HST 1: BIOMEMBRANEN
biologische membranen in de cel
we maken onderscheid tussen
- eukaryote: cel organellen, kern en shit met
membranen
- prokaryote: geen celorganellen, minder complex
→ niet bekijken dit hst want buiten membraan
rond cel hebben ze geen extra
membranen in en om de cel
vb: epitheelcel van de darm: we hebben plasma membranen en interne membranen
→ plasmamembraan: 700 µm²
→ membraan rond organellen: altijd ong 10x groter dus 7000µm²
in en rond cel: veel membranen ⇒ belangrijke processen gebeuren hier,
daarom dus heel goed bekijken
belangrijk om te weten:
- cytoplasma: alles binnen plasmamembraan behalve nucleus ( dus ook
organellen, niet enkel water!)
- cytosol: waterige gedeelte van cytoplasma buiten de organellen
- lumen: waterige gedeelte binnen de organellen
structuur van biomembranen
hoe zien?
1. atomic force microscopy (afm)
- werkt met tip
- tip: beweegt over hoogtes en laagtes ( er zijn dus keiveel bultjes)
- zo dus structuur ‘zien’
2. elektronenmicroscoop
- cel kleuren ( vb: bloedcel met Os04)
- doel kleuring: hecht zich enkel vast aan bep. structuren →
die gekleurd → houden e- tegen → zo beeld
,conclusie: membraan zien we als een dubbellaag: precies een spoorweg
! biomembranen zijn dubbele fosfolipidenlagen
- binnenste laag: apolair
- buitenste hoofdjes: polair ( osmium kan hierop binden en
daarom donker)
- amfipatisch dus: verschillende oplosbaarheden in water
- dikte: tsn 3 à 4 nm = 30-40 Ä = 3-4 x 10 -9 m
amfipatische moleculen in waterige oplossingen?
→ nemen bepaalde vormen aan: micelle / liposoom /
dubbellaag → bij membranen dus dubbellaag
! celmembraan is nooit volledig egaal: altijd
indeukingen, uitsteeksels…. ( later meer) ⇒ variabiliteit van
biomembranen
! myelineschede: eigenlijk verschillende membranen naeen,
treinstation
➔ exoplasmatische zijde
➔ cytosolische zijde: zijde aan het cytosol
altijd anders voor elk organel, goed kijken
onthouden: exoplasmatische zijde blijft steeds exoplasmatische zijde en
ook voor cytosolische zijde geldt dat, voor alle processen!
chemische samenstelling
⇒ we zitten met drie soorten lipiden ( kunnen herkennen)
1. fosfoglyceriden
- zit vol met glycerol ( alcoholgroepen)
- elke OH kan veresteren ( zuur-alcohol reactie) dan krijg
je een esterverbinding
- soms: alle OH doen dat → triacylglycerol → vet
- in membranen: maar twee OH doen dat en aan derde
komt P → fosfatidyl
-
⇒ 4 soorten fosfatidyl
I. fosfatidylethanolamine FE
II. fosfatidyl choline FC
III. fosfatidyl serine FS
, IV. fosfatidyl inositol FO
- plasmalogenen: soorten fosfolipiden waarbij 1 van de
vetzuren eraan hangt met ETHER ipv esterverbinding
! deze hebben allemaal een heel duidelijk amfipatisch karakter
waarbij vetzuur + glyceride het hydrofoob deel is en het hoofdje het
hydrofiel deel
2. sfingolipiden
- niet gemaakt met glycerol maar met
sfingosine ( heeft NH2)
- aan het amine (NH2) kan dan een
vetzuur komen en dan spreken we van
ceramide
- glycosfingolipiden: er wordt een
suikertje aan de sfingomyeline gemaakt
- gangliosides: glycosfingolipiden met
complexere suikergroepen
3. sterolen
- cholesterol
● 4 ringen ( 3x 6 ring en 1x 5 ring)
● OH eraan
● OH is hydrofiel deel, rest is hydofoob deel
● veel toepassingen, niet enkel in
membranen → hormonen, galzuren,
cortisone, vitamine D
cholesterol als precursor van vitamine D
⇒ door UV licht zal een cholesterol worden omgezet
naar vitamine D3 en das essentieel voor calciumopname
⇒ gebrek? rachitis ( gestoorde botopbouw
beweeglijkheid van fosfolipiden
fosfolipiden hebben verschillende manieren om zich voort te
bewegen…
1. axiale rotatie
- gewoon ronddraaien
- niet super interessant
2. laterale diffusie
- fosfolipiden zullen kunnen ‘rondwandelen’
, - kunnen we bewijzen/onderzoeken..
meting van laterale diffusie met FRAP ( fluorescence recovery after photobleaching)
➔ fluorescente markers op membraan lipiden
➔ na een tijdje bleach je
➔ je merkt dat sommige terug fluorescent worden
➔ das dan laterale diffusie: de lipiden worden vervangen door
andere
➔ 50% van de lipiden wordt terug fluorescent ( zie diagram)
3. flip-flop
- een lipiden gaat zo omdraaien
- energetisch zeer onwaarschijnlijk: hydofiek hoofdje moet door de
hydrofoob midden
- vereist dus enzyme “ flippase” ( en dat heeft veel atp nodig)
meting flip-flop: quench methoden
➔ onderscheidt: een keer wel ATP en een keer zonder
➔ met atp: flippase flipt een ding om zodat ze beter beschermd zijn voor quencer
➔ quencher: zal de dingetjes bleachen
conclusie: met atp kan flippase flip flop doen
4. beweging van vetzuurstaarten
= bepaald door drie zaken
● temperatuur
biologische membranen in de cel
we maken onderscheid tussen
- eukaryote: cel organellen, kern en shit met
membranen
- prokaryote: geen celorganellen, minder complex
→ niet bekijken dit hst want buiten membraan
rond cel hebben ze geen extra
membranen in en om de cel
vb: epitheelcel van de darm: we hebben plasma membranen en interne membranen
→ plasmamembraan: 700 µm²
→ membraan rond organellen: altijd ong 10x groter dus 7000µm²
in en rond cel: veel membranen ⇒ belangrijke processen gebeuren hier,
daarom dus heel goed bekijken
belangrijk om te weten:
- cytoplasma: alles binnen plasmamembraan behalve nucleus ( dus ook
organellen, niet enkel water!)
