Title: LÄK BasV2_M1–3 / ECM-adhesion

Front: Vad är mikrotubulis funktion?
Back: - Skapar cellens bansystem (track system) längs vilket organeller och vesiklar positioneras och transporteras (specifik position beroende på deras funktion)
- Förser maskineriet för att segregera genetiskt material under celldelning (kärnspole/mitotic spindle)
- Formar stabila, rytmiskt slående cellbihang (appendages) såsom cilier och flageller in vissa celltyper —> RÖRELSE.
—> MOTORWAYS
Fusk: 3st

Front: Hur är mikrotubuli uppbyggda?
Back: - α- och β-tubulin
- Skapar heterodimerer (=2 molekyler som är olika)
- Sitter i konstant ordning från topp till tå: α, β, α, β, α, β, α, β, …
- Varje protofilament har en strukturell polaritet: α-tubilinände = –  |  β-tubulinände = + (—>motorvägen behöver en riktning)
- 13 protofilamenter —> mikrotubuli (ihålig cylinder, Ø 25nm)
Fusk: 5st

Front: Hur fungerar mikrotubuli in action?
Back: - Dynamiska strukturer, kontinuerliga
- Tubuliner = GTPas-enzymer —> GTP/GDP-bindning modulerar tillväxt/ihopkrympning
- GDP —> destabiliserar, främjar dissociation av slutenheterna = NOT sticky
- GTP —> stabiliserar, främjar tillsats av nya tubulindimerer = STICKY
- Växande mikrotubuli har GTP-cap (—> enheterna bundna till GDP:t kan inte lossna då de är bundna till ett sticky GTP-cap)
—> Dynamic instability (grow+fall apart)

Q: Hur kan mikrotubuli stabiliseras och vad beror det på?
A: - Ostabila mikrotubuli kan ommodelleras snabbt, avgörande för deras funktion
- Ihopkrympning VS tillväxt beror på: (1) Hastigheten på GTP-hydrolys och (2) Tillgång och bindning av fria GTP-bindade tubulinsubenheter
- Selektiv stabilisering: Capping-proteiner på +-änden (β-tubulin) i vissa celldelar (t ex membran; om förväntad position nås —> proteiner stabiliserar MT så att den inte kan krympa ihop längre —> «fishermen with a net»)

Front: Vad gör mikrotubuliassocierade proteiner (MAP:er)?
Back: - Stabilisering
- Destabilisering
- Guidar mikrotubuli mot specifika cellokaliseringar
- Crosslinking/Tvärlänkning
- Medierar mikrotubulis interaktioner med andra cellproteiner
- Motorproteiner
Fusk: 6st

Q: Vilken roll spelar Microtubule Organising Centres (MTOCs)? Vad finns det för olika typer av MTOCs?
A: Mikrotubuli växer ut från en MTOC
—> Finns olika typer av MTOC:
- Centrosom (i icke-delande celler)
- Kärnspolens (mitotic spindle) två poler (i delande celler)
- Basalkropp (cilia)

Q: Beskriv centrosomens struktur.
A: - Två perpendikulärt orienterade centrioler (90°) och centrosommatrix (pericentriolärt material)
- γ-tubulinringar i centrosommatrix är nucleation sites för mikrotubuli (=var reaktionen startar —> MT startar här – de kommer inte från centriolerna utan från centrosomen!)
- Minus-änden (α-tubulin) är inbäddad i centrosomen, plus-änden (β-tubulin) sträcker sig ut i cytoplasman

Q: Hur beteer sig mikrotubuli under celldelning?
A: - Mikrotubuli dis- och reassemblerar sig i kärnspolar som nukleras i de dubblade kromosomerna
- Kärnspolen stödjer skiljning av sisterkromatider till dottercellerna
- Finns läkemedel som blockerar mikrotubuli under mitosen (—>kemoterapi)

Q: Hur transporteras ämnen längs mikrotubuli? Vilka proteiner är viktiga där?
A: - Sker tack vare motorproteinerna kinesin och dynein
- Energin tillförs av ATPas-enzymer —> ATP-hydrolys
- Olika proteiner och organeller (neurotransmittorer, mitokondrier, intagen föda osv.) kan färdas stadigt längs en mikrotubuli i en enda riktning.
—> Kinesiner: Mot +-änden
—> Dyneiner: Mot –-änden
—> Har två globulära huvuden och en enda svans (tail):
- Svansen binder cargo (vesiklar, cellorganeller osv.)
- Huvudet binder till mikrotubuli.

