Protein, blæretransport og lysosomer Flashcards
Gjør kort rede for de viktigste leddene i prosessen som sørger for at en polypeptidkjede som er kodet av det nukleære genomet blir lokalisert til mitokondiematriks
Nukleære kodede proteiner translateres av ribosomer i cytosol. Proteinet videre lokalisering etter transnasjonale bestemmes av primærsekvens/sorteringssignal. Proteiner som skal til mitokondriematriks syntetiseres i cytosol, og foldes spontant eller under assistanse av chaperoner. De har et mitokondrie-sorteringssignal, som binder til en egen reseptor på mitokondriens overflate. Transporten gjennom de to membraner skjer to translokasjonskanaler som er i kontakt med hverandre. Proteinene må rettes ut (defoldes) av chaperoner på cytosolsiden av mitokondrieveggen for å komme gjennom kanalen. Når hele proteinet er tredd gjennom til innsiden kappes signalsekvensen av, og mitokondrielle chaperoner sørger igjen for korrekt folding av proteinet.
Mitokondrier formerer seg ved egen deling. Gjør kort rede hvordan gamle mitokondrier brytes ned av celler
Brytes ned ved autofagi. Membrankledte store blærer omslutter mitokondrier og danner et autofagosom. Dette autofagosomet fusjonerer deretter med et lysosom, og de ulike sure hydrolysaser i lysosomet bryter mitokondriet ned.
Hvor i cellen produseres proteiner som senere skal skilles ut ved sekresjon (feks insulin)?
Produseres først av ribosomer på overflaten av rER, tres gjennom membranen inn i ER-lumen, transporteres videre til Golgi-apparatet og derfra til celleoverflaten i transportvesikler.
Hvor i cellen produseres proteiner som senere skal inngå i plasmamembranen?
Proteiner som inngår i plasmamembranen som transmembranproteiner eller er forankret i cellens overflate med et GPI-anker produseres først av ribosomer på overflaten av rER, tres gjennom membranen inn i ER-lumen, transporteres videre til Golgi-apparatet og derfra til celleoverflaten i transportvesikler.
Hvor i cellen produseres proteiner som senere skal inngå i lysosomer
De fleste proteiner som har sin funksjon i lysososmwet er dannet på rER og rutes til lysosomet via golgi-apparatet og endosomer
Hvor i cellen produseres proteiner som senere skal inngå i cellekjernen?
De fleste er produsert på frie ribosomer i cytoplasma
Gjør rede for reseptormedierr endocytose
Endocytose er en prosess der cellen tar opp i seg en del av plasmamembranen etter at denne først invagineres til en grop og deretter avsnøres fullstendig til en intracellulær vesikkel. Ved reseptormediert endocytose er denne prosessen koblet Transmembrane reseptormolekyler i plasmamembranen. Den best studerte form for reseptormedierr endocytose er klatrinmediert, i tillegg finnes andre mekanismer (caveolin) .
De cytoplasmiske haler av reseptorene inneholder bindingsmotiver som leder til binding til proteiner i adaptin-familien. Noen reseptorer binder adaptiv kun etter at de har bundet sin ekstracellulære ligand, på grunn av konformasjonsendringer som åpner bindingsmotiver. Adaptin vil igjen binde til klatrinmolekyler, som binder hverandre i et bestemt tredimensjonalt forhold slik at plasmamembranen først danner en fordypning og deretter en sfæriske grop. Denne vil deretter avsnøres fullstendig fra plasmamembranen, dette involverer dynamoen og en energikrevende prosess. Straks etter at vesikkelen er ferdig avslørt løses klatrinstillaset opp i enkeltmolekyler som dermed er tilgjengelige påny andre steder i cellen. Den endocytotiske vesikkel smelter så sammen med et tidlig endosom, slik at reseptorenes ekstracellulære deler, fortsatt bundet til sine ligandmolekuler, befinner seg på innsiden av endosomet. I denne prosessen inngår SNARE og Rab-proteiner, som sikrer at den endocytotiske vesikkel smelter sammen med riktig målmembran (endosomet). pH i endosomet er lav, dermed vil mange reseptorer løsne fra sine ligander. Noen reseptorer resirkuleres deretter opp til plasmamembranen igjen (ved avsløring av egne vesikler), mens andre følger den endocytotiske vei videre til de degraderes i lysosomet. Reseptormediert endocytose kan således ha ulike funksjoner: nedregulering/avslutning på et hormonelt signal, slik at cellen kan oppdage endringer i hormonnivåer, opptak av substanser fra overflaten, men kan også utnyttes av mikroorganismer som en vei inn i cellen.
Gjør rede for to ulike mekanismer cellen bruker for å bryte ned proteiner
Proteiner i cytosol brytes ned i proteasomet. Proteasomet er satt sammen av mange forskjellige proteiner i et rørlignende proteinkompleks. Noen av disse proteinene er enzymer (proteaser) som bryter polypeptidkjeder på innsiden av “røret” til korte peptider. Den andre mekanismen for proteinnedbrytning foregår i lysosomet. Endocytotiske vesikler inneholder proteiner fra utsiden av cellen, samt proteiner fra cellens egen plasmaembran. Disse vil fusjonere med endosomer og etter hvert transporteres til et lysosom. Det samme gjelder fagosomer og autofagosomer (som inneholder organeller som skal brytes ned). Lysosomet inneholder sure hydrolaser, som bryter ned de fleste organiske molekyler til enkeltbyggesteiner. Sure proteaser i lysosomene bryter ned proteiner til aminosyrer. (Sure hydrolaser er inaktive ved normal pH, og kun aktive i der sure miljøet i lysosomene. Dette hindrer utilsiktet nedbrytning av molekyler andre steder i cellen.)
