Membranpumpen, Tansporter und Membrankanäle
Membranpumpen, Tansporter und Membrankanäle
Membranpumpen, Tansporter und Membrankanäle
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Kartei Details
| Karten | 14 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Biologie |
| Stufe | Andere |
| Erstellt / Aktualisiert | 22.02.2017 / 09.12.2019 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/20170222_membranpumpen_tansporter_und_membrankanaele
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nenne Eigenschaften der ATP getriebene Membranpumpen
Tastatur-Befehle:
= drehen,
= vor-/rückwärts,
= scrollen
- aktiver transport gegen Konzentrationsgradienten
- freie Enthalpie
- Atp-Hydrolyse
- Lichtadsorption
- freie Enthalpie
- zwei Konformationszustände
- Aspartatrest wird durch ATP-Hydrolyse phosphoriliert => Konformationsänderung => Inenbindungsstelle auf gegenüberliegende Seite wird geöffnet
- Erzeugung und Aufrechterhaltung von Ionengradienten
- Na+/K+ Pumpe
- Ca++ Pumpe
wie wrd die Ca-Konzentration in der Zelle reguliert?
Tastatur-Befehle:
= drehen,
= vor-/rückwärts,
= scrollen
- eukaryontische Zellen haben eine sehr tiefe Ca-Konzentration im Zytosol
- Ca-Gradienten-Fluss als Hauptbestandteil der Signalüermittlung
- Acetylcholin bindet an Rezeptorproteine auf Plasmamembran
- Aktionspotenzial breitet sich bis in T-Tubuli hinein aus
- Ca-Freisetzung aus dem sarkoplasmatischem Retikulum
- Ca-Ionen binden an Troponin => Freilegung Myosinbindungsstellen
- Myosinköpfe heften sich an Actin und lösen sich wieder unter ATP-verbrauch (Muskelkontraktion)
- Ca wird durch aktiven Transport (Ca-ATPase) ins SR zurück geschafft
- Myosinbindungsstellen werden wieder blockiert durch tropomyosin => Erschlaffung der Musklen
Erkläre den Mechanismus der Ca-ATPase
Tastatur-Befehle:
= drehen,
= vor-/rückwärts,
= scrollen
- zwei Konformationen
- E1 Konformation
- Öffnung der Pumpe zur cytoplasmatischen Seite
- hohe Ca-Affinität der Ca-Bindungsstellen
- Carboxylgruppen (COO-) von Glutamat-/ Aspartat-Seitenketten binden CA-Ionen
- H2O (umgibt normalerweise Ca-Ionen) wird durch Carbonyl-Sauerstoffatome der Ca-ATPase ersetzt
- Carboxylgruppen (COO-) von Glutamat-/ Aspartat-Seitenketten binden CA-Ionen
- E2 Konformation
- Öffnung er Pumpe zum SR-Lumen
- niedere Ca-Affinität der Ca-Bindungsstellen
- Konformationsänderung bewirkt, dass O2-Atome nicht mehr mit Ca-Ionen interagieren können
- E1 Konformation
- Ca und ATP bindet
- Phosphorilierung Aspartat
- Konformationsänderung
- Ca-Freisetzung
- Dephosphorilierung
- Konformationsänderung
nenne und beschreibe die unterschiedlichen Domänen der Ca-ATPase
Tastatur-Befehle:
= drehen,
= vor-/rückwärts,
= scrollen
- N-Domäne (Nukleotidbindungsdomäne)
- ATP Bindungsstelle
- P-Domäne
- Stelle wo phosphoryliert wird
- A-Domäne
- verbindet Transmembrandomänen miteinander
beschreibe die Eigenschaften und Funktion der Na-K-Pumpe
Tastatur-Befehle:
= drehen,
= vor-/rückwärts,
= scrollen
- transportiert 3 Na-Ionen versus 2 K-Ionen unter einem ATP-Verbrauch
- Transport entgegen Ionengradienten
- grösster ATP-Verbraucher im Ruhezustand (1/3)
- Tetramer
- je zwei alpha und beta Einheiten
- beta-Einheit hilft der alpha-Einheit sich korrekt zu falten
- je zwei alpha und beta Einheiten
- zwei Konformationen
- E1 Konformation
- Öffnung der Pumpe zur cytoplasmatischen Seite
- hohe Na-Affinität; tiefe K-Affinität
- E2 Konformation
- Öffnung er Pumpe zum SR-Lumen
- niedere Na-Affinität; hoheK-Affinität
- Na und ATP bindet
- Phsphorilierung von Aspartat
- Konformationsänderung
- Na Freisetzung und K Bindung
- Dephsphorilierung und Konformationsänderung
- K Freisetzung
nenne die drei Klassen von Transportern/Carrier
was sind die UNterschiede?
