Summary
Samenvatting DEELTOETS2 - CELLEN & WEEFSELS
- Course
- Institution
- Book
Volledige samenvatting van de leerdoelen van H13, H15, H17, H18, H19, H22 en het gastcollege over Cancer Therapy.
[Show more]
Connected book
Book Title:
Author(s):
- Edition:
- ISBN:
- Edition:
More summaries for
-
COMPLETE TEST BANK FOR Molecular Biology of the Cell (Seventh Edition) 7th Edition Kindle Edition by Bruce Alberts , Rebecca Heald Alexander Johnson || LATEST EDITION {2024 -2025}
-
TESTBANK FOR MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL 7TH EDITION/COMPLETE GUIDE 2024-2025
-
Samenvatting H2 en H3 Molecular Biology of the Cell (Seventh Edition) - Molecular Biology of the Cell 1 (WBFA006-04)
Seller
Follow
milanschulte
Content preview
Hoofdstuk 13 - Membraantransport en Compartimentale DiversiteitMoleculaire mechanismen van membraantransport en compartimentale diversiteit
Een eukaryote cel heeft intracellulaire compartimenten:
● Endoplasmatisch reticulum
● Golgi-apparaat
● Mitochondriën
● Nucleus
● Endosomen
● Lysosomen
● Peroxisomen
● Plasmamembraan
Deze verschillen van elkaar door:
● Unieke samenstelling eiwitten (o.a. Rab GTPases)
● Unieke samenstelling lipiden (o.a. fosfoinositiden)
● pH-waarden
● Ionconcentraties
Hierdoor kunnen ze gespecialiseerde functies uitvoeren en processen faciliteren. Door
membraantransport krijgt elk celcomponent de benodigde moleculen en blijft de
compartimentele diversiteit behouden. Het membraantransport tussen compartimenten is
vesiculair transport, omdat de compartimenten en hun membranen topologisch
equivalent zijn aan elkaar en dus kunnen versmelten:
● Endocytotische pathways: moleculen worden opgenomen via blaasjes die ontstaan
uit het plasmamembraan en komen via vroege endosomen uiteindelijk in late
endosomen en lysosomen terecht voor verwerking of afbraak.
● Secretorische pathways: transport van het ER naar het Golgi-apparaat, en
vervolgens via secretieblaasjes naar het plasmamembraan of andere
doelcompartimenten (zoals lysosomen).
● Retrieval pathways: bepaalde moleculen en eiwitten worden teruggevoerd naar hun
oorspronkelijke compartiment (zoals het terugsturen van KDEL-bevattende eiwitten
naar het ER).
● Autofagosomale pathways: beschadigde cytoplasmatische
componenten/organellen worden omgeven door een dubbelmembraan
(autofagosoom). Dit membraan versmelt met lysosomen om de organellen af te
breken.
De voordelen van het hebben van intracellulaire componenten:
● Scheiden van reacties die niet samen kunnen
● Concentratie van ionen gescheiden houden die reactie kunnen induceren (Ca2+)
● Verschillende eiwitten produceren met verschillende functies (bijvoorbeeld eiwitten
die alleen werken in zuur milieu van lysosoom)
● Concentratie eiwitten/substraat/cofactoren (reactanten) bij elkaar hoog houden
● Vergroot oppervlakte voor membraangebonden reacties
Verschillende coated vesicles
Verschillende organellen zijn gecoat met verschillende eiwitten, voor selectie van cargo
moleculen en het stabiliseren van de kromming van het membraan:
, ● COPI: coat om het Golgi en blaasjes die afsnoeren van het Golgi
● COPII: coat om het ER en blaasjes die afsnoeren van het ER
● Clathrine: coat om endosomen en blaasjes die endocyteren van het
plasmamembraan
● Retromeer: coat om vroege endosomen (die teruggaan naar het Golgi via retrieval
pathways)
Clathrin-mediated endocytose
Bij clathrine-gemedieerde endocytose worden moleculen van het plasmamembraan
geëndocyteerd in de cel naar bijvoorbeeld vroege endosomen:
● Coat assemblage en cargo selectie: op het plasmamembraan bevinden zich
cargo-receptoren die binden aan de cargo-moleculen die moeten worden
opgenomen. Adaptor eiwit 2 (AP2) is gevoelig voor de PIP2 fosfoinositide-lipide in
het membraan. Wanneer dit bindt vindt er een conformatieverandering plaats
waardoor domeinen vrijkomen die gevoelig zijn voor cargo-receptoren (μ2 en
σ2 subunits). Bij binding van de cargo-receptor aan de fosfoinoestitide neemt de
affiniteit voor adaptor eiwitten toe.
