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Wozu wird Cholesterin in die Membran eukaryotischer Zellen eingelagert?

Erhöht die Fluidität bei festen Membrsnen mit vielen gesättigten Fettsäuren

Erniedrigt die Fluidität in Membranen mit vielen ungesättigten Fettsäuren

Liquid Ordered: Cholesterin vorhanden

Liquid unordered: Cholesterin nicht vorhanden

Wie unterscheiden sich pro- und eukaryotische Membranlipide?

- Prokaryotische Lipide weisen Etherlipide auf

- 2 Glycerinmoleküle mir CH Ketten verether: es kommt zu einer geschlossenen Lipidschicht (für Prokaryoten in Extrembedingungen)

- häufig kein Cholesterin in Prokaryoten

- Prokaryoten haben eine weniger starke Asymmetrie

Wie unterscheiden sich Innen- und Außenseite der Membran?

Die Lipidverteilung ist asymmetrisch, da so Funktionen wie die Vesikelbildung erleichtert werden.

Proteinverteilung: an der Außenseite sind eher Proteine für Zell Zell Erkennung oder Adhäsion und Rezeptorproteine. An der Innenseite sind eher Proteine für intrazelluläre Signalübertragung

An der Außenseite spielen die Glykolipide und Glykoproteine eine zentrale Rolle, da sie mit den Kohlenhydratketten (Glykokalyx) für z.B die Immunantwort, Zell Zell Kommunikation und den Schutz zuständig sind.

Wie lässt sich experimentell die laterale Diffusion in der Membran nachweisen?

Historisch: Bildung eines Heterocaryon. Spezifische Antikörper mit Farbstoffen werden hinzugefügt. Nach 40 Minuten haben sich die Lipde verteilt und man sieht keine klare Trennung der Farben mehr


Modern: FRAP Technik: Mit einem Laser werden Fluorophore in der Membrsn gebleicht. Nach einiger Zeit leuchtet der Beteich wieder, da Fluorophore über laterale Diffusion hineinwandern

Wie lassen sich Membranen für die mikroskopische Beobachtung präparieren?

Für die Präparation ist die Herstellung eines Gefrierbruchpräparates geeignet, Dafür werden gefrorene Präperate mit einem vorgekühltem Messer geschnitten, die Eiskristalle durch Ätzen entfernt, dann Schräg mit Platin und direkt von oben mit Kohlenstoff bedampft. Die Zellkomponenten werden durch Säureätzung entfernt. Durch die Schrägbedampfung von Platin, lassen sich 3D Strukturen sichtbar machen

Wie erfolgt der horizontale und senkrechte Transfer von Membranlipiden?

Horizontal: laterale Diffusion

Senkrecht:

Flippase: von extrazellulär nach intrazellulär

Floppase: Von Intrazellulär nach Extrazellulär

Scramblase: Calcium Abh., nicht ATP Abh. Macht beide Richtungen

Welche Carriervarianten unterscheidet man?

Uniport: ->

Symport:=>

Antiport: -> <-

Welche Bewegungsmöglichkeiten haben Lipide in der Membran?

- Laterale Diffusion

- Rotation um die eigene Längsachse

- Flexion: Bewegung der Kohelnwassrstoffketten

- Transversale Diffusion: Flip-Flop

Welche Bedeutung haben dabei ungesättigte Fettsäuren?

Ungesättigte Fettsäuren haben eine C=C Doppelbindung und bilden damit einen "Knick" der die Fluidität der Membran erhöht, weil er mehr Platz einnimmt

Was versteht man unter passivem Transport? Welche Mechanismen können unterschieden werden?

Passiver Transport ist der Transport durch die Membran ohne Energieverbrauch. Man unterscheidet zwischen einfacher Diffusion, schneller Diffusion (durch z.B Aquaporine) und erleichterte Diffusion (durch Carrier)

Was versteht man unter LPS?

Bakterielle Lipopolysaccharide in gramnegativen Bakterien. Sind stark pyrogen (Fiebererzeugend), können zu Sepsis und septischem Schock führen. Heißen deswegen auch Endotoxine


Genauer Aufbau variiert. Jedoch gibt es eine O-spezifische Seitenkette, ein Kernpolysaccharid und ein Lipid A

Was versteht man unter aktivem Transport? Welche Mechanismen unterscheidet man hier?

Aktiver Transport bezeichnet den Transport unter ATP Verbrauch

Man unterscheidet Primär aktiven Transport (z.B. Protonenpumpen die ATP brauchen) und dem Sekundär aktiven Transport (Carrier transportiert Glucose und Na in die Zelle. Um das Na wieder aus der Zelle zu pumpen, wird Energie benötigt)

Was sind die sieben Funktionen biologischer Membranen für lebende Zellen?

1 Kompartimentierung der Zelle in verschiedenen Reaktionsräume

2 Gerüst für biochemische Aktivitäten von Enzymen in spezieller Anordnung

3 Selektiv permeables Hindernis zur Verhinderung ungehinderter Diffusion

4 Transport gelöster Stoffe mit gezielten Transportern (wichtig für Membranpotential)

5 Reaktion auf externe Signale z.B. durch Hormone bei Säugetieren

6 Interzelluläre Wechselwirkungen zum Transport von Verbindungen (Pflanzen)

7 Energieumwandlung z.B. bei der Synthese von ATP oder der Photosynthese

Was ist ein passiver Ionenkanal?

