Molecular cell research
Hoorcollege 1 cytoskelet
Cytoskelet: systeem van filamenten die zorgen voor celvorm, stevigheid van de cel en dynamiek.
Actine: zorgt voor celmigratie
actine bestaat uit globulaire subeenheden die protofilamenten vormen. Actine hydrolyseert ook ATP
na polymerisatie (dus ook enzymen). Assymmetrie van het protofilament zorgt voor een plus eind en
een min eind. Het plus einde groeit sneller.
C: kritische concentratie: hoe makkelijker de subeenheden polymeriseren, hoe lager de kritische
concentratie is
C is hetzelfde voor de plus en min uiteinden van de actine filamenten of microtubuli want de
gevormde bonds zijn hetzelfde (vrije energie verschil is hetzelfde)
Filament nucleoation is a rate-limiting step. Actin polymerization occurs more rapidly in the presence
of pre-formed filaments
Actin threadmilling: polymerizatie aan plus einde en depolymerisatie aan min uiteinde
plus-einde: Actin-ATP
Min-einde: Actin-ADP
binden in ATP gebonden vorm aan maar met een bepaalde vertraging hydrolyseren ze hun ATP, het
ADP filament is minder stabiel, het plus eind is dus nog in ATP eind maar het min einde is in ADP
vorm. Het min einde valt hierdoor uit elkaar, en beweegt richting het plus einde.
,Dynamische instabiliteit van microtubuli: groeien en krimpen. Zitten allemaal aan 1 kant vast.
Microtubuli bestaan uit tubuline dimeren, bestaande uit 13 protofilamenten. B-tubuline hydrolyseert
GTP na polymerisatie. Microtubuli is dynamisch instabiel door GTP hydrolyse , wat zorgt voor een
conformatie verandering in protofilamenten.
GTP-cap van microtubuli zorgt voor dynamische instabiliteit
Regulatie van cytoskelet organisatie en dynamiek
1. subeenheden beschikbaar maken om te polymeriseren, of aan iets binden om niet te
polymeriseren: actin sequenstration.
Thymosines binden aan actine waardoor ze het onmogelijk maken voor actine om filamenten te
vormen. Profiline wordt gebruikt als soort hendeltje om actine te pakken en aan het plus einde te
laten polymeriseren.
Tubulin sequestration: stathmin bindt aan tubuline subeenheden en voorkomen polymerisatie
2. nucleatie van subeenheden
Arp2/3 complex maakt begin van een actine filament, dit lijkt op het min uiteinde. Extra eiwitten
(nuleatie-promoting factors) bevorderen het process van polymerisatie. Het complex bindt altijd aan
de zijkant van een bestaand actine filament en maakt dus een hoek van 70 graden waardoor je een
web van actine filamenten krijgt.
y-tubuline ring complex dat lijkt op tubuline maakt bindt aan andere eiwitten en is het begin van een
13 protofilament bevattende microtubules, a-tubuline en b-tubuline filamenten maken overal contact
behalve bij de microtubule ‘’seam’’, waar die stopt met groeien. Augmin kan ring complex aan zijkant
van andere tubuline complex zetten. Is in de mitose een belangrijke eiwit dat microtubules kan laten
vertakken.
In veel dierlijke cellen vormen microtubules een radiale centrosoom, ze vormen vanuit het
centrosoom een radiale vorm waarbij ze groeien vanuit het centrosoom met hun plus einde.
9 triplets van stabiele microtubules door Sas-6 eiwit. Vormt SAS-6 dimeer met 9 voudige symmetry.
Eiwitten die interactie aangaan met uiteinden van filamenten.
formine: bindt aan actine filamenten die gebonden zijn aan profiline. Bindt aan plus eind van actine
en versnellen polymerisatie van actine aan plus eind.
, Capping eiwitten voorkomen actine polymerizatie en depolymerisatie van pluseinden remmen =>
maken stabiele structuren.
XMAP215 lijkt op formine, bindt aan plus eind van microtubules en kan subeenheden aan plus eind
zetten. Eiwit dat juist tubuline dimeren van plus eind afhalen heten kinesin-13 (catastrophe factor),
kan ook de GTP cap kapot maken waardoor de microtubule uit elkaar valt.
Microtubule plus eind-tracking eiwitten (+TIPs) reguleren groeiende microtubule einden.
Actine bindende eiwitten controleren stabiliteit, binding and verpakking, orientatie en membraan
bevestiging van actine filamenten.
niet alle actine structuren zijn dynamisch: microvilli in darmepitheel cellen zijn stabiele actine
structuren.
Primaire cilia: immotile protusions, present in many types of cells when they don’t divide, have
sensory and signaling functions
Motile cilia en flagellen zijn dynein-gestuurde microtubule gebaseerde structuren. Axonale dyneines
buigen cilia door microtubules langs elkaar te laten verschuiven.
Actin-destabilizerende eiwitten: cofiline en gelsoline
Cofiline bind aan actine filamenten en vergroten de twist en destabiliseeert actine dat al langer
bestaat en zorgt dat ADP-actine uit elkaar valt.
Gelsoline wurmt zich alsware tussen de actine filamenten waardoor de filamenten breken en
makkelijker depolameriseren.
Microtubule-severing enzymes
Katanine gebruikt ATP om tubuline subunits te hydroliseren en uit de microtubule te trekken,
waardoor de microtubule breekt.
