Mikrotubuli - Kap 17.

Hvad er cytoskelettet

Cytoskelettet er et netværk af proteinfilamenter, der strækker sig gennem hele cytoplasmaet i eukaryote celler, som fungerer som cellens indre skelet

Nævn de tre hovedtyper af proteinfilamenter i cytoskelettet

Intermediære filamenter, mikrotubuli og aktinfilamenter

hvad er cytoskelettes overordnede funktion i cellen

Cytoskelettet giver cellen struktur og mekanisk styrke, organiserer og positionerer cellens komponenter, muliggør intracellulær transport af vesikler og organeller, ændringer i cellens form og polaritet, transport af kromosomer under celledeling samt opbygning og bevægelse af cilier og flageller.

Hvad er intermediære filamenters vigtigste funktion?

At give cellen mekanisk styrke, modstå stræk og tryk.

Hvad er aktinfilamenters vigtigste funktion?

At muliggøre cellebevægelse og ændringer i cellens form.

Hvilke hovedfunktioner har mikrotubuli i cellen?

De fungerer som transportveje, hvor motorproteiner transporterer vesikler og organeller; kinesin bevæger sig mod plusenden ,ydre del af cellen, og dynein mod minusenden, indre del af cellen, hvilket sikrer korrekt placering af organeller i cellen. Under mitose danner mikrotubuli den mitotiske spindel, som adskiller søsterkromatiderne. Mikrotubuli udgør det skelettet i cilier og flageller, hvor dyneinmotorer driver bevægelsen. mikrotubuli er vigtige for cellens polarisering og bestemmer cellens retning og asymmetri,

Hvordan er mikrotubuli opbygget, og hvilken betydning har deres polaritet?

Mikrotubuli er opbygget af tubulin-dimere bestående af α- og β-tubulin. Dimererne samles i protofilamenter, og 13 protofilamenter danner tilsammen et hult rør. Tubulin-dimererne vender i samme retning, hvilket giver mikrotubuli polaritet med en plusende og en minusende. Polariteten muliggør retningsbestemt transport langs mikrotubuli. Den største grad af polymerisering og depolymerisering foregår ved plusenden, mens minusenden ofte er forankret i et mikrotubuli-organiserende center (MTOC). Mikrotubuli kan organiseres som singletter, dubletter og tripletter.

Hvad er et MTOC, og hvilken funktion har det i organiseringen af mikrotubuli?

Et MTOC (mikrotubuli-organiserende center) er et område, hvor mikrotubuli dannes og organiseres. I centrosomet består MTOC’et af to centrioler omgivet af en proteinrig matrix, som indeholder γ-tubulin-ringkomplekser. γ-tubulin-ringkomplekserne fungerer som udgangspunkt for dannelsen af mikrotubuli, hvor minusenden forankres, mens plusenden vokser udad. Andre eksempler på MTOC’er er spindelpoler under celledeling og basallegemer ved bunden af cilier og flageller.

Hvad er et non-centriolært MTOC (ncMTOC)?

Et non-centriolært MTOC (ncMTOC) er et mikrotubuli-organiserende center, som ikke er baseret på centrioler, men som stadig kræver γ-tubulin til organisering og dannelse af mikrotubuli.

Hvad er dynamisk ustabilitet i mikrotubuli, og hvilken funktion har den i cellen?

Dynamisk instabilitet beskriver, hvordan mikrotubuli skifter mellem vækst og nedbrydning, hvilket gør det muligt hurtigt at omorganisere mikrotubuli-netværket. GTP-bundne tubulin-dimere tilføjes til plusenden og danner en stabiliserende GTP-cap. Hvis GTP hydrolyseres hurtigere til GDP, end nye GTP-tubulin-dimere tilføjes, mistes GTP-cappen, og mikrotubulus depolymeriserer hurtigt.

Hvad er MAPs (microtubule-associated proteins), og hvilke forskellige funktioner kan de have i reguleringen af mikrotubuli?

MAPs (microtubule-associated proteins) er proteiner, der binder til mikrotubuli. Forskellige MAPs kan starte dannelse, fremme vækst, stabilisere, forgrene, forankre, kløve eller fremme nedbrydning af mikrotubuli. Fx kan capping-proteiner forankre mikrotubulis plusende til cellecortex og dermed hjælpe med at organisere mikrotubuli i cellen.

Hvad er motorproteiner, og hvordan transporterer de cargo langs mikrotubuli?

Motorproteiner transporterer vesikler, organeller og andet cargo langs mikrotubuli ved hjælp af energi fra ATP-hydrolyse. Kinesin bevæger sig mod mikrotubulus’ plusende, mens dynein bevæger sig mod minusenden. Motorproteinerne har globulære hoveder, der binder til mikrotubulus og ATP, og en hale, der binder cargo direkte eller via adaptorproteiner. ATP-hydrolyse medfører konformationsændringer, som giver en gentagen “walk”-bevægelse langs mikrotubulus,

hvordan kan transportproteiner måles eksperimentelt ?

Eksperimentelt kan kinesins eller dynein bevægelse måles ved at forankre enten et flouroscende kinesin/dynein eller mikrotubuli og observere den relative bevægelse ved fluorescensmikroskopi eller ved at binde et enkelt kinesinmolekyle til en silicakugle.

Hvordan foregår mikrotubuli-baseret transport i neuroner?

I axonet er mikrotubuli orienteret med plusenden mod axonterminalen og minusenden mod cellekroppen.

Hvordan bidrager kinesin og dynein til rumlig organisering af organeller i cellen?

Kinesin trækker ER udad langs mikrotubuli mod celleperiferien, mens dynein trækker Golgi indad mod centrosomet. På den måde hjælper motorproteiner og mikrotubuli med at positionere og organisere organeller i cellen.

Hvordan er bevægelige cilier opbygget, og hvordan skaber deres ultrastruktur bevægelse?

Bevægelige cilier er opbygget omkring et aksomen med en karakteristisk 9+2-struktur, hvor ni dobbelte mikrotubuli omgiver to centrale mikrotubuli. Hver dobbelmikrotubulus består af en A- og en B-tubulus og er forbundet via dynein-arme, nexin-broer og radiale eger. Dynein bruger ATP til at skabe glidning mellem de dobbelte mikrotubuli. Da mikrotubuli holdes sammen af nexin, omsættes glidningen til en bøjningsbevægelse. Cilier er forankret i cellen via et basallegeme, som er et modificeret centriole.