Samenvatting Uitgewerkte examenvragen van het vak cellulaire fysiologie

EXAMENVRAGEN
H2: MEMBRANEN
GEEF DE ALGEMENE STRUCTUUR VAN FOSFOLIPIDEN & DE OPBOUW VAN HET PLASMAMEMBRAAN,
INCLUSIEF DE REGULATIE VLOEIBAARHEID EN ROL VAN CHOLESTEROL

Membraanlipiden vormen spontaan een dubbellaag (bilayer) in water door hun amfipatisch karakter. Deze kipiden
hebben een hydrofiel hoofd (apolair) & hydrofobe staart (polair). De hydrofiele koppen zullen naar het water
oriënteren & de staarten naar de binnenkant. De meeste membraanlipiden zijn fosfolipiden.

Algemene structuur:

• Hoofd van glycerol, fosfaat, choline & 2 vetzuurstaarten die variëren in lengte → 2 soorten staarten:
1. Verzadigde staart: recht
2. Onverzadigde staart: knik t.h.v. de dubbele binding.
➔ De soort staart beïnvloedt de vloeibaarheid, structuur & dikte v.h. lipide membraan.

Vloeibaarheid bepaald door:

• Smelt/transitie temperatuur: fasetransitie van vast (gel) naar vloeibaar (sol) wordt beïnvloed door:
- Meer onverzadigde vetzuren: weinig contactoppervlak tussen naburige staarten → dichte
packing → meer vloeibaarheid door de knik.
- Meer verzadigde vetzuren: veel contactoppervlak tussen naburige staarten → mindere packing
→ minder vloeibaar.
• Lengte v.d. fosfolipidenstaart: 14-24 C-atomen.
- Kort: minder contactoppervlak → meer vloeibaar.
- Lang: meer contactoppervlak → minder vloeibaar.

Cholesterol:

• Intercaleert met onverzadigde fosfolipiden
• Polair hoofd, rigide structuur & korte staart → in membraan geïncorporeert.
• Hoofd richt zich naar de waterzijde & wordt geïmmobiliseerd door de rigide structuur →
plasmamembraan sterker.
• Korte staart doet vetzuurstaarten v.d. fosfolipiden verder uit elkaar liggen → minder interactie →
vloeibaardere zijde.

2 effecten van cholesterol:

1. Rigide ring stabiliseert C-atomen bij hoofd → rigider, minder permeabel aan oppervlak v.h. membraan.
2. Belet staart-staart interactie (kristallisatie): tussen leaflets blijft het membraan vloeibaar → cholesterol
flip-flops zijn spontaan.




1

,Vetzuren kunnen bewegen door vloeibaarheid → 3 bewegingen:

1. Vrije laterale diffusie in het vlak v.e. bilayer leaflet: fosfolipiden verplaatsen lateraal over het membraan.
2. Rotatie/flexie: fosfolipide draait spontaan om eigen as.
3. Flip-flop (naar andere leaflet): niet spontaan, flippasen (extracellulair → cytoplasma) & floppasen
(cytoplasma → extracellulair) maken deze beweging mogelijk m.b.v. ATP.

4 soorten fosfolipiden:

1. Fosfatidylethanolamine
2. Fosfatidylserine
3. Fosfatidylcholine
4. Sfingomyeline

BESPREEK DE ASYMMETRIE IN DE LIPIDECOMPOSITIE V.H. CELMEMBRAAN: HOE WORDT DIT
GEGENEREERD & WAT ZIJN DE IMPLICATIES + FUNCTIE

Door amfipatisch karakter van fosfolipiden ontstaat er asymmetrie in de lipidedubbellaag → binnenste & buitenste
laag hebben niet dezelfde samenstelling. Asymmetie beïnvloedt de buiging & vloeibaarheid v.h. membraan.
Intracellulaire zijde is negatief geladen t.o.v. de extracellulaire zijde v.h. membraan.

• Asymmetrie tussen binnenste & buitenste laag v.h. membraan:
o Ontstaan tijdens biosynthese (ER/Golgi: flippase & floppase)
o Beïnvloedt buiging & vloeibaarheid:
- Intracellulair leaflet: meer vloeibaar
- Extracellulair leaflet: minder vloeibaar
o Specifieke compositie nodig voor functie membraanproteïnen
o Apoptose door second messenger (fosfatidylserine aan buitenzijde) → verlies van asymmetrie
o Interactie van lipiden met elkaar.
• Lipid rafts in celmembraan: lokale concentratie specifieke lipiden, sfingomyeline, cholesterol & proteïnen.
o Meestal dikker dan de rest v.h. membraan door aanrijking verzadigde fosfolipiden.
o Rol in signaaltransductie
o Bevatten glycolipiden
o Verschillen in samenstelling beïnvloeden
- Lokale vloeibaarheid
- Membraaneigenschappen: stijfheid & rek
- Concentratie second messenger zoals PIP2

FUNCTIE

= communicatie met naburige cellen.




2

, H3: SIGNAALTRANSDUCTIE
BESPREEK DE BIMOLECULAIRE REACTIE V.D. LIGAND -RECEPTOR INTERACTIE INCLUSIEF
CONCENTRATIE -EFFECT CURVE & BETEKENIS/IMPACT 𝐾𝐷 -WAARDE & HILL NUMMER

Bij signaaltransductie vindt men o.a. cel-celinteracties via chemische signalen, deze komen tot stand doordat een
ligand bindt op een receptor. De reactie gaat als volgt:




➔ Bimoleculaire reactie geeft de affiniteit weer, bepaalt hoeveel ligandconcentratie er aanwezig moet zijn
om een ligand te binden.

Het bekomen effect kunnen we berekenen met volgende formule:




Voor 𝐾𝐷 hebben we 2 formules:




Het effect kan men voordtellen met een curve, deze geeft het verband tussen de ligandconcentratie & het
beoogde effect. De curve maakt men a.d.h.v. de hill-functie, die men bekomt met formule:




De hill-nummer bepaalt de steilheid v.d. curve & wijst naar de
de graad van coöperativiteit tussen de bindingsplaatsen.

Hoe lager het hill-nummer hpe steiler de curve, hoe korter de range waarover de concentratie van het ligand
verandert om van 0 naar 100% effect te gaan.

3