Primaire cilia: sensorische en signaalgevende functies
motiele cilia: dyneine-aangedreven microtubule die kunnen bewegen (ook flagellen)
Hoorcollege 1 cytoskelet
Cytoskelet: systeem van filamenten die zorgen voor celvorm, stevigheid van de cel en dynamiek.
Actine: zorgt voor celmigratie
actine bestaat uit globulaire subeenheden die protofilamenten vormen. Actine hydrolyseert ook ATP
na polymerisatie (dus ook enzymen). Assymmetrie van het protofilament zorgt voor een plus eind en
een min eind. Het plus einde groeit sneller.
C: kritische concentratie: hoe makkelijker de subeenheden polymeriseren, hoe lager de kritische
concentratie is
C is hetzelfde voor de plus en min uiteinden van de actine filamenten of microtubuli want de
gevormde bonds zijn hetzelfde (vrije energie verschil is hetzelfde)
Filament nucleoation is a rate-limiting step. Actin polymerization occurs more rapidly in the presence
of pre-formed filaments
Actin threadmilling: polymerizatie aan plus einde en depolymerisatie aan min uiteinde
plus-einde: Actin-ATP
Min-einde: Actin-ADP
binden in ATP gebonden vorm aan maar met een bepaalde vertraging hydrolyseren ze hun ATP, het
ADP filament is minder stabiel, het plus eind is dus nog in ATP eind maar het min einde is in ADP
vorm. Het min einde valt hierdoor uit elkaar, en beweegt richting het plus einde.
,Dynamische instabiliteit van microtubuli: groeien en krimpen. Zitten allemaal aan 1 kant vast.
Microtubuli bestaan uit tubuline dimeren, bestaande uit 13 protofilamenten. B-tubuline hydrolyseert
GTP na polymerisatie. Microtubuli is dynamisch instabiel door GTP hydrolyse , wat zorgt voor een
conformatie verandering in protofilamenten.
GTP-cap van microtubuli zorgt voor dynamische instabiliteit
Regulatie van cytoskelet organisatie en dynamiek
1. subeenheden beschikbaar maken om te polymeriseren, of aan iets binden om niet te
polymeriseren: actin sequenstration.
Thymosines binden aan actine waardoor ze het onmogelijk maken voor actine om filamenten te
vormen. Profiline wordt gebruikt als soort hendeltje om actine te pakken en aan het plus einde te
laten polymeriseren.
Tubulin sequestration: stathmin bindt aan tubuline subeenheden en voorkomen polymerisatie
2. nucleatie van subeenheden
Arp2/3 complex maakt begin van een actine filament, dit lijkt op het min uiteinde. Extra eiwitten
(nuleatie-promoting factors) bevorderen het process van polymerisatie. Het complex bindt altijd aan
de zijkant van een bestaand actine filament en maakt dus een hoek van 70 graden waardoor je een
web van actine filamenten krijgt.
y-tubuline ring complex dat lijkt op tubuline maakt bindt aan andere eiwitten en is het begin van een
13 protofilament bevattende microtubules, a-tubuline en b-tubuline filamenten maken overal contact
behalve bij de microtubule ‘’seam’’, waar die stopt met groeien. Augmin kan ring complex aan zijkant
van andere tubuline complex zetten. Is in de mitose een belangrijke eiwit dat microtubules kan laten
vertakken.
In veel dierlijke cellen vormen microtubules een radiale centrosoom, ze vormen vanuit het
centrosoom een radiale vorm waarbij ze groeien vanuit het centrosoom met hun plus einde.
9 triplets van stabiele microtubules door Sas-6 eiwit. Vormt SAS-6 dimeer met 9 voudige symmetry.
Eiwitten die interactie aangaan met uiteinden van filamenten.
formine: bindt aan actine filamenten die gebonden zijn aan profiline. Bindt aan plus eind van actine
en versnellen polymerisatie van actine aan plus eind.
, Capping eiwitten voorkomen actine polymerizatie en depolymerisatie van pluseinden remmen =>
maken stabiele structuren.
XMAP215 lijkt op formine, bindt aan plus eind van microtubules en kan subeenheden aan plus eind
zetten. Eiwit dat juist tubuline dimeren van plus eind afhalen heten kinesin-13 (catastrophe factor),
kan ook de GTP cap kapot maken waardoor de microtubule uit elkaar valt.
Microtubule plus eind-tracking eiwitten (+TIPs) reguleren groeiende microtubule einden.
Actine bindende eiwitten controleren stabiliteit, binding and verpakking, orientatie en membraan
bevestiging van actine filamenten.
niet alle actine structuren zijn dynamisch: microvilli in darmepitheel cellen zijn stabiele actine
structuren.
Primaire cilia: immotile protusions, present in many types of cells when they don’t divide, have
sensory and signaling functions
Motile cilia en flagellen zijn dynein-gestuurde microtubule gebaseerde structuren. Axonale dyneines
buigen cilia door microtubules langs elkaar te laten verschuiven.
Actin-destabilizerende eiwitten: cofiline en gelsoline
Cofiline bind aan actine filamenten en vergroten de twist en destabiliseeert actine dat al langer
bestaat en zorgt dat ADP-actine uit elkaar valt.
Gelsoline wurmt zich alsware tussen de actine filamenten waardoor de filamenten breken en
makkelijker depolameriseren.
Microtubule-severing enzymes
Katanine gebruikt ATP om tubuline subunits te hydroliseren en uit de microtubule te trekken,
waardoor de microtubule breekt.
Primaire cilia: sensorische en signaalgevende functies
motiele cilia: dyneine-aangedreven microtubule die kunnen bewegen (ook flagellen)
