Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 252
Текст из файла (страница 252)
В поляризованных клетках транспортные пу>пи из ТСГ в плазматическую мембрану рабопгают селективно, что обеспечивает доставку различных наборов мембранных белков, секреторньп белков и липидов в разные домены плазматической мембраны. Задачи Какие из этих утверждений соответствуют действительности? Обьясните почему 13.1. Когда везикула сливается с мембраной-мишенью, друг с другом всегда сливаются цитоплазматические монослои бислоев этих компартментов.
То же самое происходит с монослоями, не взаимодействующими с цитозолем. 13.2. Существует одно необходимое условие выхода белка из ЭР: он должен быть правильно свернут. 13.3. Олигосахаридные цепи всех гликопротеинов и гликолипидов внутриклеточных мембран всегда обращены на люминальную сторону, а белков плазматической мембраны — во внеклеточное пространство. 13.4. Во время трансцитоза везикулы, образующиеся из окаймленных ямок на апикальной поверхности, сливаются с плазматической мембраной на базолатеральной поверхности.
Таким образом, молекулы транспортируются через эпителий. Решите следующие задачи 13.5. Почему в неделящихся клетках, например клетках печени, поток мембран между компартментами должен быть сбалансирован таким образом, чтобы возвратный поток был равен прямому? Стоит ли ожидать такого же равновесия в активно делящихся эпителиальных клетках кишечника? 13.6.
Дрожжи, как и многие другие организмы, синтезируют один тип тяжелой цепи клатрина и один тип легкой цепи; таким образом, они синтезируют один тип клатриновой оболочки. Тогда каким образом единственная клатриновая оболочка может использоваться в трех различных путях транспорта (из Гольджи в поздние эндосомы, из плазматической мембраны в ранние эндосомы и из незрелых секреторных пузырьков в Гольджи), в каждом из которых участвуют различные специализированные белки груза? 13.7. Как получается так, что комплементарные пары специфических белков 5гчАЙЕ уникальным образом маркируют везикулы и их мембраны-мишени? После 1244 Часть М Внутренняя организация клавки слияния везикул мембрана мишень будет содержать смесь 1 8ХАКЕ и у.5ХАЙЕ.
Сначала эти белки будут крепко связаны друг с другом, но ХБР может их развести и заново активировать. Что, по вашему мнению, не дает мембранам накапливать белки у-8ХАКЕ в равном или большем количестве, чем Г>елки ( БХАКЕ? 13.8. Вирусы — зто окончательные «убор>пики», что является естественным последствием малого размера их генома. Где только возможно, они используют ап парат клетки для обеспечения собственной репродукции. Многие вирусы окружены мембранной оболочкой. Эти так называемые оболочечные вирусы попадают в цитозоль в результате слияния с мембраной клетки.
Почему все эти вирусы кодирук>т свой собственной белок слияния, а не используют один из клеточных БХАЙЕ? 13.9. Для слияния везикулы и мемГ>раны мишени их липидные бислои долж ны сблизиться на расстояние 1,5 нм. Только после этого они смогут объединиться (рис. О13.1).
Пусть области двух мембран в сайте слияния представляют собой дуги окружности диаметром 1,5 нм. Рассчитайте количество молекул воды, которые оста. нутся между мембранами. (Концентрация воды состав>иет 55,5 М, а объем цилиндра равен кг~)>.) Предположив, что головка типичного фосфолипида занимает площадь 0,2 нм>, сколько фосфолипидов будет находиться в каждом из монослоев в сайте слия. ния? Достаточно ли там молекул воды для связывания с гидрофпльными головками такого числа фосфолипидов? (По оценкам, с каждой головной группой фг>сфолипида на поверхности мембраны одновременно связано 1Π— 12 молекул воды.) 1,б нм мембрана-мишень Рис.
С>13.1. Сближение везикулы и мембраны-мишени при подготовке к слиянию (задача 13.9). 13.10. Белки 8ХАКŠ— это комплементарные партнеры, опосредующие слияние мембран везикул и их мембран мишеней. Таким образом, везикула с определенным нилом у 8ХАЙЕ будет сливаться только с мембраной, несущей комплементарный 1 БХАКЕ. Однако в некоторых случаях происходит слияние одинаковых мембран (гомотипическое слияние). Например, когда происходит почкование дрожжевой клетки, пузырьки из вакуоли материнской клетки мигрируют в почку и сливаются друг с другом с образованием новой вакуоли. Эти везикулы несут как у 5ХАКЕ, так и 1 БХАКЕ.
Являются ли оба типа белков необходимьпчи для гомотипического слияния? Для проверки вашей гипотезы, вы разработали остроумный опыт по слиянию вакуолярных пузырьков. Вы подготовили везикулы из двух разных мутантных штаммов дрожжей; штамм Б несет дефектный ген вакуолярной щелочной фосфатазы (Раза); штамм А дефективен по протеазе, переводяшей предшественник щелоч ной фосфатазы (рго Раза) в активную форму (Раза) (рис.
О13.2, а). Ни в одном из штаммов нет активной щелочной фосфатазы, но при смешивании экстрактов этих штаммов слияние везикул приводит к появлению активной щелочной фосфатазы, которую можно легко детектировать (рис. О13.2). 34двчм 1245 мышь Мосле нормальная мышь Рис. (113.3.
