Biomembran
Zellbiologie
Zellbiologie
welche Funktionen hat die Biomembran? (6)
- Abgrenzung, Barriere
- Erkennung der Metabolismus-aufrechterhltenden Zeichen inner-/ ausserhalb der Membran
- Signalaufnahme und -leitung
- Energiekonservierung
- Biosynthese
Skizziere schematisch und erkläre den Aufbau der Biomembran
- alle Biomembranen haben gleiche Grundstruktur
- sehr dünne Schicht aus Lipid-/ Proteinmolekülen
- Fixierung durch nicht-kovalente Wechselwirkung (Van-der-Waals, Wasserstoffbrücken usw.)
- sehr dünne Schicht aus Lipid-/ Proteinmolekülen
- unsymmetrisch
- P-Seite (=plasmatische Seite)
- E-Seite (=extraplasmatische / externe Seite)
wie wird die Membran gebaut?
- Synthese im ER mit anschliessendem Transport via Vesikeln zu Golgi, Plasmamembran, Endosomen und Lysosomen
- z.T. werden Lipide in entsprechenden Organellen noch weiter modifiziert
- Mitochondrien/ Peroxisomen
- Synthese z.T. in diesen Organellen (Endosymbionten-Theorie)
- z.T. Import durch Assoziation (Zusammenlagerung) mit dem ER
- Enzyme regeln Verteilung von Lipide und Proteine in der Membran (entsprechend Funktion)
welches sind die wichtigsten Membranlipide?
- Phospholipide
- Glycerolipide / Phosphoglyceride
- Sphingolipid
- Etherlipide
- Ceramid
- Cholesterin
was sind die Funktionen der Membranlipide?
- Grundsubstanz der Membran
- Stützfunktion
- Doppelschicht
- aufgrund stark polaren und stark lipophile Seite
- amphipathisch (=wasserunlöslich)
- in Ausnahmefällen Spezialfunktionen (Cell Signaling oder Proteintransport)
- Fluidität der Biomembran
- Endo-/ Exozytose
- stillstand bei 4 Grad
- Zellkulturen werden daher bei tiefen Temperaturen gelagert
was ist der Unterschied zwischen Micelle, Lipid-Doppelschicht, Liposom?
- Micelle
- entstehen aus amphiphile Moleküle in wässeriger Lösung
- polare Köpfe aussen; lipophile Schwänze innen
- Lipid-Doppelschicht
- eher rechteckige Form aufgrund zwei Kohlenwasserstoff-Schwänze
- Multiamenare Vesikel
- Liposom
- werden Multilaminare Vesikel mit Ultraschall behandelt, werden sie zu Liposomen
- eine Doppelschicht
- sehr stabil
- ermöglichen spontane Reparatur der Lipid-Doppelschicht
Skizziere Struktur von Phospholipiden
Skizziere Struktur von Sphingosin
Sphingosin: ohne Fettsäure
Skizziere Struktur von Ceramid
Fettsäureschwanz: R
Zeichne ein Glycerophospholipid
Bennene folgende Substituenten:
Zeichne die schematische Struktur von Sphingomyelin
Zeichne die schematische Struktur von Cerebrosid
Zeichne die schematische Struktur von Phosphatidylcholin
nenne Faktoren, die die Membranfluidität beeinflussen
- Phospholipide
- cis- Doppelbindungen (ungesättigte Fettsäuren)
- Lipide können sich nicht so nah aneinader reihen => fluider
- (Ladung Kopfgruppe)
- cis- Doppelbindungen (ungesättigte Fettsäuren)
- Temperatur
- bei Kälte wird Fett fest (Paracristaliner Zustand)
- Organismen, deren Temperatur von der UMgebung abhängig ist, regulieren Fluidität über cis-Verbindungen in Membran
- Cholesterin
- schwach amphiphil
- starres Gerüst
- macht Doppelschicht weniger verformbar und so undurchlässiger
- eingeschränkte Bewegung für kleine, wasserlösliche Moleküle
- Verhnidert auskristallisieren von Phospholipide
- Unterhalb Transition-Temperatur (=Temperatur, bei der Lipide kristalin werden)
- Erhöhung Membranfluidität (Prävention geordneten Packung)
- oberhalb Transition-Temperatur
- Erniedrigung Membranfluidität (Ringsystem behindert freie Bewegung)
erkläre das Flüssgmosaikmodell
- Biomembrane sind 2-dimensionale Mosaike aus Lipide und Proteine
- meiste Membranlipide/ -proteine sind in der Membran innerhalb eines Bilayers in ständiger Bewegung
- laterale Diffusion => häufig
- Flip-Flop (Wechsel äussere <=> innere Schicht) => selten
nenne versch. Arten von MP.
