Stanične membrane Flashcards
Koja je uloga bioloških membrana?
Definiraju vanjske granice stanice i kontroliraju promet tvari
Odjeljuju unutarnji prosotr u diskretne specijalizirane odjeljke
One su mjesto složenih reakcija i komunikacije među stanicama
Njihova fleksibilnost dopušta rast stanica i gibljivost
Što je model tekućeg mozaika?
To je model kojim se objašnjava struktura membrane
To je fosfolipidni dvosloj koji je debeo oko 30 angstrema u čijem se hidrofobnom dijelu nalaze masne kiseline glicerofosfolipida, a s vanjske strane se nalaze polarne glave
U njemu se nalaze integralni proteini te se na tim proteinima nalaze oligosaharidne komponente koje su pozicionirane s vanjske strane membrane zbog komunikacije ili prijenosa signala
O čemu ovisi sastav staničnih membrana te jesu li vanjska i unutarnja strana membrane simetrične?
O vrsti stanica, tj. funkciji stanice/membrane
Fosfolipidi na unutarnjoj i vanjskoj strani stanične membrane nisu isti jer membrana nema istu funkciju s unutarnje i vanjske strane te je moguće da dođe do apoptoze stanice ako se neka komponenta lipida nalazi s krive strane membrane
Objasni tri moguće strukture nakupine lipida u vodenoj otopini
Miceli - karboksilna skupina se orijentira prema vodi, a svi acilni repovi prema unutrašnjosti micele gdje nema molekula vode -> kada je poprečni presjek karboksilne skupine veći od debljine lanca
Linearni fosfolipidni dvosloj - svi acilni lanci osim onih na rubu su zaštićeni od interakcije s vodom ->kada je poprečni presjek jednake veličine kao acilni lanci
Vezikula (liposom) -> Linearni fosfolipidni dvosloj se zatvori u sferičnu strukturu te su svi acilni lanci međusobno povezani te nema nepovoljne interakcije s vodom
U unutrašnjosti vezikule su polarni dijelovi masnih fosfolipida te se tamo nalazi voda
Vezikula je najstabilnija struktura jer dolazi do stabilizacije - Van der Waalsovim interakcijama između acilnih lanaca, elektrostatskim interakcijama i vodikovim vezama između lipida i vode te entropijskim doprinosom zbog oslobađanja uređene vode oko lipida
Kako koristimo liposome u istraživanjima?
Možemo napraviti liposome iz fosfolipida koje koristimo za ispitivanje dostave spojeva/lijekova u stanice
Sonifikacijom suspenzije fosfolipida nastaju liposomi koji u sebi sadrže određene tvari prisutne u toj otopini te onda možemo takve liposome odvojiti iz otopina dijalizom ili gel-filtracijom
Kakva je propusnost stanične membrane?
S obzirom da je stanična membrana većinom nepolarna, ima jako malu propusnost za ione i polarne molekule, ali je voda iznimka zbog male Mr, velike koncentracije i nedostatka naboja
Kako dijelimo membranske proteine?
Integralni - čvrsto su asocirani s membranom te se mogu odvojiti od membrane s detergentom ili organskim otapalom
Periferni membranski proteini - povezani na npr. integralne proteine, mogu se odvojiti već s promjenom pH, dodatkom ureje, povećanjem ionske jakosti
Amfitropni proteini - reverzibilno asocirani s membranom, ovisno o staničnim uvjetima i potrebama organizma
Kako se dijele integralni proteini?
6 tipova
I i II - jedna transmembranska zavojnica s N-krajem izvan stanice(I), tj. unutar stanice (II)
III- VIšestruke transmembranske zavojnice koje pripadaju jednom polipeptidnom lancu
IV - asocirani su s membranom preko kovalentno povezanih lipida
V - to su proteini koji imaju više transmembranskih zavojnica, ali svaka zavojnica je iz svojeg polipeptidnog lanca te asociranjem tvore kanale
VI - imaju i transmembransku zavojnicu i lipidno sidro
Opiši glikoforin
To je transmembranski protein u eritrocitima
Ima dvije hidrofilne domene, jednu s vanjske strane koja sadrži oligosaharidnu komponentu, te jednu s unutarnje strane te sadrži jednu hidrofobnu domenu koja tvori zavojnicu koja prolazi kroz fosfolipidni dvosloj
Objasni jednu metodu za određivanje sekundarne strukture transmembranskog proteina te navedi dva primjera
Mjerenjem indeksa hidropatije (Gibbsove energije prelaska iz hidrofobnog otapal u vodenu otopinu) se može odrediti koje su AK hidrofobne, a koje hidrofilne
Ako postoji dovoljno veliki slijed hidrofobnih AK, vrlo je vjerojatno da je to transmembranski dio proteina
Npr. indeks hidropatije za glikoforin opisuje slijed hidrofobnih AK od 75-93
Indeks hidropatije za bakteriorodopsin prikazuje 7 transmembranskih regija što se podudara s činjenicom da bakteriorodopsin sadrži 7 transmembranskih zavojnica
Što je prisutno u eksperimentalno riješenim strukturama transmembranskih proteina?
Fosfolipidi iz membrane koji kristaliziraju uz sam protein
Pretpostavlja se da su smješteni isto kao i u membrani in vivo
Koji su sve mogući načini sidrenja na membranu preko lipida?
- preko palmitoilne skupine->formira se tioesterska veza s Cys na proteinu
- preko N-miristoilne skupine -> veže se na Gly na kraju proteina
- Preko farnezil i geranilgeranilne skupine -> vežu se na Cys na C-kraju proteina te je ta karboksilna skupina uvijek metilirana
- Preko glikozil-fosfatidilinozitola (GPI) -> GPI je povezan s kratkim polisaharidom koji je kovalentno spojem s C-krajem proteina
O čemu ovisi stanje membrane?
Postoje dva suprotna stanja fosfolipidnog dvosloja - neuređeno i uređeno stanje
Neuređeno - fluidno stanje, acilni lanci su gibljivi i nemaju uređenu organizaciju
Uređeno - polarne glave su uniformno raspoređene po površini, acilni lanci su gotovo nepomični i pravilno poredani
Točka mekšanja (točka prijelaza između uređenog i neuređenog stanja) ovisi o duljini acilnih lanaca te o stupnju nezasićenosti lanaca
Osim toga životinje kontroliraju fluidnost membrane kolesterolom, a bakterije sintezom specifičnih lipida
Kako se fosfolipidi mogu gibati u dvosloju?
Lateralnom difuzijom u ravnini membrane - to je spontan i brz proces (mogu se i difundirati proteini, ali ne svi)
Transverzna difuzija (između dva sloja membrane) je jako spora i energetski nepovoljna (flip-flop)
Kakvi enzimi kataliziraju transverznu difuziju fosfolipida?
Flipaze - kataliziraju iz vanjskog u unutarnji dio membrane
Flopaze - iz unutarnjeg u vanjki dio membrane
I flipaze i flopaze troše ATP
Skramblaze - kataliziraju translokaciju niz koncentracijski gradijent (ne troše energiju)
