SAU 2 opgaver CELLE Flashcards
- Skitser lokaliseringen af lipider (som nævnt i tabel 10-1) i en mammal celles plasmamembran (indre og ydre leaflet).
Celler indeholder også en mindre fraktion af fosfatidylinositoler. Disse er vigtige for cellesignalering (gennemgås i blok E).
Figuren til højre viser strukturen af fosfatidylinositol 4,5-bisfosfat.
2. Redegør med udgangspunkt i figuren for molekylets amfifile struktur.
Fosfatidylinositolfosfater er klassificeret som glycerofosfolipider og består af en glycerol backbone, to apolære fedtsyrer samt en polær inositolgruppe. I tilfældet med fosfatidylinositol 4,5-bisfosfat har inostolringen to fosfatgrupper. Molekylet har således både hydrofobe og hydrofile egenskaber og er dermed amfifilt.
Redegør for rækkefølgen af nedenstående molekyler efter hvor let de kan permere plasmamembranen ved simpel diffusion: Ca2+, steroid hormon, glukose, H2O. Eksamensspørgsmål fra februar 2016.
Rækkefølgen er steroid hormon, H2O, glukose, Ca2+. Jo færre favorable interaktioner molekylet har med vandmolekyler (apolær<pol molekyle og jo mindre det er lettere har molekylet ved at passere plasmamembranen. steroid hormon et stort apol h2o lille pol glukose ca2 ladet. .></pol>
Angiv:
a. rimelige værdier for ionkoncentrationer (kalium, natrium, klorid og calcium) i ekstra- og intracellulærvæsken.
b. osmolariteten i en isoton opløsning.
4b. Ca. 300 mOsm/L.
Beskriv hvorledes vand kan permeere cellemembraner.
Vandmolekyler er små og uladede og kan derfor permere membranen ved simpel diffusion. Derudover transporteres vandmolekyler ved faciliteret transport via aquaporiner, som er kanaler i plasmamembranen.
Redegør for hvorledes cellers volumen ændres, hvis deres isotone dyrkningsmedium erstattes med:
a. et medium bestående af 120 mM NaCl.
b. et medium bestående af 170 mM NaCl.
6a. Idet 120 mM NaCl giver en osmolalitet på 240 mOsm/L, vil opløsningen være hypoton og vand vil derfor netto ved osmose diffundere ind i cellerne, og disse vil svulme.
6b. Idet 170 mM NaCl giver en osmolalitet på 340 mOsm/L vil opløsningen være hyperton og vand vil derfor netto ved osmose diffundere ud af cellerne, og disse vil skrumpe.
Cellemembraners fluiditet har stor betydning for membranproteiners struktur og funktion. Bakterier kan ændre lipidsammensætningen i deres plasmamembran afhængigt af temperaturen.
7. Forklar hvorledes lipidsammensætningen i bakterier, der gror i et klima hvor temperaturen er nær frysepunktet, må forventes at adskille sig fra lipidsammensætningen hos bakterier, der gror i et mere tempereret klima.
Kortere hydrocarbon-kædelængde på fosfolipider giver større fluiditet (da korte kæder interagerer mindre med hinanden). Hydrocarbonkæder med dobbeltbindinger (umættede) øger ligeledes fluiditeten, da det ’kink’ (som dobbeltbindingen introducerer) forårsager, at kæderne ikke kan pakkes så tæt. Øget temperatur vil ligeledes øge fluiditeten af lipidmembranerner. Bakterier, der lever i et klima med temperaturer nær frysepunktet, vil for at oprette membranens fluiditet være nødsaget til at ændre lipidsammensætningen til at indeholde flere fosfolipider med kort kædelængde og flere med dobbeltbindinger sammenlignet med bakterier, som lever i mere tempereret klima.
Redegør for hvorledes kolesterol spiller en en rolle for membraners fluiditet i eukaryote.
Kolesterol vil mindske fluiditeten, da molekylet lægger sig imellem fosfolipiderne og interagerer med både lipidhalerne og fosfolipidernes hydrofile hoved.
