en fosforylering, för att depolymerisationen utnyttjas när kromatiderna dras isär under mitos.

Question 35

Vad är TAU?

Hur regleras den, och när är den inaktiv?

Answer 35

TAU är ett protein som motverkar catastrophy av mikrotubulin.

När den fosforyleras blir den inaktiv och hjälper inte till att stabilisera mikrotubuli i cellen.

Vid hyperfosforylering aggregerar TAU proteiner och bildar plack vid alzheimers sjukdom.

Question 36

Vad ät katanin?

När är det viktigt att detta protein är inaktivt?

Answer 36

Katanin är ett protein som hjälper till att degradera mikrotubulin, genom att klyva rakt mellan två diskar av 13-heterodimerer.

Under mitos är proteinet aktivt.

Question 37

Vad är en centrosom?

Vad sitter på centrosomen för protein?

Vad är centrioler uppbyggda av?

Answer 37

Centrosomen är en struktur som innehåller två centrioler (en mamma en pappa).

Centrosomen är täckt med gammatubulin.

Centriolerna är mikrotubuli.

När cellen inte är i mitos kommer denna vara lokaliserad nära cellkärnan. Denna är ett organisationscentrum för mikrotubuli i cellen som inte är under delning.

Under mitos replikeras centrosomen med centrioler, och formar mitoic spindle

Question 38

Vad är primärcilium, vad skiljer den från en motila cilier.

Vad har den för funktion?

Nyckelord Nexin, dynein

Answer 38

Primärcilium bildas efter mitos när centromeren lokaliserar sig nära cellmembranet och låter mikrotubuli växa ut mot basalmembranet.

Motila cilier innehåller även andra proteiner än mikrotubuli. Motorproteiner som dynein kan göra att dessa cilier kan röra sig. T.ex. i luftrörens epitel där de kan transportera upp slem och partiklar.

Nexin är ett protein som länkar samman dynein-proteinerna i en ring runt mikrotubuli.

Question 39

Vilket håll rör sig

a) kinesin
b) dynein

på mikrotubuli?

Answer 39

a) rör sig mot pluspoolen (ut)
b) rör sig in mot minuspoolen. Dynein finns i motila cilier och även vid transport av organeller.

Båda motorproteinerna kan bogsera vesiklar och organeller.