Front: Vad är mikrofilamentens/aktinfilamentens funktion?
Back: - Tunna och flexibla filamenter som determinerar cellutformning
- Avgörande för cellrörelser som involverar ytan
- Bidrar till den kontraktila apparaten i muskelceller samt mikrovilli i tarmens epitelceller (peristaltik)
- Stödjer celldelning genom att skapa en kontraktil ring.
Fusk: 4st

Q: Aktinfilamenten/mikrofilamenten är förbundna till närliggande celler genom [...], medan de är förbundna till ECM:n genom [...].
A: adherens junctions; focal adhesions

Q: Aktinfilamenten/mikrofilamenten kan antingen visa [...] eller så formar de [...].
A: kontinuerlig rearrangement (dynamiska); stabila strukturer såsom kontraktila buntar

Q: Hur är aktinfilamenten/mikrofilamenten uppbyggda?
A: - Globulära aktinmonomerer polymeriserar i tunna filament
- Strukturell polaritet baserat på orienteringen av globulära aktinmonomerer
- Aktinfilament formar en snurrad dubbelkedja (Ø 7nm)
- Ytterligare ordnad i tjockare buntar, 2D-flak samt 3D-nät.

Q: Hur fungerar aktinfilament/mikrofilament när de är in action?
A: - Aktin = ATPas-enzym
- Efter inkorporering i filamentet hydrolyserar aktinet dess bundna ATP till ADP+P_i
- ATP-hydrolys främjar frisläppning av aktinsubenheter från filamentets ände
- Tillväxt eller ihopkrympning beror på (1) Koncentration på fria aktinmonomerer och (2) Hastigheten på ATP-hydrolys
- Vid intermediär koncentration: treadmilling (tillväxt på ena sidan, ihopkrympning på den andra)

Q: På vilka sätt kan aktinfilamenten/mikrofilamenten arrangeras i cellen?
A: - Stressfiber —> muskler –> rörelse
- Cellkortex —> gel-like
- Filopodium —> filament

Q: Vad gör aktinbindande proteiner (ABP:er)?
A: De regulerar aktincytoskelettets beteende på olika sätt i olika delar av cellen (blockerar dem/främjar nypolymerisering/binder dem samman/osv).

Q: Förklara hur myosin fungerar.
A: - Kooperativt med aktinfilament/mikrofilament —> interagerar med aktin för att skapa kontraktila strukturer.
- ATP-hydrolys tillför energi för rörelse.
- Myosin-I: i varje celltyp —> enkelt (single) globulärt huvud + svans —> huvudet binder till ett aktinfilament & svansen binder till cargo (vesiklar —> transport längs mikrofilamentet; kan också binda till plasmamembranet —> ändra cellutformning)
- Myosin-II: i muskelceller (sarkomerer).

Q: Vilka typer av aktinmedierad cellrörelse finns det?
A: 1. Cellmigrering – crawling (myosin-I)
2. Muskelkontraktion (myosin-II)

Q: Aktinmedierad cellrörelse: cellmigrering – crawling
A: - Myosin-I
- Baserat på rearrangement av kortikal aktin
- Initierad av ett visst stimuli (kemiskt, mekaniskt osv.)
- Stegvis (upprepas i kontinuerliga cykler):
1. Protrusion (lamellipodium VS filopodium=mkt mindre)
2. Attachment
3. Traction

Q: Hur ser myosin-II:s struktur under en muskelkontraktion?
A: - Komplex av två tunga och två lätta kedjor
- Varje tung kedja består av en globulärt-huvud-domän & en lång svans (tail)-domän —> formar en dubbelsträngad helix
- Många myosin-II-molekyler associerar sig med varandra för att skapa bipolära filament (L=parallela + R=parallela; L vs R=antiparallelt):
(Extra:)

Q: Beskriv vad som sker i sarkomeren under en muskelkontraktion.
A: - «Sliding filament mechanism»
- —> Sarkomererna förkortar sig (Z-diskar (blå) närmar sig varandra)
- Aktin- (/mikro-) och myosinfilament glider längs varandra (men deras längd förblir oförändrad!).
- Myosinhuvuden «vandrar» längs aktinfilamenten mot deras +-ände (ATP-beroende konformationändringar)
- Aktiveras av Ca^2+ —> myosin drar och drar —> avstånd mellan myosinfilamenten ↘ —> trillioner sarkomerer samtidigt = den lilla fjärilen som skapar en storm på tusentals mils avstånd

