Lipider og biologiske membrane

Question 1

Forklar og eksemplifiser hva som menes med uniport, symport og antiport

Answer 1

Uniport er et transportprotein som frakter stoffer kun en vei, eks glukose inn til cytosol i cellen

Symport er et ko transport protein. Når eks natrium diffunderer inn til cellen vil den ta med seg et ekstra molekyl samme vei inn til cytosol, dette molekyle kan være alt fra glukose til aminosyrer

Antiport er et transportprotein som fører til at når et molekyl kommer inn igjennom proteinet til cellen vil et annet gå ut av cellen via proteinet. Dette er tilfellet ved natrium-hydrogen pumpen der Na blir pumpet inn i cellen mens H+ blir pumpet ut, dette skjer eks i epitelcellene

Question 2

Apoptose (= programmert celledød) kan påvises ved endringer av plasmamembranen. Forklar hvordan

Answer 2

I en cellemembran er det en asymetri mellom monomembranen som peker inn mot cytosol og den som peker mot ekstracellulær matriks. Dette forårsakes blant annet av de forskjellige fosfolipidene på de nevnte membranen. Når en celle skal til å dø vil det skje et par reaksjoner som fører til at denne asymetrien blir brutt. Da vil proteiner som originalt bare var i membranen som pekte mot cytosolen bli overført til membranen som peker mot ekstracellulær matriks. Disse proteinene er reseptorer som fører til celledød ved tilkolbing til immunceller.

Question 3

Enzymene scramblase og flippase er sentrale i syntese av plasmamembranen. Forklar funksjonen til disse enzymene

Answer 3

Fosfolipider og proteiner blir ferdig syntetisert i golgiapparatet. Fosfolipidene blir deretter plassert på den ene siden av cellemembranen som vender mot cytosolen. for å få fosfolipidene med i den andre delen av membrane som peker mot ekstracellulær matriks slik at ikke bare den ene delen av membranen vokser brukes et enzym kalt scrambelase som transporterer noen av disse fosfolipidene slik at de får lik vekst

Det er noen fosfolipider som ikke skal være på membranen som peket mot ekstracellulær matriks, men på dens om peker mot cytosol, dette gir en asymetri i cellemembranen. For å passe på at denne asymetrien holdes ved like brukes et enzym som heter flippase. Flippase katalyserer transporteringen av spesifikke fosfolipider fra membranen som peker mot ekstracellulær matriks til den som peker mot cytosolen.

Question 4

Forklar hvorfor mange transmembrane proteiner har en alfa-helix struktur

Answer 4

Det er alfa helix strukturens om fører til at transmemrbranen kan komme seg gjennom både den hydrofobe og hydrofyle delen av cellemembranen. I de hydrofile delene har man en N og en C terminal som selv er hydrofile. I transmembrane proteiner ser vi at når de er i lipidlaget så vil det dannes en alfa helix der de upolare delene vender mot lipidene mens de polare delene vender innover og danner hydrogenbindinger med hverandre, dermed er alfa helixen energimessig den mest gunstige formen å ha. Siden hydrofob møter hydrofob kan proteinene komme seg gjennom lipidlagene.

Question 5

hva er likheter og forskjeller på transport proteiner og kanal proteiner

Answer 5

Begge proteiner tillater passasje av hydrofile ioner/molekyler gjennom cellemembranen. Begge disse proteinene er transmembrane. Begge proteinene tilater at spesifikke proteiner kan komme seg gjennom, selv om kanaler ikke er like strenge som transportere med hvem det er som kan passere, for kanaler må molekylene bare ha passende størrelse og ladning. Og det trenger ikke å skje noen endring med proteinets form for at transporten skal gå. Transportere på sin side er strengere med hvem som kan komme seg inn i cytosolen, de må være ioner/molekyler med lik struktur som kan binde seg til proteints spesifikke bindingssete. Da vil proteine endre sin konfigurasjons slik at molekylet/ioner kan komme seg inn i cytosolen.

Question 6

b. Hvilke hovedklasser av plasmamembranproteiner har vi? Gi et eksempel på hvordan disse fungerer.