● Knopvorming: complexen van fosfoinositiden, adaptor eiwitten, en de
cargo-receptoren komen samen en zorgen voor endocytose signalen en de vorming
van een buiging van het membraan.
● Vesicle vorming: BAR-domein eiwitten (coiled-coils) hebben een positief geladen
binnenoppervlak dat interacteert met de negatief geladen lipidehoofden van het
membraan. Deze eiwitten zorgen voor de echte buiging en ronding van het
membraan waardoor een blaasje ontstaat. Clathrine is een eiwit met een
honeycomb triskelion structuur en bindt adaptor eiwitten en motoreiwitten. De
motoreiwitten kunnen uiteindelijk de blaasjes transporteren. Het eiwit dynamine
(GTPase) maakt vervolgens een spiraal om de ‘nek’ van het blaasje en zorgt ervoor
dat het blaasje eraf geknipt wordt met behulp van GTP-hydrolyse.
● Uncoating: het blaasje verliest de clathrine-coating om te kunnen fuseren met de
bestemming. De adaptor-eiwitten en clathrine-eiwitten worden hergebruikt.
Receptor-gemedieerde endocytose van LDL
Een tweede voorbeeld van endocytose is de opname van low-density lipoprotein (LDL),
dat cholesterol bevat:
, ● LDL bindt aan receptoren op het plasmamembraan en wordt opgenomen door
clathrin-mediated endoyctose.
● Na uncoating komt het terecht in vroege endosomen, waar LDL loslaat van de
receptor door de lage pH.
● LDL komt via late endosomen terecht in endolysosomen en lysosomen, waar het
wordt afgebroken in vrij cholesterol.
● De LDL receptoren worden gerecycled naar het plasmamembraan via afsnoerende
blaasjes van de vroege endosomen. Dit kan honderden keren per dag gebeuren.
Fosfoïniositide signalering en lokalisatie in de cel
Fosfoïnositiden (PIP’s) zijn een type fosfolipiden met een inositol-ring die gefosforyleerd
zijn op verschillende posities, waardoor er varianten zijn. Het basismolecuul van
fosfoïnositiden is een fosfatidylinositol (PI), bestaande uit glycerol, 2 vetzuurstaarten, een
fosfaatgroep en een inositol-ring (waarvan de hydroxylgroepen gefosforyleerd worden).
PIP’s zijn betrokken bij membraantransport en signaaltransductie in de cel. Voorbeelden:
● PI(4,5)P2 → heeft 2 fosforyleringen op posities 4 en 5 van de inositol-ring, aanwezig
in het plasmamembraan en betrokken bij aanmaak van clathrin-coated pits door
adaptor-eiwitten te rekruteren en endocytose blaasjes te vormen.
● PI(3)P → heeft 1 fosforylering op positie 3 van de inositol-ring, aanwezig op vroege
endosomen en betrokken bij sorteren van geëndocytoseerd materiaal door tethering
eiwitten aan te trekken voor om de endosomen te laten fuseren.
● PI(4)P → heeft 1 fosforylering op positie 4 van de inositol-ring, aanwezig op
Golgi-membraan en secretoire blaasjes.
Mixen van lipiden in een vesicle vormen rafts, waarbij sommige lipiden dichter bij elkaar
zitten dan anderen. Dit vormt dan specifieke domeinen die bijvoorbeeld een target kunnen
zijn voor vesicles.
Specifieke kinases en fosfatases in PIP signalering
De fosfaatgroepen worden op PI’s gezet door kinases:
● PI4-kinase produceert PI(4)P
● PI3-kinase produceert PI(3)P
● PI5-kinase zet PI(4)P om naar PI(4,5)P2, wat belangrijk is voor het binden van
adaptor eiwitten voor de clathrine-gemedieerde endocytose bij het
plasmamembraan.
