Study Guides (238,524)
Canada (115,195)
Biology (1,421)

Cell Bio Summary Notes – Test 2.docx

40 Pages
Unlock Document

Western University
Biology 2382B
Robert Cumming

Cell Bio Summary Notes – Test 2 Session 1 Cytoskeleton ­ Is an intricate network of protein filaments that extend throughout the cytoplasm ­ Vesicles follow these cytoskeleton pathways to go from place to place ­ Components of cytoskeleton: o Microtubules 25nm o Microfilaments 7­9nm o Intermediate filaments 10nm ­ Cytoskeleton functions often require energy (ATP/GTP hydrolysis) ­ Microtubules and actin filaments are relatively huge compared to other proteins,  span the length of the cell providing tracks for things to move on ­ Not just cytoplasm in cell, there are many proteins in the cytoplasm, so all the  microtubules and filaments are surrounded by tons of proteins in cytoplasm Microtubules: Structure ­ Microtubules made of repeating tubulin dimers (dimer = α+βtubulin)  ­ Dimer = basic subunit of microtubules; α + β always found together ­ Dimers can polymerize to form a chain called protofilaments (have polarity  because one side is α and the other side is β; (­) end and (+) end) ­ ~13 protofilaments come together to form a hollow tube = microtubule (also have  polarity because protofilaments have polarity) ­ Can see in electron micrograph, that microtubules have striations due to  protofilaments ­ Dimers are ~8nm, diameter is 25nm, microtubules can be 100s of μm long ­ Knowing size of the dimer can tell you have things move along it  Dimeric Tubulin Subunit ­ Tubulin is very abundant, so we know lots about it ­ Dimer is very stable, when the microtubule depolymerizes, it breaks down into  the dimers (not into individual tubulins) ­ Both α + β can bind GTP, but only β can hydrolyze GTP into GDP (so β can bind  GTP or GDP) ­ As protofilament grows, β hydrolyzes its GTP Arrangement of MT Protofilaments ­ ­ Singlet arrangement is most common, ring of 13 protofilaments, diameter 25nm,  can be polymerized and depolymerized (grow/shrink in length)  ­ Doublet and triplet arrangements are stable (don’t polymerize/depolymerize),  each additional ring is 10 protofilaments  ▯usually make up flagella, cilia, basal  bodies (stable structures) Microtubule Organization ­ microtubules organize the interior of the cell ­ there are 2 types:  o cytoplasmic (found in cytoplasm, role in mitosis) o axonemal (found in cilia + flagella – not in axons of neurons) ­ microtubules often arranged so they look like they are coming from one center  (Microtubule Organizing Center – MTOC) ­ cells can have more than one MTOC o in animals, major MTOC is centrosome  o plants have MTOC, but no centrosome ­ centrosomes made of 2 centrioles made of triplet MTs that form hollow cylinders  and lie 90° from each other  o MTs that come out of MTOC don’t actually touch the centrioles, they  come out of the pericentriolar matrix surrounding the centrioles  Pericentriolar matrix made of g­ tubulin, augmin  ▯responsible for  MT growth   Believed that g­ tubulin ring  complex (g­  TuRC) is responsible for  polymerizing  MTs Microtubule Organizing Centers  ­ MTOC functions to nucleate (act as starting point) the assembly of MT ­ Many MTOCs exist: centrosome, spindle poles in mitotic apparatus, basal bodies  in cilia + flagella); cells can have more than one MTOC ­ The (­) end always associated with the MTOC, and the (+) end grows away from  MTOC (polymerize) or shrinks towards MTOC (depolymerize) o Dynamic process ­ (+) End is anterograde (away from center) ­ Neurons: have dendritic microtubules and the (+) end doesn’t always grow away  from MTOC; axon MTs have (+) end growing away though ­ g­ Tubulin Nucleates Polymerization ­ g­ TuRC (many proteins) provide nucleating sites at the (­) end for MT to grow  away from it ­ in pericentriolar matrix, g­ tubulin is involved in nucleation (works with other  proteins to make g­ TuRC) ­ g­ TuRC is at the (­) end, then α + β alternates as it grows away from it ­ Microtubule Formation ­ ­ At some point, the concentration of tubulin dimers reaches the ‘subunit critical  concentration’ (Cc) and