Q: Vad är skillnaden mellan cillier och mikrovilli?
A: (Ytepitel)
—> Mikrovilli, byggs upp av aktinfilament/mikrofilament.
—> Kinocilier (=flimmerhår), byggs upp av mikrotubuli och dynein.
—> Finns mycket i tunntarmen och gallblåsan (överst = mikrovilli, sedan epitelceller sedan basalmembran, sedan bindväv)
—> Ser annorlunda ut jämfört med mikrovilli, längre utskott! Finns i respirationsvägsepitelet (i bronkéerna) —> rör på sig (vs mikrovilli), kan föra upp slem, bakterier och olika partiklar
(överst = kinocilier, sedan flera cellager, sedan basalmembran, sedan bindväv):
—> Dynein (ett protein) behövs i kinocilier! Om det saknas där (eller om andra viktiga proteiner saknas) = Primär (=genetiskt) ciliär dyskinesi (=dålig rörlighet) (PCD) = Immotile cilia syndrome = Kartagerners syndrom (=samling symtom) = Medfödd cilieorörlighet
—> Orsakas av dåligt fungerande flimmerhår (cilier)
—> Risk för: Situs inversus (felaktigt placerade inre organ i bröstkorg och mage; kinocilier behövs för cellmigration under fosterutvecklingen), kroniska luftvägsproblem (det finns ju kinocilier i luftvägsepitelet —> slem kan inte transporteras upp + upprepade luftvägsinfektioner), nedsatt fertilitet hos kvinnor och infertilitet hos män (kinocilier i äggledare och spermiesvans)

Q: Vad är mekanismerna för struktur alt. rörelsefunktionerna i mikrovilli resp. cilier?
A: - Cilier: Inre byggs upp av mikrotubuli samt dynein. Rörelsen åstadkoms genom att mikrotubuli glider längs varandra. Länkarproteiner hjälper med att böja rörelsen.
- Mikrovilli: Inre byggs upp av aktinfilament/mikrofilament, vilket formar en stark och stabil struktur.

Q: Vad är intermediära filamentens funktion?
A: - Ger mekanisk styrka till cellen (+resistans).
- Skydda cellkärnan (med nukleär lamina).
—> «Steal bars».

Q: Intermediära filament förbunds till närliggande celler genom [...], medan de förbunds till ECM:n genom [...].
A: desmosomer; hemidesmosomer
Back Extra: Hemi = «halv»-desmosom då ECM:n står på andra sidan.

Q: Vad är de olika typerna av intermediärfilament?
A: (1) Cytoplasmisk & (2) Nukleär – olika proteiner som bygger upp dem:
- (1) Keratinfilament —> epitelceller (bl a hår & hud)
- (1) Vimentin- & vimentinrelaterade filament —> bindvävs-, muskel- och gliaceller.
- (1) Neurofilament —> nervceller (kan sträcka sig över c:a 1m —> behöver en specialstruktur för att inte bräckas =IF)
- (2) Nukleär lamina —> i alla djurceller
—> Har alla samma rod-domän, det är N- samt C-terminalen som skiljer sig åt.

Q: Vad är intermediära filamentens struktur?
A: 1. Dimerisering via coiled-coil-domäner (symetriskt) =B
2. Bildning av stapplande (staggered/icke-reguljärt), antiparallela tetramerer (2 symetriska = en dimer, 2 asymetriska (jfrt med den andra dimeren) = andra dimeren) =C
3. Helikal samling (array) av 8 tetramerer genom lateral associering (ioniska+VdW-interaktioner) =D
4. Ihopsättning i rope-like intermediära filament (Ø 10nm) =E.

Q: Beskriv nukleär lamina:s struktur och funktion.
A: - Tätt fibrillärt nätverk under kärnmembranet
- Består av lamin A/C- samt -B-proteiner
- Ger mekanisk stöd till kärnstrukturer
- Reglerar DNA-replikering (via Cdk:er) och celldelning.
(inte samma sak som basal lamina = typ av ECM som har laminin!)

