Antwoorden met tekeningen op de jaarlijkse examenvragen van het vak Moleculaire Celbiologie deel 2

Hoofdvragen celbio
1 a) bespreek via een figuur de opbouw en werking van een sarcomeer van de skeletspier
(4p). b) geef de myosine reactiecyclus weer (4p). c) bespreek kort hoe Ca2+ de
spiercontractie en spierrelaxatie controleert.

a)




Sarcomeren zijn de contractiele elementen, deze zijn opgebouwd uit actine- en myosine II-
filamenten. De scheiding tussen sarcomeren wordt gevormd door de Z-schijven. In het
midden heb je de A-band, dit zijn alle myosinefilamenten, met daarin de H-zone en M-lijn,
dit is de plaats waar alleen de myosinestaarten liggen. De actinefilamenten, met Z-lijn in het
midden, vormen de I-band.
De myosine II is het motoreiwit dat bij actine hoort, dit zal tijdens contractie, met behulp
van energie die vrijkomt uit ATP-hydrolyse, de actinefilamenten dichter bij elkaar trekken,
waardoor de spier verkort en dus samentrekt.

b)
Sliding filament mechanism
1: myosine II-hoofdje bindt aan actine, er is geen ATP of ADP gebonden aan myosine.
2: ATP bindt op myosine, waardoor het loskomt van actine.
3: ATP wordt gehydrolyseerd, ADP en P blijven gebonden, het myosinehoofdje knikt naar
voren, richting de + zijde van het actinefilament (= cocked position).
4: de vrije fosfaat wordt vrijgezet, myosine zit in ADP-gebonden vorm en maakt terug
contact met actine, 1 bindingsplaats verder dan het oorspronkelijke contact.

,5: ADP wordt uitgestoten, het contact tussen actine en myosine blijft bestaan, maar
myosine knikt terug naar de oorspronkelijke houding. Het is echter gebonden aan actine, en
zal het dus met zich meetrekken = power stroke.




c)
Wanneer er een AP gegenereerd wordt in de
neuromusculaire synaps, zal dit ervoor zorgen dat de
spanningsgevoelige DHPR van conformatie verandert,
waardoor de RyR1 zal openen. Dit zorgt ervoor dat Ca2+
wordt vrijgezet uit het SR.




Ca2+ zal dan binden met troponine C (troponinecomplex) op
actine. Hierdoor hefboomfunctie activeren en tropomyosine
weghalen. Tropomyosine lag op de bindingsplaats voor
myosine II, deze is nu vrij waardoor myosine II kan binden ->
contractie. Wanneer Ca2+ door de SERCA-pomp weggepompt
wordt, zal de contractie stoppen omdat tropomyosine terug
zal binden op actine.

, 2 a) beschrijf adhv figuren de stappen die ervoor zorgen dat een eiwit met 1
transmembraan helix in de plasmamembraan terecht komt (in chronologische volgorde,
start vanaf de translatie) (8p). b) hoe bekomt de plasmamembraan zijn unieke lipide
samenstelling en verdeling?

a)
Een ribosoom bindt op het mRNA en start de
eiwitsynthese. Het mRNA van
transmembraanproteïnen bevat een
signaalsequentie voor het ER, wanneer deze
bloot komt te liggen bindt een SRP dat
ervoor zal zorgen dat de eiwitsynthese
vertraagt. Dit totdat het SRP bindt met de
SRP receptor op de membraan vh ER, de
ribosoom wordt dan verankerd aan een
translocon in de membraan.


De groeiende eiwitketen wordt dan door het
translocon gestuurd, totdat de
stopsequentie in het translocon komt, dan
zal de synthese stoppen. De ribosoom wordt
nu losgekoppeld van de membraan.




Een vesikel splitsen zich af van de
membraan, dat zich zal verplaatsen tot het
Golgi-apparaat, waar het zal fuseren. Het
tethering eiwit bindt op het Rab-eiwit en
zal de vesikel dichter trekken. Wanneer
deze dicht genoeg is zal het v-SNARE eiwit van de vesikel binden met het t-SNARE eiwit van
de membraan. Hierna zal de fusie plaatsvinden.

In het Golgi-apparaat wordt het eiwit verder gemodificeerd, waarna het terug verpakt wordt
in een vesikel en naar de plasmamembraan gestuurd wordt. Hier zal het terug fuseren met
de membraan en zijn inhoud vrijzetten in de membraan.

Dit is de secretorische route, die er dus voor zorgt dat een eiwit in de plasmamembraan
terecht kan komen.