algemene celbiologie van dieren Flashcards
functies van biologische membranen
barrière (noodzakelijk om leven mogelijk te maken)
transport
signalisatie
structuren
metabolische functie
componenten van membraan
vet -> fosfolipiden
eiwitten
membraan is amfipatisch + bilaag
hydrofiele en hydrofobe kant
2 lagen met lipiden, mr andere eiwitten
bouw van fosfolipiden
hydrofiele fosfaatgroep vast aan glycerol
hydrofobe vetzuurstaarten
functie cholestrol
- organisatie van lipidemembraan
- bouwsteen voor hormonen (bijnierschros, testosteron, oestrogeen)
vormen van lipiden in membraan (curvatuur)
cylindrich en konische vorm
soorten membraaneiwitten (op basis van verankering)
-Integrale membraaneiwitten / transmembranaire proteïnen (gebonden aan integraal)
-Lipideverankerde membraaneiwitten (via lipiden anker verbonden)
-perifere membraaneiwitte (dwarsdoor)
porie
meerdere keren dat een eiwit doorheen het membraan gaat
(multipass eiwit <-> single pass eiwit)
prenylatie
hydrofobe molecule toevoegen aan eiwit
acetylatie
wordt een acetylgroep aan deze stof vastgemaakt (COCH 3)
functie hydrofobe aminozuren
maken interactie met omliggende lipiden
GPI anker
lijkt op een fosfolipide in het celmembraan dat verbonden is met suikermoleculen een linker en een eiwit
doel detergenten + soorten
= eiwitten extraheren uit het membraan
- ionisch (denatureren)
- niet-ionisch (isoleren)
CMC
= critical micelle concentration
niet-ionisch detergent + water => micel met voldoende concentratie
te weinig CMC dan vorming van detergent dat eiwit issoleert
soorten beweegbaarheid van membraaneiwitten
random dr membraan
vast aan cytoskelet
bewegen volgens cytoskeletair element / vast aan motoreiwit
raft
in een bepaald gebied met een ‘deurtje’
difussieprocessen: experiment met species-specifieke oppervlakte antigenen
- een muis en mensen cel fusioneren tot een heterocaryon
- antilich toevoegen dat alleen bindt aan muiscel membraan en eentje aan menscel membraan
- eiwitten merken
=> je ziet dat ze bewegen in de tijd
=> vloeibaarheid van membraan
difussieprocessen: FRAP (fluorescence recovery after photobleaching)
- membraan fluo
- bepaald segment laseren waardr het geen licht meer kan uitstralen
- cel bekijken in gebleekt gebied en het verandert drheen de tijd
=> vloeibaarheid van membraan + eiwitten vast aan het cytoskelet
soorten transmembranaire transportmechanismen
ATP-powered pumps
ionen kanalen
transporters (uniporter, symporter, antiporter)
lipid rafts
= ‘vlot’ van eiwitten en lipiden die samen drijven op het membraan
=> vaak signalisatie eiwitten
caveolae
gespecialiseerde lipid raft met een mantel van caveoline eiwitten -> signaaltransductie
hoe vermeerderen organellen zich
organel-dissociatie en -ressociatie
organel-deling
organel-aangroei
pulse and chase bij intracellulaire transporten
transport van eiwitten volgen
pulse = toevoeging van radioactieve precursor
chase = overmaat aan niet radioactieve precursor toevoegen
onderzoek naar intracellulair transport: gentechnologie
- cel wordt in organel geplaatst en migreert nr het organel waar het thuis hoort dr signaalsequentie vr specifiek organel te koppelen aan plasmide met cDNA
- we willen bepaald ongekend eiwit isoleren waarvan we het antilich niet kennen dr een gekend eiwit eraan te koppelen met antilichaam met een kleuring
onderzoek naar intracellulair transport: celfractionaties dr differentiële en densiteitsgradiëntcentrifugaties
- centrifugeren bij verschillende snelheden en in oplossingen met een verschil densiteitsgradiënt -> dr zwaartekracht vallen grootste deeltjes eerst naar beneden (hoe kleiner deeltje hoe groter Fcentrifuge) => organellen isoleren uit cel
- organellen die even groot zijn?
