Cytoskelet, celverbindingen, membranen en membraantransport (COO 3) Vragen bij de oefen- en zelftoets-module behorende bij hoofdstuk 7 en 8 van Unit 1 van Biology, Campbell, 10 e druk Versie 2014-2015 Cytoskelet Onderstaande 13 vragen verschijnen at random, dat betekent dat ze niet altijd in dezelfde volgorde komen. 1. Het. bevat een ingewikkeld netwerk van eiwitfilamenten dat voorkomt in het gehele cytoplasma. 2. Het. organiseert de reeks microtubuli die hiervandaan straalsgewijs door het cytoplasma lopen. 3. Aan de voorkant van een kruipende fibroblast steken regelmatig dunne platte extensies uit. Deze. bevatten een dicht netwerk van actine-filamenten. 4. Bewegingen in eukaryote cellen worden opgewekt door. die binden aan actinefilamenten of microtubuli. 5. In de laag net onder de plasmamembraan bevindt zich veel actine. Deze laag noemt men. 6. De hoofdfunctie van. is cellen in staat te stellen mechanische stress het hoofd te bieden wanneer cellen uit elkaar worden getrokken. 7. De. bestaat uit een netwerk van intermediaire filamenten die de binnenkant van de kernenvelop bekleden. 8. Microtubuli zijn opgebouwd uit. 9. De lamina fibrosa (nuclear lamina) is opgebouwd uit. 10.. zijn voornamelijk van belang voor de vormverandering van de cel. 11. De microtubuli en flagellen starten vanuit het. 12. Het motoreiwit. speelt een belangrijke rol bij de beweging van ciliën en flagellen. 13. De cytoplasmatische intermediaire filamenten zijn zeer stabiel. Dit in tegenstelling tot de. die bij elke celdeling uiteenvallen en vervolgens weer worden opgebouwd. 1
14. Hieronder zie je cellen met erin de schematische tekening van een type filament. Zet de naam van het type filament bij elke cel. 15. Geef aan bij welk type filament de volgende functies horen: Chromosoombeweging bij celdeling Rol bij desmosomen Cytoplasmastroming Beweging van organellen Spiercontractie Vorming lamina fibrosa in de kern Celbeweging in cilien en flagellen 16. Wat is het meest stabiele cytoskelet-element? 17. Je wilt tubuline zichtbaar maken in cellen. Je hebt tot je beschikking: - een objectglaasje waarop cellen groeien. - konijn-anti-tubuline - geit-anti-muis met een fluorescerende groep - geit-anti-konijn met een fluorescerende groep - fixatief - detergens Geef de onderdelen in de juiste volgorde aan die je op het objectglaasje zou pipeteren. Je hebt mogelijk niet alle onderdelen nodig! 2
18. Geef de foto aan waar cellen behandeld zijn met : A. anti-actine en een fluoriserend antilichaam B. anti-keratine en een fluoriserend antilichaam C. anti-tubuline en een fluoriserend antilichaam 19. Hieronder staan de namen van een aantal celtypen. Zet achter het weefsel waar je een grote dichtheid van een bepaald type filament verwacht het juiste type filament. - delende cellen - Amoebe proteus - huidepitheel - darmspierweefsel 20. Welk onderdeel van het cytoskelet is bij de celdeling betrokken? 3
Celverbindingen 21. A. Welke structuur is verantwoordelijk om naast elkaar liggende cellen te verankeren? B. Epitheelcellen in de darmen schermen de darminhoud helemaal af van de intercellulaire vloeistof. Welke structuur zorgt ervoor dat er geen extracellulaire vloeistof door een laag van epitheelcellen kan lekken? C. Een ionenstroom tussen de cellen in het hart coördineert de samentrekking van de hartspier. Welke verbinding regelt de passage van kleine moleculen van het cytoplasma van de ene cel naar het cytoplasma van de andere cel? D. Welke celverbinding is wat functie betreft gelijk aan de plasmodesmata bij planten? Membranen 22. Je wordt gevraagd een kunstmatige membraan te maken. De moet qua vorm en functie sterke overeenkomsten vertonen met een echte celmembraan. A. Stel een membraan samen in de ruimte die hieronder is aangegeven B. Wat is de functie van cholesterol in de membraan? C. Geef enkele functies van glycoproteïnen in de membraan. 4
23. Geef in deze afbeelding de verschillende onderdelen aan. 24. Membranen zijn vloeibaar: de lipiden vertonen een grote laterale beweging. De vloeibaarheid van de membraan bepaalt onder andere de selectieve permeabiliteit. De vloeibaarheid wordt bepaald door externe omstandigheden, maar kan door de cel ook gereguleerd worden door de samenstelling van de membraan te veranderen. A. Welke externe factor bepaalt de vloeibaarheid van een membraan? B. Met welke veranderingen aan de samenstelling van de membraan kan de cel de vloeibaarheid ervan beïnvloeden? 5
25. Het is mogelijk om cellen van verschillende organismen met elkaar te laten versmelten (met behulp van een virus). Na zo'n drie kwartier bij kamertemperatuur blijken de eiwitten uit de beide membranen zich als gevolg van diffusie volledig verdeeld te hebben over de totale membraan van de gefuseerde cel. Hier zie je een grafiek waarin de mate van verdeling na 40 minuten is uitgezet tegen de temperatuur. Teken in de grafiek hoe deze zal veranderen als beide membranen meer onverzadigde vetzuren bevatten. 6