ECM:ns olika funktioner är (1) strukturell stöd, (2) utformning samt konsistens av organ och organism, (3) specifika funktioner, (4) determinering av cellmorfologi samt -polaritet, (5) dirigering av cellmigration, och (6) regulering av cellfunktion och -beteende genom transmittering av EC-signaler.
Back Extra: (1) Tensile strength, elasticitet, hållfasthet, och kompressionsresistans —> benches, seats.
(2) ECM-byggställning av avcellulariserade organ (cf. bild med avcellulariserat hjärta); benig skelett, osv —> interplay cells <–> ECM.
(3) T ex glomerulärt basalmembran i filtreringen.
(4) Basalmembran —> celler vet vilken sida är vilken tack vare input från basal lamina/basalmembran —> proteiner därifrån —> «det här är min basala sida» osv.
(5) T ex neuroner som migrerar genom ECM.
(6) A. Mekaniska signaler (tension, celladhesion/cell attachment osv.) & B. Överlevnad, differentierings- och proliferativa signaler (tillväxtfaktorer, cell-cell- samt cell-ECM-kontakter osv.)

Q: Vilka är ECM:s huvudformer?
A: (1) Interstitiell matrix och (2) basalmembran/basal lamina.

Front: Vilken funktion har kollagen i kroppen? I vilken omfattning kan man hitta det i kroppen?
Back: - Mest abundanta proteinet i människokroppen
- Ger tensile strength (draghållfasthet) till vävnader (resistance mot stretch/töjning)
- Preformerade banor för cellmigrering
—> «big ropes»
Fusk: 3st

Q: Hur ser kollagenets struktur ut?
A: - Fibrillärt protein
- Trippelsträngad helix —> Gly-X-Z-aminosyratripletter med Pro eller Pro-OH (HydroxiPro)
- Utsöndras som prokollagenprekursor, klyvs av specifika extracellulära proteaser
- Polymeriseras i större fibriller och fibrer
- Kovalent tvärbindning (crosslinking) vid mognad —> Lys- och Lys-OH-sidokedjor tvärbindas (allysinbryggor)

Q: Vad är elastinets funktion?
A: - Ger elasticitet till vävnaden (töjning/stretch och recoil utan att slitas sönder)
- Nödvändigt till elastiska artärers, lungornas samt hudens funktion.

Q: Hur ser elastinets struktur ut?
A: - Fibrillärt protein
- Utsöndras som tropoelastin
- Elastinkedjor länkas samman med fibrillinproteiner för att skapa ett fiberlikt nätverk
—> 2 konformationer, avslappnad = mest stabil —> om trycket el. energin ökar —> stretch/töjning

Q: Vad är glukosaminoglykaners (GAG) struktur?
A: - Vissa = kovalent bundna till proteiner för att skapa proteoglykaner (heparan, chondroitin, keratansulfat)
- Andra = inte bundna till proteiner (formar inte proteoglykaner), men utsöndras direkt in i ECM
- Har minusladdningar:

Q: Vad är glukosaminoglykaners (GAG) funktion?
A: - Attraherar katjoner —> vattenabsorption —> svällning av hydrofila gelen (osmotisk svällning)
- Tar upp stora volymer jämfört med deras massa: «space fillers» —> sponges
- Motverkar tension forces som skapas av kollagenfibrer (båda försöker att vara så långa som möjligt —> konstant balans)
- Viktigt i brosk (~ingen blodförsörjning —> svällning/avsvällning gör att vatten MED näringsämnen kommer och går)

Q: Vad är proteoglykaners funktion?
A: Underklass av GAG:er.
- Negativt laddade GAG-kedjor bundna till proteiner
- Bidrar till hydrering och stötsabsorbering
- Binder tillväxtfaktorer, andra ECM-molekyler och faciliterar cell-cell-interaktioner.

Front: Vad är basalmembranets roll?
Back: - Bidrar till cellens polaritet (cellen känner av proteiner där = «det här är min basala sida»)
- Barriär för cellmigrering (celler kan inte rymma)
- Ger strukturell stöd till anslutande celler (håller celler samman)
- Förmedlar information till cellen om förändringar i den externa miljön
Fusk: 4st

Q: Vad är basalmembranets/basala laminas struktur?
A: - Flaklikt (2D) deposition av ECM-molekyler
- Dominanta proteinkomponenter: kollagen IV, laminin och perlekan
- Omger vissa celltyper och blodkärl, ligger under epitel- och endotelceller.

Q: Laminin
A: Glykoprotein
- Komponent av basalmembranet/basal lamina.
- Bildar komplex med integrin på ECM-sidan i hemidesmosomer. Integrin binder IF.

Q: Fibronektin
A: Glykoprotein.
Bildar komplex med integrin på ECM-sidan i focal adhesions. Integrin binder aktinfilament/mikrofilament.

