Eukaryotic Membranes and Cytoskeleton

Origins and Evolution. Sprache: Englisch. Dateigröße in MByte: 16.
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This book discusses the evolutionary origin and diversification of eukaryotic endomembranes and cytoskeleton from a cell biological and comparative genomic perspective. Many of the chapters present original research data from comparative genomic surv

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Produktdetails

Titel: Eukaryotic Membranes and Cytoskeleton

ISBN: 9780387740218
EAN: 9780387740218
Format:  PDF
Origins and Evolution.
Sprache: Englisch.
Dateigröße in MByte: 16.
Herausgegeben von Gáspár Jékely
Springer-Verlag GmbH

8. September 2008 - pdf eBook - 145 Seiten

Beschreibung

The presence/absence of gene families with central roles in endomembrane and cytoskeleton dynamics in a variety of eukaryotic taxa and an understanding of eukaryote phylogeny allow the cellular machineries present in the last common ancestor of eukaryotes to be accurately reconstructed. Such a reconstruction is fundamental in order to understand eukaryotic diversification, since this is the ancestral cell from which all diversity arose. This book discusses the evolutionary origin and diversification of eukaryotic endomembranes and cytoskeleton from a cell biological and comparative genomic perspective.

Inhaltsverzeichnis

CONTENTS

PREFACE ............................................................................................................ V

1. THE EARLY EUKARYOTIC FOSSIL RECORD ....................................... 1

Emmanuelle J. Javaux

Introduction ......................................................................................................................... 1

The Geological Record ........................................................................................................ 2

Dating Biological Innovations .......................................................................................... 10

Conclusions ........................................................................................................................ 15

2. THE DIVERSITY OF EUKARYOTES AND THE ROOT

OF THE EUKARYOTIC TREE......................................................... 20

Henner Brinkmann and Hervé Philippe

Woese's Paradigm .............................................................................................................. 20

Progresses in Tree Reconstruction Methods and in Sequencing:

The Promise of Phylogenomics ................................................................................. 21

The Root of the Tree of Life .............................................................................................. 25

"Primitive" Eukaryotes: A Second Major Paradigm Shift ............................................ 26

Current Status of the Eukaryotic Phylogeny .................................................................. 27

Molecular Dating ............................................................................................................... 29

From Simple Organism to Simple Processes .................................................................. 31

3. ORIGIN OF EUKARYOTIC ENDOMEMBRANES: A CRITICAL

EVALUATION OF DIFFERENT MODEL SCENARIOS ............... 38

Gáspár Jékely

Introduction ....................................................................................................................... 38

Physico-Chemical Constraints of Membrane Topogenesis ............................................ 39

Symbiotic Scenarios for the Origin of the Nucleus and Endomembranes ................... 40

Origin of Endomembranes by de Novo Vesicle Formation ........................................... 44

Autogenous Scenarios ....................................................................................................... 45

Interspecific Interactions at the Origin of Eukaryotic Endomembranes ...................49

xiv Contents

4. ORIGINS AND EVOLUTION OF COTRANSLATIONAL

TRANSPORT TO THE ER................................................................. 52

Thomas U. Schwartz

Introduction ....................................................................................................................... 52

Mediators of Cotranslational Transport ......................................................................... 53

The Control of Cotranslational Targeting ....................................................................... 55

Evolutionary Considerations ............................................................................................ 57

5. EVOLUTION OF THE ENDOPLASMIC RETICULUM

AND THE GOLGI COMPLEX.......................................................... 61

Alexander A. Mironov, Victor V. Banin, Irina S. Sesorova,

Viacheslav V. Dolgikh, Alberto Luini and Galina V. Beznoussenko

Introduction ....................................................................................................................... 61

Common and Peculiar Features of the Golgi Complex in Different

Eukaryotic Cells ........................................................................................................ 64

The Minimal Set of Genes Involved in Intracellular Traffic ......................................... 65

Models of Evolution of the ER and the Golgi Complex ................................................. 66

6. AN EVOLUTIONARY PERSPECTIVE ON EUKARYOTIC

MEMBRANE TRAFFICKING .......................................................... 73

Cemal Gurkan, Atanas V. Koulov and William E. Balch

Introduction ....................................................................................................................... 73

Coat Protein Complexes: Cellular Machineries Driving Vesicle

Formation/Fission ...................................................................................................... 74

SNARE Proteins: Cellular Machineries Driving Membrane Docking/Fusion ............ 77

Rab GTPases: Key Regulators of Membrane Trafficking ............................................. 77

7. RECONSTRUCTING THE EVOLUTION OF THE ENDOCYTIC

SYSTEM: INSIGHTS FROM GENOMICS AND MOLECULAR

CELL BIOLOGY ................................................................................. 84

Mark C. Field, Carme Gabernet-Castello and Joel B. Dacks

Defining Endocytosis ......................................................................................................... 85

The General Structure and Morphological Evolution of Endocytic Systems .............. 86

Key Factors Involved in Endocytic Systems and Their Evolutionary Distribution .... 88

Perspectives ........................................................................................................................ 93

8. ORIGINS AND EVOLUTION OF THE ACTIN CYTOSKELETON ...... 97

Francisco Rivero and Fatima Cvr ková

Introduction ....................................................................................................................... 97

The Actin Cytoskeleton in the Cellular Context ........................................................... 100

Actin and Monomer-Binding Proteins .......................................................................... 100

Contents xv

Actin Nucleation Complexes ........................................................................................... 103

Other Actin-Binding Proteins ......................................................................................... 104

Effectors and Regulators of the Actin Cytoskeleton .................................................... 105

9. ORIGIN AND EVOLUTION OF SELF-CONSUMPTION:

AUTOPHAGY.................................................................................... 111

Timothy Hughes and Tor Erik Rusten

Summary .......................................................................................................................... 111

Introduction ..................................................................................................................... 111

Degradation of Proteins in Chambered Proteases in Pro- and Eukaryotes ............... 112

Different Modes of Autophagy Degrade Long-Lived Proteins and Organelles

in Eukaryotes ........................................................................................................... 112

The Autophagy-Specific Molecular Machinery Involves Two Ubiquitin-Like

Conjugation Pathways ............................................................................................ 113

Is Autophagy a Pan-Eukaryotic Process? ..................................................................... 114

Discussion ......................................................................................................................... 116

10. ORIGIN AND EVOLUTION OF THE CENTROSOME ...................... 119

Michel Bornens and Juliette Azimzadeh

Summary .......................................................................................................................... 119

Introduction ..................................................................................................................... 119

The Centrosome-Nucleus Connection ........................................................................... 120

Centrosome Has Evolved with Multicellularity ............................................................ 120

The Evolution of the Centrin Genes .............................................................................. 121

The Centrosome-Nucleus Connection and the Duplication Process ........................... 122

Centrosome Has Evolved in Unikonts ........................................................................... 125

11. THE EVOLUTION OF EUKARYOTIC CILIA AND FLAGELLA

AS MOTILE AND SENSORY ORGANELLES ............................. 130

David R. Mitchell

Evidence for the Presence of a 9+2, Motile, Sensory Organelle in the Last

Common Eukaryotic Ancestor ............................................................................... 130

Evolution of Tubulin, Dynein and Kinesin .................................................................... 133

The Origins of 9+2 Flagella ............................................................................................ 134

Diversification of Flagellar Structure and Function

during Eukaryotic Radiation ................................................................................. 136

INDEX ............................................................................................................... 141

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