3. A biológiai membránok funkciója, szerkezete, összetétele, fizikai és kémiai tulajdonságai; a membránfehérjék szerkezete, funkciói.

Question 1

Membránok feladatai

Answer 1

1. Külvilágtól elhatárolás
2. Transzportfolyamatok
3. Információ a sejtbe
4. Mozgás
5. Növekedés lehetővé tétele

Question 2

Foszfolipid

Answer 2

amfipatikus: hidrofil fej (glicerin + foszforsav) és hidrofób farok (14-24 C, 18-20 C általában)
észterkötéssel kapcsolódó zsírsavmolekula –> cisz konfiguráció törést okozhat

foszforsav negatív töltésű, hozzá kötődhet N tartalmú kismolekulát (ikerionos szerkezet, kifelé semleges töltés)

Question 3

Legfontosabb membrán foszfolipidek + egyéb membránalkotók (eukariótáknál)

Answer 3

1. foszfatidil-kolin
2. foszfatidil-szerin (szerin önmagában ikerionos, így ez negatív molekula)
3. foszfatidil-etanolamin (baktérium membránja)

–> Fehérje: állatokban membrán tömegének 50%-a
–> Eukariótákban: Szteroid lipid: amfipatikus és szteránvázas (pl.: koleszterin az állati sejtekben)
Glikolipid: amfipatikus, nincs foszforsav, oligoszacharidokat tartalmaz

Question 4

Foszfolipidek vizes közegben milyen formákat vehetnek fel?

Answer 4

1. Micella (belül nincs víz, nincs élet) egy réteg foszfolipid belül a farki résszel
2. Kettősréteg (E exoplazmás, kifelé néző réteg), (P, protoplazmás, befelé néző réteg)
3. Liposzóma: mesterségesen előállított forma, kettősréteg, belül víz (gyógyszergyártás)

Question 5

Membránok jellemző tulajdonságai

Answer 5

1. Önhegedés (lipidek újra összetapadnak sérülés után)
2. Sarjadzás (pl.: vezikulumok)
3. Fúzió (vezikulumok beolvadnak más sejtalkotókba, membránba)
4. Fagyasztva törhetőség (elválaszthatóvá válik az E és P réteg)

Question 6

Membránlipidek hogyan mozoghatnak?
Mitől függ ez a mozgás?

Answer 6

1. Flip-flop - flippáz enzimmel (ritka, mert a hidrofil fejnek át kell jutnia a másik oldalra)
2. Laterális diffúzió
3. Foszfolipid tengelye körül forog, hajlik

fluiditás függ: hőtől és lánchossztól, telítettségtől (tudja befolyásolni a baktérium)

pl.: hidegben, kis fluiditásnál –> több cisz kötés, rövidebb láncok
Állatokban –> koleszterin beépítés (merevít és gátolja a fagyást)

Question 7

Eukarióta membrán lipid összetétele és kialakulása

Answer 7

Aszimmetrikus
P réteg: foszfatidil-szerin, foszfatidil etanolamin
E réteg: foszfatidil-kolin, glikolipidek

1. SER külső, citoszol felőli oldalára épülnek az membránt építő egységek, flippáz enzim a foszfolipid felét a lumen felőli oldalra viszi
2. Golginál alakul ki az aszimmetria, glikolipidek képződnek a lumen felé eső rétegben –> a belső rész lesz kívül később (E réteg)
   és a Golgi külső rétege a P réteg, a belső, kifordul

Question 8

Membránfehérjék csoportosítása kapcsolódásuk szerint

Answer 8

A. Integráns fehérjék:

1. Transzmembrán fehérje
2. lipoproteinek, lipidrésszel beágyazottak
3. Az egyik réteghez kapcsoltak

B. Perifériás fehérjék:
Nem kovalens kötéssel kapcsolódnak integráns fehérjékhez
pl.: külső jelre integráns receptorhoz kapcsolódó perifériás fehérje leválik, a citoszolba kerül

Question 9

Integráns fehérjék funkciói

Answer 9

1. Transzportfehérjék (pl.: Na+ pumpa)
2. Horgonyfehérje (aktin vagy egyéb fonalas szerkezet rögzítése)
3. Enzimfehérje (citoszol felőli oldalon, ATP szintáz)
4. Receptorok (kívülről szignál hatására konformáció változás, jelet indítanak a citoszolban)

Question 10

Transzmembrán fehérjék szerkezete

Answer 10

Transzmembrán doménnel történik a rögzítés a kettősrétegben
–> hidrofób oldalláncú aminosavak (pl.: leucin, valin) kifelé néznek, rögzítenek az apoláris foszfolipidekhez,
DE a peptidkötések hidrofilek maradnak