De fosfaatgroepen worden van PI’s af gehaald door fosfatases:
● PI(5)P fosfatase zet PI(4,5)P2 bij blaasjes die zich
losmaken van het plasmamembraan om in PI(4)P om het
blaasje te uncoaten.
● Andere fosfatases werken op specifieke membranen om
PIPs af te breken na voltooiing van hun rol in transport.
Rab
Rab is een GTPase eiwit. Het duidt specifieke
compartimenten aan en zijn regulatoren van
vesiculair membraantransport. Rab wordt
geactiveerd wanneer het gebonden is aan GTP.
Dit gebeurt met behulp van een Rab-GEF
(Guanine Nucleotide Exchange Factor). Een
, Rab-GAP (GTPase Activating Protein) hydrolyseert GTP tot GDP en maakt Rab inactief.
De lokale activatie van een RabA GEF leidt tot een RabA membraan patch (Rab domein)
en activatie van effectoren, waaronder een GEF voor RabB. Een van de effectoren van
RabB is een GAP voor RabA. De RabA membraan patch zal uiteindelijk vervangen worden
voor een RabB membraan patch. Een effector van RabB is weer een GEF voor een
volgende Rab.
Rab komt ook voor op transportblaasjes en tethering daarvan op een doelwitmembraan:
● Actief Rab-GTP zit op het transportblaasje (met cargo), het doelwitmembraan, of op
allebei en kan interacteren met tethering-proteins (effectoren) op het
doelwitmembraan. Dit zorgt voor het verbinden (tethering) van de membranen die
uiteindelijk zullen fuseren.
● De v-SNARE eiwitten op het blaasje en de t-SNARE eiwitten op het
doelwitmembraan binden aan elkaar waardoor docking van het blaasje plaatsvindt.
Tijdens deze stap zorgt een Rab-GAP voor een hydrolyse van Rab-GTP naar
Rab-GDP, waardoor Rab los komt van het membraan en inactief naar het cytosol
terugkeert.
● Er vindt fusie van de membranen plaats en het Rab-GDP bindt in het cytosol aan
een GDP dissociation inhibitor (GDI) die het Rab oplosbaar en inactief houdt.
Er zijn een aantal Rab eiwitten met verschillende locaties en functies in de cel. Elk
compartiment heeft een specifieke Rab of een combinatie van Rab’s:
● Rab3A is betrokken bij synaptische blaasjes en secretoire vesicles
● Rab5 is betrokken bij vroege endosomen, plasmamembraan en clathrin-coated
vesicles
● Rab7 is betrokken bij late endosomen
Rab5 vormt een patch om het membraan van een endosoom:
● Rab5-GDP gebonden aan GDI (met gebonden lipidestaart) kan worden geactiveerd
door Rab5 GEF, waardoor de lipidestaart van Rab5 blootgesteld wordt, GDI loslaat
en Rab5 op het membraan komt te zitten.
● Rab5-GTP activeert PI 3-kinase, wat PI omzet in PI(3)P.
● Rab5-GTP en PI(3)P binden samen verschillende effectoren, waaronder
filamenteuze tethering proteins die clathrin-coated blaasjes kunnen vangen.
● Met behulp van een effector kan Rab5-GTP ook meer Rab5 GEF rekruteren
waardoor de membraan patch gestimuleerd wordt (positieve feedback).
● De grootte en activiteit (associatie met het membraan) van de membraan patch
wordt gereguleerd door gecontroleerde cycli van GTP-GDP uitwisseling.
Transport tussen ER en Golgi
Eiwitten die van het ER naar het Golgi moeten worden getransporteerd verlaten het ER via
blaasjes vanuit de exit sites. De blaasjes bevatten een COPII coat, fuseren met elkaar en
vormen vesiculaire tubulaire clusters. De clusters bewegen naar het cis-Golgi. Hierbij
bewegen motoreiwitten (dyneïne) de clusters langs de microtubuli die als rails dienen. Het
voordeel van deze clusters is eiwitsortering om te bepalen welke eiwitten naar het Golgi
moeten en welke niet.
Retrieval transport van het Golgi naar het ER vindt plaats door COPI coats van de clusters
en het Golgi die de blaasjes omhullen.
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 milanschulte. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $12.37. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
73918 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now