Celbiologie 2023
Hoofdstuk 3: compartimenten
Membranen
= fosfolipiden dubbellaag met hydrofiel oppervlak en een hydrofoob centrum,
ondoordringbaar voor water en wateroplosbare ionen. Interne membranen definiëren de
organellen en schermen deze af van het cytoplasma. Het plasmamembraam grenst de cel van
de buitenwereld af en controleert de in -en uitvoer van de cel. Ze hebben een amfipatisch
karakter, een polair en apolair gedeelte dus er zal een spontante vorming van een dubbellaag
optreden.
Opbouw en samenstelling
Membraamlipiden horen tot drie groepen:
1. Fosfoglyceriden:
Meest voorkomende fosfolipiden, bestaan uit 2 lange vetzuren veresterd aan
glycerolfosfaat. Aan de fosfaatgroep is een polaire kopgroep verbonden.
2. Sfingolipiden:
Hebben sfingosine, een lange aminoalcohol als basis waaraan een lang vetzuur
gebonden is via de aminogroep. Als hydrofobe groep is fosfocholine of een suiker
aanwezig. Zij zijn ofwel fosfolipiden ofwel glycolipiden.
3. Steroïden:
Hebben een 4 -ring koolstofstructuur als basis. Komt voor in dierlijke membranen. In
planten kan het membraam voor 30 -50% zijn samengesteld uit steroïden.
, ëren met membraamlipiden
Eiwitten associ
1. Integrale membraanproteïnen of transmembraanproteïnen:
o Doorheen membraam
o Hydrofobe domeinen interageren met hydrofiele buitenlaag van
lipidendubbellaag
o Hydrofoob gedeelte interageert met hydrofobe centrale laag (bevat 1 of meer 𝛼-
helices of soms vele 𝛽-ketens.
o Hydrofiele gedeelte dragen vaak suikers of suikerketens
2. Lipide -verankerde membraanproteïnen :
o Covalent gebonden aan hydrofobe deel v/e lipide
o Komen aan beide zijde membraan voor
3. Perifere membraanproteïnen:
o Gebonden door interacties met integrale membraanproteïnen of met hydrofiele
delen van membraanlipiden.
Cytosolische en exoplasmatische zijde
Beperkte doorlaatbaarheid van membraan door passieve diffusie. Niettemin kan er over een
membraan een elektrochemische gradiënt bestaan die zowel een ladingsgradiënt als een
concentratiegradiënt omvat. Echter is voor het functioneren van die compartimenten
evenzeer een gecontroleerd transport door het membraan nodig.
, Transport doorheen membranen
Transport van molecule en alle ionen doorheen het membraan wordt verzorgd door 3 soorten
integrale membraameiwitten: pompen, (ionen)kanalen en transporters.
POMPEN:
Zijn ATP -asen die E van ATP hydrolyse gebruiken voor transport van kleine moleculen tegen de
elektrochemische gradiënt in . Basis van pH - en waterregeling, homeostase. 4 Klassen:
1. P-klasse:
o Belangrijke vertegenwoordigers: NA/K pomp, H+ pomp van planten, fungi en
bacteriën , de Ca2+ pomp van celmembraan en ER membraan
2. V-klasse en F -klasse:
o Gelijkaardige opbouw, transporteren enkel protonen
o V-klasse: opbouw zure pH in lysosomen en vacuolen planten en schimmels
o F-klasse: werkt omgekeerd: aanmaak ATP bij protonentransport langs een
concentratie gradiënt doorheen het membraan via deze ATP -asen
o Essentieel onderdeel energiewinning bacteriën, mitochondriën en
chloroplasten
3. ABC superfamilie:
o Honderden verschillende pompen die elk specifiek substraat of groep verwante
substraten vervoeren
MDR = multi drug resistance bij overexpressie waarbij alle medicatie buiten gepompt wordt
KANALEN:
Vormen = hydrofiele tunnel doorheen membraan voor passief transport specifieke ionen of
water langs elektrochemische gradiënt . Deze beweging wordt gefaciliteerde diffusie
genoemd.
Verschillende types:
☺ Non -gated: altijd open
☺ Gated: slechts open bij t.g.v. een elektrisch of chemisch signaal = tetrameer met 4P -
segementen die instaan voor i on -selectiviteit t.g.v. een strenge pasvorm.
☺ Aquaporines = universele kanalen voor gefaciliteerde diffusie van water . Een tetrameer
van individuele kanalen . Selectiviteit komt door de nauwe diameter van de
selectiviteitsfilter en de geschikte hoeveelheid van arginine, histidine en asparagine die
H -bruggen vormen met diffunderende watermoleculen.
