Welche Organelle haben ein Cytoskelett in der Zelle?
Wie definiert man das Cytoskelett?
Das Cytoskelett ist ein sehr dynamisches, cytosolisches System von Proteinfilamenten, die in Bündeln und Netzwerken organisiert sind. Das Cytoskelett verleiht der Zelle Struktur, Stabilität und vermittelt alle Arten von Zellmotilität.
Welche drei Typen von Proteinfilamente gibt es und welche Durchmesser haben sie ca.?
Aktinfilamente (Mikrofilamente) ca. 8 nm
Intermediärfilamente ca. 10 nm
Mikrotubuli ca. 24 nm
Welche Farbe steht für welchen Filamenttyp?
blau: Intermediärfilamente
rot: Aktinfilamente
grün: Mikrotubuli
Wie sieht das Cytoskelett der Bakterien aus?
Bakterien haben verwandte Proteine zu allen 3 Klassen des eukaryotischen Cytoskeletts, die eukaryotischen Proteine haben sich vermutlich aus prokaryotischen Vorläufern entwickelt.
Welche Formen der Zellmotilität gibt es?
Motilität von Zellen:
Zellen kriechen umher
Zellen schwimmen umher (mit Hilfe von Cilien und Geißeln)
Kontraktion von Muskelzellen
Motilität innerhalb von Zellen:
Transport von Vesikeln und Zellorganellen
Plasmaströmung (Pflanzenzellen)
Trennung der Chromosomen bei der Mitose
Zellteilung
Was sind allgm Merkmale von Intermediärfilamente (intermediate filaments, IFs)?
(Funktion, Beschaffenheit, Proteine)
Intermediärfilamente haben strukturelle Funktionen, sind nicht direkt an der Zellmotilität beteiligt
Extrem stabil, große Zugfestigkeit, machen Zellen gegenüber mechanischen Belastungen widerstandsfähig (Intermediärfilamente haben eine ähnliche Zugfestigkeit wie Baustahl.)
Es gibt eine ganze Reihe von verschiedenen Intermediärfilamentproteinen
Intermediärfilamentproteine binden keine Nukleotide
Keine Motorproteine
In welche Kategorien kann man Intermediärfilamente einteilen?
Wie sind Intermediärfilamente aufgebaut?
Was ist die Funktion von Intermediärfilament-assoziierten Proteinen?
Intermediärfilament-assoziierte Proteine (IFAPs) verbinden Intermediärfilamente untereinander und mit anderen Filamenttypen
z.B. Plectin
Welche Verbindung gibt es bei Zellen die über Intermediärfilamente verbunden sind?
Desmosomen
Keratin ist ein Typ von Intermediärfilament, welche FUnktion übernimmt es?
machen Zellverbände gegenüber mechanischer Beanspruchung widerstandsfähig
Welche Folgen können mutierte Keratine haben?
Was sind allg. Merkmale von Aktinfilamenten?
Aktinfilamente sind relativ flexibel
Aktinfilamente und assoziierte Proteine bestimmen die Zellform und sind direkt an der Zellmotilität beteiligt
Aktinfilamente (F-Aktin) sind Polymere aus einem globulären Protein, dem Aktin (G-Aktin)
Aktin bindet ATP und hat ATPase-Eigenschaften
Wo in der Zelle findet man Aktinfilamente?
Aktinfilamente finden sich überall im Cytosol, am dichtesten sind sie im Cortex, einer Region direkt unterhalb der Plasmamembran.
Was sind Aktin-vermittelte Zellmotilität?
Ohne Beteiligung von Motorproteinen:
Kriechen von Zellen
Mit Beteiligung von Motorproteinen:
Transport von Vesikeln und Zellorganellen Plasmaströmung
Wie ist Aktin aufgebaut (aus welchen Polymer)?
Wie erfolgt die Aktinpolymerisation in vitro?
Das Akincytoskelett ist ein sehr komplexes und sehr dynamisches System.
Es bildet in verschiedenen Zellen und zu verschiedenen Zeiten sehr unterschiedliche Strukturen.
Wie ist das möglich?
1. Die besonderen Polymerisationseigenschaften von
Aktin
2. Aktin-assoziierte Proteine
Was für Aktin-assoziierte Proteine gibt es allgemein?
