Actin-cytoskelettet og muskelkontraktion

Transkript

1 Actin-cytoskelettet og muskelkontraktion

2 Actin filamenter a er opbygget af heterodimerer bestående af 1 α- og 1 β-actin subunits b er to-strengede helices opbygget af globulære subunits c er ca 20 nm brede d udgør langt størstedelen af den totale actin-mængde i cellen Actin polymerisering akrævergtp b sker fortrinsvis fra centrosomet c modvirkes af thymosin d fremmes når ATP på actin subunits ne hydrolyseres til ADP

3 Actin filamenter findes IKKE i a mikrovilli b cilier og flageller c den kontraktile ring dprotozoer

4 Det actin-bindende proteinkompleks ARP a Spiller en vigtig rolle i dannelsen af filopodier (nej, lamellipodier) b Favoriserer dannelsen af forgrenede actin-netværk c Binder til integriner og bevirker dermed fasthæftning af cellen under bevægelse d Bevirker actin-kontraktion, hvorved bagenden af cellen trækkes fremad under bevægelse

5 Proteinet Rac, som tilhører Rho familien af monomere GTP bindende proteiner a Favoriserer dannelsen af lamellipodier b Favoriserer dannelsen af filopodier c Favoriserer dannelsen af contractile bundles (stress fibre) d Favoriserer ARP-medieret nedbrydning af actin filmenter (læs mere s. 600 Fig figurtekst, plus selve teksten s. 600 øverst)

6 I sarcomeren a Bevirker frigørelse af fri fosfat fra myosin-hovedet at dette bindes tæt til actin og bevæges mod actinfilamentets plus-ende B Er actin filamenterne via deres minus ende bundet til Z- disc en (nej, plus) c Initieres muskelkontraktion ved at Ca 2+ bindes til tropomyosin (nej, troponin) d Er tropomyosin snoet om myosin-filamenterne (nej, actin filamenterne)

7 Intermediære filamenter og mikrotubuli

8 Intermediære filamenter er: 87% a. hule rør, der modvirker kemisk stress i cellen b. polære filamenter, der forbinder actin med mikrotubuli i cellen c. reblignende fibre, der modvirker mekanisk stress i cellen d. cytosolisk netværk, der transporterer intermediære vesikler i cellen

9 Bundting af intermediære filamenter og kontakt af disse til andet cytoskeletnetværk varetages af: 75% a. keratin b. plectin c. vimentin d. myosin 0,5 μm plectin IF Mikrotubuli guldpartikler koblet til IF-antistoffer

10 Mikrotubuli er: 89% a. hule rørstrukturer opbygget af tubulin hetero-dimerer bestående af α- og β-tubulin subunits b. to-strengede helices opbygget af γ- tubulin subunits c. upolære strukturer d. forbindelsesstrenge til desmosomer

11 Vesikler og organeller tranporteres langs mikrotubuli v.h.a.: 85% a. keratin [(+)-ende dirigeret transport] og dynain [(-)-ende dirigeret transport]. b. myosin [(+)-ende dirigeret transport] og dynitin [(-)-ende dirigeret transport]. c. actinin [(+)-ende dirigeret tranport] og secretin [(-)-ende dirigeret transport]. d. kinesin [(+)-ende dirigeret transport] og dynein [(-)-ende-dirigeret transport].

12 Bevægelige cilier eller flageller findes IKKE i: 81% a. luftvejsepithelet b. tarmepithelet c. æggelederen d. encellede dyr

13 Ciliers bevægelse reguleres af: 44% a. kinesin, som kræver ATP hydrolyse b. dynein, som kræver ATP hydrolyse c. kinesin, som kræver GTP hydrolyse d. dynein, som kræver GTP hydrolyse

14 Celledeling

15 I hvilken af følgende faser under mitosen i dyreceller opstilles kromosomerne i det ækvatoriale plan før søsterkromatiderne fordeles til de to kommende datterceller? 73% a. metafase b. telofase c. profase d. anafase

16 Det mitotiske spindel organiseres udfra såkaldte spindelpoler, som også kaldes: 86% a. centromere b. kinetochore c. centrosomer d. kromosomer

17 Hvad er varigheden af én cellecyklus i en kultur af humane fibroblaster? ca. 30 minutter ca timer X ca. 20 timer ca. 1 uge Hvad er varigheden af én cellecyklus i en befrugtet Xenopus oocyt? X ca. 30 minutter ca timer ca. 20 timer ca. 1 uge

18 Varigheden af én cellecyklus Befrugtede frøæg 30 minutter Gær timer Tarmceller 12 timer Pattedyr fibroblaster 20 timer Humane leverceller 1 år

19 Oocytvækst og deling af ægcellen i Xenopus Det ubefrugtede æg gror i mange måneder i ovariet uden at dele sig. Når det så bliver befrugtet deler det sig meget hurtigt (hver 30 min uden at vokse) og cellerne bliver mindre og mindre.

