МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ КЛЕТКИ.
Структура и функции цитоскелета

Направление: 510600 - Биология

Специализация: 51611 - Биохимия и молекулярная биология

Составитель: доктор биологических наук, профессор
Елена Сергеевна Надеждина

1. Типы цитоскелетных структур эукариот: микротрубочки, микрофиламенты, промежуточные филаменты. Методы исследования цитоскелета: выделение белков и их полимеризация in vitro; электронная микроскопия; иммунофлуоресцентная микроскопия.

2. Расположение промежуточных филаментов в клетках. Белки промежуточных филаментов, строение их молекул, тканеспецифичность. Сборка и разборка промежуточных филаментов in vivo и in vitro; укладка субъединиц в филаменте. Ламины ядерной оболочки. Перестройки системы промежуточных филаментов в клетках при митозе и при действии различных ядов. Функции кератеновых филаментов. Белки, ассоциированные с промежуточными филаментами, и их функции. Межклеточные контакты и промежуточные филаменты.

3. Белок микротрубочек - тубулин: строение молекулы. Полимеризация тубулина: условия среды, роль GTP, фазы реакции, критическая концентрация. Укладка субъединиц в стенке микротрубочки, плюс- и минус-концы микротрубочек. Динамическая нестабильность микротрубочек. Белки, ассоциированные с микротрубочками, строение молекул, функции. Перестройки системы микротрубочек в клетке в митозе и при действии различных ядов(колхицин, нокодазол, винбластин, таксол). Понятие центра организации микротрубочек. Строение центриолей и центросомы в клетках животных. Строение аксонемы ресничек и жгутиков. Белки транслокаторы, ассоциированные с микротрубочками: кинезин, динеин, казеиноподобные белки. Их ATPазная активность, механизмы транслокации; природа переносимых грузов. Биение ресничек и жгутиков. Строение митотического веретена и предполагаемые механизмы его работы. Роль кинетохоров хромосом.

4. Актин, строение его молекулы. G-актин и F-актин. Полимеризация актина: условия среды, роль ATP, укладка субъединиц в филаменте, структурные переходы молекулы. Полярность актиновых филаментов. Расположение актиновых филаментов в клетках. Формирование актиновых гелей in vivo и in vitro. Различные классы связывающих актин белков и их функции. Строение цитоскелета эритроцита. Спектрин и родственные ему белки. Строение цитоскелета в микроворсинках. Ассоциация актиновых филаментов с плазмолеммой, ее возможная роль клетке. Фокальнык контакты клеток с субстратом и их специфические белки.

5. Миозин, строение его молекулы. Различные типы миозинов. Свойства миозина как ATPазы в присутствии и в отсутствие актина. Механохимический цикл миозина. Регуляция активности миозина в мышцах. Строение актомиозиновой системы в поперечнополосатых и гладких мышцах и в фибробластах. Перестройки актомиозиновой системы в митозе и при движении клеток по субстрату. Изменеия этой системы при малигнизации клеток.

6. Другие цитоскелетные структуры: клатрин, его самосборка. Спазминовые филаменты. Титин. Цитоматрикс и его отношение к цитоскелету.

7. Эволюционная консервативность и разнообразие цитоскелетных белков. Изоформы тубулина и актина.