Vorlesung 2.3 Flashcards
Aktinfilamente - Funktion
legen Form der Zelloberfläche fest
für Wandern der Zelle verantwortlich
Mikrotubuli - Funktion
bestimme Lage membranumschlossener Organellen
leiten intrazellulären Transport
bilden mitotische Spindel
Intermediärfilamente - Funktion
bieten mechanische Festigkeit
Persistenzlängen Cytoskelett
aktinfilamente 10µm
Mikrotubuli mehrere mm
Intermediärfilamente <1µm
Dynamik von aktinfilamenten
Aktinfilamente unterlegen Plasmamembran -> Festigkeit der Lipid-Doppelschicht
dynamische Strukturen wie Lamellipoden / Filopodien -> Erforschung der Umgebung
stabile Strukturen -> Anheftung an Oberfläche oder Muskelkontraktion
Stereocilien an Oberfläche der Haarzellen im Innenohr -> schwingen als Antwort auf Geräusche
organisierte Mirkovilli auf Oberfläche von Darmepithelzellen -> erhöhen Nährstoffresorption
Dynamik von Mikrotibuli
im Cytoplasma vom Zentrum zur Zellperipherie -> können sich rasch in Mitosespindel umordnen
Cilien-Bildung -> Sensoren auf Zelloberfläche oder als Schienen für Transport von Material entlang des Axones einer Nervenzelle
Dynamik / Aufgabe von Intermediärfilamenten
säumen Innenfläche der Kernhülle -> Schutzkäfig für DNA
im Cytosol zu festen Kabeln verdrillt
Aktin
lange Polypeptidkette mit fest gebundenem ADP/ATP
bei Wirbeltieren 3 Isoformen: alpha in Muskelzellen, beta und gamma in Nicht-Muskelzellen
Kopf-Schwanz-zusammenlagerung -> polare Filamente
starre rechtsgängige Helix
Persistenzlänge
Maß für Biegesteifigkeit eines Polymers
gibt Längenskala an, auf der sich semiflexibles Polymer aufgrund thermischer Kräfte verformen kann
Bildung von Aktinfilamenten
Aktinfilamente haben durch asymmetrischen Aufbau unterschiedliche Wachstumsgeschwindigkeiten an den Polen
unter kritischer Konzentration wachsen beiden Ende, darüber schrumpfen sie
an PLus und Minus Ende unterschiedliche Geschwindigkeitskonstanten
jede UE hat ATP gebunden, das nach Einbau zu gebundenem ADP wird
ATP hydrolyse vermindert Affinität für Aktinbindung zu benachbarter UE
ATP/GTP
Wachstum des Polymers endet, wenn Gleichgewicht / kritische Konzentration erreicht
Fließgleichgewicht, hydrolysiertes ATP muss ersetzt werden
ATP-Kappen: AKtin-UE können sich schneller Anlagerung als ATP hydrolyse stattfindet-> Bildung einer Kappe
fördert Wachstum, aber wenn sie verschwindet, setzt Depolymerisation ein
warum polymerisiert so wenig Aktin zu Filamenten
Monomerverfügbarkeit
Zelle enthält Proteine, die Aktinmonomere binden (v.a. Thymosin)
Aktinmonomere in geschlossenem Zustand
Myosin II
gestrecktes Protein, aus 2 schweren Ketten und je 2 leichte Ketten
schwere Kette: globuläre Kopfdomäne am N-Terminus
leichte Ketten binden nahe an N-terminaler kopfdomäne
Schwanz-Schwanz-Wechselwikrungen ergeben Bildung eines langen, bi-polaren Filaments mit 300 Myosinköpfen, die in entgegengesetzte Richtungen weisen
jeder Myosinkopf bindet und hydrolysiert ATP
Myofibrille,
Myofibrille: zylindrische Strutkur mit 1-2µm Durchmesser, aus langer kette kontraktiler EInheiten (Sarkomer)
Hilfsproteine im Sarkomer
Nebulin: bestimmt Länge eines dünnen Filaments
Tropomodulin: deckelt und stabilisiert -Ende eines dünnen Filaments
Titin: hält dickes Filament in der Mitte zwischen Z-Scheiben
Tropomyosin und Troponin
im ruhenden Muskel zihen Komplex aus Troponin I ung Troponin T Tropomyosin aus normaler Bindungsfurche in eine Lage längsseits des Aktinfilaments, die Bindung der Myosinköpfen stört und jegliche krafterzeugende WW unterbindet
Ca Pegel steigt -> Troponin C kann bis zu 4 Ca binden, Troponin I löst Bindung zu Aktin
Tropomyosin kann in normale Lage zurückrutschen, Myosinköpfe können am Aktinfilament entlangwandern
Kontraktion der glatten Muskulatur
Kontraktion auch durch Ca EInstrom ausgelöst
keine Troponine
Calmodulin abhöngiger Machanismus direkt über Myosinkopf
Mikrotubuli-Grundstruktur
Polymere aus a/b-Tubulin Heterodimer
alpha/beta Tubulin haben jeweils eine GTP Bindungsstelle
Hohlzyklinder aus 13 parallelel protofilamenten
Auf/Abbau am Ende
Polarität: alpha=-; beta=+
Dynamische Instabilität von Mikrotubuli
steif
persistenzlänge von mehreren mm
T-/D-Formen
Bildung einer GTP Kappe
Kinesin
Motorprotein an Mikrotubuli
ähnelt Mysin II
2 globuläre Motor-Kopfdomänen werden durch langen Doppelwendel-Schwanz zusammengehalten
leichte Kette des Kinesin-1 mit je einer schweren Ketten über Schwanzdomäne verbunden
während Schritt löst sich hinterer Kopf von seiner Stelle, passiert Partnermotordromäne und bindet dann an nächste verfügbare Tubulinstelle
Vorwärtsschieben: ATP Dissoziation vom FOlgekopf und gleichzeitige ATP Bidnnung im Leizkopf
Halsverbinder wechselt seine Konformation -> Verschiebung zeiht Fogekopf vorwaärts
Dyneine
1,2 oder 3 schwere Ketten + viele intermdiäre und leichte Ketten
zytoplasmatische und ciliäre Dyneinfamilie
fast 4k AS
Dynein-Motorkopf planarer Rind, der C-terminale Domäne und 6 AAA Domänen enthält (4 mit ATP Bindungssequenzen)
ATP gebunden -> Stiel vom Mikrotubulus gelöst
ATP Hydrolyse-> Anheftung des Stiels an Mikrotubulus
Freisetzung von ADP -> Konformationsänderung
Motorprotine und Organellentransport
Kinesine binden ER-Membranen an Mikrotubuli und ziehen diese in Richtung des +Endes, wodurch schlauchartige Ausstülpungen und ER ähnliches Netzwerk entstehen
Dyneine hingegen positionieren Golgi-Apparat in Zellmitte, indem sie Golgi-Vesikel zum -Ende der Mikrotubuli am Centrosom transportieren
Aktin-Hemmstoffe
Phylloidin, Cytochalasin
Swinholid
Latrunculin
Mikrotubuli-spoezifische Wirkstoffe
Taxol, Colchicin, Vinblastin