the dimers polymerize to make MTs ­ After dimer concentration reaches Cc, all new dimers made go to making MTs  and the concentration of free dimers remains constant ­ If there was no polymerization, you would keep increasing the dimer  concentration ­  If cell is below the Cc, then MTs depolymerize into dimer subunits ­ MT assembly and disassembly is important to MT function ­ Cc determines if MTs should assemble or disassemble; temperature also  determines if MTs should assemble/disassemble (depolymerize when they are  cold 4°C) Polarity of Tubulin Polymerization ­ Flagellar nucleus (no DNA) acts as nucleating reagent (something MTs grow  from) ­ Nuclei also has (­) and (+) end because its made of stable MTs; (+) grows  better/faster than (­) end ­ Can take flagellar nucleus and add to solution of tubulin dimers above Cc, and  dimers will add to both side (preferentially to (+) end), if you decrease to below  Cc, then MTs will depolymerize (preferentially on (+) end) ­ Generally, (­) end is capped with g­ TuRC so it can’t grow/shrink Dynamics of Microtubules ­ Dynamic = instable = constantly grow + shrink  ▯important for MT function ­ Different MT do different things, but all are dynamically instable; gives cell  flexibility to change shape and transport things around  ­ MTs may have an average length, but it still oscillates (oscillation = dynamic  instability) ­ Catastrophe point: point where something happens to make MT disassemble ­ Rescue point: point where something happens to make MT assemble o Cc controls catastrophes/rescues ­ Different parts of the cell have different dimer concentrations; cells can regulate  the availability of the dimers (concentration) via transcription Dynamics Continued… ­ Dynamic instability depends on presence/absence of GTP­ β­tubulin cap ­ GTP­ β’s attract each other, making the MT stable (all growing subunits attract  each other); hydrolysis causes lack of stability ­ For growth to occur, you must keep the cap ((+) end) in the GTP (non­ hydrolyzed) form  ▯behind the cap,  β  is in GDP form  o As MT grows, hydrolysis of GTP into GDP follows the cap  ­ If the concentration decreases to below Cc, then no dimers will be added, no GTP  –β will be added, and hydrolysis catches up to the cap (5’ end), and disassembly  occurs (MT frays at the end during depolymerization) o If entire MT is in GDP­ β form, then depolymerization occurs Microtubule Disrupting Drugs ­ Colchicine is a drug for plants that causes MT to depolymerize ­ Taxol is a drug that stabilizes MT ­ Drugs can be used to see how MTs work in cells, rates, how  polymerization/depolymerization works via stabilization and destabilization  ­ Drugs can also act as anti­cancer drugs because for cells to divide by mitosis,  need to depolymerize MT and separate chromosomes  o Adding taxol/radiation stops dividing cells; taxol will create a checkpoint  before the chromosomes divide by stabilizing MT Microtubule Associated Proteins (MAPs) ­ Can alter stability of MT by binding to them; they bundle MTs ­ Tau and MAP2 are MAPs that stabilize MT (can be regulated by phosphorylation   ­ when phosphorylated they disassemble and release MT) ­ MAPs can also regulate MT function with binding domain (bind to MT) and a  projection domain (project from MT) ­ MAP2 has a larger projection, so MTs will be spaced farther apart in bundle, Tau  has smaller projection, so MTs will be more tightly spaced in bundle ­ ­ Special MAPS that are associated with the  (+) end of MTs are called +TIPs ­ EB1 is a +TIP that may bring other molecules (proteins) to the (+) end by moving  along the seam of MTs (+TIPs can act as attachment sites) (hitchhiking) ­ If a +TIP is present, you get assembly, if not you get disassembly  ▯very dynamic o Can stabilize – help with search and capture and reduce catastrophes ­   MT End Binding and Severing Proteins ­ Proteins that destabilize/disassemble MTs are: kinesin and stathmin ­ They can work at both ends but the (­) end is usually capped so it won’t  disassemble/assemble ­ Kinesin­13 requires ATP hydrolysis to function; uses energy to rip off dimers at  the (+) end ­ Stathmin binds to tubulin dimers at the (+) end, causing them to fray and  promoting disassembly at a faster rate than normal; may promote GTP hydrolysis  (leads to disassembly because no GTP form at + end); can be inactivated by  phosphorylation  Session 2 Microtubules: Tracks for Transport ­ Vesicles (move along MTs) transport is bi­directional ­ Motor proteins require energy (ATP)  ­ Usually use squid axons (thick nerve) and squish out all the cytoplasm to see all  the types of structures, then add the right amount of ATP and stuff to see stuff  moving around Axonal Transport ­ Used squid axons as a model system ­ Inject radioactive aa into axon so that they are incorporated into proteins ­ As the proteins travel down the axon, you cut up the axon into 4 fragments o Repeat cutting into the 4 fragments  multiple times, but each time allow for an  increase in the translation time for proteins o Gel electrophoresis each sample to see  what proteins are in which fragments  o Can see that the bands move through the  fragments over time at different speeds  (not diffusion)  o Can then sequence those proteins Kinesin: MT’s (+) End Directed Motor Protein ­ 14 known classes of kinesins, all do different things ­ Made of 2 light chains (variable, bind to tail end of stalk) and 2 heavy chains  (head, flexible neck/linker, and stalk)  ­ Heavy chain head domains bind to MT and use ATPase activity (hydrolyze ATP)  to move to the (+) end ­ Light chains bind cargo; lots of different light chains that recognize different  cargos, then move it to the (+) end of MT ­ MOST kinesins are (+)­directed  Structures of Selected Kinesin Members ­ Kinesin 1: conventional kinesin, 2 heavy chains, 2 light variable chains; bind to a  variety of organelles and take them to the (+) end using ATP (must abundant type) ­ Kinesin 5: bipolar kinesin, no light chains (doesn’t carry cargo), tail ends bind to  each other so that there are head domains on either end; if found between 2 MTs,  head domain will bind to them, and they will try to move to (+) end of the MT it  is bound to, but kinesin won’t move b/c it’s pulled to both (+) ends, therefore  results in MT sliding past each other in opposite direction ­ Kinesin 13: involved in microtubule disassembly; just head domains, carries no  cargo; uses ATP to remove dimers from the ends; (­) end usually capped so not  accessible  ­      ­ Anterograde movement: kinesin heads sort of move like walking (back head will  move in front of the front head 16nm (2 dimers) at a time as ATP is hydrolyzed;  ATP hydrolysis causes conformational changes in kinesin that allows it to move  16nm at a time Dynein, MT (­) End Directed Motor Protein ­ Involved in retrograde transport towards (­) end using ATP ­ Rings form head region and stalk sprouts out of it  ▯together form head  domain/heavy chain; head + stalk bind to MT and have ATPase activity ­ Linker connects heads to stem (flexible region)  ­ Stem binds to the dynactin hetero complex (recognizes and binds to cargo) using  the dynein at the end of the stem ­ Dynactin can bind to cargo (different cargos bind depending on the proteins in  dynactin) and links the cargo to dynein; also regulates activity ­ ATP hydrolysis causes the linkers to change shape and drives movement of the  stalks along the MT ­ Dynactin also binds to the MT, but it just gets dragged along, doesn’t have any  force/use any energy to push along MT ­       Anterograde vs. Retrograde Transport ­ Moving stuff towards outside, use kinesin (move towards (+) end) o Secretory vesicles  ▯PM o ER  ▯Golgi ­ Moving stuff towards inside, use dynein (move towards (­) end) o Golgi  ▯ER o Endocytosis  Cilia and Flagella ­ Two versions of the same thing ­ Cilia are usually short (2­10µm); sweep material across tissue/beat things; cells  would have many cilia ­ Flagella are usually long (10­2000µm); propel cells; cells would have few ­ Both bend Axoneme: The Underlying Structure of Cilia and Flagella  ­ A group of over 250 proteins ­ Ring of 9 MT doublets (A and B tubules) with 2 MT singlets (stable) in center o Singlets normally dynamic, but are