Membran transport - Kap 12

Hvilke molekyler kan passere plasmamembranen ved simpel diffusion?

Små upolære, hydrofobe molekyler som O₂, CO₂, NO og steroidhormoner passerer let, små uladede polære molekyler som vand passerer langsommere, mens store uladede polære molekyler som glukose og aminosyrer samt ioner kræver transportproteiner.

Hvad er forskellen på kanalproteiner og transportproteiner?

Kanalproteiner danner porer i membranen, hvorigennem specifikke ioner eller molekyler kan passere, når kanalen er åben, mens transportproteiner binder specifikke ioner eller molekyler og ændrer selv form for at transportere dem over membranen.

Hvorfor er kanalproteiner hurtigere end transportproteiner, og hvorfor har celler brug for begge?

Kanalproteiner er hurtigere, fordi ioner kan passere direkte gennem en åben pore, mens transportproteiner skal binde stoffet og ændre form, men transportproteiner er nødvendige, fordi de også kan transportere stoffer mod deres elektrokemiske gradient ved hjælp af energi.

Hvad er forskellen på passiv og aktiv transport over plasmamembranen?

Passiv transport sker med den elektrokemiske gradient uden energitilførsel gennem simpel diffusion, både kanalproteiner eller transportproteiner kan gøre dette, mens aktiv transport kræver energi for at transportere stoffer mod deres elektrokemiske gradient gennem transportproteiner.

Hvilke to faktorer bestemmer ioners bevægelse over plasmamembranen?

Ioners bevægelse bestemmes af koncentrationsgradienten og membranpotentialet som er den elektriske spændingsforskel mellem cellens inderside og yderside, som skyldes en forskel i ladningsfordelingen

Hvad er osmose, og hvordan transporteres vand over plasmamembranen?

Osmose er vandets passive bevægelse fra et område med lav koncentration af opløste stoffer til et område med høj koncentration af opløste stoffer, enten direkte gennem plasmamembranen eller gennem vandkanaler kaldet aquaporiner.

Hvilke typer transportproteiner findes der?

Uniportere, symportere, antiportere, ATP-drevne pumper og lysdrevne pumper.

Hvad er forskellen på primær og sekundær aktiv transport?

Primær aktiv transport bruger energi direkte fra fx ATP til at transportere stoffer mod deres elektrokemiske gradient gennem pumper, mens sekundær aktiv transport udnytter energien fra et andet stofs bevægelse med sin elektrokemiske gradient til at transportere et stof mod dets gradient gennem symportere eller antiportere.

Hvad er forskellen på uniportere, symportere og antiportere?

Uniportere transporterer ét stof over membranen, symportere transporterer to forskellige stoffer i samme retning, mens antiportere transporterer to forskellige stoffer i modsatte retninger.

Hvordan transporterer GLUT glukose over plasmamembranen?

GLUT er en uniporter, der binder glukose og ændrer form, så glukose transporteres passivt over plasmamembranen fra høj til lav koncentration, enten ind i eller ud af cellen.

Hvordan fungerer Na⁺-glukose-symporteren?

Na⁺-glukose-symporteren binder Na⁺ og glukose og ændrer form, så begge transporteres ind i cellen, hvor Na⁺ bevæger sig med sin elektrokemiske gradient og dermed driver transporten af glukose mod dens koncentrationsgradient også kaldet sekundær aktiv transport.

Hvordan transporteres glukose fra tarmen til blodet gennem tarmepitelceller?

Na⁺-glukose-symporteren transporterer glukose fra tarmen ind i tarmepitelcellen ved at udnytte Na⁺-gradienten, hvorefter glukose transporteres passivt ud af cellen mod blodet gennem GLUT, mens Na⁺/K⁺-ATPasen opretholder Na⁺-gradienten ved at pumpe Na⁺ ud og K⁺ ind.

Hvordan fungerer Na⁺/K⁺-ATPasen, og hvilke funktioner har den i cellen?

Na⁺/K⁺-ATPasen er en antiporter der bruger energi fra ATP-hydrolyse til at pumpe 3 Na⁺ ud af cellen og 2 K⁺ ind mod deres elektrokemiske gradienter, hvilket opretholder en høj Na⁺-koncentration udenfor cellen og en høj K⁺-koncentration indenfor og bidrager til membranpotentialet, så de elektrokemiske gradienter opretholdes og kan udnyttes til sekundær aktiv transport, samtidig med at pumpen hjælper med at regulere cellevolumen.

Hvordan foregår Na⁺/K⁺-ATPasens transportcyklus?

Først binder 3 Na⁺ til pumpen på cellens inderside, hvorefter ATP hydrolyseres og pumpen fosforyleres, hvilket får den til at ændre form og frigive Na⁺ uden for cellen, derefter binder 2 K⁺ til pumpen, som defosforyleres og vender tilbage til sin oprindelige form, hvor K⁺ frigives inde i cellen.

Hvordan opretholdes den lave Ca²⁺-koncentration i cytosolen?

Ca²⁺-ATPaser er primære aktive pumper, som bruger energi fra ATP til at transportere Ca²⁺ mod dets elektrokemiske gradient, hvor SERCA pumper Ca²⁺ fra cytosolen ind i ER, mens PMCA pumper Ca²⁺ ud af cellen.