20 Ved hjælp af hastigheden for indbygning af radioaktiv thymidin i cellerne kan du kende celler i forskellig fase af cellecyklus. Hvilke celler indbygger mest thymidin per tidsenhed? G1 celler G2 celler X S fase celler M fase celler

21 Man kan kende de celler der er i S fasen ved at inkorperere et eller andet synligt i det nysyntetiserede DNA. I A er der mærket med radioaktiv thymidin som går ind i DNA og cellerne i S-fasen ses ved autoradiografi. I B er det en thymidin analog BrdU der er inkorporeret og S fase cellerne genkendes ved et fluorescerende antistof mod BrdU.

22 Ved hjælp af hastigheden for indbygning af radioaktiv thymidin i cellerne ( i DNA)kan du kende celler i forskellig fase af cellecyklus. S fase celler er selvfølgelig dem der indbygger langt mest thymidin per tidsenhed. Hvis man giver en kort puls mærker man kun celler i S fasen. Hvis man tæller at f.eks 40% af cellerne bliver mærket med en kort puls ja så er 40 % af cellerne i S fase og længden af S fasen må være 40 % af hele cellecyklus.

23 De to vigtigste checkpoints i cellecyclus i pattedyrceller ligger ved: Ved overgangen fra S til G2 og ved overgangen fra M til G1 X Ved overgangen fra G1 til S og ved overgangen fra G2 til M Ved overgangen fra G1 til S og ved overgangen fra S til G2 Ved overgangen fra S til G2 og ved overgangen fra G2 til M Hvordan varierer koncentrationen af M-Cyclin gennem cellecyklus? X Den stiger gradvist hen mod M fasen og falder brat i starten af interfasen Den stiger brat i starten af M fasen og falder gradvist i løbet af interfasen Den stiger i G1 og falder brat ved overgangen til S Den varierer ikke.

24 De to vigtigste checkpoints i cellecyclus i pattedyrceller ligger ved: Ved overgangen fra S til G2 og ved overgangen fra M til G1 X Ved overgangen fra G1 til S og ved overgangen fra G2 til M Ved overgangen fra G1 til S og ved overgangen fra S til G2 Ved overgangen fra S til G2 og ved overgangen fra G2 til M Hvordan varierer koncentrationen af M-Cyclin gennem cellecyklus? X Den stiger gradvist hen mod M fasen og falder brat i starten af interfasen Den stiger brat i starten af M fasen og falder gradvist i løbet af interfasen Den stiger i G1 og falder brat ved overgangen til S Den varierer ikke.

25 Hvordan varierer koncentrationen af M-Cyclin gennem cellecyklus? X Den stiger gradvist hen mod M fasen og falder brat i starten af interfasen Den stiger brat i starten af M fasen og falder gradvist i løbet af interfasen Den stiger i G1 og falder brat ved overgang til S Den varierer ikke.

26 Det cyclin molekyle der hjælper med at drive cellerne ind i M 18_06_M_Cdk.jpg fasen hedder M-cyclin og her ser hvordan dets koncentration skifter på en cyklisk måde sådan at den stiger hen mod M fasen og falder lige i starten af interfasen Dets kompleks med kinasen kaldes M-Cdk og dets aktivitet stiger lidt forsinket og meget brat ved overgangen til M fasen. Den endelige stigning skyldes dephosphorylering af en hæmmende fosfatgruppe

27 Hvordan nedreguleres M-Cdk aktiviteten igen sidst i mitosen. X Af M-cyclin nedbrydning og en defosforylering Alene af en kinase Alene af en fosfatase Af både en kinase og en fosfatase Hvordan aktiveres M-Cdk. Alene ved M-cyclin binding Alene ved M-cyclin binding og en defosforylering Alene ved en fosforylering og en defosforylering X Ved M-cyclin binding, to fosforyleringer og en defosforylering Hvad er det sidste trin ved aktivering af M-Cdk? M-cyclin binding Fosforylering X Defosforylering Nedbrydning af cyclin

28 18_11_M_Cdk_active.jpg Cdk aktiviteten kan også hæmmes af andre phosphoryleringer som det er tilfældet ved M-Cdk hvor dephosphoryleringen af den hæmmende phophatgruppe er det sidste der sker lige ved indgangen til M fasen.

