Samenvatting moleculaire biologie van de cel
Inhoudsopgave
Vesiculaire transport ........................................................................................................................................ 2
Vormen van een vesicle ...................................................................................................................................... 2
Vesiculair transport ............................................................................................................................................ 5
Opbouw en functie van het Golgi ....................................................................................................................... 7
Cytoskelet ...................................................................................................................................................... 11
Filamenten van het cytoskelet .......................................................................................................................... 12
Regulatoire eiwitten ......................................................................................................................................... 15
Bundeling eiwitten............................................................................................................................................ 17
Cytoskelet in bacteriën ..................................................................................................................................... 18
Motoreiwitten .................................................................................................................................................. 19
Filament sliding ................................................................................................................................................ 21
Cilia en flagella ................................................................................................................................................. 21
Celmigratie ....................................................................................................................................................... 22
Celcyclus ........................................................................................................................................................ 22
Mitotische spoelfiguur ...................................................................................................................................... 24
Cytokinese ........................................................................................................................................................ 25
Gist genetica ..................................................................................................................................................... 26
Regulatie van de celcyclus ................................................................................................................................ 27
Start van de celcyclus ....................................................................................................................................... 29
Regulatie van de DNA-replicatie....................................................................................................................... 30
Stamcellen ..................................................................................................................................................... 33
Stamcellen in de darm ...................................................................................................................................... 34
Hematopoetische stamcellen ........................................................................................................................... 36
Polariteit en extracellulaire matrix ................................................................................................................. 38
Cell junctions .................................................................................................................................................... 38
Cel polariteit ..................................................................................................................................................... 43
Extracellulaire matrix ....................................................................................................................................... 44
Metabolisme .................................................................................................................................................. 47
Kanker ............................................................................................................................................................ 52
Naamgeving tumoren ...................................................................................................................................... 52
Tumor genetica ................................................................................................................................................ 53
Organioid .......................................................................................................................................................... 58
, Lineage tracking in tumoren............................................................................................................................. 58
Immunotherapie ............................................................................................................................................... 59
Vesiculaire transport
Overzicht:
* Endocytose, Exocytose, Terugkeer
Vesiculaire transport is essentieel voor het uitwisselen van componenten zonder dat deze hun
identiteit verliezen.
Belangrijke punten:
• Het ER lumen kan als extracellulair beschouwd worden, het is immers geen
cytoplasmatische omgeving. De ATP concentratie in het ER lumen is veel lager dan
de ATP concentratie in het cytoplasma.
• Voor elke exocytose stap naar het plasmamembraan moet er ook een stap terug naar
het organel waar de exocytose begon plaatsvinden (terugkeer). Anders zullen de
organellen heel snel in omvang afnemen.
Vormen van een vesicle
Een vesicle wordt aan de cytosolische zijde afgeschermd door een ‘coat’. Deze heeft twee
functies:
1. Het selecteren van de moleculen die in het vesicle opgenomen worden
2. Het krommen van de membraan
Er zijn verschillende soorten ‘coats’, voorbeelden:
• Claterine coat → endosomen vanaf het plasmamembraan of vanaf Golgi naar
endosomen of lysosomen. Vorming van een clathrine coat:
, 1. In het donormembraan zitten cargo receptoren, deze binden bepaalde cargo
moleculen (dit zijn de moleculen die getransporteerd moeten worden). Ze
werken echter via coincidens detection, dit betekent dat ze zowel de cargo
moleculen als specifieke fosfatidylinositolen moet herkennen.
2. Als er een cargo molecuul aan de receptor gebonden is, zullen er adaptor
eiwitten aan de receptor binden. Deze adaptor eiwitten zorgen voor de
concentratie van de cargo receptoren en het krommen van de membraan.
3. Aan deze adaptor eiwitten binden clathrine eiwitten. Deze vormen de
tweede laag van de coat. Het worden clathrine triskelions genoemd omdat
ze een soort figet spinner vorm hebben. Ze bestaan uit een zware en een
lichte keten. De clathrine eiwitten zullen gaan polymeriseren waarna ze een
soort mandachtige structuur kunnen vormen.
4. Het afsnoeren van de vesicles gebeurt aan de hand van dynamine GTPase,
deze maakt een soort spiraal om het uiteinde van het vesicle. Het zorgt er
dus voor dat beide membraan uiteindes dicht bij elkaar in de buurt komen.