Redegør for hvilke bevægelser lipider gerne spontant foretager sig i cellemembraner, og hvilke de ikke gør
Indtegn transportvejen for et glykolipid samt et fosfatidylserin molekyle fra syntese til endelig destination i plasmamembranen i figuren ovenfor. Relevante lipidtransportører angivet som 1-3 skal inkluderes.
Scramblaser sidder i ER membranen og fordeler lipiderne symmetrisk mellem indre og ydre leaflet.
Flippaser (ATP-drevne ’fosfolipid’ pumper) findes i Golgi membranen og i plasmamembranen og genererer den specifikke fordeling af fosfolipiderne i plasmamembranen.
Da glykosylering udføres i lumen af Golgi, sidder disse på den ikke-cytoplasmiske del af lipidbilaget – den del der ved inkorporeringen i plasmamembranen sidder på den ekstracellulære side.
a. Definer glycocalyx.
b. Beskriv funktionen af glycocalyx.
11a. Det lag af kulhydrater som opstår på ydersiden af cellen grundet glykoproteiner, proteoglykaner og glykolipider.
11b. Beskytter bl.a. cellen mod mekanisk stress, forhindrer blodceller i at adhærere til hinanden og til karvæggen og letter passage gennem kapillærer, indgår i celle-celle genkendelse, adhærering og signalering.
Angiv de fire mulige måder hvorpå et membranprotein kan integreres i/perifert associeres med en membran.
Integreret: Transmembrant (single og multispan), monolagsassocieret α-helix og lipid-koblet (fedstsyrer, prenyl GPI anker m.m.). Perifert: protein-associeret.
Forklar hvilke membranproteiner (jf. spørgsmål 12 og figur 11-21) som kan isoleres ved hjælp af detergent, og hvilke som kan isoleres ved hjælp af høje saltkoncentrationer. Tag udgangspunkt i de intermolekylære kræfter og/eller bindinger som skal brydes for at proteinerne kan isoleres.
Perifært associerede proteiner vil primært interagere med forankrede membranproteiner via elektrostatiske kræfter (såsom ionbindinger og dipol-dipol interaktioner) og hydrogen-bindinger. Disse bindinger vil kunne brydes ved tilsætning af høje saltkoncentrationer, idet ionerne vil konkurrere med polære og ladede grupper i proteinerne. Integrerede membranproteiner kan frisættes fra en dobbeltlipid-membran ved tilsætning af detergent. Detergenter er amfifile, og den hydrofobe del af molekylet vil
interagere med de transmembrane hydrofobe regioner i proteinet såvel som med de hydrofobe kulbrintehaler i fosfolipidmolekylerne. Derved brydes van der Waals og hydrofobiske interaktioner, lipid-dobbeltlaget ødelægges og proteinet frisættes.
Redegør for fire forskellige måder hvorpå et protein kan forblive lokaliseret i specifikke domæner i plasmamembranen. Svaret skal indeholde eksempler på membranproteiner og deres funktion.
Fastholdes via intracellulære proteiner, såsom aktin (A); via kobling til molekyler i den ekstracellulære matrix (B); til proteiner udtrykt på en nabocelle (C) eller ved diffusionsbarrierer som tight junctions (D).
Nedenfor ses aminosyresekvenser for to transmembrane segmenter fra en Na+-koblet cotransportør. Den ene sekvens stammer fra et transmembrant segment, der vender delvist ind mod det vandholdige område, hvor bindingsstederne for Na+ og glukose befinder sig, og delvist mod lipidbilaget, der udgør cellemembranen (I). Den anden sekvens stammer fra et transmembrant segment, der er omgivet af lipidbilaget til alle sider (II).
15. Forklar hvorfor de fleste polypeptidkæder krydser cellemembraner som α-helixer.
A: Trp – Leu – Ala – Met – Cys – Phe – Val – Ile – Phe – Gly
B: Val – Asp – Thr – Phe – Gly – Arg – Glu – Leu – Ala - Ser
Det er energimæssigt mest favorabelt at en transmembran sekvens folder som en alfa-helix, hvor de apolære sidegrupper kan interagere med lipidhalerne i cellemembranen, mens de polære grupper i backbone danner hydrogenbindinger med hinanden og undgår kontakt med lipidhalerne.