Answer 6

• Vi har transportere og kanaler. Transportere lar ioner/molekyler med spesifikke strukturer som passer i proteinets bindingssete å komme inn til cytosolen via vannfylte kanaler, dette skjer ved at transporteren endrer konfigurasjon slik at molekylet/ione kan komme inn.
• Kanaler er åpne vannfylte transportproteiner som lar molekylene med passende størrelse og ladning å passere, her skjer det ingen konfigurasjon av proteinet.
• Deretter har vi forankrings proteiner disse proteinene er viktige for å stabilisere cellen. De binder intracellulære aktin filamenter til ektracellulære proteiner i matriks, for eksempel kollagen.
• Vi har også reseptor proteiner som når de blir utsatt for en stimuli, eks av veksthormon, vil dette føre til en endring av konfigurasjon av proteinet inne i cytosolen slik at det skjer en kaskade av reaksjoner inne i cellen som fører til en biologisk respons for eksempel at cellen deler seg.
• Til slutt har vi enzymer som kan katalysere forskjellige reaksjoner. Eks ATP ase altså natrium-kalium porten der enzymet fører til en fosforisering av ATP til ADP og et fritt fosfat protein.

Question 7

Forklar hvordan plasmamembranen (cellemembranen) er bygd opp og
diskuter hva strukturen har å si for funksjonalitet

Answer 7

Plasmamembranen er hovedsakelig bygd opp av fosfolipider, fettsyrer, proteiner, kolestrol og karbohydrater. Selve plasmamembranen er bygd opp av et bilag av fosfolipider, fosfolipidene består av en hydrofob del som består av fettsyrer og en hydrofil del som består av glyserol. De hydrofobe delene av membranen er rettet mot hverandre samtidig som at de hydrofile delene er rettet mot cytosolen og ekstracellulær matriks. Funksjonen til denne oppbygningen er transport. PGA den hydrofobe delen av membranen kan ikke hydrofile molekyler og ioner passere gjennom membranen og må gå gjennom transport proteiner i stedet. Det er bare veldig små upolare molekyler og hydrofobe molekyler som kan passere membranen uten hjelp av transportproteiner. Det finnes forskjellige typer proteiner på i cellemembranen, dems hovedoppgaver er hovedsakelig å regulere transport inn og ut av cellen (transport og kanal proteiner) være signaloverførere som ved stimuli trigger en biologisk respons av cellen (reseptorer) katalyserer forskjellige reaksjoner (enzymer) eller stabiliserer cellen (anker proteiner).
Kolestrol er også en viktig del av membranen som fører til at cellens fluiditet øker, ved kalde temperaturer. Den nedsetter også gjennomtrengeligheten for små vannløselige molekyler og hindrer krystalliseringen av membranen.
Karbohydrater finnes på membranen som peker mot ekstracellulær matriks, de har mange viktige oppgaver som blant annet er fungere som en beskyttende kapper for cellen, slik at de kan håndtere mekanisk stress bedre. Karbohydrater kan også danne hydrogenbindinger med vannmolekyler slik at cellens overflate blir glattere, dette kan hjelpe hvite blodceller og kommer seg gjennom trange områder og hindrer at celler klebrer seg til hverandre eller til celle veggen. Karbohydrater er også viktig for gjennskjennelse. De forskjellige type cellene har spesifikke karbohydrater på sin cellemembran slik at det blir letter for celler å gjenskjenne dem. Det er dette som skjer når en sperm celle skal skjenne igjen en egg celle.

Question 8

Hva er lipider?

Answer 8

Lipider er definert som vann-uløselige molekyler som er løselige i organiske løsningsmidler.

Question 9

Hva er likheten og forskjellen mellom enkle og sammensatte lipider?

Answer 9

Likheten er at både enkle og sammensatte lipider er uoppløslige i vann og er oppløselige i organiske molekyler, de fleste inneholder fettsyrer

Forskjellen er at Sammensatte også har andre grupper bundet til seg, fosfolipider, nitrogenholdige baser osv

Question 10

Hva er amfipatiske forbindelser?

Answer 10

Amfipatiske vil si at det er et molekyl som har både et hydrofil og et hydrofob området.

Question 11

Hva er forskjellen på mettet og umettete fettsyrer?

Answer 11

Umettede fettsyrer har en eller flere dobbeltbindinger som forårsaker et knekk i hydrogenkarbon skjeden. dette fører til at de ikke kan pakkes inn tett og smeltepunktet blir dermed lavere enn for mettede fettsyrer.

mettede fettsyrer har ingen dobbeltbindinger og dermed fult antall H atomer. siden de ikke har noe knekk i sin molekylstruktur kan de pakkes tett sammen og dermed blir smeltepunktet dems høyere enn umettede fettsyrer.

