2. Integreret Cellebiologi

Front 1

Fortæl hvilke af cellens organeller der ses på billedet.

Back 1

Her ses et elektronmikroskopisk billede afmitokondrier i mammalt væv (pattedyr). Som nævnt før kan mitokondriers form ogstørrelse variere alt efter celletype.

Front 2

Udfyld de 4 hvide huller

Back 2

Front 3

Hvad vises på billedet?

Back 3

Her et billede af golgi apparatus.

Front 4

Hvad er funktionen til cellemembranen?

Back 4

Cellemembranen, eller med andre ord; plasmalemma, harbl.a. til funktion at afgrænse cellen fra omgivelserne. Cellemembranen fungerersom en selektiv barriere, der regulerer hvilke stoffer, der passerer ind og ud afcellen. Derudover har cellemembranen vigtige receptormolekyler(modtagermolekyler) på overfladen. Disse molekyler gør cellen i stand til atreagere på kemiske signalstoffer som fx hormoner ved signaltransduktion, mensf.eks. glycoproteiner på cellens overflade medvirker ved celle-cellegenkendelse.

Front 5

Hvad er strukturen til cellemembranen?

Back 5

Består af en dobbelt lipidmembran. Den genereltaccepterede opfattelse af cellemembranens molekylære struktur er den såkaldteflydende mosaikmodel, der beskriver membranen som bestående af bimolekylært lagaf lipider, hvori, der er fastholdt proteinmolekyler, som danner en flydendemosaik i lipiddobbeltlaget. Dette dobbeltlag af lipid, der relativt impermeabeltfor de fleste vandopløselige molekyler, udgør membranens grunstruktur.Membranlipiderne er for ca. halvdelens vedkommendefosfolipider. Derudover er der for resten cholesterol og sfingolipider.

Front 6

Forklar Integrale proteiner.

Back 6

Disse er amfifile molekyler, der har hydrofobe uladedeområder, som strækker sig igennem hele lipiddobbeltlaget (se billedet).Derudover har den også hydrofile polære områder, der er lokaliseret på denudvendige og indvendige overflade af membranen, hvor de befinder sig i vandigtmiljø. De integrale proteiner ertransmembrane og er det strukturelle grundlag for de fleste membrantilknyttedespecifikke transportmekanismer og receptorer.

Front 7

Forklar Perifere membranproteiner

Back 7

Disse erhydrofile molekyler, hvis polypeptidkæder er lokaliseret helt uden forlipiddobbeltlaget på enten den indvendige eller udvendige overflade afmembranen.

Front 8

Hvad gør membranproteiner på cellemembranen?

Back 8

Proteinmolekylerne udøver membranens merespecialiserede funktioner og opfattes som opløst i lipiddobbeltlaget. I cellemembranen sidder proteiner (transportproteiner) og sukkermolekyler "fast". Koblingen mellem proteinerdanner et "hul", som gør det muligt for ioner at gennemtrænge henovercellemembranen. Det er dog afhængigt af, om kanalen er åben eller lukket.Passagen gennem cellen erderfor styret af de proteiner, som er tilkoblet cellemembranen.

Front 9

Forklar kulhydraters funktion (ift. cellemembran)

Back 9

Har ligesom lipiderne bådefunktion som energikilde og som strukturel bestanddel i celler. Kulhydraterer med andre ord sakkarider, og kan inddeles i monosakkerider, disakkerider ogpolysakkaride, hvoraf de to første betegnes som sukkerarter, og den sidstebetegnes som ikke-sød stivelse. De to første sakkarider er letopløselige ivand, kan krystalisere og paserer let gennem dialysemembraner, i modsætning tilpolysakkerider, som hverken krystalliserer eller passerer gennem nævntemembraner.

Front 10

Forklar monosakkeriders struktur. (nævn kemisk formel)

Back 10

Monosakkarider er simple krystalliske sukkerarter.

Tresukkerformer: glukose, galaktose og fruktose, som deler samme molekylæreformel, nemlig C6H12O6. Dog er atomernes placering forskellige i hver af desukkerarter.

Front 11

Forklar disakkeriders struktur. (nævn kemisk formel)

Back 11

Disakkarider er sammensat af to monosakkarider - heraf også navnet disakkarider.

Demest almindelige sukkerformer er sakkarose, laktose og maltose.

Sakkaroseer et andet ord for dets navn Sukrose. Det er dannet af en glukose og enfruktose.

Laktoseer dannet af en glukose og en galaktose

Maltoseer dannet af to glukoser.

