Samenvatting Cel Biologie week 3 - CBI10306

Samenvatting CBI10306 week 3 – Cytoskelet, celdeling en celwand

College 3 – Cytoskelet, celdeling en celwandvorming
Green Fluorescent Protein (GFP) is een eiwit dat groene fluorescentie produceert à komt uit de kwal Aequoria
victoria.
- Vorm gemaakt van beta-sheets; daarin zit een katalytische domein die zorgt voor de fluorescentie
- Eiwit wordt gecodeerd voor DNA

Fluorescentie: absorptie en emissie:
- Een fluorescerend molecuul absorbeert fotonen en produceert daardoor fotonen met een hogere
golflengte
- Licht met hogere energie en golflengte en licht dat je met lagere energie terugkrijgt

Een dichroische spiegel maakt selectief de fluorescentie zichtbaar.
- Epi-fluorescentie microscopen; het licht komt van boven
- Licht valt op een spiegel, lagere golflengte en lagere energie en dat wordt weerkaatst; op preparaat
- Hogere energie komt terug en valt dus door spiegel en komt in oculair
- Licht wat wordt aangestraald wordt weerkaatst en het andere komt in je oog

Mutaties in de GFP sequentie veranderen de kleur en intensiteit van de fluorescentie.

Transgenen die GFP tot expressie brengen produceren een groene fluorescentie.
- GFP DNA is geïntroduceerd in het DNA van een organisme (fruitvlieg, muizen)
- Daardoor wordt er GFP mRNA en eiwit geproduceerd

Genetische fusies met GFP.
- Door het GFP DNA te fuseren met een andere DNA sequentie kan het naar een bepaalde intracellulaire
lokalisatie gericht worden

Fusies met GFP derivaten kunnen specifieke organellen zichtbaar maken en co-lokaliseren.
- Het ER is gelabeld met GFP en Golgi lichaampjes zijn gelabeld met mRFP (andere soort GFP)

Confocale fluorescentie microscopie.
- Door de pinhole maakt een confocale laserscanning microscoop optische coupes door een sample
o Licht dat in focus is dat valt precies door dat gat (pinhole) heen
- Kijken naar levende cellen
- Filtert alle licht wat niet in focus, alleen licht zien dat in focus ziet à beeld altijd scherp

Optische coupes door een preparaat.
- Optische coupes verwijderen fluorescentie die niet in focus is en maken het mogelijk om naar 1 laag van
een cel te kijken
- Door optische coupes te stapelen is het mogelijk om de hele cel tegelijkertijd in focus te zien

GFP in levende cellen: dynamiek van intracellulaire structuren kan gevolgd worden.
- Het ER is gelabeld met GFP en Golgi lichaampjes zijn gelabeld met mRFP
- De dynamiek van het ER kan je volgen, ook het Golgi zie je bewegen; wat er daar gebeurt

Het cytoskelet.
Dynamische rail:
- De rail groeit en krimpt continu
- Is alleen aanwezig indien nodig
- Gaat van elke plaats naar elke andere plaats
o Dynamische rail produceert zichzelf wanneer het nodig is, en is altijd op tijd

- Individuen kunnen op dynamische rail zitten
- Meerdere individuen kunnen tegelijkertijd op dynamische rail zitten
o Dynamische rail organiseert de maatschappij fysiek rondom zichzelf

- Individuen kunnen stappen maken over de rail
- Toevoeging van nieuwe railcomponenten aan de ene kant en afkoppeling aan de andere kant verplaatst
de rail
o Dynamische rail is een transportsysteem

- Dynamische rail start wanneer de rail een signaal ontvangt
o Dynamische rail komt in actie door het opvangen van signalen

,Het cytoskelet van eukaryotische organismen is een dynamische rail:
- Microtubuli (polymeer van het eiwit tubuline); hele kleine holle buisjes
- Actine-filamenten (polymeer van het eiwit actine); helixes en dunner dan microtubuli
- Intermediaire filamenten (onder andere lamine en keratine)


Alle eukaryoten hebben microtubuli.

Intermediar:
- Ze zijn niet polair; geen directioneel
transport mogelijk
- Ze komen niet bij planten en schimmels
voor, en bij dieren hebben ze alleen een
functie bij mechanische sterkte van
cellen




Microtubuli zijn holle buisjes die bestaan uit a- en b-tubuline dimeren.

Heterodimeren: twee eiwitten, alpha en beta
tubuline.

Bovenkant altijd beta tubuline à plus kant.
Beneden altijd alfa tubuline à min kant.

Gebruikt GTP.




Actine filamenten bestaan uit het eiwit actine.
Actine is een monodimeer; er is ook een pluskant
en een minkant.

Gebruikt ATP.




Zowel actine filamenten als microtubuli vertonen dynamische instabiliteit:
- Polymeren kunnen groeien en krimpen
- Fases van groei en krimp wisselen elkaar af

, Dynamische instabiliteit van microtubuli:
Groei vindt plaats door GTP tubuline;
conformatieverandering.

Als GTP tubuline in buis zit dan wordt het GDP
dimeren; dit wilt uit de buis, maar kan er niet uit.

Als de GTP tubuline op is, dan zit dat niet meer
aan de top en dan valt buis uit elkaar = catastrofe.

Rescue als GTP tubuline weer komt dan gaat die
buis weer groeien.


Dynamische instabiliteit van microtubuli:
- Afwisselende fases van groei (polymerisatie), stoppen met groeien, krimpen (depolymerisatie), en
hervatten de groei
- Omdat alle α/β dimeren in dezelfde richting wijzen, zijn microtubuli polair; plus en min kant
- Omdat de + kant GTP-tubuline beter bindt dan de –kant, is er meer groei aan de +kant
- Met GTP-tubuline-kap groeien/polymeriseren microtubuli beter dan zonder GTP kap
- In de buis hydrolyseert GTP tot GDP
- Als GDP tubuline aan een uiteinde zit, depolymeriseert de microtubulus
- γ- tubuline stabiliseert de minkant en is vaak een beginpunt van polymerisatie




Donkergroen = GTP.
Groene bolletjes = hydrolyse.

Dynamische instabiliteit van microtubuli:
- Om op een glaasje of in een microkamertje microtubuli te laten polymeriseren is nodig:
o Een stukje microtubulus
o α/β tubuline dimeren
o GTP voor energie
o Juiste Mg2+ concentratie

Actine polymerisatie:
- Actine gebruikt ATP