soodustab mitsellide teket Fosfolipiidide silindrikujuline ehitus soodustab kaksikkihtide teket Bioloogilised membraanid on midagi enamat kui fosfolipiidsed kaksikkihid 1972 membraani fluidne mosaiikmudel Membraanvalgud: Integraalsed paiknevad vähemalt osaliselt membraani sees Paljud integraalsed valgud on transmembraansed Perifeersed kinnituvad membraani ühele või teisele küljele Membraanvalgud ja lipiidid võivad olla glükosüleeritud. Suhkruahelad paiknevad ekstratsellulaarselt Membraanid on asümmeetrilised Membraanid on asümmeetrilised Asümmeetria avaldub: 1. Membraanivalkude asümmeetrilises paigutuses 2. Lipiidse kaksikkihi sisemine ja välimine kiht erinevad lipiidse koostise poolest 3. Membraani eri küljed võivad kanda erinevat summaarset laengut
Membraanivalkude tüübid: perifeersed (välimised); integraalsed (sisemised); lipiid-ankurdatud valgud. Perifeersed valgud. Harilikult globulaarsed. Kinnituvad membraani integraalsetele valkudele nõrkade jõudude abil. Neid on kerge membraanilt dissotsieerida kas pehme detergendi või kõrge soolakontsentratsiooniga lahustega töötlemisel. Integraalsed valgud. Tugevasti kinnitunud lipiidi kaksikkihti. Neid on võimalik membraanist eemaldada ainult membraani denatureerides. Sagel transmembraansed. Võimalik ka monotoopne sidumine membraanile (ulatuvad vaid ühte lipiidikihti). Lipiid-ankurdatud valgud. Ankurdatud membraani tänu kovalentsele sidemele lipiididega. Valkude pöörduv ankurdamine membraanile ja vabastamine membraanilt kontrollib signaaliülekannet. 4 ankru tüüpi: Amiid-seotud müristüülankrud; Tioester-seotud (rasvhappe-) atsüülankrud; Tioeeter-seotud prenüülankrud; Glükosüül-fosfatidüülinositoolankrud. Membraanivalke jagatakse ka vastavalt funktsioonile:
paindumine väljapoole, see tagab selle, et üksikud molekulid poleks nii tihedalt üksteisega seotud · Sidemete küllastuvus et üks rasvhape oleks küllastunud, teie küllastumata 7. Millised valgud on membraanides? Integraalsed (läbivad kogu membraani) ja perifeersed (membraani ühel või teisel küljel seotud integraalsete valkude või lipiidide külge) 8. Valkude seostumisviisid membraanides Transmembraansed ehk integraalsed molekul läbib ühe või mitu korda membraani, näiteks akvaporiin läbib membraani 6x, glükoforiin 1x, opsiinid 7x Perifeersed valguahel seostub isoprenoidsete ühendite või rasvhapete jääkide külge mitmesuguste kovalentsete sidemetega 9. Mis on membraanipotentsiaal? Laengute tasakaalustumatus kahel pool membraani 10. Milline on rakkudes enamasti membr.pot-i väärtus? Enamasti negatiivne
Sekundaarset transporti on kahte liiki: sümport ja antiport. Sümport on kahe erineva osakese, üks neist ioon ja teine mingi aine, liikumine ühes suunas läbi membraani. Antiport on paaristransport, milles ioonid transporditakse läbi membraani ühele poole, teised transporditavad osakesed transporditakse ioonidele vastassuunas. Ionofoorid on ühendid (valgud), mis asuvad membraanis ning transpordivad metalli-ioone läbi membraani. On olemas kanalimoodustaja ionofoorid, transmembraansed valgud, mis funktsioneerivad selektiivsete pooridena, läbi mille ioonid difundeeruvad üle membraani. Kanalimoodustaja ionofoori puhul on tegu passiivse difusiooniga. On ka olemas transport ionofoorid, mis toimivad kandjatena sidudes enda külge iooni ja transportides selle läbi membraani. Kandja töö kiirus sõltub temperatuurist. Mida kõrgem temperatuur, seda "voolavam" on membraan ning seda lihtsam on kandjal seda läbida