Ovenståendesukkerformer deler også molekylær formel, nemlig C12H22O11. Igen er detatomernes placering i de forskellige sukkerarter, der er gældende.

Front 12

Forklar polysakkeriders struktur. (nævn kemisk formel)

Back 12

Polysakkarider meget store molekyler, som er dannet af sammensætning afmange monosakkarider.

Erikke-søde stivelser og glykogener.

Stivelseomfatter to slags polymerer af glukose, hhv. amylose og amylopektin

Front 13

Forklar simpel diffusions transport over cellemembran.

Back 13

Som nævnt har molekyler, som er lipidopløseligt,lettere ved at passere membranen. Dette er det såkaldte simpel diffusion. Dvs.non-polære grupper med koncentrationsgradienten (fra højere til laverekoncentration) uden nogen form for assistance, fordi de let opløses idobbeltlaget.Dog kan helt små molekyler sagtens passere ved simpeldiffusion, og det kan de selvfølgelig pga. størrelsen.

Altså sker simpel diffusion når substanser bevæger sigover cellemembranen kun ved hjælp af en koncentration eller elektrisk forskelog ved kun at bruge “sin egen” kinetiske (bevægelsesenergi) energi. Denneenergi er væsentlig for at partikler kan bevæge sig. Dette kaldes for passivtransport.

Front 14

Nævn nogle stoffer, som transporteres via simpel diffusionstransport vha "deres egen" kinestiske energi.

Back 14

Substanser der gør dette er molekyler, der omfatter følgende:

oxygen, carbondioxid, nitrogen gasser, fedtsyrer, steroider og fedtopløselige vitaminer: A, D, E og K.

Små upolære elektrisk neutral molekyler:

vand, urea, små alkohol

Front 15

Forklar Faciliteret diffusions transport over cellemembran.

Back 15

Fungerer ad samme princip som simpel diffusion, hvorden drivende kraft er koncentrationsforskellen mellem membranens 2 sider.Hovedforskellen mellem simpel og faciliteret diffusioner, at sidstnævnte assisteres af kanalproteinmolekyler, hvorveddiffusionshastigheden for den pågældende substans bliver langt større end vedsimpel diffusion. Et integreret membran protein hjælper specifikkesubstanser med at blive transporteret hen over membranen. Membranproteinet kanenten være en kanal eller en “bærer”/transporter. De fleste membrankanaler er ionkanaler. TransporterFører en substans mod dens koncentrationsgradient.Substansen binder sig til en specifik bærer på den ene side af membranen ogbliver frigivet på den anden side af membranen ved at “bæreren” ændre sin form.

Front 16

Nævn nogle stoffer, som transporteres via faciliteret diffusionstransport.

Back 16

Substanserder gør dette er:

Glucose, fructose, galactose og nogle vitaminer.

Front 17

Forklar overordnet om aktiv transport over cellemembran.

Back 17

Aktiv transport adskiller sig fra faciliterettransport ved, at den benytter energi til at flytte et stof "opadbakke" på tværs af en membran, dvs. imod stoffets elektrokemiske gradient:fra lav til høj koncentration. Som ved faciliteret transport kræves der vedaktiv transport, at et stof binder sig til et transportprotein i membranen. Dadisse transportproteiner flytter stoffet op ad bakke kaldes de ofte for"pumper". Energien til den aktive transport kommer frastofskiftet i form af ATP. For at flytte molekyler fra en lav koncentration(lav energitilstand) til en højere koncentration(højere energitilstand) skalder tilføres energi. Det kan ske på to måder. Derfor skelnes der mellem primæraktiv transport og sekundær aktivtransport.

Front 18

Beskriv primær aktiv transport. (evt. se hint)

Back 18

Ved dennetransportform sker der et direkte forbrug af ATP, dvs hydrolyse af ATP af ettransportprotein leverer energien. Transportproteinet er et enzym (en ATPase),der katalyserer nedbrydningen af ATP, og under processen fosforylerer sig selv.I dette tilfælde er et enzym og et af dets substratmolekyler det sammemolekyle.

Hint 18

Front 19

Beskriv sekundær aktiv transport. (evt. se hint)

Back 19

Energiender her bruges til den aktive transport er energi som er gemt iion-koncentrationsgradienten. Natrium-kalium pumpen får Na+ ioner til at gemmenoget potential energi. Hvis Na+ ioner finder en rute hvor den kan kommetilbage til cytoplasmaet, vil den omdanne denne energi til kinetisk energi ogkan bruges til at transportere andre substrater mod deres koncentrationsgradient.Essensen i sekundær aktiv transport er, at denne transportform udnytterenergien i Na+ koncentrationsgradienten ved at sørge for ruter til Na+ ionernetil at komme ind i cytoplasmaet ved hjælp af et transportprotein. Et transportprotein binder sig til Na+ ionen og et andet substrat og herefter ændrer formenpå membranproteinet så alle substrater kan bevæge sig over membranen på sammetid.

