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Biologie (Subject) / Molekulare Biologie - Zellbiologie - Vorlesung 9 (Lesson)
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- WIE LANGE DAUERT ES, BIS EIN PROTEIN ENTLANG EINES AXONS GEWANDERT IST? Bei einem Axon, das von der Wirbelsäule bis zu einem Muskel in der Schulter reicht, dauert die Reise ca. 2 Tage
- ORGANELLEN WERDEN AUF MIKROTUBULI ZU IHREM KORREKTEN ZIELORT IN DER ZELLE TRANSPORTIERT. WARUM BEWEGEN SICH DIE ORGANELLEN MIT UNTERSCHIEDLICHEN GESCHWINDIGKEITEN? - Verschiedene Motorproteine – verschiedene Richtung – unterschiedliche Geschwindigkeit - Kinesine (ATP, Richtung Plus-Ende) und Dyneine (GTP, Richtung Minus-Ende)
- DIE KUGELIGEN KÖPFCHEN DER KINESINE UND DYNEINE TRETEN MIT MIKROTUBULI STEREOSPEZIFISCH IN WECHSELWIRKUNG. WAS IST DIE KONSEQUENZ DAVON? - Motorprotein kann sich nur in einer Richtung an einen Mikrotubulus heften - Kinesine bewegen sich Richtung Plus-Ende, Dyneine Richtung Minus-Ende
- WELCHE MOTORPROTEINE VERURSACHEN DIE GEIßELBEWEGUNG? Cilien und Geißeln enthalten stabile Mikrotubuli, die durch Dynein (GTP-Hydrolyse) bewegt werden (wichtigstes Motorprotein: Ciliendynein)
- WIE KÖNNEN SO VIELE CILIEN IN EINER KOORDINIERTEN WEISE SCHLAGEN? Synchronisierung der Schlagmuster von Cilien zu metachronalen Oberflächenwellen. Art der Kommunikation ist wohl eine hydrodynamische Kommunikation. Schlagmuster: schneller Powerstroke gefolgt von einem langsamen recovery stroke.
- VIELE VERSCHIEDENE PROTEINE HALTEN DAS MIKROTUBULI-BÜNDEL ZUSAMMEN UND WANDELN DIE GLEITBEWEGUNG DER DYNEINE IN EIN BIEGEN UM. WAS BEDEUTET DAS? - trennt man die äußeren Mikrotubulipaare und ihre assoziierten Dyneinmoleküle von anderen Bestandteilen einer Geißel ab und setzt sie dann ATP aus, gleiten die Paare infolge der wiederholten Tätigkeit ihrer assoziierten Dyneine aneinander vorbei - bei einer intakten Geißel sind jedoch die Paare durch bewegliche Proteinbrücken miteinander quervernetzt → dadurch erzeugt das System eher eine Biegung als eine Gleitbewegung
- CILIEN: POWERSTROKE UND RECOVERY STROKE. GIBT ES MEHR FUNKTIONEN ALS NUR EINE MECHANISCHE KRAFT ZU GENERIEREN? - Cilien bestehen meist aus einem Ring von Mikrotubuli-Doubletten und zwei einzelnen Mikrotubuli-Strängen in der Mitte (9+2) - Cilien dienen gewissermaßen als Antennen der Zelle à Wahrnehmung sensorischer Reize (Riechen) - primäre Cilien sind für Achsenspezifität wichtig - manche Protozoen verwenden Cilien zur Nahrungsaufnahme, manche zur Lokomotion - manche Cilien z.B. in der Mukosa (Schleimhaut) führen Staubpartikel/tote Zellen Richtung Rachen
- WARUM BENÖTIGEN ZELLEN VERSCHIEDENE ZYTOSKELETT-TYPEN? - sie besitzen unterschiedliche Eigenschaften für unterschiedliche Funktionalität/Aufgaben - Aktin: Chemotaxis, Phagocytose, Mikrovili, Bewegung der Zelle - Intermediärfilamente: Stabilität - Mikrotubuli: Spindel, intrazellulärer Transport
- WELCHE MOTORPROTEINE LAUFEN AUF AKTIN? Myosine
- DIE BILDUNG DER AKTINFILAMENTE IM ZYTOSOL WIRD VON AKTIN-BINDENDEN PROTEINEN GESTEUERT. MANCHE AKTIN-BINDENDEN PROTEINE ERHÖHEN SIGNIFIKANT DIE RATE, MIT DER DIE BILDUNG EINES AKTINFILAMENTS AUSGELÖST WIRD. SCHLAGEN SIE HIERFÜR EINEN MECHANISMUS VOR! - jedes Aktin-bindende Protein, das Komplexe aus zwei oder mehr Aktin-Monomeren stabilisiert, ohne die für das Filamentwachstum benötigten Enden zu blockieren, erleichtert die Bildung eines neuen Filaments (Keimbildung) - ARP (Actin related proteins): bilden Komplexe die an existierende Aktinfilamente binden und die Bildung von weiteren Aktinfilament-Verzweigungen unduzieren. - Formin = dimeres Keimungsprotein; es bindet am wachsenden Ende von Aktinfilamenten und unterstützt die Adddition von Aktin Monomeren an das Ende (besitzt eine Untereinheit zur Bindung von monomerem Aktin)
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