Κεφάλαιο 12

Question 1

Σε τι είδους μόρια είναι γενικά διαπερατή η λιπιδική διπλοστιβάδα των κυτταρικών μεμβρανών και σε τι δεν είναι;

Answer 1

Γενικά, είναι εξαιρετικά διαπερατή από μικρά, μη πολικά μόρια (πχ οξυγόνο, διοξείδιο του άνθρακα).
Σε μικρότερο βαθμό είναι διαπερατή από μικρά πολικά μόρια (πχ νερό).
Είναι αδιαπέραστη από τα περισσότερα υδατοδιαλυτά μόρια και όλα τα ιόντα.

Question 2

Σε ποιες δύο κατηγορίες χωρίζονται οι πρωτεΐνες μεταφοράς των κυτταρικών μεμβρανών βάση της λειτουργίας τους;

Answer 2

1)Μεταφορείς
2)Δίαυλοι
Κάθε μία κατηγορία είναι υπεύθυνη για την μεταφορά ενός συγκεκριμένου διαλυτού μορίου

Question 3

Ποια η βασική λειτουργία των πρωτεϊνών- διαύλων;

Answer 3

Δημιουργούν πόρους διαμέσου της λιπιδικής διπλοστιβάδας μέσω της οποίας διαχέονται παθητικά τα διαλυτά μόρια

Question 4

Με ποιον τρόπο τα μικρά, μη πολικά μόρια μετακινούνται δια μέσου των κυτταρικών μεμβρανών;

Answer 4

Με απλή διάχυση

Question 5

Τι είδους ουσίες και πώς τις μεταφέρουν οι πρωτεΐνες μεταφορείς;

Answer 5

Διαθέτουν κινητά τμήματα και μεταφέρουν μικρά οργανικά μόρια ή ανόργανα ιόντα από τη μία πλευρά της μεμβράνης στην άλλη μέσω αλλαγής στη διαμόρφωσή τους.

Question 6

Τι είδους ουσίες και πώς τις μεταφέρουν οι πρωτεΐνες δίαυλοι;

Answer 6

Σχηματίζουν υδρόφιλους πόρους στην μεμβράνη μέσω των οποίων διαχέονται οι ουσίες. Οι περισσότεροι δίαυλοι διακινούν αποκλειστικά ιόντα

Question 7

Από τι εξαρτάται η διαπερατότητα της λιπιδικής μεμβράνης σε συγκεκριμένου είδους ουσίες;

Answer 7

1) Από το μεγεθός των ουσιών. Οι μικρότερες ουσίες την περνούν ευκολότερα
2) Από την πολικότητά τους. Οι μη πολικές ουσίες διακινούνται ευκολότερα

Question 8

Πώς κατανέμονται τα ιόντα Na+ και K+ μέσα και έξω από την κυτταρική μεμβράνη;

Answer 8

Τα Να βρίσκονται κατά συντριπτική πλειονότητα στο εξωτερικό, ενώ τα Κ στο εσωτερικό της μεμβράνης

Question 9

Τι είναι το δυναμικό μεμβράνης;

Answer 9

Είναι ηλεκτρική ανισορροπία (δηλαδή περίσσεια θετικών ή αρνητικών φορτίων) κοντά στην μεμβράνη

Question 10

Γιατί το δυναμικό ηρεμίας έχει αρνητικό πρόσημο;

Answer 10

Επειδή το εσωτερικό του κυττάρου είναι πιο αρνητικά φορτισμένο από το εσωτερικό

Question 11

Ποια είναι η σύσταση και η δομή των πρωτεϊνών μεταφορείς;

Answer 11

Οι πρωτεΐνες μεταφορείς είναι πολυπεπτιδικές αλυσίδες που διαπερνούν πολλές φορές την λιπιδική διπλοστιβάδα. Πρόκειται δηλαδή για πρωτεΐνες πολλαπλής διέλευσης

Question 12

Ποια είναι η βασική διαφορά μεταξύ των δύο ειδών πρωτεϊνών μεμβρανικής μεταφοράς;

Answer 12

1) Οι πρωτεΐνες δίαυλοι επιλέγουν τα μόρια κυρίως με βάση το μέγεθός τους και το ηλεκτρικό τους φορτίου
2) Οι πρωτεΐνες μεταφορείς λειτουργούν ως περιστρεφόμενες πόρτες. Επιτρέπουν, δηλαδή, την διέλευση μόνο των μορίων εκείνων που ταιριάζουν σε μία ειδική θέση πρόσδεσης πάνω στην πρωτεΐνη. Έχουν δηλαδή υψηλή εξειδίκευση.