Нормальная мышь и мышь Мосье (зздзчз 13.Ы). Помимо бледной окраски, для мышей Мосьа характерно нарушение чувства равновесия, (С любезного разрешения Магв(т Вовне(Пег.) деградировать. При слиянии клеток, больных этими синдромами, глюкозамин гликаны правильно деградируют, чпг указывает на то, что в клетках отсутствуют разные лизосомальные ферменты. Даже при совместном культивировании клеток они исправлякгт дефекты друг друга. Еще удивительнее то, что среда, в которой вырагцивались клетки Хурлсра, исправляет дефект в клетках Хантера (и наоборот).
Коррекционные факторы инактнвируются обработкой протеазами, периодатом, разрушающим углеводы, и щелочной фосфатазой, удаляющей фосфаты. А. Что, по вашему мнению, служит коррекционными факторами? Начав с клеток пациента донора, опишите путь, по которому эти факторы достигают среды и входят в реципиентные клетки для исправления дефекта лизосом. Б. Как вы думаете, почему обработка протеазами, периодатом и щелочной фосфатазой инактивирует коррекционные факторы? В. Будет ли сходная коррекционная схема работать для мутантных цитоплаз матических ферментов? 13.16. Макрофаг за полчаса поглощает путем эндоцитоза 100'„своей плазма тнческой мембраны.
Какова скорость возврата мембраны путем экзоцитоза? 13.17. Клетки поглощают внеклеточные молекулы посредством рецептор. опосредованного эндоцитоза и эндоцитоза жилкой фа:гы. В классической статье проведено сравнение этих двух путей. Человеческие клетки ннкубнровали разные промежутки времени в среде с разной концентрацией меченного ггз1 зпидермального фактора роста (ЕСГ) для измерения рецептор опосредованного эндоцнтоза или пероксидазы хрена (НКР) для измерения эндоцитоза жидкой фазы.
ЕСГ н НКР обнаруживались в маленьких везикулах с внутренним радиусом 20 нм. Поглощение НЙР было линейным (рис. (~13.4, и), а поглощение ЕСР сначала происходило ли нейно, но затем, прн высоких концентрациях, достигало плато (рис. О13.4, 6). А. Объясните, почему 4юрмьг кривых на рисунке О13.4 различаются для НЙР и ЕОГ. Б. По рис. О13.4 оцените различия в скоростях поглощения НКР н ЕОГ, когда оба фермента присутствуют в концентрации 40 нМ.
Какой будет разница при концентрации 40 мкМ? 4246. часгь111гг)н!пренняяоргаийзаг(инкпетки ,) поглощ~ние ннр 6) ПОГЛОЩЕНИЕ ЕОР 20 О 20 40 60 60 концентрация ЕОР е среде, нМ 0 10 20 ЭО 40 концентрация Нйр е среде, мкМ Рис. г«13.4. Поглощение Нар и Ебт как функция от их концентрации а среде !»адана гз тт). В. Рассчитайте среднее число молекул !1КР, поглопгаемых одним энлопитоэ ным пузырьком (радиус равен 20 нм), когда среда содержит 40 мкМ 11КР. [Объем сферы равен (4 3)ш'.! Г. Ученые, поставившие этот эксперимент, написали: «Данные расчеты ясно показывают, как клетки поглопгают ЕОР посредством эндоцитоэа, почти полностью исключая при агом внеклеточную жидкость.» Что они, по вашему мнению, имели в виду? Литерзтяэз ()бщая Вош1асшо .!.Б. й С!!с1с В.8.
(2004) ТЬе шесЬапыпэ о1 теяс1е ЬпсЫшд апт) 1пэ!Огь СеП 116: 153 — 66. Ме!!шап 1. й ту'аггегт О. (2000) ТЬе гоас1 са)сеп: раэ! апс) (п(пге 1оппс1абопэ о1 шегпЬгапе г.га(1!с. СеП 100: 99 — 112. Ре!Ьаш ГЕ К. (1999) ТЬе Сгоопгап 1 есгцге 1999. !П(гасе!!п!аг шешЬгапе (га11!с: декад ргоге!пэ ятггет!. Р)гг1оз. Ткань. В. Кос.
(.опд. В. Вго1. 5сг'. 354: 1471 — 1478. Ко(Ьшап,).Е. й тту'!е!апс) Р.Т. (1996) Рго(е!п эогг!пд 1ту ггапэрогг уеяс!еэ. 5ггепсе 272: 227 — 234. 8сЬейпап К. 'ту'. (1994) Кедц )абоп о1 пнлпЬгапе гга(1!с ш (Ье эесге(огу ра(Ьт» ау. Ва~теу (.есй 90: 41 — 57. ))4олекулярнме мехаиизмью и поодерптаиие разнообразия компарппиентпое Р! Рао!о О. й Ре СаппПг Р.
(2006) РЬое!>Ьо!Поз!(!с)еэ ш се11 геди!а(!оп апс1 птегпЬгапе с)упаппсэ. Хатиге 443: 651 — 657. ОгоээЬапэ В.1, Ог(!2 Р. й Ыоу!с)г Р. (2006) КаЬэ апс! (Ье!г е11естогя асЬгеушд эресгбсг(у гп шешЬгапе гга11!с. Ргос. Хаг1. Асад. 5сг. (7лА 103: 11821 — 11827. Оог)сап С., 8гадд Я. М. й Ва!сЬ ту'. Е. (2006) ТЬе СОР11 саде: цпПу!пд рг(пс!р166 о1 уеэ!с!е соа( аээешЫу. Хатите йео. Мо!. СеП Вю1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
