Volledig uitgewerkte leerdoelen van moleculaire biologie tentamen 2, gaat over: cel signalering, celdeling (mitoses), DNA, DNA replicatie, RNA, transcriptie en translatie, RNA-processing, Chromatiden processing, Gen expressie
Leerdoelen les 5
H9: Cel signalering
1. De studenten kunnen aangeven hoe cellen kunnen communiceren en hoe zij een respons
geven op bepaalde signalen.
- Communica?e tussen bacteriën (prokaryoten): scheiden secre?e moleculen uit die omringende
cellen kunnen detecteren om vervolgens hun eigen genexpressie aan te passen op de popula?e
= quorum sensing.
o Helpt coördineren van gedrag van cellen in een popula?e waarbij ac?viteiten soms een
gegeven dichtheid van cel ac?viteit nodig heeI (biofilm, secre?e van toxines).
- Eencellige eukaryoten (schimmel gist): twee type a-gistcel en α-gistcel → beide scheiden een
specifieke ma?ng factor uit→ma?ng factor bindt op de tegenovergestelde cel’s receptor →
binding van de ma?ng factors op de receptoren zorgt voor cel verandering en versmel?ng van
beide cellen → nieuwe cel die zowel a-cellen als α-cellen bevat.
Signaal recep?e → signaaltransduc?e → cellulaire reac?e.
2. De studenten weten dat communica?e tussen cellen op lokale afstand kan plaatsvinden, maar
ook over grote afstanden (via bijvoorbeeld groeifactoren en hormonen).
Mul?cellulaire organismen:
1. Communica?e door direct contact (lokale afstand): cell junc?ons (kanaaltjes) tussen
buurtcellen kunnen signaalstoffen uit het cytosol doorpassen naar elkaar.
- Dierlijke cellen: gap junc?ons en cell-surface moleculen of cell-cell recogni?on (uitstekende
moleculen op surfuce van verschillende buurtcellen liggen kunnen door binding met elkaar
communiceren).
- Plantencellen: plasmodasmata.
2. Communica?e door uitgescheiden van moleculen (lokale afstand): signaal moleculen worden
uitgescheiden die een korte afstand leggen en alleen buurtcellen beïnvloed.
- Paracriene signalering: signalerende cel scheidt lokale regulator moleculen uit d.m.v. blaasjes
te laten fuseren waarbij eiwiWen in de extracellulaire omgeving komen → binden aan cellen.
Autocrien als de signaal moleculen aan zichzelf binden.
- Synap?sche spleet: elektrisch signaal zorgt voor de secre?e van neurotransmiWers →
neurotransmiWers diffunderen over de synapsen en triggeren een reac?e van de target cel.
3. Hormonen (grote afstanden): reizen door cellen.
- Endocriene signalering (dieren): specialisa?e cellen scheiden hormonen uit die via de
bloedbaan op hele andere plekken van het lichaam kan komen → bindt aan de target cel die
het herkent en een reac?e geeI.
AZankelijk van specifieke receptoren voor specifieke signaal moleculen komt er een reac?e.
3. Studenten kunnen de drie stadia van cel signalering aangeven (recep?e, transduc?e en
respons).
1. Recep?e (signal recep?on): de signaal molecuul bindt aan de receptoreiwit waar op de cell
surface ligt van ontvangende cel.
2. Transduc?e (signal transduc?on): binding van het signaal molecuul verandert de vorm van de
receptor, transduc?e wordt geïni?eerd → signaal wordt gevormd zodat een bepaalde cellulaire
reac?e optreedt → signal transduc?on pathway met relay moleculen vindt plaats.
3. Cellulaire reac?e (cellular respons): transduc?e signaal triggert een specifieke cellulaire reac?e.
Cel signaleringsproces helpt dat de juiste ac?viteit gebeuren in de juiste cel, op het juiste moment en
goede coördina?e hebben met de ac?viteiten van andere cellen.
4. Studenten kunnen aangeven dat een signaal molecuul bindt aan een specifiek receptoreiwit
wat leidt tot een conforma?e verandering in de receptor.
Het signaal molecuul is de complementaire vorm van een specifieke site van een receptor waardoor
het kan binden → receptor ondergaat een conforma?e, ac?va?e
- Signaal molecuul gedraagt zich als ligand: molecuul dat specifiek bindt aan een ander
molecuul.
1
,5. Studenten weten het verschil tussen een hydrofoob signaal molecuul en hydrofiel signaal
molecuul.
