Nennen Sie die drei wichtigsten Komponenten des Cytoskeletts der Eukaryotenzelle und geben Sie deren Durchmesser an.
Mikrotubuli (22 nm); Mikrofilamente (5–7 nm); Intermediärfilamente (10 nm).
Aus welchen Proteinuntereinheiten bestehen die drei Komponenten?
Antwort:
Mikrotubuli → Tubulinheterodimere
Mikrofilamente → G-Actin
Intermediäre Filamente → Cytokeratin, Desmin, Vimentin, Gliafilamentprotein, Neurofilamentprotein.
Wie sind intermediäre Filamente aufgebaut?
Die Polypeptide der intermediären Filamente besitzen immer eine zentral liegende Domäne in α-helikaler Konformation. Die N- und C-terminalen Enden der Polypeptide sind sehr variabel und enthalten keine Helices. Sie sind für die spezifischen Eigenschaften einzelner Klassen der intermediären Filamente verantwortlich. Die Aneinanderlagerung zweier Polypeptide einer Klasse ist der erste Schritt bei der Bildung der intermediären Filamente. Diese sind gleichartig orientiert und im α-helikalen zentralen Bereich umeinander gewunden. Der nächste Organisationsgrad besteht in der Zusammenlagerung zweier Dimere, die entgegengesetzt orientiert sind. Die Zusammenlagerung von mehreren Tetrameren führt zum vollständigen intermediären Filament.
Wodurch unterscheiden sich die intermediären Filamente von den Mikrotubuli und den Mikrofilamenten?
Im Gegensatz zu den nicht polaren und eher statischen intermediären Filamenten besitzen die Mikrotubuli und die Mikrofilamente eine Polarität und sind sehr dynamische Gebilde.
Welche mikrotubuliabhängigen Motorproteine kennt man, und welche Bewegungen vermitteln sie in Relation zum Mikrotubulus?
Kinesin ist ein Motorprotein, das für den Transport von Lasten auf das (+)-Ende der Mikrotubuli hin verantwortlich ist. Der durch Dynein vermittelte Transport ist auf das (–)-Ende der Mikrotubuli hin gerichtet.
Gibt es Bewegungsformen, die durch die Anlagerung von G-Actin an Mikrofilamente vermittelt werden?
Die Wanderung von Bakterien aus der Gattung Listeria beruht höchstwahrscheinlich auf diesem Mechanismus.
Wodurch unterscheiden sich Cilien und Basalkörper in ihrem Aufbau?
Cilien: 9+2 Anordnung der Mikrotubuli, von der Plasmamembran überzogene Fortsätze der Zelle.
Basalkörper: 9+0 Anordnung der Mikrotubuli, im Cytoplasma verankert, Ansatzstellen für Cilien und Flagellen.
Welcher Mechanismus ist für den Cilien- und Flagellenschlag verantwortlich?
Die durch das Motorprotein Dynein vermittelte Bewegung der Cilien und Flagellen wird durch Gleiten benachbarter Doppeltubuli gegeneinander hervorgebracht.
Welches mikrofilamentabhängige Motorprotein kennen Sie, und wie ist es aufgebaut?
Das Myosin ist ein ca. 460 kDa großes Molekül und besteht aus sechs Polypeptiden. Zwei so genannte schwere Ketten sind über weite Strecken umeinander gewunden, diese Region wird als Schwanz bezeichnet. An die globulären N-terminalen Enden der schweren Ketten, die so genannten Köpfe, sind jeweils zwei leichte Ketten angelagert.
Welche Mechanismen liegen der amöboiden Bewegung zu Grunde?
Bei Protozoen geht man davon aus, dass eine an Actin und Myosin reiche Cytoplasmaschicht unterhalb der Plasmamembran, das Ektoplasma, eine wichtige Rolle spielt. Das an Cytoskelettelementen arme Endoplasma nimmt den zentralen Bereich der Zelle ein. Eine Kontraktion des Ektoplasmas im hinteren Teil der Zelle führt zu einer Verlagerung von Endoplasma nach vorn. Bei kultivierten Säugerzellen ist es denkbar, dass die amöboide Bewegung durch die Anlagerung von G-Actin an die (+)-Enden von Mikrofilamenten für die Vorwärtsbewegung der Zellfront verantwortlich ist.
Wie kommt Transport von Vesikeln zu Stande?
Durch Motorproteine vermitteltes Gleiten entlang von cytoplasmatischen Mikrotubuli.
Wo kommen Mikrotubuli außer im Cytoplasma noch vor?
In Spindelapparaten, Cilien, Flagellen, Basalkörpern und Centriolen.