- cellen losmaken en openbreken met detergenten
- densiteitsgradient maken (sucrose met verschill concentraties in laagjes in proefbuisje brengen) en centrifugalekracht op te laten in werken (anders verdwijnen laagjes)
onderzoek naar intracellulair transport: in vitro systemen
- signaalsed merken met een radioactief label en gebruik maken van celfracties om te zien in welke fractie het eiwit zit en dus in wel organel
- signaalseq dat in het eiwit zit wordt steeds kleiner: in gel steken en kleinste gaat het verste in de gel
3.organel en eiwit behandelen met protease om te kijken of het organel het eiwit kan opnemen
bouw ER
ruw (afgeplatte zakvormige) en glad (tubulair) ER met centraal lumen
RER = ribosomen
SER = gn ribosomen
polyribosoom
1 mRNA bindt met meerdere ribosomen => er kunnen meerdere eiwitten gemaakt worden en dus binden op RER
posttranslationele import
ribosoom vrij in het cytoplasma maakt proteïnen aan die worden getransporteerd nr nuclues, peroxisomen, mitochon, chloroplasten
cotranslationele import
eitwit gemaakt op het membraan v RER en wordt getransporteerd nr plasmamembraan, endosomen, lysosomen en vesikels
functies ER
synthese van
- proteïnen en lipiden vr plasmamembraan en membranen v ER, golgi en lysosomen
- lipiden vr mitochon, peroxisomen
- proteïnen vr lumen v ER, golgi, lysosomen
secretie van
- componenten extra cellulaire matrix
- stapeling Ca in SER vr spieren
isolatiemethode vr SER en RER
- cellen fortexen / schudden zodat membranen uit elkaar vallen en microsomen vormen
- adhv sucrosegradient deze scheiden
microsomen
= SER en RER worden gebroken en worden omgezet in vesikels => zelfsluitend karakter v membraanbilaag
stappen van cotranslationeel import
- targeting
- translocatie
- modificatie
functie signaalpeptide bij ER
binding ribosoom-mRNA complex met ER
signaalpeptidase
afsplitsing van signaalpeptide in het rer
nut microsomen
functionele eiwitten maken
signaalpeptide dat eiwitten maakt moet aan microsoom gebonden zijn zodat de eiwitten gebruikt kunnen worden
wat is een signaalsequentie
korte peptideketen van aminozuren, die voorkomt gesynthetiseerde secretie-eiwitten
ontdekking v signaalsequenties
- eiwit gesynthetiseerd in vitro is veel groter
- eiwit in vivo migreren veel sneller
- eiwitten in RER verkrijg je een verkorte vorm
vectorial discharge
= cotranslationeel transport RER
1. SPR bindt aan signaalseq en blokkeert translatie
2. SPR leidt complex nr RERmembraan waar SPRreceptor bindt
3. SPR komt vrij en ribosoom bindt aan translocon
4. translatie wordt hernomen, signaalpeptide bindt aan translocon en peptide komt vrij in het lumen
5. vrije proteïnen worden dr signaalpeptidase af het signaalpeptide gehaald
wat is signal recognition particle (SRP)
= hybride molecule
- RNA-streng met 3 eiwitten
-> functies eiwitten
binden aan signaalpeptide
binden aan ribosoom (translatie blokkeren)
binden aan SPR-receptor
rol van SRP
binden aan signaalpeptide
binden aan ribosoom (translatie blokkeren)
binden aan SPR-receptor
=> GTP voor nodig (zoals ATP)
GTP-hydrolyse bij SPR
SPR wordt gerecycleerd in cytoplasma en GDP w terug actief gemaakt
GTPase schakelaar
kan actief en inactief gemaakt worden
- inactief w dr GAP, RGS, GDI
- actief w dr GEF
translocon
= soort poort die opengaat als er een ribosoom / signaalseq in de buurt bindt
- enkel open bij translocatie
translatie betekenis
de synthese van eiwitten in cellen door vertaling van mRNA-codons
- hangt samen met translocatie -> eiwit moet stevig aan ribosoom hangen
type I transmembraan eiwittten
- afkliefbaar signaalpeptide en enkelvoudig stop-transfer signaal
- meeste single pass eiwitten
type II transmembraan eiwitten
- intern signaalanker-sequentie aan beide kanten van membraan
type III transmembraan eiwitten
- intern signaalanker-sequentie aan 1 kant van membraan
type IV transmembraan eitwitten
- multiple membraan spanning
