CELBIOLOGIE
HOOFDSTUK 1: BIOMEMBRANEN
1 INLEIDING
BASISSTRUCTUUR VAN CELLEN:
Membraan: Elke cel (zowel prokaryoot als eukaryoot) heeft een
plasmamembraan als buitenste grens.
Prokaryoten (bacteriën): * Hebben geen intracellulaire membranen
o Het DNA ligt los in de cel en vormt het nucleoïde (niet afgeschermd)
Eukaryoten (mens, dier, plant): * Hebben wel intracellulaire (soms dubbele)
membraanstructuren
o Deze vormen de organellen (bijv. de celkern, mitochondria)
BELANGRIJKE TERMINOLOGIE (DE 'RUIMTES' IN DE CEL):
Cytoplasma: Alles binnen het plasmamembraan (inclusief organellen). =
94000 µm² Plasmamembraan = 700 µm² -> behalve nucleus
Cytosol: Het waterige gedeelte van het cytoplasma (exclusief organellen).
Intracellulaire membranen = 7000 µm²
Lumen: De waterige vloeistof binnenin een organel.
Periplasmische ruimte: De ruimte tussen de celwand en het buitenste
membraan (specifiek bij bacteriën).
2 STRUCTUUR VAN BIOMEMBRANEN
Hoogte: Ongeveer 3 – 4 nm (visueel te vergelijken met een treinspoor).
Opbouw: Een dubbele laag (bilayer) bestaande uit een binnen- en
buitenmembraan. -> opgebouwd uit fosfolipiden:
Amfipatisch: zowel een waterlievend als een waterafstotend deel:
Hydrofiele kop: Polair, naar buiten gericht (contact met
waterig milieu). door OH-groepen
Hydrofobe staart: Apolair, naar binnen gericht
(afgezonderd van water). door geen OH-
groepen
Gedrag in water: spontane structuren gevormd waarbij staarten
naar binnen
Micel: Enkelwandig bolletje
Liposoom: Dubbelwandig bolletje
Fosfolipidendubbellaag
, Functie: Dient als barrière die de cel afscheidt van het externe milieu & om in
een waterig milieu een hoge entropie te handhaven
Variatie in vorm (naargelang de functie):
Glad: Bijv. de rode bloedcel (erythrocyt).
Uitstulpingen: Bijv. haarcellen in het slakkenhuis (voor detectie van
geluidsgolven).
Isolatie (wikkeling): De Schwann-cel die zich rond een axon windt om
een myelineschede te vormen.
AFM (ATOMIC FORCE MICROSCOPY)
Een techniek om de 3D-structuur van een membraan in kaart te brengen door het
oppervlak fysiek te "betasten".
Werking:
Scherpe naald: Een nano-naald beweegt over het membraanoppervlak.
Laser & Sensor: Een laser reflecteert op de naald. Elke minieme beweging (door
een hobbel of kuil) verandert de reflectie.
Detector: Vertaalt de laser-afwijkingen naar een gedetailleerd 3D-beeld.
Relevantie voor membranen:
Maakt lipid rafts zichtbaar (deze liggen "hoger" op het membraan (gelere
vlakken) andere vlakken zijn donkerder en liggen dus dieper).
Kan metingen verrichten in een waterig milieu, waardoor het membraan in zijn
natuurlijke, vloeibare staat blijft.
BELANGRIJKE DEFINITIES:
Cytosolische zijde: De kant van het membraan die naar het cytosol (binnenkant
cel) wijst.
Exoplasmatische zijde: De kant van het membraan die naar de extracellulaire
ruimte of het lumen wijst.
Behoud van zijdigheid: De zijdes veranderen nooit:
o De exoplasmatische zijde blijft de exoplasmatische zijde, zelfs na
versmelting (exocytose) of splitsing (endocytose) met een ander
membraan (hetzelfde geldt voor de cytosolische zijde) onafh. v.
transportmechanismen
3 DE OPBOUW VAN BIOMEMBRANEN
3 SOORTEN LIPIDEN:
1. Fosfoglyceriden & plasmalogenen
2. Sfingolipiden
3. Sterolen (vertonen enkel het gedrag van lipiden)
HOOFDSTUK 1: BIOMEMBRANEN
1 INLEIDING
BASISSTRUCTUUR VAN CELLEN:
Membraan: Elke cel (zowel prokaryoot als eukaryoot) heeft een
plasmamembraan als buitenste grens.
