VL 2: Membrantransport

Question 1

Exocytose

Answer 1

• Transport von großen Molekülen oder Partikeln in den extrazellulären Raum
• ein Vesikel fusioniert mit der Plasmamembran und entläasst den inhalt

Question 2

Endocytose

Answer 2

• Außenmembran faltet sich nach innen
• fängt Material aus dem extrazellulären Bereich

Question 3

Pflanzenmembranen und ihre Transportfunktioen

Answer 3

• Diffusion
• aktiver und passiver Transport
• Kanäle
• Carriers
• Pumpen
• Symport
• Antiiport
• Primär- und sekundäraktiver Transport

Question 4

Flüssig-Mosaik-Membran Modell

Answer 4

• Lipiddoppelschicht zur Trennung wässriger Milieus
• amphipatische Eigenschaft der Lipide
• Lipide: hydrophiler und hydrophober Anteil
• Proteine: inenrhalb membran hydrophob, polare Anteile nach außen

Question 5

Organisation der amphipatischen Lipidmoleküle in der Membrandoppelschicht

Answer 5

• KH meistens Galaktose

Question 6

Funktionen der Membran

Answer 6

• Kompartimentierung
• Selektive Permeabilität
• Import/Export
• Energieerzeugung
• Wahrnehmung und Weiterleitung v. Signalen
• Turgor

Question 7

Kompartimentierung

Answer 7

• Schaffunf von Reaktionsräumen
• Vereinigung v. Reaktionspartnern und Trennung von unerwünschten Substanzen
• Vermeidung nutzloser Zyklen und Möglichkeit v. gegenläufigen Prozessen
  
  • z.B. Stärkesynthes im Amyloplasten
  • gleichzeitig Glykolyse im Zytoplasma

Question 8

Selektive Permeabilität

Answer 8

• Aufnahme und Ausschleusen von Substanzen durch Membran
• ergibt sich aus den verfügbaren Transportsystemen (integrale Membranproteinen)

Question 9

Import/Export

Answer 9

• von Mineralien und Ausschuss von Abfall Produkten
• Transport von Metaboliten und Proteinen
• anderer Materialtransport in Vesikeln

Question 10

Energieerzeugung - Aufbau von Proteonengradienten

Answer 10

• Umwandlung von Sonnenenergie in biologisch verwertbare Energie
• ATP Gewinnung durch mitochondriale Respiration

Question 11

Wahrnehmung und Weiterleitung von Signalen

Answer 11

• Signaltransduktion
• CA2+ Import/Export in Cytoplasma
• Vermittlung von Signalen für Wachstum und Entwicklung auszubreiten

Question 12

Turgor

Answer 12

• positiver Druck auf die ZW
• Struktur und Festigkeit der Pflanze

Question 13

Permeabilität der Membran, welche Substanzen können passieren?

Answer 13

Question 14

Diffusion gelöster Substanzen, Passiver Transport

Answer 14

• Diffusion einer gelösten Substanz
  
  • Nettobewegung vom Bereich höherer zu dem Bereich niedriger Konzentration
  • entlang Konzentrationsgradienen
• Diffusion zweier gelöster Substanzen
  
  • Membran nur durchlässsig für beide
  • jedes Molekül diffundiert entsprechend dem eigenen Konzentrationsgradienten
• passiver transportm keine energie

Question 15

Semipermeabilität - Osmose

Answer 15

• Diffusion des Wasser über eine semipermeable Membran, wenn Membran nur für Lösungsmittel durchlässig ist = Passiver Transport
• Dann fließt Wasser von der
  hypotonischen (mit weniger gelösten
  Stoffen) zur hypertonischen Lösung
  (mehr gelöste Stoffe)
• Damit Verminderung des
  Konzentrationsunterschieds des
  gelösten Stoffes
• Zum Ausgleich der unterschiedlichen
  osmotischen Potentiale beider
  Lösungen
  Anstieg des Flüssigkeitsspiegels
  entgegen dem _hydrostatischen
  Dru_ck , in Pflanzen entgegen des
  Zellwanddrucks

Question 16

Ermittlung der benötigten Energie für den Molekültransport gegen Konzentrationsgefälle

Answer 16

Speicherformen der Energie

• Konzentrationsdifferenz –> chem. Potential
• Ladungsdifferenz –> elektrisches Potential

elektrisches + chem. Potential = elektrochemisches Potential

Ionen diffundieren aufgrund ihrer Konzentrationsverhältnisse und der
elektrischen Potentialdifferenzen zwischen zwei Kompartimenten.
D.h. umgekehrt: Entgegen ihres Konzentrationsgradienten fließen Ionen nur durch Membranen, wenn eine entsprechende Spannung zwischen den Kompartimenten angelegt wird