stable in cilia/flagella because  cilia/flagella need to be stable structures o 9 doublets + 2 singlets = 9+2 array (different arrays exist) ­ Radial spoke + spoke heads stabilize doublets; nexin found in between doublets to  stabilize them ­ 2 dyneins permanently attached to each A tubule and point towards the B tubule  of the next doublet (these dyneins don’t carry cargo)  ­ Axoneme and Basal Body ­ Axoneme is continuous and is attached to basal body in cell  ­ Basal body is similar to centrioles (it is the MTOC for cilia/flagella) ­ Basal body has 9 triplet MTs (same number of triplets as there are doublets)  ▯A,  B, C ring ­ Basal body (A, B, C)  ▯Transition Zone (A, B)  ▯Axoneme (A, B) o As basal body turns into axoneme, go from triplet to doublet and the C  ring does not pass through transition zone ­ Basal body may or may not have singlets in the middle (no pattern) ­ If you have 2 cilia together, then you get 2 basal bodies that are 90° to each other  (like centrioles); both polymerize microtubules towards cell surface Ciliary Beating  ­ Generated by sliding of MTs against each other, powered by dynein  ­ All dynein heads on A tubule want to move towards (­) end, so MTs will try to  slide in opposite directions together (if MTs were not attached with nexin –  between doublets – then the MTs would actually slide) ­ MTs end up bending because as dynein tries to get to (­) end, it is fixed by nexin  and the basal body  ­ Not all dynein molecules are moving; regulated ­ Bending is restricted within the axoneme so that  cilia moves in a wave ­ Bending occurs because dynein movement is  restricted by nexin (mostly) and basal body Intraflagellar Transport Moves Material Up and  Down ­ Cilia is also involved in signaling events;  transport (anterograde + retrograde) occur along  cilia by kinesin + dynein  ▯not related to   bending movement ­ Intraflagellar transport moves material to and  away from tip of cilia/flagella; (+) end is  constantly being remodeled so need to move  stuff to that end o Kinesin + dynein use same mechanism to function  ­ Many interphase cells (developing embryos) contain a non­motile primary cilium  (looks like axoneme but has nothing in the center so doesn’t bend) o Non­motile cilia involved in signaling and needed for normal  development, without it you have developmental consequences Karyokinesis and Cytokinesis ­ Cytokinesis: dividing up the cytoplasm, pinching off the membrane  ­ Karyokinesis: dividing up the chromosomes  ▯uses microtubules o Independent events but must be coordinated ­ Must duplicate centrosome to break down interphase microtubules and replace  with mitotic asters (spindle apparatus) ­ Nuclear envelope breaks down so that microtubules can capture chromosomes,  then MTs align chromosomes and separate them  ­ By duplicating centrosome, you depolymerize interphase MTs ­ In telophase, poles retract microtubules and become centrosomes again ­ ­ Once centrosome duplicates, its not called centrosome anymore, called mitotic  asters which produce different types of MTs o As centrosome duplicates it depolymerizes interphase MTs ­ Interphase MT half­life is ~5min (pretty stable) ­ Spindle MT half life is ~15sec (very dynamic, constantly changing their function  during mitosis) ­ MT have different properties in interphase vs. mitosis ­   ­ Figure shows that centrosome + tubulin = MT growth; centrosome + tubulin +  kinesin­13 = no MT growth (kinesin­13 disassembles MTs); centrosome + tubulin  + kinesin­13 + XMAP215 (stabilizing protein) = MT growth because XMAP215  suppresses catastrophes induced by kinesin­13  ­ ­ Figure shows that kinesin­13 activity is constant throughout cell cycle, but  XMAP215 activity is regulated so that activity decreases during mitosis o XMAP215 suppresses activity of kinesin­13 so that MTs are stable during  interphase, and unstable during mitosis Mitotic Apparatus ­ Mitotic apparatus: MT structure made during mitosis o 3 types of MTs: polar, kinetochore, and aster/astral ­ Two spindle poles (duplicated centrosomes) that are MTOC and make things very  dynamic; responsible for polymerizing MT at (+) end ­ If MT captures chromosome at kinetochore, it’s a kinetochore MT ­ If MT misses the kinetochores, it continues to grow towards other pole, it’s a  polar MT (not bound to chromosome) ­ If MT radiates behind where the chromosomes are, it’s an astral MT (forms aster);  it polymerizes away from the other pole ­ Aster + spindle (polar + kinetochore MT) make mitotic apparatus ­ ­ interphase = centrosome, stable MT ­ Mitosis = poles, mitotic apparatus, unstable MT ­ Spindle is between the poles, aster is behind the poles Centromere: attachment site for microtubules ­ Kinetochore proteins mediate attachment of chromosomes to MTs ­ Inner kinetochore is attached to centromere DNA ­ Outer kinetochore is attached to inner kinetochore, and the (+) ends of MTs try to  capture the chromosome from the outer kinetochore  ­ There are long fibular projections that come out of the outer kinetochore, and that  is what the (+) ends actually attach to o The (+) ends of MT are actually free to polymerize and depolymerize  ▯ needed for separation of chromosomes Spindle Formation ­ Chromosome capture and congression in prometaphase  ­ Mitosis checkpoints: ALL chromosomes must be captured (from both sides), ALL  chromosomes must be aligned during metaphase, ALL chromosomes must be  separated (requires motors and MT dynamics) ­ MT are very unstable (grow + shrink quickly all the time), but are stabilized when  they hit both kinetochores from both sides ­ Lots of proteins reach out and capture the MT away from the (+) end because the  (+) end must be able to grow and shrink ­ Dynactin­dynein complex tethers the kinetochore (chromosome) to MT  o Dynactin binds the MT a little bit away from the (+) end, and dynein  carries the kinetochore as cargo  o Carries the kinetochore + chromosome towards the (­) end ­ Kinesin motor proteins bring ______ towards the (+) end ­ Also proteins there that just keep the chromosome (kinetochore) attached to the  MT ­ The (+) end is not capped, and the proteins are bound away from the (+) end, so it  is still free to polymerize/depolymerize (kinesin­13)  ­ Tension Assures Bi­Orientation ­ Need bi­orientation (kinetochore captured from both poles) in order for the MT to  be the most stable; stability is due to tension ­ If there is no tension (kinetochore only attached to one pole) then there is  phosphorylation of the kinetochore protein, Ndc80, which leads to more MT  instability (chromosome may even fall off)  ▯weak MT interactions with  kinetochore ­ Keep trying to capture chromosome from both sides ­ If there is tension, Ndc80 will be dephosphorylated, and the MT will be stable ­ In the stable state, the MT will be pulling from both sides, trying to align the  chromosomes on the metaphase plate ­ Cell has mechanism of knowing when all chromosomes are captured from both  sides and aligned on metaphase plate ­   Anaphase ­ All sister chromatids must separate, if they don’t do it properly then you get non­ disjunction ­ Anaphase A = MT shortening, movement of chromosomes closer to the pole, the  distance between chromosome and pole shrinks o MT as depolymerizing as the chromosome is still attached to the (+) end  so that it moves closer to the pole (not right at (+) end) o Dynein walks the chromosome towards the (­) end/pole as the (+) end is  disappearing  o If you use taxol, then MT will stabilize and won’t separate  ­ Anaphase B = poles getting further apart so that you form 2 daughter cells o Polar MT try to reach the opposite pole, results in overlap between MT  where kinesin 5 is found o Kinesin 5 is bipolar motor bound to the 2 MT antiparallel overlapping MT;  both head domains want to walk to (+) end, causes MT to slide o Sliding of polar MT causes poles to move apart, elongating cell so  cytokinesis can occur easier  o Astral MT help pull the poles away from each other; they are attached to  PM by dynein  o Dynein tries to move to (­) end while carrying PM as cargo, but it can’t  move so it ends up pulling the pole towards the membrane  o As pole is pulled towards PM, there is depolymerization at (+) end so it  doesn’t break through PM as