Question 13

Με ποιος τρόπους (είδη μεταφοράς) μπορούν τα διαλυτά μόρια να διαπεράσουν τις μεμβράνες;
Ποια η συμβολή των πρωτεϊνών μεμβρανικής μεταφοράς στην μετακίνηση αυτή;

Answer 13

1) Παθητική μεταφορά, που χαρακτηρίζεται από την μη δαπάνη ενέργειας. Όλες οι πρωτεΐνες δίαυλοι και μερικές πρωτεΐνες μεταφορείς συμμετέχουν στην παθητική μεταφορά
2) Ενεργός μεταφορά, που χαρακτηρίζεται από κατανάλωση ενέργειας. Οι ουσίες μετακινούνται αντίθετα από την ηλεκτροχημική τους βαθμίδωση. Πραγματοποιούνται από ειδικές πρωτεΐνες μεταφορείς που ονομάζονται αντλίες

Question 14

Από που αντλούν την απαιτούμενη ενέργεια οι πρωτεΐνες- αντλίες;

Answer 14

1) Από την υδρόλυση ATP
2) Από την διαμεμβρανική βαθμίδωση ιόντων
3) Από το ηλιακό φως

Question 15

Από τι καθορίζεται η κατεύθυνση μεταφοράς ενός μη φορτισμένου μορίου;

Answer 15

Από την βαθμίδωση συγκέντρωσης

Question 16

Από τι καθορίζεται η κατεύθυνση μεταφοράς ενός φορτισμένου μορίου;

Answer 16

Από δύο δυνάμεις:
1)Την βαθμίδωση συγκέντρωσης
2)Από το δυναμικό της μεμβράνης (ηλεκτρικό φορτίο)
Η συνισταμένη των δύο παραπάνω δυνάμεων ονομάζεται ηλεκτροχημική βαθμίδωση

Question 17

Με ποιον τρόπο μεταφέρεται το νερό διαμέσου της κυτταρικής μεμβράνης;

Answer 17

Με την ώσμωση. Γενικά, η συγκέντρωση των διαλυτών ουσιών μέσα στο κύτταρο υπερβαίνει την συγκέντρωση αυτών που βρίσκονται έξω από το κύτταρο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να προκαλείται ωσμωτική βαθμίδωση που τραβά το νερό μέσα στο κύτταρο.

Question 18

Δώστε ένα παράδειγμα πρωτεΐνης μεταφορέα που διακινεί ένα μόρια κατά μήκος της ηλεκτροχημικής βαθμίδωσής του με παθητική, δηλαδή, μεταφορά.

Answer 18

Ο μεταφορέας γλυκόζης. Αποτελείται από μία πρωτεϊνική αλυσίδα που διαπερνά την μεμβράνη τουλάχιστον 12 φορές. Μπορεί να λάβει δύο διαμορφώσεις τις οποίες εναλλάσει κατά τρόπο τυχαίο και μη αντιστρεπτό

Question 19

Τι ποσοστό της συνολικής ενέργειας του κυττάρου χρησιμοποιείται από την αντλία Na+/K+ και γιατί αυτή λειτουργεί ασταμάτητα;

Answer 19

Περίπου το 30%.
Για να αποβάλλει τα Να+ που εισρέουν συνεχώς στο κύτταρο μέσω άλλων πρωτεϊνών μεταφορέων και διάυλων. Είναι σαν αντλία νερού σε καράβι που μπάζει

Question 20

Σε ποιες τρεις κατηγορίες διακρίνονται οι πρωτεΐνες μεταφορείς ανάλογα με τον τρόπο μεταφοράς ουσιών;

Answer 20

1)Μονομοταφορείς
2)Συμμεταφορείς
3)Αντιμεταφορείς
2+3 = Συζευγμένοι μεταφορείς

Question 21

Τι είναι οι συζευγμένες αντλίες;

Answer 21

Είναι ενεργοί πρωτεΐνες μεταφορείς που λειτουργούν δύο μόρια διαμέσου της κυτταρικής μεμβράνης. Η κίνηση του πρώτου που γίνεται κατά μήκος της ηλεκτροχημικής του βαθμίδωσης παρέχει την ενέργεια για την μεταφορά του δεύτερου που γίνεται αντίθετα

Question 22

Η ηλεκτροχημική βαθμίδωση Να+ προωθεί συζευγμένες αντλίες στην κυτταρική μεμβράνη ζωικών κυττάρων. Δώστε ένα παράδειγμα συμμεταφορέα και ένα αντιμεταφορέα εξηγώντας σε τι χρησιμεύει ο κάθε μηχανισμός

