Instuderingsfrågor F8 PDF

FRÅGOR/UPPGIFTER FÖR SJÄLVSTUDIER 1. Vilka är de primära funktionerna för varje cytoskeletalt element? 1. Intermediära filament: ➔ Struktur: Hållbara, rep-liknande polymerer av fibrösa monomerer. Funktioner: ➔ Ger mekanisk styrka och stabilitet till cellen. ➔ Stödjer kärnhölj...

FRÅGOR/UPPGIFTER FÖR SJÄLVSTUDIER 1. Vilka är de primära funktionerna för varje cytoskeletalt element? 1. Intermediära filament: ➔ Struktur: Hållbara, rep-liknande polymerer av fibrösa monomerer. Funktioner: ➔ Ger mekanisk styrka och stabilitet till cellen. ➔ Stödjer kärnhöljet genom att bilda kärnlamina, ett lager av intermediära filament under kärnmembranet. ➔ Bidrar till cellens strukturella integritet genom att upprätthålla form och stabilitet. 2. Mikrotubuli: ➔ Struktur: Styva, ihåliga rör uppbyggda av α-β-tubulin-dimerer. Funktioner: ➔ Organiserar cytoplasman,cellrörelser (t.ex. spermierörelser) och kromosomsegregering under celldelning ➔ Möjliggör cellrörelser, som cilier och flageller (t.ex. spermierörelse). ➔ Ansvariga för kromosomsegregering under celldelning genom att bilda mitotiska spindlar som separerar kromosomer. 3. Aktinfilament: ➔ Struktur: Flexibla, spiralformade polymerer av aktinmonomerer. Funktioner: ➔ Stödjer cellytan och finns i cell cortex under plasmamembranet.  ➔ Möjliggör cellrörelser som cellmigration och muskelkontraktion. ➔ Bildar en kontraktil ring som hjälper till att dela cytoplasman under celldelning. 2. Beskriv varje element och dess molekyl- och polymerstruktur. 1. Intermediära filament: Molekylstruktur: Fibrösa proteinmonomerer. Polymerstruktur: Tvinnade rep-liknande filament. 2. Mikrotubuli: Molekylstruktur: α- och β-tubulin-dimerer. Polymerstruktur: Ihåliga rör bestående av 13 protofilament. 3. Aktinfilament: Molekylstruktur: Aktinmonomerer. Polymerstruktur: Tvinnad, spiralformad struktur. 3. Vilka accessoriska proteiner är relaterade till de intermediära filamenten? Vad är deras funktion? ➔ Plektrin: Binder ihop alla cytoskelettkomponenter (intermediära filament, aktinfilament och mikrotubuli) och skapar ett starkt nätverk i cellen. ➔ KASH/SUN-domänproteiner: Kopplar cytoskelettet från cytoplasman till kärnan, vilket hjälper till att överföra mekanisk kraft mellan dessa två områden.  KASH: Binder intermediära filament i cytoplasman till ◆ kärnhöljet. ◆ SUN: Förbinder sig med kärnhöljet och fungerar tillsammans med KASH för att stabilisera strukturen. 4. Intermediära filament har strukturella skillnader. Var visas de? Amino- (NH2) och karboxyländar (COOH) på intermediära filament varierar beroende på vilken typ av filament det är, och detta påverkar deras funktion. Var visas de? Keratinfilament: Finns i hud och hår. Vimentinfilament: Finns i bindväv och muskelceller. Neurofilament: Finns i nervceller. Nukleär lamina: Finns under kärnmembranet. 5. Vad orsakar Epidermolysis Bullosa Simplex? Vilka är konsekvenserna? ➔ Orsak: Epidermolysis Bullosa Simplex (EBS) orsakas av mutationer i gener som kodar för keratinproteiner, som är viktiga för att bilda intermediära filament i hudens epitelceller. Det gör att keratinfilamenten blir svaga och ofullständiga. Konsekvenser: Resultatet är en ökad sårbarhet i huden, vilket leder till blåsor och sår vid lätt beröring. Konsekvenserna inkluderar kronisk smärta, ärrbildning, och i svåra fall kan det leda till infektioner och allvarliga hälsoproblem. 6. Vad är desmosomer och hemidesmosomer? Vad är deras roll? ➔ Desmosomer: Strukturer som kopplar samman angränsande epitelceller och ger mekanisk styrka genom proteiner som fäster vid intermediära filament. ➔ Hemidesmosomer: Förbinder epitelceller till den extracellulära matrisen (ECM) och fäster cellens basala del till bindväven, vilket hjälper till att hålla cellerna på plats. 7.Vad är orsaken till Progeria? Varför leder det till ett snabbt åldrande? ➔ Orsak till Progeria: Progeria (Hutchinson-Gilford Progeria Syndrome) orsakas av en mutation i LMNA-genen som kodar för lamina A, ett protein som ger stöd åt cellkärnan. ➔ Snabbt åldrande: Mutationen skapar progerin, en onormal form av lamina A, vilket destabiliserar kärnmembranet. Detta gör att cellerna inte kan dela sig effektivt, vilket leder till förtidigt åldrande och åldersrelaterade sjukdomar. 