dynein pulls it towards (­) end ­ Chromosome Movements in Anaphase A ­ Method to observe MT activity is to label them with a fluoro marker, then bleach  part of the MT so it doesn’t fluoresce  ­ As anaphase occurs, can see that bleached region doesn’t move, but the distance  between bleached region and chromosome gets shorter ­ Indicates that the (+) end depolymerizes and the chromosome follows the  depolymerization ­ Need MT disassembly for anaphase A to occur or else chromosomes won’t get  closer to the poles Chromosomal Movements in Anaphase B ­ Driven by motor proteins to separate poles o Kinesin 5 at polar MTs, and dynein at astral MTs ­ If you inhibit the motors from functioning then poles won’t separate and you  abort mitosis because cytokinesis can’t occur ­ Many cells extend polar MT ends to continue to push the poles even farther apart  (once the polar MTs get to the end of the overlap, they polymerize more tubulin  so there’s more to push from) ­ Session 3 Actin Filaments – Microfilaments  ­ Microfilaments (actin) = thinnest; microtubules = thickest ­ Usually found in the cortex (region just below PM)  ▯outer regions of cell o MT usually found in the inner regions of cell ­ Actin found in outer regions because of their cortical function; usually involves  the PM ­ Also has roles in cell migration (movement), endocytosis, shape Actin Based Structures ­ Actin can form strong bundles (very stable) and networks/branches o MT are long thin unbranched structures ­ Actin supports the PM ­ Found in epithelial cells (these cells form barriers; actin structures provide  strength), and migrating cells, and muscle cells (actin/myosin), and non­muscle  functions (contractile rings, endocytosis, phagocytosis) Actin: Structure ­ Building block/monomer of actin is G­actin (globular), which polymerizes into F­ actin (filamentous) microfilaments ­ 3 forms of actin: α, β, and γ ­ G­actin is not symmetrical; has 4 lobes with an ATP­binding site (cleft) that  makes it asymmetrical  ­ F­actin is therefor polar with (+) end and (­) end, because all G­actin is polar and  in same orientation; cleft faces (+) end ­ Actin forms a double helix with (­) end and (+) end (polymerizes faster)  Actin: Polarity ­ S1 myosin will decorate actin so it looks like a bead of arrow heads pointing  towards the (­) end  ▯helps identify the (­) end ­ Polarity allows for independent regulation of actin assembly or disassembly  Polymerization of Actin Filaments Occurs Preferentially at the (+) End ­ As the concentration of actin increases, there are more actin monomers in the cell  until the concentration his the Cc ­ G­actin polymerizes at the Cc to make actin filaments, all additional monomers  added go towards making filaments ­ Adding more monomers gives more polymerization ­ Adding S1 myosin will stabilize actin, can then add more monomers to see which  end grows faster ­ Actin Assembly ­ Nucleus forms first when G­actin aggregates a bit, then monomers are added to  the (+) end [fast] and (­) end [slow] ­ G­actin must be in the ATP form to polymerize (like how beta tubulin must be in  the GTP form to polymerize) ­ Nucleus is smaller, relatively stable unit; nuclei = little bits of polymerized actin  ▯ lots of nuclei = can elongate faster ­ Making nucleus first allows for faster polymerization  ­ If you start with nuclei, you will get elongation and steady state faster; if you start  with just monomers, you need time to form nucleus first and reach steady state  slower ­ Steady state: G­actin monomers exchange with subunits at the filament ends, but  there is no net change in the total length  Actin Polymerization and Critical Concentration ­ After actin is added (in ATP form), it gets hydrolyzed to ADP form; so hydrolysis  follows the growing end  ­ G­actin must be bound to ATP to polymerize ­ Cc of (+) end = 0.12µM and Cc of (­) end = 0.6µM ­ Need a higher concentration (5x) at the (­) end in order to polymerize ­ Above Cc you polymerize, below Cc you depolymerize, between 0.12 – 0.6µM  you get treadmilling  ­ Treadmilling: add to the (+) end while removing from the (­) end so the