b. Laenguga osakesetel -> sõltub osakeste kontsentratsioonist kahel pool membgraani, osakeste laengust ja elektrokeemilisest potentsiaalide vahest 2. Soodustatud difusioon ained liiguvad termodünaamiliselt eelistatud suunas 3. Osmoos vee molekuli liikumine läbi poolläbilaskva membraani. 2. AKTIIVNE transportervalude abil, energia on vajalik · Membraanipumbad - transmembraansed valgud, mis viivad erinevaid ioone vastu nende kontsentratsiooni gradiente. · Endotsütoos raku väliskihi lähedal olevad ained ümbritsetakse välismembraaniga nii, et moodustuvad transportervesiikulid, mis sisenevad rakku a. Fagotsütoos suurte partiklite sisse võtmine b. Pinotsütoos lahustunud makromolekulide sisse võtmine väikeste vesiikulite abil
3. Kui liiderjärjestus on SRP-ga seostunud, siis valgusüntees e. translatsioon peatatakse ajutiselt. See on oluline selleks, et oodata, kuni SRP seostub oma retseptoriga ja valk ei satuks tsütoplasmasse. Ülaltoodust tulenevalt on rakus seega kaks ribosoomide populatsiooni: 1) ER-seoselised 2) vabad (tegelikult on suur osa neist ribosoomidest seotud tsütoskeletiga, nii et päris vabad nad siiski ei ole) Kotranslatsiooniliselt ER-i membraaniga seonduvad valgud. 1) Transmembraansed valgud. Need on sellised, millel on üks või mitu hüdrofoobsetest aminohapetest koosnevat transmembraanset domääni, mistõttu nad jäävad ER-i membraani kinni. 2) Valgud, mis läbivad ER-i membraani ja satuvad ER-i luumenisse e. valendikku. Need transporditakse edaspidi Golgi kompleksi või lüsosoomi või hoopis eksotsüteeritakse rakust. kui sünteesitav valk on juba seondunud ER-i membraaniga, lõigatakse liiderjärjestus valgu küljest
Kui see aine rakkude kasvukeskkonnast eemaldada, siis taastub normaalne GK. Valkude modifitseerimine GK-s (glükosüleerimine, sulfaatimine ja fosforüleerimine). O- ja N-seoseline glükosüleerimine, glükosüültransferaasid. Valkude glükosüleerimise tähtsus. Mutsiinid kui eriti tugevasti glükosüleeritud valgud. Suhkrujääkide tähtsus rakkudevahelises äratundmises. GK membraanis paiknevad valkude ja lipiidide glükosüleerimist viivad läbi glükosüültransferaasid. Need on transmembraansed valgud, mille aktiivtsenter on suunatud Golgi valendiku poole. Substraadiks neile ensüümidele on nukleosiid di- või monofosfaatsuhkrud, kus on makroergiline side. Need suhkrud liidetakse kas juba paigas olevale eelmisele suhkrujäägile, kui on tegemist oligosahhariidse ahela pikendamisega (N-seoseline glükosüleerimine asparagiini lämmastiku aatomile), või aminohappele (O-seoseline glükosüleerimine seriini või treoniini OH rühma hapniku aatomile). Valkude glükosüleerimine kaitseb