was sind die Unterschiede?
- Periphere oder extrinsische MP
- leicht von Membran ablösbar
- VEränderung Ionenstärke
- pH
- nicht-kovalente WW
- reichen nicht in Bilayer hinein
- leicht von Membran ablösbar
- Integrale oder intrinsische MP, Transmembranproteine
- hydrophobe WW zwischen den MP und Membranlipide
- manchmal über S-S kovalent gebunden
- Membrandurchgängig
- Typ-I-Membranproteine
- Aminoende iauf E-Seite
- carboxylende auf P-Seite
- Typ-II-Membranproteine
- Aminoende iauf P-Seite
- carboxylende auf E-Seite
- Typ-III-Membranproteine
- mehrere Membrandurchgänge mit unterschiedlicher Orientierung
was ist der Vorteil des spezifischen Transports zur freien Diffusion (3)
- schneller
- substratspezifisch
- hemmbar
warum gibt es verschieden Blutgruppen?
- Enzym erkennt 'Gal' und hängt 'GalNAc' resp. 'Gal' an bestehende Zuckerstruktur (Glycolisierung) => BG-Ag
- Je nach BG-Typ sind gewisse Enzyme deaktiviert
welche Formen der Glycosierung gibt es?
- N-Glycolisierung
- N-gebunden von Asparaginrest
- -Asn-X-Ser/Thr- (X = irgendeine AS ausser Prolyn)
- Hauptglycolisierung im ER, dann Golgi
- cotranslationale Glycolisierung
- während mRNA in Protein übersetzt wird, werden gebildete Proteine gleichzeitig auch Glycolisiert
- N-gebunden von Asparaginrest
- O-Glycolisierung
- im Golgi-Apparat
- O-gebunden von Serin oder Threonin
zeichne die drei Grundstrukturen der N-Glycolisierung
erkläre die grundlegenden Schritte der N-Glycosierung/PRozessierung im ER und Golgi
- Ribosom translatiert Protein in ER
- ER: vorgefertigte Oligosaccharid-Seitenketten (Glc3Man9GlcNAc2) wird an NH2 von Asn-Rest gebunden
- Golgi: Oligosaccharid-Seitenketten werden zurecht geschnitten
was sind die Funktionen der Membranglykoproteine? (5)
- Translokatoren
- Transportprotein, das den Stoffaustausch über eine Membran (Membrantransport) mittels eines Kanals vermittelt
- Rezeptoren, Signalrezeptoren
- MHC-Moleküle (Unterscheidung zwischen eigenen fremden Zellen
- membranständige Ag
- CD-Zellmarker
wie unterscheidet sich die Glycolisierung von Hefe und INsektenzellen zu Säugerzellen?
- HEfen & Insektenzellen: es werden riesige Man-Glycolisierung aufgebaut, welche von Immunsystem als Ak erkannt wird => Immunantwort
- Säugerzellen: man werden abgeschnitten und dann wieder aufgebaut => keine Immunantwort
=> wichtig zu wissen für die HErstellung von Glyco-Proteinen
was ist die Funktion der N-Glykane?