5. Als het vesicle afgesnoerd is zal de coat loslaten, dit gebeurt omdat het
transport door andere eiwitten gereguleerd zal worden. Het proces:
a. Hydrolyse van PIP2 door een fosfatase. Dit zorgt ervoor dat de
adaptor eiwitten minder goed binden.
b. Hydrolyse van GTP door coat recruitment GTPase
c. Membraan kromming activeerd een GAP voor coat recruitment
GTPase ARF
d. Uncoating ATPase (hsp70 chaperone)
• COPI coat → vesicles die van het Golgi naar het ER gaan.
• COPII coat → Vesicles van het ER naar Golgi gaan. Vorming van een COPII coat:
1. Het Sar-GEF zorgt voor het omzetten van inactief Sar1 tot actief Sar1 door
GDP om te zetten in GTP. Als Sar1 actief is komt er een amfipatische helix
vrij dit kan binden aan de membraan.
2. Aan Sar1 zal het Sec23/Sec24 complex binden. Waarbij Sec23 op het Sar1
bindt en Sec24 de cargo receptor. Deze vormen de eerste laag van het
COPII coat.
3. De tweede laag van het COPII vesicle wordt gevormd door Sec13 en Sec31
eiwitten. Deze zorgen net als de clathrines voor een mandvormige structuur
waardoor de membraan gebogen wordt.
, • Voor het transporteren van hele grote cargo’s zoals matrix vezels (bijvoorbeeld
procollageen) worden extra modificaties toegepast. Bijvoorbeeld ubiquitinering, dit
zorgt voor het aantrekken van andere eiwitten die vesicularisatie beïnvloedden.
Specifieke lipiden (fosfatidylinositol lipiden) zorgen voor het ‘markeren’ van organellen en
membraan domeinen. Algemene structuur van fosfatidylinositol:
Verschillende fosforylaties van het suikermolecuul inositol zorgen voor onderlinge variatie.
En dus voor de binding van specifieke eiwitten. De verschillende organellen hebben ieder een
dominant fosfatidylinositol soort:
Bij het vervormen van de membraan zijn BAR domein dimeren betrokken, deze zorgen voor
een kromming van de membraan waardoor het afsnoeren van vesicles in deze regionen
energetisch gunstiger is.
Inhoudsopgave
Vesiculaire transport ........................................................................................................................................ 2
Vormen van een vesicle ...................................................................................................................................... 2
Vesiculair transport ............................................................................................................................................ 5
Opbouw en functie van het Golgi ....................................................................................................................... 7
Cytoskelet ...................................................................................................................................................... 11
Filamenten van het cytoskelet .......................................................................................................................... 12
Regulatoire eiwitten ......................................................................................................................................... 15
Bundeling eiwitten............................................................................................................................................ 17
Cytoskelet in bacteriën ..................................................................................................................................... 18
Motoreiwitten .................................................................................................................................................. 19
Filament sliding ................................................................................................................................................ 21
Cilia en flagella ................................................................................................................................................. 21
Celmigratie ....................................................................................................................................................... 22
Celcyclus ........................................................................................................................................................ 22
Mitotische spoelfiguur ...................................................................................................................................... 24
Cytokinese ........................................................................................................................................................ 25
Gist genetica ..................................................................................................................................................... 26
Regulatie van de celcyclus ................................................................................................................................ 27
Start van de celcyclus ....................................................................................................................................... 29
Regulatie van de DNA-replicatie....................................................................................................................... 30
Stamcellen ..................................................................................................................................................... 33
Stamcellen in de darm ...................................................................................................................................... 34
Hematopoetische stamcellen ........................................................................................................................... 36
Polariteit en extracellulaire matrix ................................................................................................................. 38
Cell junctions .................................................................................................................................................... 38
Cel polariteit ..................................................................................................................................................... 43
Extracellulaire matrix ....................................................................................................................................... 44
Metabolisme .................................................................................................................................................. 47
Kanker ............................................................................................................................................................ 52
Naamgeving tumoren ...................................................................................................................................... 52
Tumor genetica ................................................................................................................................................ 53
Organioid .......................................................................................................................................................... 58
, Lineage tracking in tumoren............................................................................................................................. 58
Immunotherapie ............................................................................................................................................... 59
Vesiculaire transport
Overzicht:
* Endocytose, Exocytose, Terugkeer
Vesiculaire transport is essentieel voor het uitwisselen van componenten zonder dat deze hun
identiteit verliezen.