29 18_13_Cdks_cyclins.jpg Cyclin B cdk 1 Cdk2 Cyclin A

30 Hvornår går cellen i G0? X Hvis de mangler vækstfaktorer og stimulus fra andre celler Hvis DNA er beskadiget Hvis DNA ikke er færdigreplikeret Hvis chromosomerne ikke fæstes ordentligt til den mitotiske spindle

31 Når cellen er stoppet ved 1. checkpoint i G1 har den følgende tre muligheder: 18_16_G1_checkpoint.jpg Den kan vente, den kan gå i G0, den kan gå videre i S Mangel på mitogener og vækstfaktorer

32 En apoptotisk celle er karakteristisk ved at: Svulme X Skrumpe Frigøre celleindhold til omgivelserne Skabe inflamatoriske reaktioner i det omgivende væv Hvilken slags stoffer er caspaserne? Kinaser Fosfataser Scaffold proteiner X Proteaser Hvilket af disse Proteiner af Bcl-2 familien er antiapoptotisk? Bad X Bcl-2 Bax Bak Hvad gør Bax og Bak? Hæmmer procaspase aktivering direkte Aktiverer procaspaser direkte. X Danner porer i mitochodriemembranen Hæmmer p53

33 Den apoptotiske celle: 1. Cellen skrumper, kromosom kondensering 2. Kernemembranen opløses og DNA brydes i stykker, kernen fragmenterer. 3. Der dannes blebs. 4. Der dannes vakuoler i cytoplasma. 5. Cellen opløses i apoptotiske legemer. 6. Phosphatidylserin redistribueres fra indersiden af membranen til ydersiden af membranen. Andre celler bruger det til at kende den døende celle

34 En intracellulær proteolytisk cascade er ansvarlig for apoptosen Apoptose afhænger af en række cystein-metalloproteaser med cystein i deres aktive site (caspaser). De kløver proteinerne efter en asparaginsyre. 14 caspaser er blevet identificeret. Caspaser dannes som inaktive procaspaser der aktiveres af proteolytisk kløvning. Adaptor proteinet Apaf-1 bringer mange inaktive procaspaser sammen og en ganske lille aktivitet starter processen. Så snart der er en aktiv caspase aktiverer den de næste o.s.v. Det aktive caspase enzym består af to af disse dvs det er en tetramer Fig A

35 Proteiner af Bcl-2 familien Proteiner af Bcl-2 familien er centrale i apoptosen. Der er proapoptotiske og antiapoptotiske medlemmer af familien. Bcl-2 er antiapoptotisk Bad inaktiverer Bcl-2 og er proapoptotisk Bax og Bak som laver porer i mitochondrierne er proapoptotiske Bid som aktiverer Bax og Bak er proapoptotisk

36 Bax og Bak er proapoptotiske proteiner fordi de laver en pore i mitochondriemembranen det såkaldte permeability transition pore complex (PTPC) så cytochrom 18_22_Bcl_2_family.jpg kan komme ud. Cytochrom C binder til et adaptor protein (Apaf-1) som binder og aggregerer procaspase 9 molekyler som aktiverer hinanden.

37 I hvilken af følgende faser under mitosen i dyreceller opstilles kromosomerne i det ækvatoriale plan før søsterkromatiderne fordeles til de to kommende datterceller? X metafase telofase profase - anafase Det mitotiske spindel organiseres udfra såkaldte spindelpoler, som også kaldes: centromere kinetochore X centrosomer kromosomer

38 Kromosomerne kondenserer,centrosomerne går fra hinanden,mikrotubuli vokser og den mitotiske spindel dannes Anaphasen starter med at cohesin bindingen af søsterkromatiderne brydes og søster kromatiderne adskilles( nu kaldet datter kromosomerne) Starter med at kerne konvolutten brydes op,spindelmikrotubuli binder til chromosomerne via kinetochorer I starten af metafasen liner chromosomerne op i ækvator af spindlen

39 Her ses hvordan mikrotubuli vokser ud fra centrosomet. Det er minusenden, der er fæstet til centrosomet. Mikrotubuli fra de to ender stabiliserer hinanden ved interaktion 19_07_mitotic_spindle.jpg

40 Hvornår dublikeres centrosomet? a. G1 fasen X b. S fasen og G2 fasen c. G2 fasen og M fasen d. M fasen Hvad sker der i anafasen? X a. Cohesin bindingen af søsterkromatiderne brydes og søster kromatiderne adskilles b. Chromosomerne liner op i ækvator af spindlen c. Spindelmikrotubuli binder til chromosomerne via kinetochorer d. Chromosomerne dekondenserer

41 Centrosomet er det mikrotubuli organiserende 19_05_centrosome.jpg center. Det dublikeres i S og videre i G2 Tidligt i M fasen adskilles centrosomerne og begynder at lave en stjerne af mikrotubuli

42 Kromosomerne kondenserer,centrosomerne går fra hinanden,mikrotubuli vokser og den mitotiske spindel dannes Starter med at kerne konvolutten brydes op,spindelmikrotubuli binder til chromosomerne via kinetochorer Anaphasen starter med at cohesin bindingen af søsterkromatiderne brydes og søster kromatiderne adskilles( nu kaldet datter kromosomerne) I telofasen gendannes kerne konvolutten om de to cellekerner og kromosomerne dekondencerer I starten af metafasen liner chromosomerne op i ekvator af spindlen