Kui see aine rakkude kasvukeskkonnast eemaldada, siis taastub normaalne GK. Valkude modifitseerimine GK-s (glükosüleerimine, sulfaatimine ja fosforüleerimine). O- ja N- seoseline glükosüleerimine, glükosüültransferaasid. Valkude glükosüleerimise tähtsus. Mutsiinid kui eriti tugevasti glükosüleeritud valgud. Suhkrujääkide tähtsus rakkudevahelises äratundmises. GK membraanis paiknevad valkude ja lipiidide glükosüleerimist viivad läbi glükosüültransferaasid. Need on transmembraansed valgud, mille aktiivtsenter on suunatud Golgi valendiku poole. Substraadiks neile ensüümidele on nukleosiid di- või monofosfaatsuhkrud, kus on makroergiline side. Need suhkrud liidetakse kas juba paigas olevale eelmisele suhkrujäägile, kui on tegemist oligosahhariidse ahela pikendamisega (N-seoseline glükosüleerimine asparagiini lämmastiku aatomile), või aminohappele (O- seoseline glükosüleerimine seriini või treoniini OH rühma hapniku aatomile). Valkude glükosüleerimine
Perifeersed valgud. Harilikult globulaarsed. Kinnituvad membraani integraalsetele valkudele nõrkade jõudude abil. Neid on kerge membraanilt dissotsieerida kas pehme detergendi või kõrge soolakontsentratsiooniga lahustega töötlemisel. Integraalsed valgud. Tugevasti kinnitunud lipiidi kaksikkihti. Neid on võimalik membraanist eemaldada ainult membraani denatureerides. Sagel transmembraansed. Võimalik ka monotoopne sidumine membraanile (ulatuvad vaid ühte lipiidikihti). Lipiid-ankurdatud valgud. Ankurdatud membraani tänu kovalentsele sidemele lipiididega. Valkude pöörduv ankurdamine membraanile ja vabastamine membraanilt kontrollib signaaliülekannet. 4 ankru tüüpi: Amiid-seotud müristüülankrud; Tioester-seotud (rasvhappe-) atsüülankrud; Tioeeter-seotud prenüülankrud; Glükosüül-fosfatidüülinositoolankrud. 3. Membraanitransport
(vastu kontsentratsioonigradienti). Difusioon on soojusliikumisest tingitud protsess, mille käigus ained kanduvad kõrgema kontsentratsiooniga piirkonnast madalama kontsentratsiooniga piirkonda. Difusioon on iseeneslik protsess. Hõlbustatud difusioon - valgud transpordivad läbi membraani aineid, mis muidu ei suuda seda läbida. Ainete ülekande suund on vastavalt kontsentratsioonigradienti. Aktiivne transport - transmembraansed valgud kannavad üle ioone vastu nende kontsentratsioonigradienti. Aktiivse transpordi toimumiseks on vajalik: 1) transmembraanse valgu olemasolu 2) täiendav energia (see saadakse ATP hüdrolüüsil). Donnani membraantasakaal Olgu ühel pool membrane elektrolüüt RCl ja teisel pool membraani NaCl, kuusjuures R+ on makrokatioon, mis ei difundeeru läbi membraani, samas kui teised ioonid (Na+ ja Cl-) läbivad membraani. Esialgu on järgmine süsteem:
Valgud võivad moodustada klastreid ja lipiidid võivad moodustada klastreid. Membraanivalgud · Perifeersed ehk välimised valgu - on harilikult globullaarsed, kinnituvad membraani integraalsetele valkudele nõrkade jõudude abil. Neid on kerge membraanilt dissotseerida. · Integraalsed ehk sisemised valgud on tugevasti kinnitunud lipiidi kaksikkihti. Membraanist võimalik eraldada ainult membraani denatureerides. Võivad olla transmembraansed või ainult olla ühes lipiidikihis. · Lipiid-ankurdatud valgud Membraantransport Väikesed apolaarsed ained lahustuvad membraani lipiidses kaksikkihis ning suudavad membraani iseseisvalt läbida. Polaarsed ja laetud ühendid ning ioonid vajavad membraanvalkude abi. · Passiivne difusioon transporditavad osakesed liiguvad õrgemalt kontsentratsioonilt madalama kontsentratsiooni poole.