Question 17

Membrantransportproteine

Answer 17

Question 18

Membranporen/Kanäle

Answer 18

• Kanäle sind Membranporen
• alpha-helikale Struktur
• innere pore
  
  • geladene hydrophobe AS SK
  • selektiv
• Bsp Kaliumkanal

Question 19

Unterschiede zwischen passivem Transport durch Diffusion und erleichterter Diffusion

Answer 19

• schneller
• definiert über Vmax: durch die begrenzte Anzahl an Transportern in der Membran
• Spezifität
• Öffnung kann kontrolliert werden –> “gatet channels” Kanalkonformation wechselt zwischen durchlässig (open gates) und nicht permeabel (closed)

Question 20

Modell eines spannungsabhängiigen (voltage-gated) K-Kanals in einer Pflanze

Answer 20

• Tormechanismus - als Reaktion aus Änderungen des membranpotnetials öffnet und schließt sich das Tor des Kanale
• Flaschenhals perfekte Größe für Kaliumionen

Question 21

Wasserkanäle - Aquaporine

Answer 21

• hochselektiv für Wasser
• keine Ionen können passiern
• In Ergänzung zur einfachn Diffusion des Wassers durch die Membran
• Porengrösse eng
• größe des Wassermoleküls angepasst

Question 22

(!) Comparisoon od the 2 strategies of iron uptake used by plants to respond to iron deficiency

Question 23

phosphat transporter

Question 24

Carrierproteine

Answer 24

• schleusen Moleküle durch eine Membran
• nur in Richtung Konzentrationsgefälle
• reversible Bindungsstellen
• Interakktion mit Substrat erfolgt Konformationsänderung
• Substratspezifisch

Question 25

Unterschied Kanal und Carrier

Answer 25

Question 26

Aktive Transporter/Pumpen

Answer 26

Primärtransporter * Protein unter Energieverbrauch Moleküle durch membran entgegen Konzentrationsgradient * z.B. für H+, Ca2+ und Na+/K+ * Substanz wird unter Energieverbruach und ohne chemische Veränderung transportiert * Energie in Form von ATP Sekundärtransporter * transportiert Substanzen * erforderliche E wird durch Aufbau eines Protonen/Ionen-Gradienten zur Verfügung gestellt * etablierter Protonengradient --\> Sym- und Antiporter können andere Sunstanzen zusammen mit Protonen transportieren

Question 27

Primärtrasnorter - ATPasen/ATP-Synthase

Answer 27

* in Mitochondiren und Chloroplasten * Aufbau Protonengradient * bildet ATP

Question 28

Primär und Sekundärtransporter

Answer 28

Eine Protonenpumpe sorgt für Transport über die Membran entgegen eines Konzentrationsgradientens: Dazu ist Energie erforderlich: ATPase Protonen werden aktiv heraustransportiert zum Aufbau dieses Protonengradienten. Bei Rückfluss der Protonen wird Saccharose mitgenommen.

Question 29

Signifikanz Saccharose-Transporter Experiment

Answer 29

Question 30

(!) Folie 33

Question 31

Der Natrium/Kalium Transporter

Answer 31

* primär aktiv * zwei mol K+ in die Zelle * drei mol Na+ aus die Zelle * alpha UE hydrolysiert ATP --\> Energie für den Prozess

Question 32

Natrium/Kalium Pumpe Funktionsweise

Answer 32

Question 33

Beispile für sek. aktiven Transporter (Cotransporter)

Answer 33

Symporter * zwei Stoffe gleichzetig * dieselbe Richtung * vorheriger Einsatz Primärtranspoters erforderlich Antiporter * zwei Stoffe in entgegengesetzter richtung * vorheriger Einsatz Primärtranspoters erforderlich Energie wird durch Rückfluss der Protonen verbraucht. Energiefreisetzender Rücktransport erlaubt Kopplung des aktiven Transport einer zweiten Substanz

Question 35

Weitere Funktionen der Membran-assoziierten Proteine

Answer 35

* viele Membranproteine sind Enzyme * einige fungieren als Rezeptoren für chemische Nachrichten von anderen Zellen * Bindung messenger zue ienem Rezeptor kann Signaltransduktion bewirken * Membranlokalisierung optimiert Reaktionen/metabolsiche Prozesse * substrat channeling und organisation von Stoffwechsel

Question 36

Transport von Proteinen in Organellen

Answer 36

* Ribosom: Proteinneusynthese * Sruktur definiert finalen Wirkort * spezifische Adresse innerhalb Proteinsequenz * Peptidtruktur am C-Terminus ist Sortierungssignal in die Vakuole * Signalpeptidqueqnezen erlauben, dass ein Protein wie invertase begonnen wird * vor Fertigstelung des Prtoeins wird Ribosom zum ER

Question 37

(!) Posttranslationaler Import von Proteinen in Plastiden