1. alfa-hélix: A fehérjeláncon a H-kötések befelé állnak, apoláris közegben
2. béta-redő: hordószerű vizes csatorna (pl.:porin) befelé néznek a hidrofil oldalláncok

Question 11

Fehérjék mozgása a membránban

Answer 11

Laterális diffúzió lehetséges, mérettől is függ (egér, emberi sejt fúzió, fluoreszcensen jelölt, egyenletes eloszlás lett végül)

A mozgást gátolhatja:

1. extracelluláris térben más fehérjékhez kapcsolódás
2. sejten belül fonalas fehérjékhez kapcsolódás
3. két sejt transzmembrán fehérjéinek kapcsolódása
4. szignál-receptor kapcsolat

Question 12

Sejtkapcsolatra példa, ami a fehérjék laterális diffúzióját gátolja

Answer 12

Szoros kapcsolat –>
bélhámsejteket összekötő okkludin fehérje –> az apikális oldalon (bélcsatorna felé néző) és a bazolaterális oldalon más transzportfehérjék kellenek.
Az okkludin fehérje meggátolja az összekeveredésüket

Question 13

Mivel lehet vízoldhatóvá tenni a membránfehérjéket?

Answer 13

Detergensekkel, pl.: Triton X-100 (enyhébb, nem ionos) és SDS (Sodium Dodecyl Sulfate, erősebb, ionos, pl.: gélelektroforézisnél használják)

Question 14

Hogyan épülnek fel a detergensek? Hogyan hatnak?

Answer 14

Amfipatikusak, egy hidrofil fej és egy hidrofil farok, kisebbek, mint a foszfolipid, inkább micellába rendeződnek

A fehérje és a foszfolipidek közé férkőznek és hidrofillá teszik a fehérje transzmembrán doménjét –> a hidrofób farokkal a fehérjék és a foszfolipidek hidrofób részéhez kapcsolódnak

–> detergensek amfipatikus volta miatt oldatba vihetőek a körbevett fehérjék

Question 15

Hogy néz ki a sejtburok és mi a funkciója?

Answer 15

glikoproteinek vagy glikolipidek oligoszacharid oldalláncai nyúlnak az extracelluláris térbe

Funkció:

1. Markerek, más sejtek receptorai felismerhetik (pl.: immunreakciók)
2. Kiszáradás elleni védelem, nyálkás, csúszós réteg létrehozása

Question 16

Példa a sejtburok működésére

Answer 16

Gyulladás esetén az érfal sejtjeinek felszínén lektinek termelődnek, ezek receptorok, felismerik egyes fehérvérsejtek felszíni oligoszacharidjait –> fehérvérsejtek letapadnak, eldeformálódva a gyulladt szövetekbe jutnak, felveszik a küzdelmet a kórokozókkal

Question 17

Belső sejtburok neve (a P réteg belső oldalához közel lévő citoszol része), felépítése

Answer 17

Sejtkortex:
Hálózatos fehérjékből áll (aktin, spektrin), ezeket tapadási proteinek tartanak a helyükön

sejtalak, mozgásban szerepet vállal, egyéb fehérjékhez is kapcsolódhatnak

pl.: spektrinben sérült vörösvérsejtek gömb alakúak lehetnek

Question 18

Fő pontok

Answer 18

1. Membránok feladata
2. Foszfolipid felépítés, legfontosabb membrán foszfolipidek + egyéb membrán alkotók (fehérje, szteroid lipid, glikolipidek)
3. Vizes közegben foszfolipidek alakzatai (micella, kettős membrán, liposzóma)
4. Membránok jellemző tulajdonságai (Önhegedés, Sarjadzás, Fúzió, Fagyasztva törhetőség)
5. Membránlipidek mozgása, befolyásoló tényezők
6. Eukarióta membránlipid szerkezete, asszimetriája, kialakulása
7. Membránfehérjék csoportodítása (integráns és perifériás), integránsfehérjék funkciói és transzmembrán fehérjék szerkezete
8. Fehérjék mozgása a membránban –> sejtkapcsolatra példa (szoros kapcsolat bélhámsejteknél)
9. Membránok vízoldhatóvá tétele (Triton-X-100, SDS), detergensek felépítése és működése
10. Külső sejtburok felépítés és funkció –> példa a működésére (lektin a gyulladt érfalban, oligoszacharid a fehérvérsejtben)
11. Belső sejtburok felépítés és funkció (sejtkortex)