Gjør rede for hovedtrinnene i translasjonen av et transmembranprotein.
Initiering: tRNA med aminosyren metionin bundet til 3’-enden av tRNA binder seg til P-setet på den lille ribosomale subenheten (40-S). Videre binder mRNA seg til 40-S-subenheten ved hjelp sv 5’-CAP-strukturen. Dette krever eukaryote initieringsfaktorer (eIF) og GTP. tRNA med metionin og mRNA forflytter seg relativt i forhold til hverandre slik at tRNA med metionin blir posisjonert ovenfor AUG (startkodon for translasjon) mRNA. Denne prosessen krever ATP. Den store subenheten (60S) binder seg til den lille subenheten. Dette foregår på frie ribosomer.
Elongering: tRNA med en bestemt aminosyre bundet til 3’-enden av tRNA binder seg til A-setet på ribosomet. Hvilken tRNA med tilhørende aminosyre som binder seg bestemmes av kodon på mRNA og antikodon på tRNA. Dette krever eukaryote elongeringsfaktorer og GTP. Peptidbinding dannes mellom de to aminosyrene ved hjelp av et ribozym. Dipeptidet er festet til tRNA som er lokalisert i a-setet. Deretter skjer en translokasjon: tRNA med dipeptidet og mRNA forflytter seg relativt i forhold til ribosomet slik at tRNA med dipeptidet blir forflyttet over i P-setet og en ny triplett av mRNA blir tilgjengelig i A-setet. Denne translokasjonen krever eukaryote elongeringsfaktorer og GTP. Denne elongeringen fortsetter inntil SRP binder seg til den N-terminale delen av proteinet. Elongeringen stanser og hele ribosomkomplekset forflyttes til en SRP reseptor på ER. Komplekset forflyttes videre til en translokasjonskanal og SRP frigis. Elongeringen fortsetter og proteinet blir organisert i ER-membranen på basis av “start”- og “stopp”-signaler i proteinsekvensen med tanke på Transmembrane sekvenser.
Terminering: det er tre stoppkodon for translasjon. ett av disse vil avslutte den åpne leserammen. Når ett av de kommer i A-setet, stopper translasjonen og alle komponentene i komplekset løsner fra hverandre: ribosomet, tRNA, mRNA og det ferdige proteinet. Proteinet vil foreligge i membranen av endoplasmatisk retikulum. Termineringennav translasjonen krever eukaryote releasing faktorer og GTP.
Beskriv egenskaper ved proteiner som bestemmer om nylig syntetiserte proteiner lokaliseres til plasmamembranen, cellekjernen, utsiden av cellen eller cytosol.
Proteinlokalisering bestemmes av såkalte sorteringssignaler, som utgjøres av spesielle aminosyresekvensmotiver innen proteinets primærstruktur. Transmembranproteiner har amino-terminalt (N-terminalt) et ER-sorteringssignal (også kalt ledersekvens), og i tillegg minst en transmembranregion, dvs sekvens med aminosyrer som kan sitte stabilt i en membran. Proteiner som skal til cellekjernen mangler ER-sorteringssignal, men har internt i sin sekvens er kjernesignal som tillater opptak og passasje gjennom kjerneporer. Løselige proteiner som eksporteres til utsiden av cellen har ER sorteringssignal, men mangler transmembranregion. Proteiner som ikke har ER-sorteringssignaler blir i cytosol.
Gjør rede for mekanismene bak lokalisering til ER-overflaten, transport inn i ER-lumen og tre viktige posttransjonelle hendelser som slike proteiner gjennomgår i ER-lumen
Polypeptider som skilles ut fra cellen har i sin aminoterminale ende et sorteringssignal. Raskt etter at dette er dannet under translasjonen vil SRP (signal recognition particle) kunne binde seg til polypeptidkjeden. SRP binder seg samtidig til ribosomer og medfører at translasjonen bremser opp. Ribosom/SRP komplekset binder seg deretter til ER-overflaten ved hjelp av SRP reseptorer som sitter i ER-membranen, ved siden av proteintranslokasjonskanaler. Bindingen medfører at SRP løsner fra ribosomet, og translasjonen fortsetter. Den voksende polypeptidkjeden vil da tres gjennom translokasjonskanalen. Denne kanalens innsiden har en hydrofob overflate som binder til de hydrofobe sidekjedene i sorteringssignalet, slik at dette blir hengende fast på innsiden av kanalen mens resten av polypeptidkjeden tres forbi og inn i ER lumen. Når translasjonen er ferdig vil den hydrofobe signalssekvensen flyttes sideveis ut av kanalen og inn i selve ER-membranen. Viktige posttransjonelle hendelser i ER er: glykosylering, kutting av signalpeptidet fra resten av proteinet ved enzymet signal peptidase, folding assistert av chaperoner, dannelse av disulfidbroer, fosforylering , sulfatering, Hydroksylering
Enkelte celler er spesialiserte til å fjerne bakterier, fragmenter av døde celler ved å ta disse inn i cellen og bryte dem ned til små molekyler. Forklar hvordan
Kalles fagocytose, en av flere former for endocytose. Reseptorer plasmamembranen gjenkjenner molekyler på der som skal fagocyteres. Dette igangsetter en prosess der partikkelen tas inn i cellen omsluttet av plasmamembran, dette kalles et fagosom. Fagosomer fusjonerer med er lysosom, og det dannes er fagolysosom. De sure hydrolasene fra lysosomet bryter ned det fagocyterte materialet ved at store organiske molekyler hydrolyseres til små enkeltbyggestener.