muutus mõjutab membraani olekut tahkema ja vedelama oleku vahel. Membraaniolek aga reguleerib temas olevate retseptorite, kandjate talitlust. Membraanis leidub kolesterooli, mis asub hüdrofoobses osas. Kolesterool moodustab membraanis jäigad piirkonnad, mis on olulised membraanis paiknevate valguliste kandjate, pumpade, retseptorite fikseerumiseks. Valgud on sukeldunud lipiidsesse kaksikkihti kas osaliselt (perifeersed valgud) või läbivad membraani (transmembraansed, integraalsed). Perifeersed osalevad rakkudevahelises kontaktis, transmembraansete valkude (ioonpumbad, kandjad) hulk sõltub membraani aktiivsusest – nt metaboolselt aktiivsetes mitokondrites kõrge. Süsivesikud esinevad oligosahhariidjääkidena valkudes (glükoproteiin) või lipiidides (glükolipiid) ja reeglina paiknevad membraani välispinnal. Paljud retseptorid on glükoproteiinsed - need kindlustavad rakkudevahelisi kontakte ning pinna-antigeensust
vedelasse faasi. Seda nähtust nim faaside üleminekuks. Mida lühema ahelaga ja vähem küllastunud on lipiidid, seda madalamal temperatuuril üleminek toimub. See on tingitud sellest, et geeli struktuur tagatakse põhiliselt van der Waalsi jõududega, mis lühemate ahelate puhul on väiksemad. Temperatuuri, mille juures üleminek toimub, nim sulamistemperatuuriks. 8. Millised on valkude membraanidesse kinnitumise viisid? Valkude seondumine membraaniga:· 1. Transmembraansed valgud.· 2. Kovalentselt seotud rasvhappe molekuli (näit. prenüülgrupp) abil seostuvad valgud.· 3. Kovalentselt seotud fosfatidüülinositooli 3 (glükosüül-fosfatidüül-inositool ankur) abil seostuvad valgud.· 4. Mittekovalentselt teiste membraanivalkudega seotud valgud (konspekt!) 9. Nimetage membraanivalkude funktsioone.: ainete transport läbi membraani· ioongradiendi
5. Kirjeldage membraanivalkude tüüpe ja nende membraanile kinnitumise viise. Perifeersed (välimised) valgud: harilikult globulaarsed, kinnituvad membraani integraalsetele valkudele nõrkade jõudude (elektrostaatilised interaktsioonid ja vesiniksidemed) abil. Kerge membraanilt dissotsieerida soolade või detergentide abil. Integraalsed (sisemised) valgud: tugevasti kinnitunud lipiidi kaksikkihti, sageli transmembraansed - 1 või mitu membraani läbivat segmenti (glükoforiin-1, bakteriorodopsiin-7). Membraanist saab eemaldada vaid memraani denatureerides. Lipiid-ankurdatud valgud: ankurdatud membraani tänu kovalentsele sidemele lipiididega. 4 ankru tüüpi: amiid-seotud müristüülankrud, tioester-seotud atsüülankrud, tioeeter- seotud prenüülankrud, glükosüül-fosfatidüülinositoolankrud. 6
ligandilt ja liiguvad tsütosooli, järele jääb apotransferiin, mis ei dissotsieeru endosoomides ja viiakse raku pinnale, kus see vabaneb retseptorilt. 4. Mis on retseptorite retsükleerimine retseptoreid viiakse membraanilt rakku ja hiljem tagasi, milleks on vajalik? Neurotransmitterite puhul sünaptilise plastilisuse jaoks. MEMBRAANIVALGUD JA MEMBRAANIPOTENTSIAAL 1. Membraanivalgud 25-75% membraani massist ja nende erinevad klassifikatsioonid: integraalsed valgud transmembraansed, membraaniga assotsieerunud valgud kovalentselt ankurdatud; perifeersed valgud pole otseselt membraaniga seotud, vaid läbi adaptervalkude või lipiidide. 2. Transportervalgud (uniporterid üks ioon liigub piki gradienti, sümporterid kaks iooni liiguvad samas suunas, üks piki gradienti, teine vastu, antiporterid kaks iooni liiguvad erinevas suunas, üks piki gradienti, teine vastu) 3
Membraanid Ülesanded Ainete transport Metaboolsete jääkide eraldamine rakust Tsütoplasma pH säilitamine Tsütoplasmas teatud osmootse jõu hoidmine Organellides spetsiifiliste tingimuste hoidmine Membraanid koosnevad lipiidide kaksikkihist, mida läbistavad integraalsed valgud. Lipiidid takistavad rakus esinevatel polaarsetel ühenditel kiiresti rakust välja difundeeruda. Raku membraani paksus 6~10 nm Membraanide valgud Integraalsed e transmembraansed- läbivad ühe või mõlemad lipiidsed kaksikkihid Perifeersed- paiknevad lipiidse kaksikkihi tsütoplasma või väliskeskonna poolsel pinnal. Väliskeskonna poolsed valgud osalevad rakk-rakk äratundmises ja signaalide ülekandmises, taimedel ka tselluloosi sünteesiks rakuseinas. Tsütoplasma poolsed osalevad tsütoskeleti sidumises valkudega, signaalide ülekandes. Integraalsed osalevad kanalite moodustamises ja ainete transpordis.