Was für Aktin-assoziierte Proteine gibt es, mit Funktion
Was macht Gelsolin bei den Aktinfilamenten?
Gelsolin durchtrennt Aktinfilamente und bindet an das + Ende
Was machen Fimbrin und Filamin?
Fimbrin und Filamin verbinden Aktinfilamente untereinander
Die Vernetzung von Aktinfilamenten durch Fimbrin führt zur Bildung dichtgepackter Aktinfilamentbündel
Was macht ARP2/3 Komplex?
Der Arp2/3 Komplex bindet an Aktinfilamente (- Ende), nukleiert neue Aktinfilamente und führt so zu Verzweigungen
Wie kann eine Zelle mit Aktin kriechen?
Wie ist das Aktin-assoziierte Motorprotein Myosin aufgebaut?
Fast alle Myosine bestehen aus einer oder zwei schweren Ketten und einer Reihe von leichten Ketten, die regulatorische Funktionen haben.
Bewegungsrichtung: vom – zum + Ende des Aktinfilamentes.
Es gibt verschiedene Typen von Myosinen die unterschiedliche Aufgaben wahrnehmen, wie heißen sie und was machen sie?
Wie binden Myosin I und V an der Membran?
Die Schwanzdomänen von Myosin I und Myosin V
binden an Membranen
Wie lagert sich Myosin II im Skelettmsukel zusammen?
Im Skelettmuskel lagern sich die Schwanzdomänen
von Myosin II zu einem dicken Filament aneinander
Wie funktioniert der Mechanismus des Myosins II in der Muskulatur?
Wie sieht ein kontrahierter Muskel aus?
Was bilden Aktin und Myosin II während der Zellteilung?
Aktin und Myosin II bilden während der Zellteilung einen
kontraktilen Ring
Welche Funktionen übernehmen Aktin und Intermediärfilamente in der Zelle?
1: Aktinpolymerisation und –depolymerisation: Zellbewegung, Kriechen
2: Aktinfilametnetzwerk unterhalb der Plasmamembran (Cortex): bestimmt die Zellform.
3: Aktinfilamente und Myosin: Transport von Vesikeln / Bildung kontraktiler Strukturen.
4: Bündel von Aktinfilamenten und Intermediärfilamenten: Zelladhäsion und mechanische Stabilität.
5: Netzwerk von Kernlaminen: bestimmen die Form des Zellkerns.
Was sind allg. Merkmale von Mikrotubuli?
Mikrotubuli haben eine röhrenartige, relativ „starre“ Struktur
Mikrotubuli und - assoziierte Proteine bestimmen die Polarität der Zelle und sind direkt an der Zellmotilität beteilligt
Mikrotubuli sind Polymere aus Tubulindimeren, die aus α- und β-Tubulin bestehen. Beide Tubuline binden GTP
In Tierzellen ist das wichtigste Mikrotubuliorganisierende Zentrum das sog. Centrosom
Wo kommt Mikrotubuli in der Zelle vor?
Sternförmige Organisation der Mikrotubuli ausgehend vom Centrosom.
Was sind Mikrotubuli-vermittelte Zellmotilität?
Bewegung von Cilien und Geißeln
Trennung der Chromosomen während der Mitose
Woraus ist Mikrotubuli aufgebaut?
Wie erfolgt die Polymerisation von Mikrotubuli in vitro?
Mikrotubuli haben eine strukturelle und funktionelle Polarität
Mikrotubuli wachsen an ihrem +Ende schneller als an ihrem –Ende
Die Hydrolyse des gebundenen GTP verringert die Bindungsstärke zwischen den Tubulindimeren und damit auch die Stabilität eines Mikrotubulus
Mikrotubuli sind sehr dynamisch und können ihre Länge durch Polymeristaion und Depolymerisation sehr schnell verändern
Was für Arten Mikrotubuli gibt es?
Das Tubulincytoskelett ist ein sehr komplexes und sehr dynamisches System.
Tubulin (Dynamische Instabilität)
2. Tubulin-assoziierte Proteine (MAPs; Microtubule
Associated Proteins)
Mikrotubuläre Strukturen in der Zelle müssen extrem dynamisch sein
Die Zelle kann die Dynamik und Anordnung von Mikrotubuli über MAPs steuern.
Was für Mikrotubuli-assoziierte Proteine gibt es allg.?
