SAU 5 opgaver celle og væv Flashcards
Beskriv foldningskontrollen i ER, herunder betydningen af chaperoner
Allerede under translokation til rER associeres det syntetiserede protein til chaperoner (herunder BiP). Chaperoner guider foldningen af proteiner og hindrer, at det transporteres mod Golgi, før proteiner er korrekt foldet (og ansamlet i tilfælde af at det er et multimert protein). I det tilfælde, at proteinet ikke foldes korrekt vil chaperoner (bl.a. BiP) lede det til translokation over ER membranen, ud i cytosolen, hvor det nedbrydes i et proteasom.
Beskriv de overordnede mekanismer bag vesikel transport, herunder budding, docking og fusion samt de proteiner som er involveret heri (clathrin, COP, adaptiner, cargo receptorer, dynamin, Rab/SNAREs, cytoskelet og motorproteiner)
Vesikelafsnøring (budding): Generelt afsnøres vesikler via en coat bestående af protein. Clathrin coatede vesikler ses ved afsnøring fra trans Golgi netværk (TGN) og fra plasmamembranen ved receptormedieret endocytose. Et specifikt adaptin genkender cytosoldelen af transmembrane proteiner, hvor clathrin genkender adaptin. Der findes en række forskellige adaptiner; fx indgår adaptin 1 i afsnøring af vesikler fra TGN med destination i endosomer/lysosomer mens adaptin 2 indgår i afsnøring fra plasmamembranen. Den dannede clathrin coat medierer begyndende dannelse af vesikel, og dynamin assisterer i endelig afsnøring af vesiklen. Clathrin coaten frigøres herefter fra vesiklen. Det er cargo receptor i membranen, der regulerer hvilke specifikke cargo molekyler, der skal transporteres.
Der findes andre former for vesikel coat. COP (coat protein) er involveret i transport af vesikler mellem rER og Golgi.
Vesikel docking og fusion med targetmembran: Vesikler der skal fusionere med en targetmembran har specifikke Rab proteiner på overfladen. Rab proteinet genkender specifikt tethering protein på targetmembranen. Herfter vil vesikelspecifikke v-SNAREs interagere med t-SNARES på targetmembranen, hvilket tillader docking og efterfølgende fusion mellem membranerne i vesikel og target.
Vesikel transport: Vesikler i den sekretoriske og endocytiske pathway bevæger sig typisk hurtigere end ved diffusion. De transporteres fortrinsvist via mikrotubuli vha. associerede motorproteiner (kinesin og dynein).
Beskriv retrieval pathwat of forward pathway
Angiv nogle typer for coated vesikler
Beskriv protein modificeringer i Golgi apparatet samt sortering til sekretoriske granula, lysosomer og celleoverfladen i TGN
- Golgi apparatet er domæneopdelt i en stak af affladigede cisterner (cis Golgi netværk, cis cisterna, medial cisterna, trans cisterna og trans Golgi netværk (TGN)).
- Materiale ledes gennem stakken i cis-trans retning via vesikulær transport i COP II coatede vesikler.
- Visse proteiner transporteres også i trans-cis retning mod rER. Disse proteiner indeholder et ER retensionssignal, der sørger for at de dirigeres tilbage mod ER i COP I coatede vesikler (eksempelvis BiP, der har en funktion i rER lumen indeholder KDEL aminosyresekvens, som genkendes af KDEL receptorer i Golgi membranen.).
- Mange oligosaccharider påsat ved N-bundet glykosylering modificeres i Golgi.
- Visse proteiner undergår O-bundet glykosylering, hvorved de får påsat yderligere oligosaccarhidkæder (på threonin eller serin sidekæder).
- Proteiner, der skal sorteres til lysosomer phosphoryleres (mannose-6-phosphat signal).
- I TGN afsnøres vesikler indeholdende materiale, der sorteres til plasmamembranen via default pathway (konstitutiv sekretion) eller via sekretoriske granula (reguleret sekretion) – eller til lysosomer.
Beskriv forskellen på konstitutiv og reguleret sekretion (exocytose)
For både konstitutiv og reguleret sekretion af protein gælder passagen gennem den sekretoriske pathway, der omfatter rER og Golgi, og proteinet secerneres ved exocytose.
Konstitutiv sekretion: Mange opløste proteiner secerneres kontinuerligt og nonselektivt ved konstant afsnøring af vesikler fra Golgi, som fusionerer med plasmamembranen via en default pathway. Herved tilføres plasmamembranen desuden membranlipider og membranproteiner. Næsten alle celler har konstitutiv sekrektion.