Question 12

Navngi denne fettsyren

https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?Struct=C463401&Type=Color

Answer 12

cis cis cis, 9, 12, 15 oktadekantrisyre

Question 13

Hva består et triglyserid av?

Answer 13

består av glyserol og fettsyrer

Question 14

Hva er bra kolsetrol, HDL eller LDL?

Answer 14

det er HDL (high density lipoproteins) de blir frakta fra vevene til leveren for så å bli brutt ned, altså det motsatte av LDL

Question 15

Hvilke type lipider består cellemembranen av?

Answer 15

for det meste fosfolipider og kolesterol

Question 16

Hvilke to komponenter er sukker i cellemembranen bundet til?

Answer 16

Sukkere er bundet til
• proteiner da heter de (glykoproteiner)
• lipider da heter de (glykolipider)

Question 17

hvordan beveger fosfolipider seg i cellemembranen?

Answer 17

de kan gjøre en bevegelse kalt flip flop, da fosfolipider fra begge cellemembranene kan bytte plass, men dette er kjeldent, det som er mer vanlig er at fosfolipider i samme monomembran bytter plass

Question 18

hva er det som bidrar til at cellemembrane blir mer fluid/bevegelig?

Answer 18

jo større mellomrom mellom fosfolipidene, jo mer fluid blir cellen, derfor fører umettede fettsyrer (som har knekk i halen på grunn av dobbelbindingene og som dermed øker avstanden mellom fosfolipidene) til at cellemembranen blir mer fluid . En annen faktor er kolestrol. I kalde temperaturer fører kolestrol til større fluiditet ved at den øker mellomrommet mellom fosfolipidene. en kortere karbonkjede vil også føre til mere fluiditet ved at den fører til mindre interaksjoner med sine nabo fosfolipider

Question 19

Hvor er det nye fosfolipider produseres?

Answer 19

i ER

Question 20

Nevn noen funksjoner som membranproteiner kan ha

Answer 20

• Transport (ioner, næringsstoffer)
• Enzymaktivitet (reseptoraktivitet)
• Signal overføring (reseptor)
• Knytte sammen celler (desmosomer, ECM)
• Celle – celle gjenkjenning (adhesjonsmolekyl,
cytokiner)
• Bindeledd mellom cytoskjelett og ekstracellulær matrix (integriner)

Question 21

Hvordan klarer blodceller å holde på sin konkave form?

Answer 21

For å holde på formen har blodceller spectrin og i mindre porsjoner aktin. trådene er koblet til plasmamembranen via to typer anker proteiner (gul og blå i lenken) og to typer transmembrane proteiner (brun og grønn i linken)

https://media.cheggcdn.com/study/87e/87eaf51c-2f78-493d-b605-62e97994e2f6/image.png

Question 22

hvilke form har en transmembran protein, hvordan er den orientert i celle membranen og hvorfor er det slik?

Answer 22

proteinene har en N terminal som peker mot ekstracellulær væsken og en C terminal mot cytosol. i den hydrofobe delen av cellemembranen har proteinet en alpha helix struktur, dette er for at den hydrofobe delen av proteine kan møte den hydrofobe delen av cellemembranen samtidig som at den hydrofile delen av membranen binder seg med hverandre og lager et stabilt skjelett vha hydrogenbindinger. transmembraner er orientert på denne måten siden det er energimessig mest effektivt. det er bare når vi har en alpha helix at vi kan få maksimalt med hydrogenbindinger.

Question 23

Hvilke molekyler kan komme seg gjennom cellemembranen?

Answer 23

fettløselige molekyler og små upolare molekyler, til en viss grad kan også store upolare molekyler trenge gjennom, men det er få av dem

Question 24

Hva består vannkanaler/aquaporiner av?

Answer 24

Vannkanalen består av proteiner som lager en alfa helix gjennom membranen, i midten er det en vannkanal

Question 25

Vann er upolare molekyler og vil derfor diffundere gjennom cellemembranen, hvorfor har vi da aquaporiner?

Answer 25

vi har aquaporiner for å få vann diffusjonen gjennom cellemembranen til å gå raskere, uten aquaporiner går det realtivt sakte

Question 26

Hvilke to klasser av membrantransport proteiner har vi?

Answer 26

Transport og kanal proteiner

Question 27

Vi har spenning styrte kanaler, ligand kanaler og mekaniske kanaler, hvilke type stimuli vil føre til at disse kanalene åpner seg?