Belangrijke punten:
• Het ER lumen kan als extracellulair beschouwd worden, het is immers geen
cytoplasmatische omgeving. De ATP concentratie in het ER lumen is veel lager dan
de ATP concentratie in het cytoplasma.
• Voor elke exocytose stap naar het plasmamembraan moet er ook een stap terug naar
het organel waar de exocytose begon plaatsvinden (terugkeer). Anders zullen de
organellen heel snel in omvang afnemen.
Vormen van een vesicle
Een vesicle wordt aan de cytosolische zijde afgeschermd door een ‘coat’. Deze heeft twee
functies:
1. Het selecteren van de moleculen die in het vesicle opgenomen worden
2. Het krommen van de membraan
Er zijn verschillende soorten ‘coats’, voorbeelden:
• Claterine coat → endosomen vanaf het plasmamembraan of vanaf Golgi naar
endosomen of lysosomen. Vorming van een clathrine coat:
, 1. In het donormembraan zitten cargo receptoren, deze binden bepaalde cargo
moleculen (dit zijn de moleculen die getransporteerd moeten worden). Ze
werken echter via coincidens detection, dit betekent dat ze zowel de cargo
moleculen als specifieke fosfatidylinositolen moet herkennen.
2. Als er een cargo molecuul aan de receptor gebonden is, zullen er adaptor
eiwitten aan de receptor binden. Deze adaptor eiwitten zorgen voor de
concentratie van de cargo receptoren en het krommen van de membraan.
3. Aan deze adaptor eiwitten binden clathrine eiwitten. Deze vormen de
tweede laag van de coat. Het worden clathrine triskelions genoemd omdat
ze een soort figet spinner vorm hebben. Ze bestaan uit een zware en een
lichte keten. De clathrine eiwitten zullen gaan polymeriseren waarna ze een
soort mandachtige structuur kunnen vormen.
4. Het afsnoeren van de vesicles gebeurt aan de hand van dynamine GTPase,
deze maakt een soort spiraal om het uiteinde van het vesicle. Het zorgt er
dus voor dat beide membraan uiteindes dicht bij elkaar in de buurt komen.
5. Als het vesicle afgesnoerd is zal de coat loslaten, dit gebeurt omdat het
transport door andere eiwitten gereguleerd zal worden. Het proces:
a. Hydrolyse van PIP2 door een fosfatase. Dit zorgt ervoor dat de
adaptor eiwitten minder goed binden.
b. Hydrolyse van GTP door coat recruitment GTPase
c. Membraan kromming activeerd een GAP voor coat recruitment
GTPase ARF
d. Uncoating ATPase (hsp70 chaperone)
• COPI coat → vesicles die van het Golgi naar het ER gaan.
• COPII coat → Vesicles van het ER naar Golgi gaan. Vorming van een COPII coat:
1. Het Sar-GEF zorgt voor het omzetten van inactief Sar1 tot actief Sar1 door
GDP om te zetten in GTP. Als Sar1 actief is komt er een amfipatische helix
vrij dit kan binden aan de membraan.
2. Aan Sar1 zal het Sec23/Sec24 complex binden. Waarbij Sec23 op het Sar1
bindt en Sec24 de cargo receptor. Deze vormen de eerste laag van het
COPII coat.
3. De tweede laag van het COPII vesicle wordt gevormd door Sec13 en Sec31
eiwitten. Deze zorgen net als de clathrines voor een mandvormige structuur
waardoor de membraan gebogen wordt.
, • Voor het transporteren van hele grote cargo’s zoals matrix vezels (bijvoorbeeld
procollageen) worden extra modificaties toegepast. Bijvoorbeeld ubiquitinering, dit
zorgt voor het aantrekken van andere eiwitten die vesicularisatie beïnvloedden.
Specifieke lipiden (fosfatidylinositol lipiden) zorgen voor het ‘markeren’ van organellen en
membraan domeinen. Algemene structuur van fosfatidylinositol:
Verschillende fosforylaties van het suikermolecuul inositol zorgen voor onderlinge variatie.
En dus voor de binding van specifieke eiwitten. De verschillende organellen hebben ieder een
dominant fosfatidylinositol soort:
Bij het vervormen van de membraan zijn BAR domein dimeren betrokken, deze zorgen voor
een kromming van de membraan waardoor het afsnoeren van vesicles in deze regionen
energetisch gunstiger is.