Der Ionenkanal öffnet sich, wenn er einen Liganden bekommt. Zum Beispiel die Ionenkanäle in der Postsynaptischen Membran werden durch Transmitter geöffnet und erlauben einen Natriumeinstrom

Was besagt das sogenannte „Fluid Mosaic“-Modell der Elementarmembran?

Die Membran ist ein zweidimensionales Flüssigkeitsmosaik.

Durch die vielen Lipide, die wie ein Mosaik aussehen bzw. angeordnet sind wird die Membran sehr dynamisch und fast flüssig

Warum werden biologische Membranen in der Regel als „asymmetrisch“ bezeichnet?

Membranen werden als asymmetrisch bezeichnet, da sich die Lipidzusammensetzung unterscheidet. Außerdem gibt es in den beiden Lipidschichten unterschiedliche Proteine. Auf der extrazellulären Seite befindet sich ebenfalls die Glykokalyx. Diese Asymmetrie ist für die Membran sehr wichtig um die Funktionen aufrecht zu erhalten, weshalb es auch Enzyme gibt, die diese genaue Lipidzusammensetzung wieder herstellen, nachdem sie sich z.B. durch Vesikel geändert hat.

Warum ist die Lipidverteilung in der Membran asymmetrisch?

Es erleichtert die Ausbildung von Poren und das Abschnüren von Vesikeln

Warum bezeichnet man Phospholipide als „amphipathische Moleküle“? Wie verhalten sich diese in wässrigen Lösungen?

Amphipathisch bedeutet, dass es ein Hydrophiles und ein Hydrophobes Ende gibt. Im Wasser bilden sich spontan Doppelschichten, Micellen, invertierte Micellen, Liposomen. Ohne diese Eigenschaft wäre die Entstehung von Zellen nicht denkbar

Skizzieren Sie ein Phospholipid und ein Glykolipid. Wie unterscheiden sie sich?

Phospholipid: Cholin, Phosphat, Glycerol + Fettsäuren


Glykolipide: keine Phosphatgruppe


CH2...-CO-O-CH2

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CH2...-CO-O-CH

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H2C-O-R (Rest aus z.B Glucos)

Skizzieren Sie den Aufbau einer Elementarmembran, so wie man sich diese nach heutigen Erkenntnissen vorstellt.

Flüssigmosaikmodell. Neben integralen Proteinen auch Glykolipide und Glykoproteine. Zuckertragende Struktur auf der Außenseite (Glykokalyx)

Es entsteht eine funktionelle Asymmetrie

Nennen und beschreiben Sie die wichtigsten Bausteine biologischer Membranen.

1: Phospholipide: bestehen aus einem hydrophilen Kopf und zwei hydrophoben Fettsäureketten. Der Amphipathische Charakter ermöglicht die Ausbildung einer stabilen Doppelschicht


2: Cholesterin: sterolhaltiges Molekül mit einer Hydroxygruppe und einem hydrophoben Steroidring. Es stabilisiert die Menbran und reguliert ihre Fluidität


3: Proteine: Integrale, periphere und Transmebrane. Sie übernehmen Signalübertragung, Zell-Zell Kommunikation, Transport, enzymatische Aktivitäten


4: Glykolipide und Glycoproteine: Lipide oder Proteine mit kovalent gebundenen Zuckerresten auf der Membranaußenseite. Sie spielen eine Rolle bei der Zell- Zell Erkennung, Signalübertragung, Rezeptor, Schutz vor Phagozytose, Anheftung


5: Sphingolipide: Aufbau aus Sphingosinrückgrat anstelle von Glycerin verbunden mit Fettsäuren. Sind in Lipid Rafts angereichert


6: Lipid Rafts: Spezialisierte Mikrodomänen die reich an Cholesterin, Sphingolipiden und bestimmten Proteinen sind.

Nennen Sie ein Beispiel für einen ATP-abhängigen Ionentransporter.

Natrium- Kalium Pumpe (p-Typ): energieverbrauchend, gegen den Konzentrationsgradienten, hochspezifisch mit 300 Zyken pro Sekunde

Nennen Sie ein Beispiel für einen ATP-abhängigen Ionentransporter

ABC-Transporter: transportieren von Ionen bis großen Proteinen. Bindung der zu transportierenden Substrate zunächst an Bindeproteine. Anschließend binden BP an den ABC Transporter. Erst dann ATP Hydrolyse --> Kanal öffnet sich für den Transport

Nennen Sie Beispiele für aktive Transporter. Welches sind die drei wichtigsten Klassen?

ABC- Transporter: transportieren z.B Zuckef

P- Typ: transportieren Kationen

V- Typ: transportieren Protonen z.B in Vesikeln --> Protonenpumpen

F- Typ: ATP Synthasen. Nutzt den Protonengradient zur Erzeugung von ATP