15.Kirjutage Nernsti võrrand ja selgitage selle tähtsus. EN = - (2.3RT)/zF*log(Cs/Cv) Nernsti võrrand näitab, et konsentratsioonide erinevus kahes kompartmendis (nt raku sees ja väljas) on tasakaalustatud elektrilise erinevusega nende kompartmentide vahel. Muutes ainete konsentratsiooni, muutub ka membraani potentsiaal signaali levimine närvirakkude kaudu, lihasrakkude kontraktsioon jne. 16. Kirjeldage akvaporiinide ehitust, millise aine transpordiks vajalikud Poriinid on transmembraansed valgud, homotetrameerid. Kanal moodustub 16-st beeta-struktuuri kihist, mis kokku moodustavad silindrikujulise toru. Iga akvaporiini molekul läbib membraani 6 korda ja moodustab ühe veekanali. Külgahelad, mis on silndri sissepoole pööratud, on hüdrofiilsed ; väljaspoole pööratud hüdrofoobsed. Akvaporiinid on vajalikud väikese veemolekulide või muude väikeste polaarsete molekulide transpordiks. 17. Nimetage 2 tegurit mis mõjutavad kanalivalkude avatust.
Hormoonide signaal on üks mehhanismidest transkriptsiooni regulatsioonis. Hormoone toodavad ühed rakud ja talle vastavad teised rakud. Hormoonid toimivad vaid märklaud rakkudel, milledel on vastavad hormoonretseptorid Kahte tüüpi hormoonsignaale: Steroidhormoonid läbivad plasmamembraani, seovad tsütoplasmaatiliste retseptoritega (valgud) ja see kompleks seob DNA ja reguleerib ekspressiooni. Peptiidsed hormoonid seovad raku pinnaretseptoreid ja aktiveerivad transmembraansed ensüümid, mis modustavad sekundaarsed messengerid (cAMP), mis siis aktiveerivad transkriptsiooni. Steroidhormoonid on tsüklilised ühendid, erinevus vaid külgahelates. Geenid, mida reguleerivad steroidhormoonid omavad spetsiaalseid seonduvaid piirkondi (HREs - steroid hormone response elements). HRE on sageli paljude kordustena enhancer järjestustes. Kui hormooni ei ole, siis retseptor on seotud valguga ja transkriptsiooni ei indutseerita. Kui
dimeriseerub. HAMP-domeen kujutab endast kahte -heeliksit, mis sensori subühikute dimeriseerumisel moodustab neljase -heeliksite puntra nii, et puntra sisemusse jäävad heeliksite hüdrofoobsed aminohapped. Enamikel juhtudel pole aru saadud, kuidas signaali vastuvõtmisega keskkonnast annab sensor signaali edasi tsütoplasmaatilisele HATPaassele domeenile. Siiski, kahekomponentsete süsteemide paljud sensorid on dimeerid ning nende transmembraansed osad hoitakse üksteisest eemal tsütoplas-maatilise lingu abil. Kui EnvZ seondub ligandiga, siis monomeeride transmembraansed osad dimeriseeruvad ning moodustavad nelja transmembraanse domeeni puntra ning libisevad kolvina üles-alla. Teine võimalus on, et signaali vastuvõtmine põhjustab monomeeride pöörlemise ümber oma telje, mis annab konformatsioonilise muutuse edasi HATPaassele domeenile. Üldiselt sensori vastuvõtvad sensordomeenid on nõrgalt dimeriseerunud, kuid HAMP-domeen ja