Was für Mikrotubuliassoziierte Proteine (MAPs) gibt es und was ist jeweils ihre Funktion?
Was ist das Centrosom und wie ist es aufgebaut?
Das Centrosom, wichtigstes Mikrotubuliorganisierendes
Zentrum in Tierzellen
Das Centrosom bestimmt die Orientierung der meisten
Mikrotubuli und damit die Zellpolarität
Ein typisches Centrosom besteht aus zwei Centriolen und
dem sog. pericentriolären Material
Wie ist Mirkotubuli aufgebaut?
Welche zwei Motorproteine die mit Mikrotubuli assoziiert sind gibt es?
Verschiedene Kinesine und Dyneine nehmen unter-
schiedliche Aufgaben wahr, welche?
Wie ist Kinesin I aufgebaut?
Wie erfolgt der Transport eines Vesikel durch Kinesin?
Wie ist cytoplasmatisches Dynein aufgebaut?
Grün: Dynein
Ornage: Dynactinkomplex
Dynein ist ein grosser Multiproteinkomplex der aus mindestens acht Untereinheiten besteht. Die Bindung an das „Cargo“ erfolgt über den Dynactinkomplex.
Cytoplasmantische Organellen und Vesikel werden durch
welches Cytoskelett organisiert?
mikrotubulären
Wie sieht der Intrazelluläre Transport entlang von Mikrotubuli durch die Motorproteine Kinesin und Dynein aus?
Was machen motile Cilien und Geißeln?
Wo findet man sie?
Motile Cilien und Geißeln treiben einzelne Zellen durch eine Flüssigkeit oder bewegen eine Flüssigkeit über die Oberfläche eines Gewebes
Luftröhrenepithel, Spermien
Was sind nicht motile Cilien?
Fast alle unsere Körperzellen besitzen während der G-0/G-1 Phase ein primäres Cilium. Primäre Cilien sind in der Regel nicht motil, sie besitzen sensorische Funktionen (photosensorisch, chemosensorisch, mechanosensorisch).
Welche gemeinsamkeit haben motile Geißeln und Cilien und die nicht motilen, primären Cilien?
sind senorische Organelle
Welche sensorischen Funktionen haben primäre Cilien?
Was für Krankheiten entstehen durch Defekte Cilien?
Welche Cilien und Geißeln enthalten komplexe Strukturen aus stabilen Mikrotubuli, die durch Dynein bewegt werden gibt es?
Wie ist Axonemales Dynein aufgebaut?
Wie funktioniert ein Cilien Schlag?
Wie unterscheidet sich die Morphologie von motilen und primären Cilien?
Was ist der Basalkörper?
Cilien und Geißeln werden von Basalkörpern gebildet.
Wie sieht die Geisselregeneration bei Chlamydomonas reinhartdtii aus?
Was machen die axonemalen Mikrotubuli an der Geißelspitze?
Wie werden die hunderte verschiedenen, für den Aufbau der Geißel benötigten Proteine vom Ort ihrer Synthese, dem Zellkörper, zum Ort ihres Einbaus in die Geißel, der Geißelspitze, gebracht?
Große Partikel (unterschiedlicher Größe) bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von ca. 2,5 µm/sec zur Geißelspitze (anterograd) and kleinere Partikel mit einer Geschwindigkeit von ca. 4,0 µm/sec zur Basis der Geißel (retrograd).
Welche IFT-Partikel Proteine kennt man?
Wie sieht der Intraflagellarer Transport aus?
Welche Krankheiten kommen durch Defekte im IFT zustande?
Polyzystische Nierenkrankheit (PKD, Polycystic Kidney Disease)
Hydrocephalus (Wasserkopf)
Sterilität
Bardet-Biedl Syndrom
Retinale Degeneration
Störungen der Links-Rechts Asymmetrie
Rolle bei:
Krebsentstehung
Adipositas (Fettleibigkeit)
und viele weitere
Was genau passiert bei der Polyzystischen Nieren Krankheit?
In polyzystischen Nieren läuft die Zellproliferation unkontrolliert ab, es bilden sich große Zysten, die die Niere zerstören.
Jede Zelle in den Nierentubuli trägt ein einzelnes primäres Cilium
Die polyzystische Nierenkrankheit wird durch das Fehlen der primären Cilien in den Nierentubuli verursacht.
Zuletzt geändertvor 2 Jahren