signaalpeptide
bevatten signaaleiwitten met een bepaalde functie
- nt lineaire signaalpeptide = signaaleiwitten op meerdere plaatsen v peptide: vouwen op en binden met elkaar
- aminoterminaal signaaleiwit
wanneer blijven eiwitten in het cytoplasma
als ze geen signaalsequentie hebben => geen organel specifieke taak hebben
waar wordt GPI-anker gevormd
binnenblad van ER-membraan
posttranslationele modificaties in ER (en golgi)
alleen in RER
* vorming sulfidebruggen (=> stabiliteit)
* correcte opvouw polypeptiden
* multimere eiwitten vormen
in RER en golgi-apparaat
* bewerken en toevoegen van suikergroepen
* proteolystische splitsing
wat gebeurt er met slecht opgevouwde eiwitten
worden uit ER geëxporteerd en afgebroken
Hsp70 en Bip
zorgen voor een correcte opvouwing van eiwitten
PDI
zorgt dat sulfidebruggen vormen
gebeurd spontaan in oxiderend milieu in lumen van ER
eiwitglycolysatie
suikergroep binden aan eiwit (alleen in het RER)
functies SER
lipidesynthese
detoxificatie
lipidesynthese (waar? + soorten lipiden)
- in SER
- aan het al bestaande cellulaire membraan, w lipide is extreem hydrofoob
- cytosolische zijde v ER
=> adhv flippasen sommige aaan het buitenblad v ER brengen
fosfolipiden
glycolipiden
cholestrol
hoe wordt de morfologie van ER bepaald
op basis van functie -> SER en RER
scramblase
- niet fosfo-lipidespecifiek
- katalyseert de flipping v lipiden
- zorgt vr balans aan beide kanten van membraan v lipiden
flippase
- fosfo-lipidespecifiek
- asymm samenstelling v lipiden aan membraan
vesikeltransport Golgi
eiwitten komen toe op cis-golgi-netwerk en verlaten het bij het trans-golgi-netwerk
soorten exocytose bij golgi
- constitutieve = continue proces dat plasmamembraan voorziet van lipiden en membraaneiwitten
bij afwezigheid van targetsignalen - gereguleerde = nt continue; slaat eiwitten op in secretorische vesikels en worden vrijgelaten bij het juiste signaal (hormonaal of neuraal)
functies golgi
transport
matureren van eiwitten
+ speelt een rol in het lipidemetabolisme
polariteit van golgi
ciszijde = importzijde (dicht bij ER)
transzijde = exportzijde (richting celwand)
over het algemeen: organellen bewijzen
er zijn versch merkers uniek voor versch organellen
=> antilich op merker afsturen en zo organel bewijzen
naar waar gaan eiwitten na de sortering in het golgi
- terug naar ER
- nr lysosoom systeem
- nr secretievesikels
- rechtstreeks nr celmembraan
Brefeldine A
verstoort dat het Golgi iets terug stuurt naar het ER
(= ER loopt leeg, want er is geen terugstroom v eiwitten)
=> adhv hiervan stroom van golgi nr ER bewezen
GFP
= fusieproteïne; green fluorescent protein gemaakt in plasmide
- een proteïne wordt gekoppeld aan GFP dat je bij hoge temperatuur zijn weg kan volgen
eiwitglycolysatie
= alleen in RER
= suikerstructuur op eiwit plaatsen
N-glycolisatie
begint in RER en gaat verder in Golgi
O-glycolysatie
alleen in golgi
=> stapsgewijs suikernucleotiden toevoegen => beperkte lengte en complexiteit
suikers worden één na één gebonden en worden via het lumen geïmporteerd via een antiporttransportproteïne
2 modellen van intra-Golgi transport
- cisternal maturation (meest recente en aanvaarde)
- vesicle-mediated anterograde transport
cisternal maturation
= cargo schuift gradueel op van cis naar trans-golgi-netwerk
golgi is zelf de dynamische structuur
nodig vr grotere eiwitstructuren
-> aanvaard golgi model
vesicle-mediated anterograde transport
= vesikels brengen cargo van de ene naar de andere cisterne
- cisternen zijn statisch
lipidemetabolisme golgi
aanmaak glycolipiden en sphingomyeline
lysosomale hydrolasen
= bij lysosomale enzymen afkomstig uit het ER
- fosforylatie: toevoegen van een extra suikergroep (mannose) + fosfaatgroep
- toegevoegde suiker verwijderen
-> overgebleven fosfaatgroep vormt een mannose-6-fosfaat groep
=> door fosfaat gaat eiwit nu naar het lysosoom (w golgi herkent dit)