Hint 19

Front 20

Hvad er transportprotein?

Back 20

Er et protein, hvis funktion er at hjælpe med at bevæge andre substraterind i cytoplasma.

Front 21

Forklar uniport, symport og antiport. (evt. se hint)

Back 21

UniportMembran proteiner der transporterer etsubstrat en vej. Findes ved faciliteret diffusion.

SymportMembranproteiner hvor der transporteres tosubstrater den samme vej

AntiportMembranproteiner,hvor der transporteres to substrater hver sin vej.

Hint 21

Front 22

Forklar vesikulær transport over cellemembranen. (evt. se hint)

Back 22

Cellendanner en vesikel som virker som om cellen kan folde membranen op og hive etsubstrat ind i cellen.

Hint 22

Front 23

Forklar Receptor medieret endocytose transport over cellemembranen. (evt. se hint)

Back 23

Der findes tre slags endocytoser og her iblandt findes receptor medieret endocytose. Denne transportform er megetselektiv, fordi celler binder sig til specifikke ligander. En vesikel formersig efter et receptorprotein og genkender og binder sig til en specifikmolekyle/ligand i den ekstracellulære væske.

Det sker som følgende (Se billederi hint):

1. Specifikke molekyler/ligander binder sig tiloverflade receptorer.

2. Områderaf membranen som er overtrukket med ligander former dybe “lommer” i membranen.

3. Yderliggendereceptorer flytter sig og former indvendig overtrukket vesikler.

4. Overtrukket(indvendig) vesikler fusionerer med lysosomer.

5. Ligander er fjernet.

6. Receptorersendes til membran hvor de “genbruges”.

Hint 23

Front 24

Forklar pinocytose transport over cellemembranen. (evt. se hint)

Back 24

Er cellerder optager vesikler (mikroskopiske væskebobler) indeholdende hormoner, neurotransmittereog andre proteiner eller lipider.

Hint 24

Front 25

Forklar Natrium- kaliumpumpens funktion.

Back 25

Natrium-kalium pumpen forekommer i cellemembranen istort set alle celler hos dyr og mennesker. Transportproteinet her er identiskmed ATPase (et ATP spaltende enzym) betegnet "natrium-kalium-ATPase".Natrium-kalium pumpen pumper aktivt natrium ud af cellen og kalium ind icellen. Begge imod den elektrokemiske gradient, og energien leveres vedspaltning af ATP inde i cellen, som katalyseres af pumpen. Herved pumper der sålens to natrium-ioner ud afcellen, og to kalium-ioner ind i cellen for hvert molekyle ATP, der spaltes.

Med andreord bevirker denne pumpe at koncentrationen af Na+ inde i cytosolen forbliverlav, ved at pumpe Na+ ionerne ud i den ekstracellulære væske mod denskoncentrationsgradient. På samme tid fører pumpen K+ ionerne ind i cellen moddennes koncentrationsgradient. K og Na passagerer langsomt cellemembranen pga.af den elektriske gradient vha. passiv eller sekundær aktiv transport. Derforer natrium-kalium pumpen i gang hele tiden uden stop for at beholde dissekoncentrationer i cytoplasmaet

Front 26

Hvad sker der på billedet?

Back 26

Der sker følgende:

· 3Na bindes til pumpen inde i cytosolen.

· Bindingaf Na sætter hydrolysen af ATP til ADP i gang.

· Dennereaktion medfører at en fosfat gruppe sætter sig på pumpen

o ATP+ vand → ADP + protein + energi

· Dennekemiske reaktion ændrer formen på pumpeproteinet → medfører at de 3 natriumbliver ført ud i den ekstracellulære væske. (konformationsændring)

· Nuer formen på pumpen klar til at binde 2 K+ fra den ekstracellulære væske indtil cytosolen.

· Bindingenaf K+ gør at fosfat gruppen bliver frigjort fra pumpen → dette medfører atpumpens form ændrer sig.

· Nårpumpen vender tilbage til sin originale form, frigøre den K+ ind i cytosolen. Pumpen ernu klar til 3 Na+ igen, og sådan kører denne proces hele tiden.