8. Beskriv rollen för nukleerings-, kapslings- och motorproteiner för mikrotubuli. ➔ Nukleeringsproteiner: Proteiner som γ-tubulin startar mikrotubuli-polymerisering genom att skapa en struktur där tubulin kan samlas. ➔ Kapslingsproteiner: Stabiliserar mikrotubuli och förhindrar snabb nedbrytning. ➔ Motorproteiner: Kinesin och dynein transporterar material längs mikrotubuli. Kinesin går mot plus-änden, dynein mot minus-änden. 9. Vad är dynamisk instabilitet? Vilka primära molekyler är inblandade? ➔ Dynamisk instabilitet: Det är ett fenomen där mikrotubuli växer och krymper snabbt, vilket gör att de kan anpassa sig snabbt till cellens behov. ➔ Primära molekyler: Tubulin-dimerer (α- och β-tubulin) är de molekyler som polymeriseras och depolymeriseras för att reglera mikrotubuli-längden. 10. Hur stabiliseras mikrotubuli? Mikrotubuli stabiliseras av kapslingsproteiner och beror på GTP-bindning: ○ När tubulin dimerer binder GTP, är de mer stabila och kan växa. När GTP hydrolyseras till GDP, minskar stabiliteten, vilket leder till depolymerisering. MAPs (mikrotubuli-associerade proteiner) stabiliserar också mikrotubuli genom att binda till dem och hindra nedbrytning. 11. Vad är den mitotiska spindeln? ➔ Den mitotiska spindeln är en struktur som bildas under celldelning (mitos) och består av mikrotubuli. ➔ Funktion: Den organiserar och separerar kromosomerna så att varje dottercell får rätt antal kromosomer. Spindeln är avgörande för att säkerställa korrekt celldelning. 12. Beskriv hur ATP-förbrukning driver motorproteiner längs mikrotubuli. ➔ Motorproteiner som kinesin och dynein rör sig längs mikrotubuli genom att använda energi från ATP. När ATP bryts ner till ADP och fosfat (Pi), sker en förändring i motorproteinets form (konformationsändring), vilket gör att proteinet kan "stegra sig" framåt på mikrotubuli. Varje hydrolyserad ATP-molekyl driver ett steg i rörelsen, och  denna process upprepas för att transportera vesiklar och organeller längs mikrotubuli. 13. Vad är skillnaden mellan aktinfilament och mikrotubuli när det gäller dynamisk instabilitet? Varför tror du att det är så? Aktinfilament har också dynamisk instabilitet (kan växa och krympa), men de är oftast mer stabila än mikrotubuli under normala förhållanden. Mikrotubuli visar tydligare dynamisk instabilitet. De växer och krymper snabbare än aktinfilament, vilket gör dem mer flexibla men också mer instabila. Orsak: Skillnaden beror på hur proteinerna som bygger upp aktinfilament och mikrotubuli interagerar med stabiliserande och destabiliserande proteiner. Mikrotubuli är mer känsliga för dessa proteiner, vilket gör att de snabbare förändrar sin längd. 14. Beskriv processen när celler rör sig längs en yta, inklusive lamellipodia, fokala kontakter, ARO-komplex och den extracellulära matrisen. Cellerörelse: 1. Lamellipodia: Cellen bildar utstickande platta utskott av aktinfilament vid cellens framkant för att initiera rörelse. 2. Fokala kontakter: Aktinfilament binder till receptorer på cellens yta som interagerar med den extracellulära matrisen (ECM). Dessa kontakter ger stabilitet och dragkraft. 3. ARO-komplex (aktin-rörelsekänsliga komplex): Aktinfilament organiseras för att ge cellen förmåga att förflytta sig. 4. Cellen rör sig framåt genom att sträcka ut lamellipodia (utskott från cellmembranet) och fästa dem i den extracellulära matrisen (ECM) via fokala kontakter. 15. Vad är den kontraktila ringen? Vad är den bra för? ➔ Kontraktil ring: En ring av aktin- och myosinfilament som bildas vid celldelning. ➔ Funktion: Drar ihop sig och delar cellen i två dotterceller genom att skapa en fördjupning i cellmembranet under cytokines. 16. Beskriv muskelsammandragningen kortfattat, inklusive aktin och myosin II. Muskelsammandragning: Involverar interaktion mellan aktin och myosin II. När muskeln stimuleras, binder myosinhuvudena till aktinfilamenten och "drar" dem mot mitten av sarkomeren (muskelfibrernas enhet). Denna process kräver ATP och resulterar i förkortning av muskeln, vilket leder till muskelkontraktion.