Cytoskelettet

Cytoskelettet

Vad är cytoskelettet och varför behövs det?

Det består av olika typer av filament och proteiner. Det är viktigt för:

• Locomotion

• Intracellulär transport

• Struktur (cellcortex)

• Celldelning

Vilka 3 typer av filament består cytoskelettet av?

1. Mikrotubuli: polära.

2. Mikrofilament/aktinfilament: polära.

3. Intermediära filament: opolära.

Vad är mikrotubulis funktion?

Det har flera funktioner:

• Cellrörelse

• Intracellulär transport

• Mitotisk spindel

• Organisation av organeller

Vad är mikrotubuli uppbyggt av?

Det byggs upp av tubulin (en monomer), det finns alfa- och beta-tubulin som bildar en heterodimer. Dessa bildar 13 parallella protofilament som är polära på grund av organisationen av tubulin (en plus och en minusände).

Vilka två typer av mikrotubuli finns?

Cytosoliska: Består av singlet och 13 protofilament. A-tubuli. Finns i cytosol.

Axonemala: B- och C-tubuli. Består av dublett och triplett mikrotubuli. De har en A-tubuli och sedan 10-11 protofilament (ofullständiga ringar, B och C). Finns i cilier, flageller och basalkroppar.

Hur byggs mikrotubuli upp?

Mikrotubuli kan skifta mellan polymerisering och depolymerisering. Tubulin finns som fria enheter i cytoplasman, koncentrationen av dessa bestämmer tillgången.

Kritisk koncentration→ balans mellan nedbrytning och uppbyggnad.

Vilken ände byggs snabbast?

Plus-änden.

Vilken roll har GTP i polymerisering av mikrotubuli?

Vid polymerisering är GTP bundet till tubulin vilket binder starkare, det skyddar i sin tur mot nedbrytning MT. När det är bundet hydrolyseras GTP → GDP. Det finns en GTP-cap.

Hur initieras mikrotubuli?

Från MTOC (mikrotubuli organiserande centrum):

• Centerosom: Två centrioler med pericentriolar material. Negativ ände.

• Basalkropp: Centrioler, består av 9 triplett mikrotubuli. Förankrar flageller och cilier.

Vad initierar MT?

𝛾-TuRCs (tubulin-ring-komplex) som består av 𝛾-tubulin. Finns i centerosomerna och initierar tillsammans med andra proteiner tillväxt av MT.

Vilka mikrotubuli-bindande proteiner finns?

Cap-proteiner som binder till ändarna av axonet:

• MAP (MT associated protein): TAU. Buntbildande protein.

• +-TIP: EB1. Stabiliserar MT i båda ändar.

• Catastophins: Destabiliserar MT.

Vilka motorproteiner är associerade med MT?

MT fungerar som en ställning där motorproteiner vandrar med organeller, proteiner och vesiklar. Motorproteinerna består av två delar:

1. Två globulära huvuden med ATP-bindande enhet som interagerar med mikrotubuli. ATP-hydrolys orsakar rörelse i sidled.

2. Svans som binder till organell/protein/vesikel eller cellmembranet.

Vilka två motorproteiner finns?

• Kinesin: Vandrar bort från kärna → till plus.

• Dynein: Vandrar mot kärna → mot minus.

Varför behöver golgi och ER mikrotubuli?

ER: membranet sträcker sig ut i cytoplasman från det nukleära membranet.

Golgi: dras inåt fö att skapa regionala skillnader, cis- och trans.

Vilken struktur har axonemala MT?

Dessa är det centrala skaftet av cilier och flagellum. Består av 9 yttre dubletter (A&B) samt ett centralt par. Den är omsluten av ett membran och förankras i en basalkropp.

Hur förankras parallella MT?

Med proteinet nexin. Utan nexin glider filamenten i sidled pga dynein. När de är förankrade skapas en svängande rörelse istället.

Vilken struktur har cilier och flageller?

Cilier: 100 eller fler per cell. 10 mikrometer.

Flagellum: 1 eller några på en cell. 10-200 mikrometer.

Vilken roll har mikrofilament/aktinfilament?

De är viktiga för:

• Cellrörelse

• Cytokines

• Kontraktion

• Fagocytos

Vad består aktinfilament av?

• G-aktin: Globulära monomerer bundna till ATP.

• F-aktin: Polära monomerer som adderas till linjär form.