- cytosol: waterige gedeelte van cytoplasma buiten de organellen
- lumen: waterige gedeelte binnen de organellen
structuur van biomembranen
hoe zien?
1. atomic force microscopy (afm)
- werkt met tip
- tip: beweegt over hoogtes en laagtes ( er zijn dus keiveel bultjes)
- zo dus structuur ‘zien’
2. elektronenmicroscoop
- cel kleuren ( vb: bloedcel met Os04)
- doel kleuring: hecht zich enkel vast aan bep. structuren →
die gekleurd → houden e- tegen → zo beeld
,conclusie: membraan zien we als een dubbellaag: precies een spoorweg
! biomembranen zijn dubbele fosfolipidenlagen
- binnenste laag: apolair
- buitenste hoofdjes: polair ( osmium kan hierop binden en
daarom donker)
- amfipatisch dus: verschillende oplosbaarheden in water
- dikte: tsn 3 à 4 nm = 30-40 Ä = 3-4 x 10 -9 m
amfipatische moleculen in waterige oplossingen?
→ nemen bepaalde vormen aan: micelle / liposoom /
dubbellaag → bij membranen dus dubbellaag
! celmembraan is nooit volledig egaal: altijd
indeukingen, uitsteeksels…. ( later meer) ⇒ variabiliteit van
biomembranen
! myelineschede: eigenlijk verschillende membranen naeen,
treinstation
➔ exoplasmatische zijde
➔ cytosolische zijde: zijde aan het cytosol
altijd anders voor elk organel, goed kijken
onthouden: exoplasmatische zijde blijft steeds exoplasmatische zijde en
ook voor cytosolische zijde geldt dat, voor alle processen!
chemische samenstelling
⇒ we zitten met drie soorten lipiden ( kunnen herkennen)
1. fosfoglyceriden
- zit vol met glycerol ( alcoholgroepen)
- elke OH kan veresteren ( zuur-alcohol reactie) dan krijg
je een esterverbinding
- soms: alle OH doen dat → triacylglycerol → vet
- in membranen: maar twee OH doen dat en aan derde
komt P → fosfatidyl
-
⇒ 4 soorten fosfatidyl
I. fosfatidylethanolamine FE
II. fosfatidyl choline FC
III. fosfatidyl serine FS
, IV. fosfatidyl inositol FO
- plasmalogenen: soorten fosfolipiden waarbij 1 van de
vetzuren eraan hangt met ETHER ipv esterverbinding
! deze hebben allemaal een heel duidelijk amfipatisch karakter
waarbij vetzuur + glyceride het hydrofoob deel is en het hoofdje het
hydrofiel deel
2. sfingolipiden
- niet gemaakt met glycerol maar met
sfingosine ( heeft NH2)
- aan het amine (NH2) kan dan een
vetzuur komen en dan spreken we van
ceramide
- glycosfingolipiden: er wordt een
suikertje aan de sfingomyeline gemaakt
- gangliosides: glycosfingolipiden met
complexere suikergroepen
3. sterolen
- cholesterol
● 4 ringen ( 3x 6 ring en 1x 5 ring)
● OH eraan
● OH is hydrofiel deel, rest is hydofoob deel
● veel toepassingen, niet enkel in
membranen → hormonen, galzuren,
cortisone, vitamine D
cholesterol als precursor van vitamine D
⇒ door UV licht zal een cholesterol worden omgezet
naar vitamine D3 en das essentieel voor calciumopname
⇒ gebrek? rachitis ( gestoorde botopbouw
beweeglijkheid van fosfolipiden
fosfolipiden hebben verschillende manieren om zich voort te
bewegen…
1. axiale rotatie
- gewoon ronddraaien
- niet super interessant
2. laterale diffusie
- fosfolipiden zullen kunnen ‘rondwandelen’
, - kunnen we bewijzen/onderzoeken..
meting van laterale diffusie met FRAP ( fluorescence recovery after photobleaching)
➔ fluorescente markers op membraan lipiden
➔ na een tijdje bleach je
➔ je merkt dat sommige terug fluorescent worden
➔ das dan laterale diffusie: de lipiden worden vervangen door
andere
➔ 50% van de lipiden wordt terug fluorescent ( zie diagram)
3. flip-flop
- een lipiden gaat zo omdraaien
- energetisch zeer onwaarschijnlijk: hydofiek hoofdje moet door de
hydrofoob midden
- vereist dus enzyme “ flippase” ( en dat heeft veel atp nodig)
meting flip-flop: quench methoden
➔ onderscheidt: een keer wel ATP en een keer zonder
➔ met atp: flippase flipt een ding om zodat ze beter beschermd zijn voor quencer
➔ quencher: zal de dingetjes bleachen
conclusie: met atp kan flippase flip flop doen
4. beweging van vetzuurstaarten
= bepaald door drie zaken
● temperatuur
