Post on 15-Aug-2019
DNA
RNA
Protein
Selbst-Assemblierung /Selbst-Organisation
V H V H
Die Helix als gängiges Model der Selbst-Assemblierung
Actin
minus Ende
plus Ende
links rechts gewunden
Die Helix als gängiges Model der Selbst-Assemblierung
Die Selbst-Assemblierung des Taback-Mosaik-Virus
Oligomerere
Ende bei neutralem pH Ende bei neutralem pH
Elongation bei saurem pH Elongation bei neutralem pH
Untereinheit
Hexagonal gepacktes Blatt
Helicale Röhre
Prinzip der dichtesten Packung
Zellbiologische Beispiele hexagonaler Packung
Membranproteine Clathrin-Packungen unterhalb der Membran
Geometrische Formen bei der Selbst-Assemblierung geschlossener Strukturen
60 Untereinheiten können symmetrisch angeordnet eine Kugel um schließen. Fussball, Buckminsterfullerene C60
Kugelige Strukturen aus mehr als 60 Untereinheiten?
Tomatenzwergbusch Virus: 180 Untereinheiten
Die unterschiedlichen Farben kennzeichnen die leicht abweichenden Umgebungen in die sich die 180 Untereinheiten einpassen müssen. Blau 5-fach Eckpunkt. Rot/grün 6-fach Eckpunkt.
Schalendomäne
Verbindungsarm
Stacheldomäne
RNA-bindende Domäne
Ein komplexer Pathway für die Selbst- Assemblierung des Bakteriophagen T4
Organisieren des Cytoplasmas
Chemischer Gradient Mechanische Einwirkung Filamentstrukturen
Reicht das Konzept der Selbst-Assemblierung für die Bildung lebender Strukturen?
Lösliche Untereinheiten in der T-Form
Polymere sind eine Mischung aus T-Form und aus D-Form
Polymerisation, dann Hydrolyse des Nucleotides
Wachsen am plus Ende ist schnell Wachsen am minus Ende ist langsam
Polymerdynamik durch Nucleotidhydrolyse
α - und β -Tubulin bilden Microtubuli Röhren
i
Innerer Hohlraum
Ein + Ende bindendes Protein zeigt die Dynamik der Mikrotubuli
Wachstum mit GTP Kappe
Verlust der GTP Kappe
Schnelles Schrumpfen; Katastrophe
Wiederaufbau der GTP Kappe; Rettung
Wachstum mit GTP Kappe
Wechsel zwischen Katastrophe und Rettung
GTP Tubulin Dimer
austauschbares GTP
Gestrecktes Protofilament
GTP Hydrolyse verändert die Konformation und schwächt die Bindung im Polymer
Depolymerisation
GDP Tubulin Dimer
GDP/GTP Austausch
Strukturelle Unterschiede zwischen wachsendem und schrumpfenden Mikrotubuli
Dynamsiche Instabilität der Microtubuli Röhren
Wachstum Schrumpfen
GTP Kappe
GDP Bereich weniger stabil
Strukturelle Unterschiede zwischen wachsendem und schrumpfenden Mikrotubuli
Beobachtung der dynamischen Instabilität in lebenden Zellen
Längenfluktuation ermöglicht Abtasten des zell. Raums
Centrosome
Mikrotubuli
Chromosom
Kinetochor
Polymere die an Nukleotide binden sind weit verbreitet
Aktin
FtsZ ParM
Konzept der Selbstorganisation auch für: ER, sekretorisches System, Plasmamembran,etc