Vilka isoformer finns av aktinfilament?

𝛼-aktin: muskelspesifika.

β- och 𝛾-aktin: icke-muskelspesifika.

Hur sker polymerisering av aktin?

Addering av aktin sker i både + och -. När en monomer har adderats hydrolyseras ATP → ADP. Polymeriseringen är reversibel med en fördröjningsfas.

Två linjära filament tvinnas till en helix-struktur.

Vilka 3 strukturer kan aktinfilament ordnas i?

1. Kontraktila buntar: stressfibrer.

2. Gel-like networks: cellcortex.

3. Tight parallel bundle: filopodium.

Vilken strukturell skillnad finns mellan filopodia och lamellipodia?

Båda består av aktinfilament:

Filopodia består av polariserade kablar medan lamellipodia är organiserade i korsbundna nätverk.

I vilken form finns aktin i cytosolen?

G-aktin är oftast bundet till antingen profilin eller thymosin-β4 som konkurrerar med varandra:

• Profilin: Stimulerar polymerisering i plus-ände.

• Thymosin-β4: Blockerar elongering.

Vad är ARP-komplex?

Vid aktivering initierar de minus-änden vilket gör att tillväxt sker i plus-änden.

Det är tex ARP2 och ARP3.

Vilka proteiner påverkar organisationen av aktinfilament?

• Buntbildande: fimbrin och alfa-aktinin.

• Nätverksbildande: filamin och spectrin.

Vilka proteiner cappar/klipper aktinfilament?

• Gelosin: Klipper i filamentet och blockerar elongering.

• CapZ: Finns i sarkomerer. Låser fast filament.

Vilken struktur har mikrovilli?

De består av parallella aktinfilament som binds samman med villin och fimbrin. Lateralt finns membranbindande proteiner; myosin och calmodulin.

Dessa förankras inte i något utan övergår basalt i “terminal web”.

Vilken form har myosin II?

Myosin är ATP-bundna motorproteiner. Myosin II består av två tunga kedjor i coiled coil form och två lätta huvuden.

Formationen är bipolär: myosin adderas i svansen åt två olika håll.

Hur fungerar kontraktion glatt- och skelettmuskulatur?

Glatt: Dense bodies i membranet som fungerar som adhesionspunkter.

Skelett: Sarkomerer. Aktin förankras till Z-disk med Cap Z. Andra änden är cappad med tropomodulin.

Vilka icke-muskulära funktioner har mikrofilament?

Cytokines: Aktin och myosin skapar en kontraktil ring för att snörpa av cytoplasman.

Stressfibrer: Rho-family GTPase kan reglera formen på aktinfilamenten. Kontraherade aktinfilament är bundna till myosin. Viktigt vid cellrörelse och migration.

Cellcortex: Ett aktinlager under plasmamembranet ger strukturellt stöd åt cellens yta. Viktigt för locomotion.

Vilka utskott bildas från membranet?

Filopodia: Finns i epitel, fibroblaster och neuron. De är väl strukturerade med polariserade kablar.

Lamellipodia: Finns i fibroblaster. Korsbundna nätverk.

Pseudopodia: Bildas vid fagocytos.

Hur förankras cytoskelettet till ECM?

Via integriner. Focal adhesions är ansamlingar av integriner i PM.

Hur sker locomotion?

Vad är intermediära filament?

De förankrar celler med varandra och är vanligt i epitelceller. De är elastiska och tål dragkrafter.

De uttrycks olika mycket i olika celler.

Vad består intermediära filament av?

Två monomerer bildar en dimer → dimerer bildar tetramer (protomer). Dessa bildar ett filament av 8 protomerer.

Vilka 4 typer av intermediära filament finns?

• Laminin: finns i nukleära lamina.

• Vimentin: mesenkymala celler.

• Desmin: muskelceller + gliaceller

• Keratin: epiteliala.

• Axonala: neurofilament (NF)

Vad är tonofilament?

De flesta intermediära filament är keratin, i huden kallas dessa tonofilament. De förankrar cellerna genom desmosomer.

Vad är neurofilament?

Finns i axon av olika typer:

• NF-L

• NF-M

• NF-H

Ger strukturellt stöd och reglerar diametern.

Vad är laminin?

Finns i nuclear lamina, det inre membranet i kärnmembranet. De är STABILA nätverk (jämfört med andra som är rep-liknande).