Fall 9: Cytoskelettet

En medelålders man förlorar ofrivilligt vikt och upptäcker blod i avföringen. Det visar sig att han har cancer i tjocktarmen.

Centralt innehåll

  • Redogöra för olika mekanismer som kan leda till att en cell omvandlas till cancercell, samt ytterligare molekylära förändringar som bidrar till cancercellens förmåga att ge upphov till metastaser
  • Beskriva hur proteinfilament påverkar cellens form, samt förklara hur filamentens strukturella och funktionella egenskaper bidrar till både intracellulära processer och cellens migration samt dess receptormedierade interaktioner med sin omgivning
  • Beskriva sammansättningen av den extracellulära matrisen samt förklara hur denna understöder olika vävnaders styrka och elasticitet

Relevant material

Osmosis

Youtube

Finns många bra youtube-videor med animationer som visar ex. polymerisering av cytoskelettet! Här är en:

🔑 Nyckelkoncept

Mikrotubuli

  1. uppbyggnad/syntetisering?
  2. var hittar man mikrotubuli i cellen?
  3. vad har dess filament för egenskaper?
  4. transport via mikrotubuli samt reglering?

  1. Ett filament består av alfa- och beta-enheter (GTP-GDP) som varvas.
    • Centriol i centrosom är 9 st filament bestående av 3 sammantvinnade rör bestående av polymeriserade alfa- och beta-enheter i en rörstruktur.
  2. Mikrotubuli återfinns framförallt i cellens mitotiska spole / centrosom.
    • Typer av mikrotubuli i mitotisk spole
      • Astral
      • Interpolar
      • Kinetochore
  3. Mikrotubuli har en negativt och en positivt laddad ände.
    • Positiva kan snabbt byggas upp medan negativ = långsam.
    • Positiva riktad ut mot cellmembran, negativ = inåt / mot centrosom.
    • Till mikrotubuliände kan en ”GTP-cap” tillföras vilket ger stabilitet.
  4. Transport
    • Två olika motorprotein av vesiklar längs mikrotubuli. Dessa ”fötter” som förskjuts framåt mha ATP-aktivering.
      • Kinesin (+ ände/utåt)
      • Dynein (- ände/inåt)
    • Det som reglerar riktningen av transporten av vesikel är exempelvis:
      • Mängden kinesin kontra dynein
      • Fosforylering
      • Reglerande protein som TAU (kinesin) och MAP2
Intermediärfilament

  1. uppbyggnad/syntetisering?
  2. olika typer av IF samt funktioner?
  3. vad tillför IF till cellen?

  1. Två alfa-helixar (proteiner) sammanvävs via coil-coilformation mha hydrofoba interaktioner. Sedan vävs flertalet av dessa samman till protofibriller. Flera protofibriller ger sedan komplett intermediärfilament.
  2. Olika typer av IF
    • Keratin – ankrar i desmosomjunctions.
    • Lamin – stadgar cellkärnan.
    • Desmin – ”klister” i cellen.
  3. IF ger mekanisk hållfasthet och stabilitet hos cellen.
    • Även kopplat till desmosomer (cadherin) och hemidesmosomer (integrin).
Aktin och rörelse

  1. uppbyggnad/syntetisering och reglering?
  2. vilka proteiner reglerar aktinpolymerisation?
  3. treadmilling?
  4. från att en cellytereceptor binder kemotaxin till rörelse?

  1. G-aktinmonomerer med ATP inbundet kan binda in i +ände av nukleus (3-4 st monomerer som bundit in till varann) och ge upphov till spontan aktinpolymerisation. Två långa G-aktinpolymerer sammantvinnas vilket ger F-aktinfilament.
    • När en G-aktinmonomer bundit in till polymer så har den en ökad sannolikhet att hydrolysera (ATP -> ADP) => depolymerisering / nedbrytning i -ände.
    • Cofilin kan initiera hydrolys.
    • Reglering av mängden aktin i cellen sker via feed-back-reglering:
      • Lite aktin -> transkriptionsfaktorer för aktin stimuleras -> fler aktinmonomerer syntetiseras.
  2. Aktörer vid aktinpolymerisation
    • Capping protein kan hämma fortsatt polymerisation.
    • Cofilin bryter ner aktinkedjor.
    • Tymosin binder till aktinetmonomerer vilket hämmar spontan polymerisation, framförallt av den nyss depolymeriserade +ändan.
    • Profilin särar aktin från tymosin.
    • Arp2/3 är som en ring som möjliggör förgrenad nysyntetisering av aktin.
  3. Treadmilling är när cellen depolymeriserar aktin i dess -ände (aktin-ADP) och polyermiserar i +ände (aktin-ATP) simultant.
    • Det behövs en intermediär koncentration av aktin i cellen för treadmilling, denna depå tas- och byggs av ständigt.
    • Treadmilling är effektivt pga att cellen kan kvickt omorganisera dess filament för ex. rörelse.
  4. Från kemotaxin till riktad rörelse
    1. G-coupled protein receptor (GCPR) binder in kemotaxin extracellulärt
    2. Signaleringskedja intracellulärt
    3. PIP3 rekryterar Rac2 till främre del av cell
    4. Rac2 kan öka aktinpolymeriseringen via
      • Filopodier – dikterar Formin som ger rak polymerisation av aktinkedja.
      • Lamellipodier – dikterar Arp2/3-komplexet som ger förgrenad polymersiation.
    5. Rörelsestroke ges via Myosin som använder sig av ATP för att orsaka rörelse hos aktin.
      1. Kalcium binder in till troponin som gör att tropomyosin möjliggör inbinding mellan myosin och aktin.
Extracellulär matrix

  1. basalmembranet?
    • kollagens syntetisering?
  2. grundsubstans?

  1. Basalmembranet är det som epitel/endotelceller är förandkrade i, finns alltså mellan yttersta cellager och ECM. Består av
    • Lamininer (glykoproteiner), ska inte förväxlas med lamin (typ av IF).
    • Perlecan (proteoglykan)
    • Nidogen (glykoprotein
    • IV kollagen
      • trippelhelix som kräver C-vitamin för syntetisering, C-vitaminbrist = sjöbjugg.
  2. ECM består till stor del GAGs = glykosaminoglykaner som ger en gel-lik och mindre skör struktur som bättre kan stå emot ex. tryckpåfrestningar.
    • Hyaluronsyra
      • består av GAGs som inte är sulfaterade (till skillnad från proteoglykaners GAGs). De utgör en lång stomme som proteoglykanerna kan binda till.
    • Proteoglykaner
      • har långa GAGs påsatta på aminosyran serin.
        • Dessa GAGs är starkt fosforylerade vilket gör dem negativa -> binder in Na+ samt vatten.
    • Adhesiva proteiner
      • Ex. fibronektin.
EMT / Epitel-mesenkymal transition

  1. vad är EMT?
  2. hur kan EMT uppstå?

  1. EMT är när en cell i epitelet förgår dess ursprungliga funktion (speglad i struktur) genom att ex. nedreglera vissa typer av junctionproteiner.
  2. EMT kan exempelvis uppstå då en celler förlorar dess polaritet eller fäste till omkringliggande strukturer, detta kan ske via nedreglering av junctionproteiner pga DNA-skada.
    • Tight-junctions
      • Occludin / Claudin
      • Förlorar apikal-basolateral-polaritet.
    • E-cadheriner
      • Förlorar förankring till angränsande celler och kan då migrera i vävnaden.

One Reply to “Fall 9: Cytoskelettet”

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.