Ch 15 - Intracellular Compartments and Transport

Question 1

Hoe zijn de celcompartimenten ontstaan?

Answer 1

Door endosymbiose –> the theorie is dat plasmamembranen naar binnen zijn gegeven bij bijv. de vorming van de celkern, waardoor het DNA omsloten werd door een membraan

Question 2

Hoe komen eiwitten op verschillende plekken in de cel? (4)

Answer 2

• Protein sorting
• Vesicular transport
• Secretory pathways
• Endocytic pathways

Question 3

Protein sorting - waar gaan eiwitten in principe heen?

Answer 3

Eiwitten blijven in het cytosol tenzij ze een signaal krijgen dat ze ergens anders heen moeten.
De signalen zijn sequenties van aminozuren, wat een soort label wordt die aangeeft naar wel compartiment het eiwit moet.

Question 4

Wat zijn 3 mechanismen om organellen te importeren door een membraan heen?

Answer 4

1. Transport door kernporien
2. Transport over het membraan heen mbv transporteiwitten
3. Transport blaasjes

Question 5

Kernporien -

Answer 5

• transport gaat beide kanten op (in en uit de kern)
• Grotere moleculen hebben een nuclear lokalisatie eiwit nodig
• Eiwitten kunnen in hun gevouwen vorm door de porie heen getransporteerd worden

Question 6

Kernporien -
Werking

Answer 6

Eiwit dat naar de kern moet:
- eiwit bindt met het lokalisatiesignaal aan de een kerntransport receptor –> hele complex gaat door de porie heen de kern in –> receptoren laten los en gaan door de porie terug naar het cytosol

Question 7

Kernporien -
Hoe wordt het eiwit van de receptor los gelaten?

Answer 7

een ran-GTP eiwit bindt aan de receptor (met het eiwit) –> de receptor veranderd van vorm waardoor het eiwit wordt los gelaten.

ran-GTP complex met alleen de receptor keert terug naar het cytosol –> complex wordt losgekoppeld door GTP hydrolyse –> blijft ran-GDP over, wat geen affiniteit heeft voor de receptor en weer beschikbaar is

Question 8

Transporteiwitten -
Werking van transport over het membraan

Answer 8

• Eiwitten moeten door een dubbel membraan
• Eiwitten moeten eerst ontvouwen
• Eiwitten die naar mitochondrien of chloroplasten moeten hebben een signaalsequentie op hun N-kant
• De signaalsequentie bindt met een receptor die aan een soort kanaal vast zit.
• Dit beweegt over het membraan tot het een ander kanaal tegenkomt, waardoor er een opening vormt
• Eiwit gaat hier doorheen, komt in de matrix en vouwt weer op
• De signaal sequentie laat los
• Het eiwit kan door het kanaal als het Tim en Tom complex elkaar tegenkomen

Question 9

Transport blaasjes -
Waar worden ze voor gebruikt?

Answer 9

Transportblaasjes worden gebruikt voor eiwitten die gemaakt worden in het ER. De eiwtten komen niet terecht in het cytoplasma, maar worden getransporteerd in transport blaasjes.

Question 10

Transport blaasjes -
Eiwitten gaan vanuit het ER naar ..

Answer 10

• ER
• Golgi
• Endosomen
• Lysosomen
• Uitgescheiden worden

Question 11

Transport blaasjes -
Hoe komt een eiwit binnen in het ER

Answer 11

Op het membraan van het ER zitten translocatie kanalen. Als de signaalsequentie van een eiwit bindt aaan de receptor, gaat de translatie door het kanaal heen en komt het getransleerde eiwit direct in het ER lumen terecht.

Question 12

Transport blaasjes -
Hoe komen eiwitten het ER binnen via transmembraaneiwitten

Answer 12

Transmembraaneiwtten zitten verankerd in het membraan.

Verdere uitleg volgt

Question 13

Transport blaasjes -
moeten …

Answer 13

de juiste eiwitten bevatten en fuseren en
moeten fuseren met de juiste membranen

Question 14

Transport blaasjes -
Vorming

Answer 14

Bij de vorming van blaasjes moet eerst een coating ontstaan waardoor het blaasjes stevigheid en zijn vorm krijgt. Bij de juiste vorm kan de coating er weer af

blaasje neemt de juiste eiwitten mee (=cargo moleculen) en bindt aan cargo receptor –> adaptine bindt de charithine coat aan de cargo receptors –> Dynamin snoert het af

Question 15

Transport blaasjes -
Afsnoeren

Answer 15

Na het afsnoeren (budding) moet het blaasje getransporteerd worden naar de juiste plek.
Het type coating bepaald welke plek dit is.