Baseerub võimel moodustada iseeneslikult sfääre. Kasutusvõimalused - võimaldavad manustada preparaate. 88.Membraani valkude omadused ja funktsioonid. Omadused: ● teostavad rakumembraani spetsiifilisi funktsioone ● funktsioneerivad suurte valgukompleksidena (valgudomeenid) ● on membraanilipiidides lahustuvad ja võivad seal liikuda Üldistatult on membraanivalkude funktsiooniks transport: - toitainete - laguproduktide - ioonide - informatsiooni 1. transmembraansed valgud (läbi membraanikihi)- transpordis/raku signalisatsioonis osalevad valgud 2. täielikult tsütosoolis asetsevad valgud - tsütoskeleti valgud 3. täielikult raku väliskeskkonnas asetsevad valgud - adhesioonis osalevad valgud 89.Glükokaalüksi mõiste ja põhifunktsioonid. Paljud membraani välisküljel olevad valgud on glükosüleeritud - glükokaalüks e suhkrurikas raku välispinna osa, mille moodustavad proteoglükaanid ja glükoproteiinid. Funktsioonid:
missugused protsessid nendega kaasuvad ja miks. Passiivne transport Difusioon Saab toimuda, kui kontsentratsiooni gradient on erinev, osakesed liiguvad tihedamast keskkonnast hõredamasse. Saavad: hüdrofoobsed ja mittepolaarsed molekulid (O2, CO2, N2, benseen), väiksed laenguta polaarsed molekulid (vesi, uurea, glütserool) o Osaliselt läbilaskev membraan o Osmoos o Kaasaaidatud osmoos Aktiivne transport Membraanipumbad - Transmembraansed valgud, mis viivad erinevaid ioone vastu nende kontsentratsioonigradiente; ATP-aasid- kasutavad transpordiks ATP energiat; Ei moodusta poore vaid ioonide liikumine läbi konfomatsiooniliste muutuste; 4 klassi; Vastutavad membraanipotentsiaali tekke eest koos ioonkanalitega. Klassid: P loomarakkudest, vastu gradienti (2x, 2x); F keerulisem, asub mitokondris, V keerulisem, levinud prokarüootides, prootonid vastu gradienti, ABC perekond muud
paikneda näiteks geenid, mis kodeerivad antibiootikume kahjutustavaid ensüüme või toksiine. Näiteks siberi katku tekitaja Bacillus anthracis virulentsusgeenid (geenid, mis kodeerivad paksu kapsli sünteesi ja toksiine), paiknevad kahel virulentsusplasmiidil. Kui bakterist eemaldada need kaks plasmiidi, siis saame bakteri, kes on geneetiliselt eristamatu mittepatogeensest Bacillus cereus'est. Rakumembraan- fosfolipiidide kaksikkiht, sisaldab täiendavaid valke (sukeldatud, transmembraansed). Mükoplasmadel on rakumembraan väliseks piirdeks. Bakterite membraanis esterlipiidid, arhedel on eeterlipiidid (mis on tunduvalt rohkem vastupidavad ja on ÜHEKIHILINE) Eukarüootide membraane stabiliseerivad steroolid. Prokarüootidel reeglina steroolid puuduvad ja neid asendavad steroolitaolised hopanoidid. Streoolid on bakteritel leitud vaid mõnedes perekondades Stigmatella, Methylosphaera, klamüüdiad, Gemmata. Ka 16
viiakse rakku Pst abil. Samas arvatakse, et Pst süsteem toimib basaalsel tasemel ka P i kõrge kontsentratsiooni korral, kuna Pst süsteem kontrollib Pho reguloni negatiivselt. Intaktset Pst süsteemi on vaja Pho reguloni Pi poolsel inhibitsioonil. Pst süsteem koosneb mebraaniga assotsieerunud kompleksist, mille moodustavad 4 valku. Tegemist on ABC transportersüsteemiga, kuhu kuuluvad ka näiteks histidiini ja maltoosi transporterid. 2 valku on transmembraansed, moodustades transpordikanali, ülejäänud 2 sisaldavad ATP-d siduvat motiivi. Pit on ühe-komponendiline transporter, mis on analoogiline LacY-le. 51 Orgaaniliste fosfaatide transportimine rakku E. coli puhul on kirjeldatud 3 süsteemi GlpT ja Ugp glütseeraldehüüd-3-fosfaadi G3P transpordiks ja UhpT heksoos 6-fosfaatide transpordiks. Ugp süsteem, mis kuulub samuti Pho reguloni, on indutseeritud P i
annaabi.ee 