Q: Vad är celladhesion?
A: Cell adhesion is the process by which cells interact and attach to neighbouring cells through specialised molecules of the cell surface. This process can occur either through direct contact between cell surfaces such as cell junctions OR indirect interaction, where cells attach to surrounding extracellular matrix, a gel-like structure containing molecules released by cells into spaces between them.

Q: Hur ser occluding junctions/tight junctions ut?
A: - Förseglar (seal) celler samman för att förebygga läckage mellan dem
- Huvudkomponenterna = occludin + claudin (multiple-pass proteins, cf. bild)

Q: Var finns occluding junctions/tight junctions?
A: I vävnader med barriärfunktion: tätt epitel, blod-hjärnbarriären (endotel), osv.

Front: Vad är occluding junctions/tight junctions funktion?
Back: - Förebygger paracellulär transport av lösliga hydrofila molekyler mellan den apikala och den basolaterala sidan av cellen (=läckage mellan närliggande celler)
- Främjar transcellulär transport i stället (=cellen bestämmer, går igenom den)
- Förebygger lateral diffusion av membranproteiner.
- Bevarar cellpolaritet (prot A på ena sidan, prot B på andra sidan osv.)
Fusk: 4st

Q: Vad för olika typer av anchoring junctions finns det?
A: - Adherens junctions —> mellan aktinfilament/mikrofilament
- Desmosomer —> mellan intermediära filament

Q: Vad är anchoring junctions roll? Vilka proteiner bygger upp dem?
A: - Indirekt förbinder cytoskelettdelar av celler i en vävnad (aktinfilament/mikrofilament för adherent junctions & intermediära filament för desmosomer)
- Skapar stark adhesion mellan celler via kadheriner och intracellulära länkarproteiner

Q: Var är adherens junctions lokaliserade?
A: Under tight junctions/occluding junctions.
Formar ett bälte (lokaliserade) —> zonula adherens.

Q: Hur är adherens junctions uppbyggda?
A: - Formar ett bälte runt cellen («zonula adherens» – inte slumpmässigt distribuerade runt membranet)
- Utformas främst av klassiska kadheriner
- Binder aktinfilament/mikrofilament via intracellulära ankarproteiner

Q: Vad är adherens junctions roll?
A: - Länkar apikala aktinbuntar i ett cellager
- Faciliterar invaginering och tub+vesikelformation av epitellager (embryologi!/rörelse across cells):

Q: Hur är desmosomer uppbyggda?
A: - Spot-like junctions
- Formas av icke-klassiska kadheriner
- Binder intermediära filament (keratin, vimentin, neurofilamenter) via adapterproteiner

Q: Hur är gap junctions uppbyggda?
A: - Formas av single-pass transmembranproteiner = konnexiner
- 6 konnexiner arrangerade i en cylinder = konnexon (hemikanal = 1/2)
- 2 konnexoner arrangerade end-to-end = gap junction
- Tillåter små molekyler <1'000Da (joner, sockermolekyler, cAMP, osv.) att flöda mellan celler

Q: Hur kontrolleras gap junctions? Vad kan gap junctions göra tack vare denna kontrollering?
A: - Öppet/slutet läge kontrolleras (—>dopamin, H^+, Ca^2+, osv.)
- Förser elektrisk koppling i organ där celler behöver agera synkront (—> hjärtslag // peristaltik // livmoder/uterus (koordinerade kontraktioner under förlossningen)
- Elektiska synapser i CNS
—> öppna vs stängda gap junctions

Q: Vad finns det för olika cell-ECM-adhesion-komplex?
A: - Hemidesmosomer (intermediära filament)
- Focal adhesions (aktinfilament/mikrofilament)

Q: Hur är Cell-ECM adhesion-komplex uppbyggda / vad är deras funktion?
A: - Ankrar celler till vissa extracellulära matrix-proteiner, huvudsakligen via integriner —> bildar komplex med fibronektin i focal adhesions & med laminin i hemidesmosomer (på ECM-sidan)
- Kopplar cytoskelettdelar till adherenspunkter m h a intracellulära adaptorproteiner: Hemidesmosomer = intermediära filament & Focal adhesions = aktinfilament/mikrofilament

Q: bla
A: bla-molekylen aktiverar bli-signalämnet som i sin tur triggar konformationsändring i blu-transkriptionsfaktorn, vilket i slutändan leder till att p53-genen aktiveras. Detta leder, genom ytterligare signalkaskader, till apoptos, och gör då att cellen inte överlever tentan. Tyvärr.