Zellbiologie KMP 2a an der Medizinische Universität Innsbruck

Karteikarten und Zusammenfassungen für Zellbiologie KMP 2a an der Medizinische Universität Innsbruck

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Aktiver Transport

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Wie wird aktiver Membrantransport gesteuert?

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Carrierproteine

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Primär aktiver Transport

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H+/K+-ATPase (=Protonen-Kalium-ATPase): Antiport

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Ca2+-ATPase (=Calcium-ATPase): Uniport

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Na+/K+-ATPase (=Natrium-Kalium-ATPase): Antiport

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Sekundär aktiver Transport

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Was sind Aquaporine

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Welche Ionenkanäle kann man unterscheiden?

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Spannungsgekoppelter Kanal

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Was sind die 2 Hauptklassen der Membratransportproteine

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Zellbiologie KMP 2a

Aktiver Transport

--> wird durch Transporter vermittelt, die an eine Energiequelle gekoppelt sind (erfolgt also nur unter Energieaufwand)

Primär: Transport gekoppelt an Energieträger wie ATP

Sekundär: Transport gekoppelt an einen Konzentrationsgradienten




Zellbiologie KMP 2a

Wie wird aktiver Membrantransport gesteuert?

  • Gekoppelte Transporter
  • ATP-gesteuerte Pumpe
  • Licht-gesteuerte Pumpe

Zellbiologie KMP 2a

Carrierproteine

  • flexible Membranproteine, die den zu transportierenden Stoff aufnehmen und sich in der Membran hin und her Bewegen (wie ein Shuttle)
  • Transport:

    - Uniporter: nur ein Molekül wird transportiert

    - Gekoppelter Transporter: Symporter (2 Moleküle gleichzeitig) + Antiporter (Moleküle werden in entgegengesetze Richtung transportiert)


  • Nach Transportmechanismus: Primärer aktiver Transport + Sekundärer aktiver Transport


Zellbiologie KMP 2a

Primär aktiver Transport

  • Energie aus Energieträgermolekülen wie ATP genutzt, um für Transport notwendige Konformationsänderungen von Ionenpumpen zu bewirken --> Transmembranproteine


1. Na+/K+-ATPase (=Natrium-Kalium-ATPase): Antiport


2. Ca2+-ATPase (=Calcium-ATPase): Uniport


3. H+/K+-ATPase (=Protonen-Kalium-ATPase): Antiport

Zellbiologie KMP 2a

H+/K+-ATPase (=Protonen-Kalium-ATPase): Antiport

  • Transportprozess: K+Lumen + H+Zytoplasma + ATP + H2O → K+Zytoplasma + H+Lumen + ADP + Pi

  • Lokalisation: Belegzellen im Magen
  • Funktion: Säuresekretion im Magen

Zellbiologie KMP 2a

Ca2+-ATPase (=Calcium-ATPase): Uniport

  • Lokalisation: Plasmamembran und sarkoplasmatisches Reticulum
  • Funktion: Senkt die zytosolische Ca2+-Konzentration

Zellbiologie KMP 2a

Na+/K+-ATPase (=Natrium-Kalium-ATPase): Antiport

  • Transportprozess: 3Na+intrazellulär + 2K+extrazellulär + ATP + H2O → 3Na+extrazellulär + 2K+intrazellulär + ADP + Pi
  • Lokalisation: Äußere Zellmembran
  • Funktion:
    • Osmotische Kontrolle: Wassergehalt in der Zelle wird reguliert durch Senkung der intrazellulären Na+-Konzentration. Somit wird verhindert, dass die Flüssigkeit im Zellzwischenraum hypotonischwird und Wasser in die Zelle einströmt.
    • Aufbau eines Konzentrationsgradienten:
      • Für den sekundär aktiven Transport
      • Zur elektrochemischen Zellkommunikation (siehe → Ruhe- und Aktionspotential)


  • Mechanismus:
    1. Membranprotein nach innen geöffnet → bindet 3 Natrium-Ionen
    2. Intrazellulär bindet ATP
    3. ATP wird zu ADP hydrolysiert und phosphoryliert die Natrium-Kalium-ATPase → Konformationsänderung: Membranprotein nun nach außen geöffnet
    4. Natrium-Ionen strömen aus
    5. 2 Kalium-Ionen strömen in das Membranprotein ein und dephosphorylieren es → Konformationsänderung: Membranproteinnun wieder nach innen geöffnet
    6. Kalium-Ionen verlassen das Membranprotein Richtung Zytosol



Merkspruch: NAzis raus, Kumpels rein --> Natrium wird von der Na+/K+-ATPase nach extrazellulär, Kalium ins Zellinnere transportiert.

Zellbiologie KMP 2a

Sekundär aktiver Transport

--> Energie aus Konzentrationsgradienten, die mittels primär aktiver Transportprozesse u.a. von der Na+/K+ ATPase aufgebaut werden, in Transportarbeit umgewandelt


Konzentrationsgradient:

Konzentrationsgefälle eines gelösten Stoffs, der an Membranen zwischen verschiedenen Zellkompartimenten oder zwischen Intra- und Extrazellulärraum entsteht. 

  • Ein Konzentrationsgradient stellt ein „geordnetes“ System dar, in dem Energie gespeichert ist, die in Arbeit umgewandelt werden kann (siehe: Entropie). 
    • Aufbau des Gradienten
      • Prozess „benötigt“ Energie; diese wird geliefert durch ATP (primär aktive Transportprozesse)
    • Abbau des Gradienten
      • Prozess „liefert“ Energie d.h. er kann z.B. genutzt werden zur Synthese von ATP aus ADP und Pi


Beispiele sekundärer aktiver Transporter

Glucosetransporter (SGLT1): Symport

  • Transportprozess: GlucoseLumen + 2Na+Lumen → Glucoseintrazellulär + 2Na+intrazellulär
  • Energie für den Transport stammt aus dem Abbau des Na+-Gradienten
  • Lokalisation: Darmepithelzellen (Membran an der luminalen Seite)
  • Funktion: Aufnahme von Glucose und Galactose aus dem Darm


ATP-Synthase

  • Transportprozess: ADP + Pi + H+(außen) → ATP + H2O + H+(innen)
  • Energie für die Kondensationsreaktion stammt aus dem Abbau des H+-Gradienten
  • Lokalisation: Innere Mitochondrienmembran
  • Funktion: Enzym, das den Aufbau von ATP katalysiert

Zellbiologie KMP 2a

Was sind Aquaporine

Wassertransporter

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Zellbiologie KMP 2a

Welche Ionenkanäle kann man unterscheiden?

  • Spannungsgekoppelter Kanal
  • Liganden-Gekoppelter Kanal (chemisch)
  • Mechanischer Kanal
  • Thermisch gesteuerter Ionenkanal
  • Lichtgesteuerter Ionenkanal

Zellbiologie KMP 2a

Spannungsgekoppelter Kanal

- öffnet sich in Abhängigkeit von Membranpotential

- Bei Umkehrung des Ladungsverhältnis öffnet sich Kanal

- Vorkommen: Nervenzellen

Zellbiologie KMP 2a

Was sind die 2 Hauptklassen der Membratransportproteine

- Transporter

- Kanäle

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