Hoofdstuk 3: compartimenten
Membranen
= fosfolipiden dubbellaag met hydrofiel oppervlak en een hydrofoob centrum,
ondoordringbaar voor water en wateroplosbare ionen. Interne membranen definiëren de
organellen en schermen deze af van het cytoplasma. Het plasmamembraam grenst de cel van
de buitenwereld af en controleert de in -en uitvoer van de cel. Ze hebben een amfipatisch
karakter, een polair en apolair gedeelte dus er zal een spontante vorming van een dubbellaag
optreden.
Opbouw en samenstelling
Membraamlipiden horen tot drie groepen:
1. Fosfoglyceriden:
Meest voorkomende fosfolipiden, bestaan uit 2 lange vetzuren veresterd aan
glycerolfosfaat. Aan de fosfaatgroep is een polaire kopgroep verbonden.
2. Sfingolipiden:
Hebben sfingosine, een lange aminoalcohol als basis waaraan een lang vetzuur
gebonden is via de aminogroep. Als hydrofobe groep is fosfocholine of een suiker
aanwezig. Zij zijn ofwel fosfolipiden ofwel glycolipiden.
3. Steroïden:
Hebben een 4 -ring koolstofstructuur als basis. Komt voor in dierlijke membranen. In
planten kan het membraam voor 30 -50% zijn samengesteld uit steroïden.
, ëren met membraamlipiden
Eiwitten associ
1. Integrale membraanproteïnen of transmembraanproteïnen:
o Doorheen membraam
o Hydrofobe domeinen interageren met hydrofiele buitenlaag van
lipidendubbellaag
o Hydrofoob gedeelte interageert met hydrofobe centrale laag (bevat 1 of meer 𝛼-
helices of soms vele 𝛽-ketens.
o Hydrofiele gedeelte dragen vaak suikers of suikerketens
2. Lipide -verankerde membraanproteïnen :
o Covalent gebonden aan hydrofobe deel v/e lipide
o Komen aan beide zijde membraan voor
3. Perifere membraanproteïnen:
o Gebonden door interacties met integrale membraanproteïnen of met hydrofiele
delen van membraanlipiden.
Cytosolische en exoplasmatische zijde
Beperkte doorlaatbaarheid van membraan door passieve diffusie. Niettemin kan er over een
membraan een elektrochemische gradiënt bestaan die zowel een ladingsgradiënt als een
concentratiegradiënt omvat. Echter is voor het functioneren van die compartimenten
evenzeer een gecontroleerd transport door het membraan nodig.
, Transport doorheen membranen
Transport van molecule en alle ionen doorheen het membraan wordt verzorgd door 3 soorten
integrale membraameiwitten: pompen, (ionen)kanalen en transporters.
POMPEN:
Zijn ATP -asen die E van ATP hydrolyse gebruiken voor transport van kleine moleculen tegen de
elektrochemische gradiënt in . Basis van pH - en waterregeling, homeostase. 4 Klassen:
1. P-klasse:
o Belangrijke vertegenwoordigers: NA/K pomp, H+ pomp van planten, fungi en
bacteriën , de Ca2+ pomp van celmembraan en ER membraan
2. V-klasse en F -klasse:
o Gelijkaardige opbouw, transporteren enkel protonen
o V-klasse: opbouw zure pH in lysosomen en vacuolen planten en schimmels
o F-klasse: werkt omgekeerd: aanmaak ATP bij protonentransport langs een
concentratie gradiënt doorheen het membraan via deze ATP -asen
o Essentieel onderdeel energiewinning bacteriën, mitochondriën en
chloroplasten
3. ABC superfamilie:
o Honderden verschillende pompen die elk specifiek substraat of groep verwante
substraten vervoeren
MDR = multi drug resistance bij overexpressie waarbij alle medicatie buiten gepompt wordt
KANALEN:
Vormen = hydrofiele tunnel doorheen membraan voor passief transport specifieke ionen of
water langs elektrochemische gradiënt . Deze beweging wordt gefaciliteerde diffusie
genoemd.
Verschillende types:
☺ Non -gated: altijd open
☺ Gated: slechts open bij t.g.v. een elektrisch of chemisch signaal = tetrameer met 4P -
segementen die instaan voor i on -selectiviteit t.g.v. een strenge pasvorm.
☺ Aquaporines = universele kanalen voor gefaciliteerde diffusie van water . Een tetrameer
van individuele kanalen . Selectiviteit komt door de nauwe diameter van de
selectiviteitsfilter en de geschikte hoeveelheid van arginine, histidine en asparagine die
H -bruggen vormen met diffunderende watermoleculen.