subunit  looks like its moving ­ Treadmilling often occurs in actin because actin constantly changes vs. tubulin  which CAN treadmill but is usually capped so rarely does it Regulation of Actin Polymerization ­ There is tons of actin in the cell (400µM), but it is being regulated so that actin is  not always polymerizing ­ Thymosin: regulates G­actin by binding to it and removing it from the overall  concentration  ▯provides a reservoir of G­actin o Once thymosin is released, G­actin can be polymerized again ­ Profilin: regulates actin by activating it; makes it go from ADP to ATP form, and  G­actin can only be added if it is in the ATP­form  ­ Cofilin: regulates actin by enhancing depolymerization at the (­) end ­ If profilin and cofilin are acting at the same time, then the actin will start  treadmilling and moving towards the (+) end ­   Actin Capping Proteins – Block Assembly and Disassembly  ­ Proteins can cap the ends of actin to stabilize it  ­ CapZ caps (+) end so only (­) end can freely polymerize/depolymerize based on  Cc ­ Tropomodulin caps the (­) end so only the (+) end can freely  polymerize/depolymerize based on Cc  ­ Actin­disrupting drugs: Phalloidin binds to and stabilizes actin (can be used as a  marker if you make it fluoro); cytochalasin depolymerizes filaments Assembly and Branching ­ Always a high [actin] in the cell, so must regulate a lot ­ Formin helps make an unbranched filament by regulating growth at the (+) end,  also prevents capping so that the (+) end can grow/shrink ­ Formin is a dimer of FH2 domains ­ Must remove formin if you want to cap actin ­ Formin must be activated by rho GTPase in order to work; Formin has a rho  binding domain (RBD) as well as the FH2 domain ­ Activated Arp2/3 Mediated Filament Branching ­ Arp2/3 helps make branched filaments; it exists on the side of actin filaments ­ Arp2/3 will bind to an existing filament, then a new filament will grow from it  with the (+) end growing away from it ­ Arp2/3 is regulated with nucleation promoting factor ­ WASp is a nucleation promoting factor that will activate Arp2/3, but it itself needs  to be activated by Cdc42 (a GTPase) ­ Listeria bacteria has proteins on its surface that activate Arp2/3 and cause (+) ends  of actin filaments to polymerize o Uses the growing actin to push itself around the host cell and eventually to  drive itself from one cell to the next cell by punching through the PM ­   Arp2/3­Dependent Actin Assembly During Endocytosis ­ Endocytosis: trying to move vesicle away from PM ­ Activate WASp which will activate Arp2/3, which will cause (+) end to  polymerize and push the vesicle away from the cell surface and pull it deeper into  the cell  ­ Phagocytosis and Actin Dynamics ­ Phagocytosis: usually involved in engulfing pathogens in  immune system ­ Bacteria/antigens are recognized by antibodies, and once  pathogen binds to receptor, it will activate polymerization  of actin to push membrane away from cell to form a  vesicle around the pathogen ­ Actin can push membrane inward or outer, depending on situation Actin –Binding Proteins and Cellular Structures ­ Fimbrin and actinin help form bundles of actin by binding parallel actin filaments o Found in microvilli which are projections found in epithelial cells but  don’t move; they increase surface area fro absorption in intestine  o Microvilli are held in place by actin bundles (fimbrin) o Epithelial cells also have cilia (made of MT) to beat things ­ Filopodia are fingerlike projections that come out of cells and contain many actin  bundles that help push a migrating cell ­ Spectrin and filamin help form complex networks by binding to them in a specific  way that allows for crosslinking of already networked filaments (existing  branched actin network from Arp2/3 is made more complex) ­ Dystrophin supports the actin network to the PM ­ Actin­Binding Proteins help actin form bundles, networks, and support ­ o Red blood cells depend on actin binding proteins to support
More Less

Related notes for Biology 2382B

Log In


Don't have an account?

Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.