- Hydrofobe signaal moleculen hebben geen affiniteit met water en hebben vaak een dagereiwit
bij zich om door het membraan heen te bewegen → ziWen voornamelijk in de cel
- Hydrofiele signaal moleculen hebben wel affiniteit met water en bewegen zich makkelijk door
het celmembraan, bloed of extracellulaire vocht → binden voornamelijk aan de buitenkant van
de cel.
6. Studenten weten dat een hydrofoob signaal molecuul bindt aan een receptor in cytoplasma en
dat deze receptor een transcrip?e factor kan zijn of een enzym.
Hydrofobe signaal moleculen diffunderen door het membraan in de celkern → binden aan receptoren,
deze binding ac?veert de receptor → fungeren als transcrip?efactor.
7. Studenten kunnen uitleggen dat sommige cellen dezelfde receptoreiwiWen hebben, maar dat
verschillende eiwiWen tot verschillende responses leiden (verschillende paden kunnen
dezelfde moleculen gebruiken).
Receptor tryosine kinases kan als de receptoreiwiWen geac?veerd door een signaal molecuul
verschillende cellulaire reac?es geven. Dit komt doordat verschillende relay moleculen dezelfde
receptor herkennen eraan binden en vervolgens een eigen transduc?e pathway doorlopen → leidt tot
verschillende cellulaire reac?es.
8. Studenten weten wat een G-eiwit-gekoppelde receptor is, en kennen de route van signalering
van dit systeem.
Een G-eiwit gekoppelde receptor (GPCR) is een cell-surface transmembrane receptor dat werkt met de
hulp van een G eiwit dat het energierijke GTP bindt.
- GPCR’s verschillen in binding sites voor verschillende liganden.
- Bestaat uit 7 transmembrane α- helixen: elke loop vormt een binding site voor liganden (signaal
moleculen) aan de buitenkant van de cel en G eiwiWen aan de binnenkant van de cel.
- GPCR’s hebben een wijde varia?e van verschillende func?es in een cel (embyo?sche
ontwikkeling, sensory recep?e).
1. Signaal molecuul bindt aan de extracellulaire kant van GPCR → GPCR wordt ac?ef en ondergaat
een vorm conforma?e waardoor het inac?eve G eiwit er op bindt.
2. Het inac?eve G eiwit vervangt het GDP in GTP en wordt ac?ef.
3. Het ac?eve G eiwit laat los van het GPCR en bindt aan het enzym → enzym ondergaat een vorm
conforma?e. Het ligand laat los van het GPCR.
4. Ac?ef enzym triggert de volgende stap wat leidt tot een cellulaire reac?e.
5. Het G eiwit hydrolyseert GTP naar GDP + Pi (GTPase) en laat los van het enzym → het enzym
wordt inac?ef, G eiwit wordt inac?ef.
- Pathway stopt wanneer er geen signaal moleculen meer zijn.
9. Studenten kunnen uitleggen hoe een receptor- tyrosine -kinase werkt, wat een kinase is, en dat
deze receptor bepaalde signaaltransduc?e paden aanzet.
Receptor tyrosine kinase (RTK’s) zijn eiwit kinases, een enzym dat de overdraging van een fosfaat
groep van ATP over zet op een ander eiwit katalyseert.
- Membraan receptoren die fosfaten zet op tryosines.
- Vaak komt uit 1 signaal molecuul (ligand) meerdere cellulaire reac?es in tegenstelling tot
GPCR’s (cel regula?e, celgroei, cel reproduc?e).
- Abnormale RTK’s spelen een grote rol in kanker.
1. Signaal moleculen binden op de ligand-binding site van 2 receptor monomeren → door de
binding brengt het de monomeren samen en creëert het een dimeer (dimer) complex.
2. Dimeriza?on ac?veert de tyrosine kinase regio’s in beide monomeren = cross-fosforyla?e → elke
tyrosine kinase voegt een fosfaat groep van ATP op een tyrosine (fosforyleren) → omzehng van
ATP → ADP.
3. Nu de receptor volledig is geac?veerd herkennen specifieke relay moleculen (in de cel) de
receptor en binden aan de specifieke gefosforyleerde tyrosine → relay moleculen ondergaan een
conforma?e wat het eiwit ac?veert en een transduc?e pathway triggert → cellulaire reac?e(s).
2
, 10. Studenten kunnen uitleggen wat een ligand-gated ion-kanaal is.