Answer 27

Spenningsstyrte kanaler åpne ved at spenningsforskjellen mellom det intra og ekstracellulær miljø endres

ligand kanaler åpner seg ved at spesifikke molekyler (ligander) binder seg til transportproteinet, da vil konformasjonen endres og porten åpnes

Mekaniske porter kan åpnes ved tilføre mekanisk stress til systemet, EKS: lydbølger i øret fører til at mekaniske kanaler åpnes og vi kan oppfatte informasjon.

Question 28

Hvor finner man GLUT1 porter?

Answer 28

Den her finnes i plasmamembranen i de røde blodcellene, eytrocyttene og i hjernen

Question 29

Hva brukes GLUT porter for?

Answer 29

brukes til å transportere glukose gjennom cellemembranen

Question 30

Hvor finner vi GLUT4 porter og hva er forskjellen mellom dem og GLUT 1 porter?

Answer 30

GLUT4 porter finnes i muskel, fett og lever celler.
forskjellen mellom disse portene og GLUT 1 er at GLUT1 porter konstant finnes i erytrocyttenes cellemembran men det gjør ikke GLUT4 porter. GLUT4 porter kommer til cellemembranen først etter at insulin har bundet seg til insulinreseptor på cellen. da vil GLUT4 komme fra cellens cytosol og videre til cellemembranen slik at glukose utenfor cellen kan komme seg inn til cellen.

Question 31

Hvorfor er det viktig for leukocytter at cellemembranen er fleksibel?

Answer 31

dette er viktig fordi cellemembranen må kunne endre sin form. spesielt når leukocytter skal klemme seg mellom epitelceller for å komme ut til vevet fra blodbanen.

Question 32

Hvilke type GLUT transporter er det i hjernen?

Answer 32

det er GLUT1 transporter da det alltid befinner seg glukose i hjernen siden hjernen er avhengig av det

Question 33

forklar hvordan ATPase (Na+- K+) porten fungerer

Answer 33

på starten er ATPase proteine åpen mot cellens cytosol. her kan Na+ ioner binde seg. etter at de har blundet seg vil det forekomme en fosfatase av ATP til ADP. det høyenergie fosfatgruppen binder seg til proteine og fører til at det skjer en konformasjonsendring. slik at proteinets åpning nå vender mot den ekstracellulære matriksen slik at Na+ kan slippe ut. fra utsiden blir det bundet K+. bindingen av K+ fører til at bindingen med fosfatgruppen som var bundet til ATPase blir brutt. da vil ikke lenger ATPase ha energi til å være åpen mot cytosolen og går tilbake til sin opprinnelige form, altså at åpningen vendes mot cytosolen. Når proteinet går til sin originale form vil også K+ bli sluppet ut til cellens cytosolen. dermed blir det dannet en konsentrasjonsgradient mellom K+ og Na+ i og utenfor cellen

Question 34

hvorfor er ATPase transporten så viktig?

Answer 34

• Oppretthlde hvilepotensialet over cellemembranen.
• Drivkraft for sekundære transportere, aminosyrer og glucose
• Opprettholde riktig konsentrasjon av ioner
• Signaltransduksjon
• Nerveaktivitet

Question 35

Forklar hvordan endocytose av kolestrol fungerer?

Answer 35

kolestrol binder seg til reseptorer på cellemembranen. Cellen danner pseudopodia som sluker stoffe. deretter endrer pH seg ti 5 slik at reseptorene faller av og kan resirkuleres. deretter kommer lysosomer inn og bryter ned kolestrol til aminosyrer og fett.

Question 36

Hvordan skjer fagocytose?

Answer 36

• Fremmede partikler (eks bakterie) oppdages av immunsystemet og blir dekket med antistoff
• Antistoffenes gjenkjennes av antistoffreseptorer i makrofagens cellemembran
• Makrofagene danner pseudopodier som omslutter det fremmede og bakterien blir «slukt»

Question 37

hvordan blir exocytose regulert?

Answer 37

de kan enten bli dannet og skilt ut kontinuerlig eller så kan de bli skilt ut ved at konsentrasjonen av Ca2+ endrer seg

Question 38

Hvilke funksjon har de tre forskjellige karbohydratene på cellemembranen?

Answer 38

Glykoproteiner; sukker + protein
Oligosakkarider bundet på celleoverflata Sukkerkjedene kan danne microaggregater ved H bindinger

Glycocalyx (carbohydrat-lag) beskytter for mekaniske skade, binder ECM, viktig i immunrespons

Glykolipider; Sukker + lipid molekyl
(stabilitet, ECM,cellulær gjenkjenning, Immunrespons)