Membraantransport 26. In deze grafiek is de permeabiliteitscoëfficiënt (in cm per seconde) weergegeven van verschillende moleculen voor passage door een synthetische lipide-dubbellaag. Waarom hebben K+ en Na+ zo'n lage permeabiliteit? 27. A. Hydrofobe en zeer kleine ongeladen moleculen verplaatsen zich afhankelijk van de concentratiegradiënt door de celmembraan. Hoe heet dit proces? B. Hydrofiele moleculen, dus ook water, verplaatsen zich afhankelijk van de concentratiegradiënt door de membraan met behulp van transporteiwitten. Hoe heet dit proces? C. Sommige moleculen verplaatsen zich tegen de concentratie- gradiënt in met behulp van transporteiwitten, die fungeren als een pomp. Hoe heet dit proces? D. Voor welke processen is ATP nodig? 28. A. Natrium-ionen worden via vergemakkelijkt transport uitgewisseld met de omgeving. De richting van het transport is onder andere afhankelijk van het concentratieverschil. Wat bepaalt nog meer de richting van transport voor natrium-ionen? B. Alle cellen hebben een potentiaalverschil over de plasmamembraan staan: het cytoplasma is negatief geladen vergeleken met de extracellulaire vloeistof. Normaal is de concentratie natrium-ionen buiten de cel veel hoger (bijna 10 ) dan intracellulair. Werken beide grootheden samen of werken ze elkaar tegen bij transport van Na + de cel in? 7
C. Normaal is de concentratie kalium-ionen buiten de cel veel lager dan intracellulair. Geef aan hoe beide grootheden werken bij transport van K + de cel in. D. De richting van het vergemakkelijkt transport van natrium-ionen door de celmembraan is afhankelijk van de elektrochemische gradiënt. Deze zorgt voor een transport de cel in. Toch blijft de gradiënt over de plasmamembraan gehandhaafd. Door welk mechanisme wordt deze gehandhaafd? 29. Glucose wordt via het darmepitheel vanuit het lumen van de darm getransporteerd naar de extracellulaire vloeistof. De concentratie glucose in het darmepitheel is hoog, dus dit moet via actief transport. A. Welk transportmechanisme gebruikt de epitheelcel om glucose op te nemen? B. Wat is de drijvende kracht achter dit transportmechanisme? C. Welk transportmechanisme gebruikt de epitheelcel om de glucose af te staan? D. Kost dit hele proces de cel netto energie? E. Wat zorgt ervoor dat de symport-eiwitten zich niet door de membraan naar de andere kant van de cel verplaatsen? 30. (+ 31.) Benoem de deelprocessen en de algemene namen voor deze deelprocessen die hieronder staan afgebeeld. 8
32. Geef aan welke kenmerken van toepassing zijn bij fagocytose. Opnemen van celresten/micro-organismen Continu proces Receptoren bij betrokken Versmelten met lysosoom Blaasjes vaste diameter 33. Geef aan welke kenmerken van toepassing zijn bij pinocytose. Opnemen van celresten/micro-organismen Continu proces Receptoren bij betrokken Versmelten met lysosoom Opnemen van specifieke moleculen Blaasjes vaste diameter 34. Geef in de onderstaande tabel aan welke kenmerken van toepassing zijn bij receptor mediated endocytose. Opnemen van celresten/micro-organismen Receptoren bij betrokken Clathrine skelet nodig Versmelten met lysosoom Opnemen van specifieke moleculen 35. Een cel wil een eiwit specifiek opnemen. Geef aan wat de cel hiervoor nodig heeft, en in welke stappen dit gebeurt (deelvraag A-D.). F. Wat is de naam van het nu gevormde blaasje? G. Sommige typen receptoren worden na de endocytose opnieuw gebruikt en gaan terug naar de plasma-membraan. Bij deze receptoren laat het ligand (eiwit) in het endosoom los van de receptor. Waardoor komt dat? 9
H. Er snoeren blaasjes van het endosoom af met de nu lege receptoren. Deze versmelten met de plasma-membraan. Met welk blaasje versmelten de endosomen? 36. Cholesterol wordt getransporteerd in een LDL-partikeltje. Welk van deze figuren staat het beste model voor zo'n partikeltje? De LDL-partikeltjes fungeren als ligand voor een receptor in de celmembraan. Deze worden door receptor mediated endocytose opgenomen. Er vormt zich een blaasje, door clatrine omgeven. Clatrine laat vervolgens los, er vormt zich een endosoom en de LDLreceptoren worden teruggevoerd naar de celmembraan. De blaasjes met de LDL-partikeltjes versmelten met het lysosoom. In het lysosoom wordt de lipide monolaag en het eiwit verteerd. De cholesterol-esters worden gehydrolyseerd tot vrije cholesterol. 37. Je hebt een experiment uitgevoerd waarbij je onderzoekt hoeveel LDL gebonden wordt aan cellen bij een toenemende LDL-concentratie. Welke grafiek verwacht je uit je experiment? 38. In de grafiek wordt de binding van LDL aan de receptor van cellen van een gezond persoon uitgezet tegen de LDL-concentratie. Geef in dezelfde grafiek aan hoe de binding verloopt bij cellen van patiënten met een bepaalde vorm van hypercholesterolemie, waarbij de receptoren wel aanwezig zijn. 10
39. In de grafiek wordt opname van LDL van een gezond persoon uitgezet tegen de LDL-concentratie. De cellen kunnen blijkbaar tot ongeveer 1 µg opnemen per gram cel-eiwit. Geef in dezelfde grafiek aan hoe de internalisatie verloopt bij cellen van patiënten met bovengenoemde vorm van hypercholesterolemie verloopt. 40. In de grafiek wordt de cholesterol-synthese van een gezond persoon uitgezet tegen de LDL-concentratie. De synthese blijft ook bij hoge concentraties doorgaan, zij het op een laag nivo. Geef in dezelfde grafiek aan hoe de cholesterolsynthese bij cellen van patiënten met bovengenoemde vorm van hypercholesterolemie verloopt. 11