- Qualitätskontrolle in der Zelle
- spezielle Chaperone erkennen Glycolisierung und halten Proteine im ER zurück bis Protein ganz aufgebaut ist
nenne die Eigenschaften von Lektinen
- grosse Affinität zu Glykoproteinen
- Zucker-bindende Proteine
- hauptsächlich pflanzlichen Ursprungs
- können spezifisch an Zellen bzw. Zellmembranen zu binden und so biochemische Reaktionen auslösen
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Cartes-fiches
welche Funktionen hat die Biomembran? (6)
- Abgrenzung, Barriere
- Erkennung der Metabolismus-aufrechterhltenden Zeichen inner-/ ausserhalb der Membran
- Signalaufnahme und -leitung
- Energiekonservierung
- Biosynthese
Skizziere schematisch und erkläre den Aufbau der Biomembran
- alle Biomembranen haben gleiche Grundstruktur
- sehr dünne Schicht aus Lipid-/ Proteinmolekülen
- Fixierung durch nicht-kovalente Wechselwirkung (Van-der-Waals, Wasserstoffbrücken usw.)
- sehr dünne Schicht aus Lipid-/ Proteinmolekülen
- unsymmetrisch
- P-Seite (=plasmatische Seite)
- E-Seite (=extraplasmatische / externe Seite)
wie wird die Membran gebaut?
- Synthese im ER mit anschliessendem Transport via Vesikeln zu Golgi, Plasmamembran, Endosomen und Lysosomen
- z.T. werden Lipide in entsprechenden Organellen noch weiter modifiziert
- Mitochondrien/ Peroxisomen
- Synthese z.T. in diesen Organellen (Endosymbionten-Theorie)
- z.T. Import durch Assoziation (Zusammenlagerung) mit dem ER
- Enzyme regeln Verteilung von Lipide und Proteine in der Membran (entsprechend Funktion)
welches sind die wichtigsten Membranlipide?
- Phospholipide
- Glycerolipide / Phosphoglyceride
- Sphingolipid
- Etherlipide
- Ceramid
- Cholesterin
was sind die Funktionen der Membranlipide?
- Grundsubstanz der Membran
- Stützfunktion
- Doppelschicht
- aufgrund stark polaren und stark lipophile Seite
- amphipathisch (=wasserunlöslich)
- in Ausnahmefällen Spezialfunktionen (Cell Signaling oder Proteintransport)
- Fluidität der Biomembran
- Endo-/ Exozytose
- stillstand bei 4 Grad
- Zellkulturen werden daher bei tiefen Temperaturen gelagert
was ist der Unterschied zwischen Micelle, Lipid-Doppelschicht, Liposom?
- Micelle
- entstehen aus amphiphile Moleküle in wässeriger Lösung
- polare Köpfe aussen; lipophile Schwänze innen
- Lipid-Doppelschicht
- eher rechteckige Form aufgrund zwei Kohlenwasserstoff-Schwänze
- Multiamenare Vesikel
- Liposom
- werden Multilaminare Vesikel mit Ultraschall behandelt, werden sie zu Liposomen
- eine Doppelschicht
- sehr stabil
- ermöglichen spontane Reparatur der Lipid-Doppelschicht
Skizziere Struktur von Phospholipiden
Skizziere Struktur von Sphingosin
Sphingosin: ohne Fettsäure
Skizziere Struktur von Ceramid
Fettsäureschwanz: R
Zeichne ein Glycerophospholipid
Bennene folgende Substituenten:
Zeichne die schematische Struktur von Sphingomyelin
Zeichne die schematische Struktur von Cerebrosid
Zeichne die schematische Struktur von Phosphatidylcholin
nenne Faktoren, die die Membranfluidität beeinflussen
- Phospholipide
- cis- Doppelbindungen (ungesättigte Fettsäuren)
- Lipide können sich nicht so nah aneinader reihen => fluider
- (Ladung Kopfgruppe)
- cis- Doppelbindungen (ungesättigte Fettsäuren)
- Temperatur
- bei Kälte wird Fett fest (Paracristaliner Zustand)
- Organismen, deren Temperatur von der UMgebung abhängig ist, regulieren Fluidität über cis-Verbindungen in Membran
- Cholesterin
- schwach amphiphil
- starres Gerüst
- macht Doppelschicht weniger verformbar und so undurchlässiger
- eingeschränkte Bewegung für kleine, wasserlösliche Moleküle
- Verhnidert auskristallisieren von Phospholipide
- Unterhalb Transition-Temperatur (=Temperatur, bei der Lipide kristalin werden)
- Erhöhung Membranfluidität (Prävention geordneten Packung)
- oberhalb Transition-Temperatur
- Erniedrigung Membranfluidität (Ringsystem behindert freie Bewegung)
erkläre das Flüssgmosaikmodell
- Biomembrane sind 2-dimensionale Mosaike aus Lipide und Proteine
- meiste Membranlipide/ -proteine sind in der Membran innerhalb eines Bilayers in ständiger Bewegung
- laterale Diffusion => häufig
- Flip-Flop (Wechsel äussere <=> innere Schicht) => selten
nenne versch. Arten von MP.
was sind die Unterschiede?