Tethering (vastbinden en intrekken naar membraan) –> Docking (aanmeren) –> Fuseren

Question 16

Transport blaasjes -
Herkennen / identificeren voor het afsnoeren

Answer 16

Als het blaasje op de juiste plek komt moet het worden geidentificeerd om te bepalen of het echt het juiste blaasje is. Hier spelen 2 soorten eiwitten een rol bij:
- Rab eiwitten
- SNARES –> zorgen voor fusie met een membraan
* v-SNARE –> v = vesicle, zitten op het blaasje zelf
* t-SNARE –> t = target, zitten op het target membraan

Rab eiwitten zitten op het transportblaasje –> tethering protein bindt en trekt het naar binnen –> De v-SNARE en t-SNARE binden en trekken het blaasje tegen het membraan waardoor fusie plaats vindt.

Question 17

Secretory pathway - Exocytose
Route

Answer 17

= afgifte.
Stoffen worden in de cel gemaakt en worden uitgescheiden.

ER –> Golgi –> Cell membraan

Question 18

Secretory Pathway - Exocytose
Voordat het eiwit het ER verlaat wordt er gecontroleerd of

Answer 18

• Het eiwit een ER retentie signaal bevat (als het dit wel bevat, moet het in het ER blijven)
• het eiwit juist gevouwen is –> zo niet, blijft het in het ER tot de vouwing is gelukt door chaperone eiwitten
• Eiwitten die niet juist gevouwen kunnen worden zijn de enige die in het cytosol terecht komen

Question 19

Secretory Pathway - Exocytose
Unfolded Protein Response

Answer 19

• Verkeerd gevouwen eiwitten activeren de UPR door aan receptoren te binden
• Receptoren stimuleren de productie van transcriptie regulator, deze verplaatst naar de nucleus om daar genen te activeren die coderen voor chaperones en ER components.
• Champerone mRNA gaat naar cytosol en door het membraan heen worden chaperone eiwitten getransleerd die de eiwitten juist opvouwen.

Question 20

Secretory Pathway - Exocytose
Golgi apparaat
Wat gebeurt er? En wat zijn de verschillende kanten

Answer 20

Eiwitten zullen verder gemodificeerd en gesorteerd worden. Chemische groepen kunnen aan de eiwitten geplakt worden.

Cis kant:
- Ingang naar ER
- Eiwitten worden hier naartoe gebracht door de blaajes

Trans kant:
- Uitgang naar het plasmamembraan
- Blaasjes worden afgesnoerd en gaan naar het plasmamembraan
- Versmelten dus door Rab en SNARE eiwitten

Question 21

Secretory Pathway - Exocytose
Golgi apparaat
Wat zijn de 2 pathways van afgifte naar het plasmamembraan?

Answer 21

Constitutieve afgifte:
- Geen regulatie, gaat continu door
- Belangrijk voor plasmamembraan groei
- Eiwitten die wroden afgegeven zijn belangrijk voor het onderhoud van de cellen –> adhesie, of nodig voor extracellulaire matrix of voeding voor cellen.

Gereguleerde afgifte:
- Blaasjes zijn wel aanwezig, maar gaan pas fuseren wanneer er een signaal komt (bijv. een hormoon of neutrotransmitter)
- Blaasjes blijven ‘hangen’ net voor het plasmamembraan tot er een signaal komt
- Voordeel –> blaasjes gaan aggregeren en worden pas afgegeven als het nodig is, waardoor er een hogere concentratie van de stoffen wordt vrijgegeven.

Question 21

Endocytotic pathways -
Opsplitsen in 2 processen

Answer 21

Pinocytose:
- ‘Cellulair drinken’
- Wordt uitgevoerd door alle cellen in ons process
- Continu process waarbij steeds kleine beetjes vloeistof uit de omgeving worden opgenomen via kleine blaasjes
- Niet specifiek en in hoog tempo

Phagocytose:
- ‘Cellulair eating’
- Opname van grote moleculen via fagosomen
- Alleen door gespecialiseerde fagocytische cellen –> neutrofielen, macrofagen

Question 21

Endocytotic pathway - Receptor gemedieerde endocytose

Answer 21

• Sommige stoffen heeft een cel in grotere hoeveelheden nodig
• Efficient om receptoren te hebben voor die macromoleculen
• Bijv. cholesterol, vitamine B12, ijzer
• Nadeel –> virussen maken ook gebruik van die receptoren

Question 22

Endocytotic pathway - Fagocytose
Process

Answer 22

1. Herkenning door fagocytische cel en binden aan het celmembraan
2. Wordt en fagosoom gevormd –> membraan gaat naar binnen en bijv. bacterie wordt opgenomen
3. Fagosoom gaat fuseren met een lysosoom
4. Vertering en uitscheiding