Answer 22

1) Συμμεταφορέας Να+- γλυκόζης: Βοηθά τα κύτταρα του επιθηλίου του εντέρου να προσλαμβάνουν γλυκόζη ανεξαρτήτως της βαθμίδωσής συγκέντρωσής της
2) Αντιμεταφορέας Να+ - Η+: Βοηθυά τα ζωικά κύτταρα να ελέγχουν το pH του κυτταροδιαλύματος, αποτρέποντας το εσωτερικό του κυττάρου να γίνει πολύ όξινο

Question 23

Ποιον τρόπο χρησιμοποιούν τα βακτήρια για την προώθηση των συζευγμένων αντλιών;

Answer 23

Τις ηλεκτροχημική βαθμίδωση Η+, η οποία δημουργείται από αντλίες Η+ της κυτταρικής μεμβράνης. Οι αντλίες αυτές αντλούν την ενέργειά τους είτε από το ηλιακό φως (πχ βακτηριοδοψίνη) είτε από την υδρόλυση ATP

Question 24

Με ποιον τρόπο συμβαίνει η ελεύθερη/απλή διάχυση;

Answer 24

Μέσω υδρόφιλων πόρων (πορίνες) που βρίσκονται στην κυτταρική μεμβράνη

Question 25

Πώς δημιουργείται και πώς ρυθμίζεται το μεμβρανικό δυναμικό;

Answer 25

Δημιουργείται από την διαφορά δυναμικού μεταξύ των δύο πλευρών της μεμβράνης και ρυθμίζεται από την διαπερατότητα της μεμβράνης σε συγκεκριμένα ιόντα

Question 26

Ποιες οι διαφορές των ιοντικών διαύλων από τους απλούς υδρόφιλους πόρους;

Answer 26

1) Οι δίαυλοι είναι επιλεκτικοί σε ιόντα. Η επιλεκτικότητα ρυθμίζεται από την διάμετρο, το σχήμα και την κατανομή των αμινοξέων στο εσωτερικό του διαύλου
2) Οι δίαυλοι μπορούν να ανοιγοκλείνουν (ελεγχόμενα)

Question 27

Τι είναι οι δίαυλοι διαρροής Κ+;

Answer 27

Είναι δίαυλοι που ανοιγοκλείνουν τυχαία, επιτρέποντας την ελεύθερη διακίνηση Κ+ κατά μήκους της βαθμίδωσης συγκέντρωσής του. Καθιστούν την μεμβράνη περισσσότερο διαπερατή σε ιόντα Κ+ σε σύγκριση με άλλα ιόντα

Question 28

Πώς οι δίαυλοι διαρροής Κ+ συμβάλλουν στην δημιουργία μεμβρανικού δυναμικού;

Answer 28

Τα Κ+ που διαφεύγουν από το εσωτερικό του κυττάρου αφήνουν πίσω τους περίσσεια αρνητικών φορτίων, διαταράσσοντας έτσι την ηλεκτρική ισορροπία. Με αυτό τον τρόπο δημιουργείται διαφορά δυναμικού που εμποδίζει την περεταίρω μετακίνηση Κ+ προς τα έξω. Με άλλα λόγια, το δυναμικό της μεμβράνης είναι αρκετά ισχυτό ώστε να αντισταθμίζει την τάση διαρροής του Κ+ που οφείλεται στην βαθμίδωση της συγκέντρωσής του

Question 29

Πού διαφέρουν μεταξύ τους οι δίαυλοι;

Answer 29

1) Στην επιλεκτικότητά τους σε ιόντα

2) Στον τρόπο ελέγχου του ανοίγματός τους

Question 30

Ποιοι είναι οι διαφορετικοί μηχανισμοί ανοιγοκλεισίματος των διαύλων;

Answer 30

1) Τάση: Εξαρτάται από το δυναμικό της μεμβράνης
2) Προσδέτες
3) Μηχανικά: Άσκηση μηχανικής δύναμης

Question 31

Ποιος είναι ο ρόλος ενός νευρώνα;

Answer 31

1) Να δέχεται
2) Να καθοδηγεί
3) Και να μεταβιβάζει σήματα

Question 32

Από ποια μέρη αποτελείται ένας νευρώνας;

Answer 32

1) Κυτταρικό σώμα (περιλαμβάνει τον πυρήνα)
2) Νευράξονας
3) Δενδρίτες
4) Νευρικές απολήξεις

Question 33

Ποια η μορφή του σήματος που μεταφέρει ένας νευρώνας;