Ligand gated ion-kanaal is een membraan kanaal met een receptor dat zich gedraagt als een gate,
wanneer een ligand bindt gaat de poort open of dicht voor specifieke ionen.
- Van belang in het zenuwstelsel (neurotransmiWers).
1. Signaal molecuul bindt aan de specifieke site van de receptor → het kanaal gaat open.
2. Specifieke ionen kunnen nu door het kanaal vloeien en veranderen de lokale concentra?e van
ionen in de cel → dit zorgt voor cellulaire reac?es in de cel.
3. Wanneer het signaal molecuul loslaat van de receptor gaat het kanaal dicht en kunnen ionen niet
meer in de cel komen.
11. Studenten kunnen uitleggen wat de rol van eiwit-fosforyla?e en -defosforyla?e is in
signaaltransduc?e en dat kinases en fosfatases hier verantwoordelijk voor zijn.
Eiwit-fosforyla?e is een enzym dat fosfaatgroepen van ATP op een ander eiwit zet = eiwit kinase.
- Creëert een fosforyla?e cascade: het signaal wordt doorgegeven door een cascade van eiwit
fosforyla?e → ac?va?e van het eiwit kinase resulteert in een vorm conforma?e.
o Door interac?e van nieuwe fosfaatgroep → verandering in lading of polair aminozuur op het
eiwit dat wordt gefosforyleerd.
Eiwit-defosforyla?e is een enzym fosfaat groepen van eiwiWen verwijderd.
- Inac?eve eiwit kinases → resulteert in het uitzeWen van pathways wanneer het signaal
molecuul niet meer aanwezig is.
12. Het proces van intercellulaire receptoren.
1. Signaal moleculen passer het plasmamembraan van de target cel, ze zijn of hydrofoob genoeg of
klein genoeg om te passeren (vaak hormonen).
2. Als ze zijn gepasseerd binden ze aan intercellulaire receptoren, verandering in een
hormoonreceptor complex.
3. Hormoonreceptor complex verplaatst zich naar de celkern en bindt met een specifiek gen →
deze binden is een transcrip?e factor (reguleert aan-/uitzeWen van genen) wat de transcrip?e
van het gen naar mRNA s?muleert.
4. mRNA verlaat vervolgens de celkern en wordt getransleerd in een specifiek eiwit.
13. Studenten kennen de signaaltransduc?e route die leidt tot verhoging van cAMP in de cel.
First messengers zijn de signaal moleculen die binden op receptoren in de extracellulaire vloeistof.
Second messengers zijn kleine non-eiwiWen, water ‘oplossende’ moleculen of ionen. Doordat ze zo
klein zijn kunnen ze snel diffuseren door cellen.
- Spelen een rol in de pathways van GPCR’s en RTK’s.
- Relay eiwiWen reageren op de verandering van cytosolische concentra?es van cAMP.
Cyclisch adenosine monophosphate (cAMP) is een second messenger dat wordt gemaakt door de
omzehng van ATP.
- Verhoging van cAMP leidt meestal tot et ac?veren van een eiwit kinase.
1. Adenylyl cyclase (enzym in plasmamembraan) haalt 2 fosfaatgroepen van ATP af.
2. ATP → cAMP: overige fosfaatgroep bindt aan de 5’ C en 3’ C van de pentose.
3. cAMP wordt vervolgens inac?ef gemaakt door phosphodiesterase (enzym) die met
aanwezigheid van H2O (hydrolyse) cAMP → AMP.
14. Studenten kennen de signaaltransduc?e route die leidt tot verhoging van de Ca2+ in een
concentra?e in de cel.
1. Een signaal molecuul (ligand) bindt op een GPCR → G eiwit bindt en vervangt GDP voor GTP en
bindt aan phospholipase → wat leidt tot de ac?va?e van phospholipase C (enzym).
2. Phospholipase C klieI PiP2 → DAG + IP3. DAG func?oneert in een andere pathway als second
messenger (gaat weg), IP3 blijI als second messenger in deze pathway.
3. IP3 difuseert door het cytosol en bindt aan een IP3-gated calcium-ion-kanaal → kanaal gaat open
en Ca2+ vloeit uit het ER (concentra?e gradiënt mee) in het cytosol.
4. Verhoging van Ca2+ in het cytosol ac?veert relay moleculen die zorgen voor meerdere cellulaire
reac?es.
15. Studenten weten wat een scaffolding eiwit is, en wat de func?e daarvan is.
3
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller angbio. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $15.24. You're not tied to anything after your purchase.