Prokaryoten (bacteriën): * Hebben geen intracellulaire membranen
o Het DNA ligt los in de cel en vormt het nucleoïde (niet afgeschermd)
Eukaryoten (mens, dier, plant): * Hebben wel intracellulaire (soms dubbele)
membraanstructuren
o Deze vormen de organellen (bijv. de celkern, mitochondria)
BELANGRIJKE TERMINOLOGIE (DE 'RUIMTES' IN DE CEL):
Cytoplasma: Alles binnen het plasmamembraan (inclusief organellen). =
94000 µm² Plasmamembraan = 700 µm² -> behalve nucleus
Cytosol: Het waterige gedeelte van het cytoplasma (exclusief organellen).
Intracellulaire membranen = 7000 µm²
Lumen: De waterige vloeistof binnenin een organel.
Periplasmische ruimte: De ruimte tussen de celwand en het buitenste
membraan (specifiek bij bacteriën).
2 STRUCTUUR VAN BIOMEMBRANEN
Hoogte: Ongeveer 3 – 4 nm (visueel te vergelijken met een treinspoor).
Opbouw: Een dubbele laag (bilayer) bestaande uit een binnen- en
buitenmembraan. -> opgebouwd uit fosfolipiden:
Amfipatisch: zowel een waterlievend als een waterafstotend deel:
Hydrofiele kop: Polair, naar buiten gericht (contact met
waterig milieu). door OH-groepen
Hydrofobe staart: Apolair, naar binnen gericht
(afgezonderd van water). door geen OH-
groepen
Gedrag in water: spontane structuren gevormd waarbij staarten
naar binnen
Micel: Enkelwandig bolletje
Liposoom: Dubbelwandig bolletje
Fosfolipidendubbellaag
, Functie: Dient als barrière die de cel afscheidt van het externe milieu & om in
een waterig milieu een hoge entropie te handhaven
Variatie in vorm (naargelang de functie):
Glad: Bijv. de rode bloedcel (erythrocyt).
Uitstulpingen: Bijv. haarcellen in het slakkenhuis (voor detectie van
geluidsgolven).
Isolatie (wikkeling): De Schwann-cel die zich rond een axon windt om
een myelineschede te vormen.
AFM (ATOMIC FORCE MICROSCOPY)
Een techniek om de 3D-structuur van een membraan in kaart te brengen door het
oppervlak fysiek te "betasten".
Werking:
Scherpe naald: Een nano-naald beweegt over het membraanoppervlak.
Laser & Sensor: Een laser reflecteert op de naald. Elke minieme beweging (door
een hobbel of kuil) verandert de reflectie.
Detector: Vertaalt de laser-afwijkingen naar een gedetailleerd 3D-beeld.
Relevantie voor membranen:
Maakt lipid rafts zichtbaar (deze liggen "hoger" op het membraan (gelere
vlakken) andere vlakken zijn donkerder en liggen dus dieper).
Kan metingen verrichten in een waterig milieu, waardoor het membraan in zijn
natuurlijke, vloeibare staat blijft.
BELANGRIJKE DEFINITIES:
Cytosolische zijde: De kant van het membraan die naar het cytosol (binnenkant
cel) wijst.
Exoplasmatische zijde: De kant van het membraan die naar de extracellulaire
ruimte of het lumen wijst.
Behoud van zijdigheid: De zijdes veranderen nooit:
o De exoplasmatische zijde blijft de exoplasmatische zijde, zelfs na
versmelting (exocytose) of splitsing (endocytose) met een ander
membraan (hetzelfde geldt voor de cytosolische zijde) onafh. v.
transportmechanismen
3 DE OPBOUW VAN BIOMEMBRANEN
3 SOORTEN LIPIDEN:
1. Fosfoglyceriden & plasmalogenen
2. Sfingolipiden
3. Sterolen (vertonen enkel het gedrag van lipiden)