Answer 33

Το σήμα που μεταφέρει ένας νευρώνας συνίσταται στις αλλαγές του ηλεκτρικού δυναμικού διαμέσου της κυτταρικής μεμβράνης του νευρώνα

Question 34

Πού βρίσκονται οι δίαυλοι Ca2+ και ποια η λειτουργία τους;

Answer 34

Βρίσκονται στις νευρικές απολήξεις των νευρικών κυττάρων. Η λειτουργία τους συνίσταται στην μετατροπή του ηλεκτρικού σήματος σε χημικό

Question 35

Υπό ποια μορφή το ηλεκτρικό σήμα μετατρέπεται σε χημικό;

Answer 35

Με τη μορφή ενός μορίου σηματοδότησης, τον νευροδιαβιβαστή. Οι νευροδιαβιβαστές, αρχικά, αποθηκεύονται στις νευρικές απολήξεις μέσα σε συναπτικά κυστίδια που περιβάλλονται από μεμβράνη

Question 36

Τι αποτέλεσμα έχει η εκπόλωση της κυτταρικής μεμβράνης στην λειτουργία των διαύλων Ca2+ και στα κυστίδιαν των νευροδιαβιβαστών;

Answer 36

Οι δίαυλοι Ca2+ ελέγχονται από την τάση. Η εκπόλωση της κυτταρικής μεμβράνης έχει αποτέλεσμα το άνοιγμά τους. Συνεπώς, λόγω της βαθμίδωσης συγκέντρωσης το ασβέστιο σπεύδει στο εσωτερικό των νευρικών απολήξεων. Λόγω των παραπάνω πραγματοποιείται σύντηξη των κυστιδίων με την κυτταρική μεμβράνη και τελικά απελευθέρωση των νευροδιαβιβαστών

Question 37

Ποια η δομή του υποδοχέα ακετυλοχολίνης, πού βρίσκεται και πώς λειτουργεί; (Εικ.12-41)

Answer 37

Ο υποδοχέας ακετυλοχιλίνης βρίσκεται στην κυτταρική μεμβράνη των σκελετικών μυϊκών κυττάρων και ανοίγει όταν προσδέσει το νευροδιαβιβαστή ακετυλοχολίνη.
Περιλαμβάνει 5 διαμεμβρανικές υπομονάδες, δύο από τις οποίες είναι ταυτόσημες και συνδυάζονται μεταξύ τους για να δημιουργήσουν έναν υδρόφιλο πόρο στην λιπιδική υποστιβάδα. Αμινοξέα με αρνητικά φορτισμένες πλευρικές αλυσίδες βρίσκονται στα δύο άκρα του πόρου επιτρέποντας την διέλευση μόνο θετικά φορτισμένων ιόντων (πχ Να+, Κ+). Ωστόσο, αν δεν προσδεθεί ακετυλοχολίνη, ο δίαυλος είναι κλειστός και οι υδρόφοβες πλευρικές αλυσίδες των αμινοξέων φράζουν την είσοδο σε μια περιοχή που καλείται πύλη. Όταν προσδεθεί ο νευροδιαβιβαστής, ο δίαυλος ανοίγει, υφιστάμενος μία αλλαγή διαμόρφωσης

Question 38

Ποιοι οι κυριότεροι υποδοχείς διεγερτικών νευροδιαβιβαστών;

Answer 38

1)Της ακετυλοχολίνης
2)Του γλουταμινικού οξέος
Αμφότεροι είναι δίαυλοι κατιόντων που ελέγχονται από προσδέτες (εν προκειμένω διαβεβαστές). Όταν προσδεθεί ο νευροδιαβιβαστής οι δίαυλοι ανοίγουν επιτρέποντας την είσοδο Να+

Question 39

Δώστε μερικά παραδείγματα υποδοχέων ανασταλτικών νευροδιαβιβαστών και περιγράψτε συνοπτικά την λειτουργία τους

Answer 39

1)GABA
2)Γλυκίνης
Αμφότεροι είναι δίαυλοι εισόδου του Cl-. Όταν προσδένεται ο νευροδιαβιβαστής, ανοίγουν, αυξάνοντας την διαπερατότητα της μεμβράνης σε ιόντα χλωρίου. Αυτή η αλλαγή στην διαπερατότητα της μεμβράνης αναστέλλει το μετασυναπτικό κύτταρο δυσκολεύοντας την εκπόλωση της κυτταρικής μεμβράνης.

Question 40

Με ποιον τρόπο μπορεί να παρεμποδιστεί η λειτουργία των διεγερτικών και των ανασταλτικών νευροδιαβιβαστών;

Answer 40

Με τοξίνες