Reguleret sekretion: Denne type sekretion udøves af specialiserede celler (såsom kirtelceller), der ophober sekretoriske proteiner (f.eks. fordøjelsesenzym, peptidhormon eller mucin) i sekretoriske vesikler, som først
12
fusionerer med plasmamembranen ved et stimulus. Aggregering og sortering af sekretorisk protein finder sted i trans Golgi netværket.
beskriv hvorlede nucleære proteiner efter biosyntese dirigeres til kernen
- Proteiner, der skal translokeres til kernen syntetiseres på frie ribosomer i cytosol, og transporteres posttranslationelt gennem et kerneporekompleks i færdigfoldet tilstand.
- Et nucleært protein indeholder et kernelokaliseringssignal, der genkendes af en nucleær import receptor (importin).
- Import receptor associerer med filamentøse proteiner på ydersiden af kerneporekomplekset, og ledes herefter sammen med sit cargo-protein ind i kernen.
I kernen findes Ran-GEF, der får Ran-GDP til at udskifte GDP med GTP – til Ran-GTP. - I kernen associerer import receptor med Ran-GTP, som leder til, at cargo-protein frigøres.
- Import receptor/Ran-GTP returnerer til cytosol via kerneporen.
- I cytosol hydrolyseres Ran-GTP til Ran-GDP af Ran-GAP, således at import receptor frigøres og atter er tilgængelig for ny cargo.
- Opretholdelsen af den højere koncentration af Ran-GTP i kernen er med til at drive det nucleære import maskineri.
- Visse små molekyler, inkl. små proteiner, kan passere gennem porekomplekset ved fri diffusion.
Beskrive phagocytose og pinocytose
Nonselektive:
Endocytose kan generelt opdeles i pinocytose og phagocytose.
Pinocytose: Ved pinocytose optages extracellulærvæske og molekyler ved dannelse af små vesikler (<150nm i diameter). Pinocytose omfatter dannelse af clathrin coatede vesikler, som transporteres til endosomer. Der findes også pinocytose-vesikler, der dannes ved andre mindre velbeskrevne mekanismer.
Phagocytose: Phagocytose udøves fortrinsvist af specialiserede celler (makrofager, neutrofile granulocytter) og omfatter optagelse af større partikler (f.eks. bakterier eller cellulært debris) under dannelse af phagosomer (>250nm i diameter). Receptorer i plasmamembranen genkender partiklen (f.eks. via antistoffer, der har sat sig på en bakterie), hvilket inducerer dannelse af pseudopodier, som omringer partiklen og optager den i cellen som et phagosom. Phagosomet fusionerer med et lysosom, hvor indholdet nedbrydes.
Beskrive receptor-medieret endocytose og den videre intracellulære pathway for endocyteret materiale
Ved receptor-medieret endocytose opnås en selektiv optagelse af materiale fra omgivelserne via transmembrane receptorer i plasmamembranen. Receptorerne kan binde cargo (f.eks. LDL indeholdende cholesterol), som internaliseres i clathrin coatede vesikler. De dannede vesikler fusionerer med et tidligt endosom. Ofte vil receptoren sorteres tilbage til plasmamebranen i en vesikel via et recycling endosom mens cargo forbliver i endosomet, der modnes til et sent endosom og efterfølgende til et lysosom ved fusion med et eksisterende lysosom. Endosomet modtager undervejs hydrolytiske enzymer fra vesikler, der afsnøres fra TGN, og disse bliver frigjort i lumen under surt pH og kan nedbryde cargo i lysosomets indre. I visse situationer, i polariserede celler, translokeres både receptor og cargo på ny til et andet plasmamembrandomæne via et recycling endosom uden at blive nedbrudt – ved en proces, der kaldes transcytose.
Beskrive lysosomets opbygning og funktion, samt hvor i cellen proteiner sorteres til dette organel
Lysosomets opbygning:
- nogle membransække (vesikler) med hydrolytiske enzymer
- Har ca. 40 forskellige enzymer med pH(optimum) = 5.0
- Har en metabolit transporter, dvs. transporterer nedbrudt materialer ud, fx aminosyrer.
- H+-pumpe = syrehydrolase. Dens opgave er at vedligeholde surt pH.
- Modtager materiale til nedbrydning fra endocytose og autophagosomer. Disse nedbryder sig selv og er fx misfoldede proteiner fra ER.
- De hydrolytiske enzymer sorteres specifikt til det endosomale/lysosomale compartment fra trans Golgi netværk, og bærer et mannose-6-phosphat signal (påsat i cis Golgi).
Beskrive transcytose
Transcytose gælder kun for polariserede celler. Polariseret betyder at der er flere membrandomæner (fx apikal og basolateral).