Tastatur-Befehle:
= drehen,
= vor-/rückwärts,
= scrollen
- Uniporter
- transport von Molekülen entlang Konzentrationsgradienten
- Antiporter & Symporter
- Kopplung thermodynamisch ungünstigen mit thermodynamisch günstigen Membrantransport
- Antrieb der Transport entgegen Konzentrationsgradienten durch thermodynamisch günstigen Transport entlang Konzentrationsgradienten
- Antiporter
- entgegengesetzter Transport
- Symporter
- Transport in gleiche Richtung
nenne Beispiele für einen Transporter/Carrier
Tastatur-Befehle:
= drehen,
= vor-/rückwärts,
= scrollen
- Na/Ca-Antiporter
- transportiert ein Ca-Ionen aus der Zelle und drei Na-Ionen in die Zelle
- Glucose-Uniporter (GLUT-2)
- Glucose-Natrium-Symporter
- Aufnahme von Glucose in die Enterozyten durch Gluc-Na-Symporter
- Abgabe der Glucose in die extrazelluläre Flüssigkeit durch Gluc-Uniporter
- Glucose-Natrium-Symporter
welche Funktion und Eigenschaften haben Membrankanäle
Tastatur-Befehle:
= drehen,
= vor-/rückwärts,
= scrollen
- schneller Transport von Wasser, spezifischen Ionen und kleinen hydrophilen Moleküle
- passiver Transport entlang Konzentrationsgradienten oder elektrischen Potentials => thermodynamisch günstig
- non-gated Kanäle (z.B. Gap Junctions)
- Kanäle, welche vorwegend geöffnet sind
- gated Kanäle
- öffnen sich nur durch ein chemsiches resp. elektrisches Signal
was ist das Membranruhepotential resp. das Aktionspotential?
Tastatur-Befehle:
= drehen,
= vor-/rückwärts,
= scrollen
- Membranruhepotential
- "normales" Membranpotential einer lebenden Zelle => ungleiche Verteilung von positiver und negative Ladung auf der Membranaussen-/ innenseite
- entsteht grösstenteils durch nongated K+-Kanäle (=K-Leck-Kanäle), aber auch Na/K-ATPase
- K fliesst entlang Konzentartionsgradienten in Extrazellulärraum
- cytoplasmatische Seite der Membran wird negativer
- extrazelluläre Seite positiver
- K fliesst entlang Konzentartionsgradienten in Extrazellulärraum
- Aktionspotential
- kurzzeitige Abweichung des Membranpotentials
- ermöglicht Erregungsleitung im Nervensystem und Kontartion der Muskeln
- Alles-oder-Nichts-Gesetz
- sobald Reiz eine gewisse Schwelle übersteig, wird Aktionspotential ausgelöst, ohne Rücksicht wie intensiv Reiz ist => Aktionspotential ist immer gleichförmig, unabhängig von Reiz-Stärke
- Grundlage der Reizfortleitung
wie wird ein Aktionspotential aufgebaut?
Tastatur-Befehle:
= drehen,
= vor-/rückwärts,
= scrollen
- Ruhezustand
- Na- und K-Kanäle sind geschlossen
- Depolarisation
- Reiz öffnet einige Na-Kanäle
- Einstrom von Na depolarisiert Membran
- Falls Schwellenpotential erreicht wird, wird Aktionspotential ausgelöst
- Anstiegsphase (Depolarisationsphase) des Aktionspotentials
- Depolarisation öffnet die meisten Na-Kanäle; K-Kanäle bleiben geschlossen
- Durch Na-Einstrom wird Membran-Innenseite positiv
- Abklingphase (Repolarisationsphase) des Aktionspotentials
- Na-Kanäle werden inaktiviert => Blockierung Na-Einstrom
- K-Kanäle öffnen sich und K strömt aus => Membraninnenseite wird negativ
- Nachpotential
- aufgrund offenen K-Kanäle hyperpolarisiert Membran üer Ruhepotential hinaus
- geschlossene, inaktive Na-Kanäle werden in einen geschlossenen aktivierbaren Zustand versetzt
- Wenn K-Kanäle sich schliessen, kehrt Membran in Ruhepotential zurück
nenne die Eigenschaften von spannungsabhängigen Na-Kanäle
- monomeres Transmembranprotein (ca. 2000 AS)
- 4 Transmembrandomäne (I - IV) bestehend aus je 6 alpha-Helices (S1-S6)
- S4-alpha-Helix vermittelt Spannungsaktivität
- Inaktivierungssegment liegt auf cytoplasmatischer Seiter zwischen Domäne II und III
beschreibe das Funktionsprinzip der spannungsabhängigen Na-Kanäle
- geschlossenes Stadium
- alpha-Helix liegt auf der negativ geladenen cytoplasmatischen Seite => gating-Segment blockiert Kanal
- offenes Stadium
- Membran wird depolarisiert
- Spannungssensitive alpha-Helix wandert Richtung äussere Membran => éffnung des Kanals durch Konformationsänderung
- Inaktives Stadium
- spannungssensitive alpha-Helix kehrt sofort wieder ins geschlossene Stadium zurück
- Inaktivierungssegment verschliesst offenen Kanal => Na-Ionenfluss wird gestoppt
- Reoplarisierung
- Membran wird repolarisiert => Inaktivierungssegment wird vom Kanal gelöst und Kanal kehrt ins geschlossene Stadium zurück
durch was unterscheidet sich der spannungsabhängige Na-Kanal vom K-Kanal?
- K-Kanal besteht aus vier identischen Untereinheiten
wie kommt die Selektivität von Ionenkanälen zustande?
- die Selektivität der Ionenkanäle kommt von deren unterschiedlichen Grössen und die Fähigkeit die Hydrathülle des Ions zu entfernen
- damit Ionen durch Ionenkanäle wandern können, müssen sie davor dehydratisiert werden => aufgrund enger Porendurchmesser
- Ionen gehen Bindungen (Bindungsenergie) mit Pore von Kanal ein
- für Dehydratisierung, muss Hydrationsenergie (WW zwischen Ion und Wasser) durch Bindungsenergie ersetzt werden
- Energiedifferenz (Bindungsenergie - Hydratationsenergie)
- reicht Bindungsenergie nicht aus, kann Molekül nicht Dehydratisieren und folglich nicht passieren
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