Hvordan reguleres Ca²⁺-koncentrationen i cytosolen under cellesignalering?

Ca²⁺-koncentrationen øges, når Ca²⁺ strømmer ind gennem ionkanaler i plasmamembranen eller frigives fra ER gennem IP₃-aktiverede Ca²⁺-kanaler, mens SERCA, PMCA og Na⁺/Ca²⁺-antiporteren (NCX) efterfølgende sænker koncentrationen ved at transportere Ca²⁺ tilbage til ER eller ud af cellen.

Hvordan fungerer selektivitet og gating i ionkanaler?

Ionkanaler transporterer ioner passivt med deres elektrokemiske gradient. Et selektivitetsfilter bestemmer, hvilke ioner der kan passere gennem kanalen, mens gating bestemmer, om kanalen er åben eller lukket, hvilket kan reguleres af membranpotentialet, binding af ligander eller mekanisk påvirkning.

Hvornår opnår K⁺ elektrokemisk ligevægt over plasmamembranen?

Elektrokemisk ligevægt for K⁺ opstår, når koncentrationsgradientens og membranpotentialets virkninger ophæver hinanden, eller når begge er nul. Dermed bliver den samlede elektrokemiske drivkraft for K⁺ nul, så der ikke sker nogen nettotransport af K⁺ gennem åbne ionkanaler.

Hvad beskriver Nernst-potentialet?

Nernst-potentialet er den specifikke værdi af membranpotentialet, der skal til for at skabe elektrokemisk ligevægt for en bestemt ion ved en given koncentrationsgradient.

Hvad er membranpotentialet, og hvordan bestemmes det?

Membranpotentialet (Vₘ) er den elektriske spændingsforskel mellem membranens inderside og yderside, som skyldes forskelle i ladningsfordelingen. Bestemmes af ionernes koncentrationsforskelle, og membranens relative permeabilitet for de enkelte ioner, hvor en øget relativ permeabilitet for en bestemt ion får membranpotentialet til at nærme sig ionens Nernst-potentiale.

Hvordan opretholdes cellens hvilemembranpotentiale?

Na⁺/K⁺-ATPasen opretholder en høj K⁺-koncentration inde i cellen og en høj Na⁺-koncentration udenfor. K⁺ strømmer ud gennem K⁺-lækkanaler, hvilket gør cellens inderside negativt ladet i forhold til ydersiden og opretholder hvilemembranpotentialet.

Hvad er spændingsstyrede Na⁺-kanaler, hvilke tre tilstande har de, og hvordan hænger de sammen med membranpotentialet?

Spændingsstyrede Na⁺-kanaler er ionkanaler, der åbner og lukker afhængigt af membranpotentialet og har tre tilstande: lukket, åben og inaktiveret. Ved hvilemembranpotentialet er cellens inderside negativt ladet i forhold til ydersiden, og kanalerne er lukkede. Ved depolarisering bliver membranpotentialet mindre negativt, hvilket åbner kanalerne, når en tærskelværdi nås, så Na⁺ strømmer ind og forårsager yderligere depolarisering. Kort efter inaktiveres kanalerne, og ved repolarisering, hvor membranpotentialet vender tilbage mod den negative hvileværdi, går kanalerne tilbage til den lukkede tilstand og kan åbnes igen.

Hvad er et aktionspotentiale, hvordan opstår det, og hvilke faser gennemgår det?

Et aktionspotentiale er en hurtig, kortvarig ændring i membranpotentialet, som bevæger sig langs en nervecelles axon. Det opstår, når en depolarisering når tærskelværdien og åbner spændingsstyrede Na⁺-kanaler, så Na⁺ strømmer ind og depolariserer membranen yderligere og spreder det yderligere, hvorefter Na⁺-kanalerne inaktiveres, og spændingsstyrede K⁺-kanaler åbner, så K⁺ strømmer ud og repolariserer membranen, som kortvarigt hyperpolariseres, inden K⁺-kanalerne lukker, og hvilemembranpotentialet genoprettes.

Hvordan overføres et nervesignal mellem to celler gennem en synapse?

Når et aktionspotentiale når den præsynaptiske nerveende, åbnes spændingsstyrede Ca²⁺-kanaler, så Ca²⁺ strømmer ind og får vesikler til at fusionere med plasmamembranen og frigive neurotransmittere, som diffunderer gennem synapsekløften og binder til receptorer på den postsynaptiske celle, hvor de direkte eller indirekte kan åbne kationkanaler og forårsage depolarisering, som kan udløse et nyt aktionspotentiale.

Hvordan fungerer den neuromuskulære synapse (NMJ)?

Den neuromuskulære synapse er forbindelsen mellem en motorisk nervecelle og en muskelcelle, hvor nervecellen frigiver acetylcholin, som binder til ligandstyrede kationkanaler på muskelcellens plasmamembran og åbner dem, så især Na⁺ strømmer ind og depolariserer membranen, hvilket kan udløse en muskelkontraktion.

Hvordan integrerer nerveceller forskellige synaptiske signaler?

Nerveceller modtager signaler fra mange synapser, som kan åbne forskellige ionkanaler og enten depolarisere membranen, hvilket øger sandsynligheden for et aktionspotentiale, eller hyperpolarisere membranen, hvilket mindsker sandsynligheden.