- Periphere oder extrinsische MP
- leicht von Membran ablösbar
- VEränderung Ionenstärke
- pH
- nicht-kovalente WW
- reichen nicht in Bilayer hinein
- leicht von Membran ablösbar
- Integrale oder intrinsische MP, Transmembranproteine
- hydrophobe WW zwischen den MP und Membranlipide
- manchmal über S-S kovalent gebunden
- Membrandurchgängig
- Typ-I-Membranproteine
- Aminoende iauf E-Seite
- carboxylende auf P-Seite
- Typ-II-Membranproteine
- Aminoende iauf P-Seite
- carboxylende auf E-Seite
- Typ-III-Membranproteine
- mehrere Membrandurchgänge mit unterschiedlicher Orientierung
was ist der Vorteil des spezifischen Transports zur freien Diffusion (3)
- schneller
- substratspezifisch
- hemmbar
warum gibt es verschieden Blutgruppen?
- Enzym erkennt 'Gal' und hängt 'GalNAc' resp. 'Gal' an bestehende Zuckerstruktur (Glycolisierung) => BG-Ag
- Je nach BG-Typ sind gewisse Enzyme deaktiviert
welche Formen der Glycosierung gibt es?
- N-Glycolisierung
- N-gebunden von Asparaginrest
- -Asn-X-Ser/Thr- (X = irgendeine AS ausser Prolyn)
- Hauptglycolisierung im ER, dann Golgi
- cotranslationale Glycolisierung
- während mRNA in Protein übersetzt wird, werden gebildete Proteine gleichzeitig auch Glycolisiert
- N-gebunden von Asparaginrest
- O-Glycolisierung
- im Golgi-Apparat
- O-gebunden von Serin oder Threonin
zeichne die drei Grundstrukturen der N-Glycolisierung
erkläre die grundlegenden Schritte der N-Glycosierung/PRozessierung im ER und Golgi
- Ribosom translatiert Protein in ER
- ER: vorgefertigte Oligosaccharid-Seitenketten (Glc3Man9GlcNAc2) wird an NH2 von Asn-Rest gebunden
- Golgi: Oligosaccharid-Seitenketten werden zurecht geschnitten
was sind die Funktionen der Membranglykoproteine? (5)
- Translokatoren
- Transportprotein, das den Stoffaustausch über eine Membran (Membrantransport) mittels eines Kanals vermittelt
- Rezeptoren, Signalrezeptoren
- MHC-Moleküle (Unterscheidung zwischen eigenen fremden Zellen
- membranständige Ag
- CD-Zellmarker
wie unterscheidet sich die Glycolisierung von Hefe und INsektenzellen zu Säugerzellen?
- HEfen & Insektenzellen: es werden riesige Man-Glycolisierung aufgebaut, welche von Immunsystem als Ak erkannt wird => Immunantwort
- Säugerzellen: man werden abgeschnitten und dann wieder aufgebaut => keine Immunantwort
=> wichtig zu wissen für die HErstellung von Glyco-Proteinen
was ist die Funktion der N-Glykane?
- Qualitätskontrolle in der Zelle
- spezielle Chaperone erkennen Glycolisierung und halten Proteine im ER zurück bis Protein ganz aufgebaut ist
nenne die Eigenschaften von Lektinen
- grosse Affinität zu Glykoproteinen
- Zucker-bindende Proteine
- hauptsächlich pflanzlichen Ursprungs
- können spezifisch an Zellen bzw. Zellmembranen zu binden und so biochemische Reaktionen auslösen
