Quiz: Physiologie des Membrantransports (22 Fragen)

Erklärung

Bei der einfachen Diffusion bewegen sich Moleküle aufgrund ihrer Eigenbewegung entlang des Konzentrationsgradienten, ohne Energiezufuhr oder Transportprotein. Ein Carrier-gestützter Transport gehört zur erleichterten Diffusion und beschreibt daher einen anderen Mechanismus.

Erklärung

G-Protein-gekoppelte sowie enzymgekoppelte Rezeptoren übertragen Signale von der Außenseite der Membran in die Zelle. Die anderen genannten Strukturen erfüllen Transport-, Abbau- oder Barrierefunktionen und sind keine der beiden Rezeptorklassen.

Erklärung

Eine Transmembrandomäne umfasst meist 20–30 Aminosäuren und ist wegen ihrer vielen unpolaren Seitenketten gut an den hydrophoben Membranbereich angepasst. Geladene Seitenketten und Nukleotide begünstigen keine solche Integration in den Lipidkern.

Erklärung

Beim transzellulären Weg durchquert ein Stoff die Membran an der Eintritts- und an der Austrittsseite einer Epithelzelle. Der parazelluläre Weg führt zwischen benachbarten Zellen hindurch und muss dabei die Proteinbarrieren der Schlussleisten überwinden.

Erklärung

Da pro Zyklus mehr positive Ladung aus der Zelle heraus- als hineingepumpt wird, trägt die Na+/K+-ATPase zur negativen Innenladung bei. Der Transport ist daher nicht elektroneutral und bringt keine Nettoladung ins Zellinnere.

Erklärung

Das Flüssig-Mosaik-Modell beschreibt Membranen als dynamische Lipiddoppelschichten, in denen sich Lipide und freie Proteine lateral bewegen können. Die Vorstellung einer starren, unbeweglichen Struktur widerspricht gerade dem Flüssigkeitsaspekt des Modells.

Erklärung

Caveolae sind kleine, dynamisch gebildete Einstülpungen der Plasmamembran; Lipid-Rafts werden dagegen als laterale Lipiddomänen beschrieben. Die Unterscheidung betrifft daher vor allem die Einstülpung der Membran und nicht eine lösliche oder nukleäre Struktur.

Erklärung

Kanäle können durch Liganden, Änderungen der Spannung oder mechanische Reize aktiviert werden. Die anderen Einteilungen nennen keine entsprechende vollständige Klassifikation der Kanalaktivierung.

Erklärung

Der Sättigungsgrad der Lipide sowie Cholesterol beeinflussen, wie beweglich die Membranbestandteile sind. Ribosomen und DNA sind keine im genannten Zusammenhang entscheidenden Regulatoren der Membranfluidität.

Erklärung

Bei der Phagocytose wird ein großes Partikel von der Zellmembran umschlossen und in einem Phagosom eingeschlossen, das anschließend mit einem Lysosom fusioniert. Die Freisetzung von Material aus der Zelle entspricht dagegen der Exocytose.

Erklärung

Biologische Membranen enthalten Lipid-, Protein- und Zuckerkomponenten, wobei ihre Zusammensetzung vom Zelltyp abhängt. Nukleinsäuren gehören nicht zu den grundlegenden Membranbausteinen.

Erklärung

Die Na+/K+-ATPase pumpt pro ATP drei Na+-Ionen aus der Zelle und zwei K+-Ionen in die Zelle. Dadurch transportiert sie netto eine positive Ladung nach außen und wirkt elektrogen.

Erklärung

Tight Junctions verhindern eine freie Diffusion zwischen benachbarten Epithelzellen, während Claudine mitbestimmen, ob die Barriere dicht oder durchlässig ist. Die genannten Vesikel-, ATP- und Phagocytosefunktionen gehören nicht zu dieser Barriereorganisation.

Erklärung

Ein passiver Carrier bindet sein Substrat und ändert spontan seine Konformation, sodass der Stoff entlang seines Konzentrationsgradienten transportiert wird. Im Gegensatz dazu bilden Kanäle eine durchgehende Pore, während ATP-Spaltung einen primär aktiven Transport kennzeichnet.

Erklärung

Nach dem Fick’schen Gesetz $J = P \cdot A \cdot \frac{\Delta C}{\Delta x}$ steigt der Diffusionsfluss mit der Membranoberfläche. Eine größere Membrandicke würde den Fluss dagegen vermindern, weil sie im Nenner steht.

Erklärung

Bei der Osmose bewegt sich Wasser von hoher zu niedriger Wasserkonzentration und damit zur höher konzentrierten Lösung. Die gelösten Stoffe müssen die Membran dabei nicht zwingend passieren.

Erklärung

Der hydrophobe Innenbereich der Lipiddoppelschicht lässt vor allem kleine unpolare Moleküle durch einfache Diffusion passieren. Große Proteine, Nukleinsäuren und stark hydratisierte Ionen können diesen Bereich nicht vergleichbar leicht durchqueren.

Erklärung

Transporter besitzen eine begrenzte Zahl funktioneller Bindungs- und Transportzyklen, weshalb ihre Transportrate einen Maximalwert erreicht. Eine unbegrenzte Steigerung wäre dagegen typisch für freie Diffusion ohne solche Transportergrenze.

Erklärung

Die Bindung des extrazellulären Signalmoleküls löst eine Konformationsänderung des Rezeptors aus, die nachgeschaltete intrazelluläre Prozesse einleitet. Ein vollständiger Rezeptorabbau oder der Verlust der Lipiddoppelschicht beschreibt diesen Mechanismus nicht.

Erklärung

Der sekundär aktive Transport bezieht seine potentielle Energie aus einem Konzentrationsgradienten, den primär aktive Transporter unter ATP-Verbrauch erzeugt haben. Eine direkte ATP-Bindung an den sekundären Transporter wäre daher nicht das charakteristische Prinzip.

Erklärung

Aquaporine bestehen aus vier Untereinheiten, wobei jede Untereinheit eine Wasserpore bildet. Ionenkanäle sind dagegen auf den selektiven Transport von Ionen spezialisiert und dienen nicht primär dem Wassertransport.

Erklärung

Ein Symporter koppelt den Transport zweier Moleküle in derselben Richtung, während ein Antiporter sie in gegenläufigen Richtungen bewegt. Die Unterscheidung beruht somit auf der Transportrichtung der gekoppelten Stoffe, nicht auf Vesikeln oder der Anzahl der Moleküle.