H2: membranen
2.1 membraanfuncties en structuur
Barrière vormen = muur vormen tussen externe en interne milieus, moest
het hermetisch afgesloten zijn zou de cel niet overleven want de cel moet
continu materiaal uitwisselen met haar omgeving dus er moeten op
verschillende plaatsen openingen zijn om materiaal op te nemen van de
buitenwereld en intern af te geven en omgekeerd ook, interne molecule
opgeloste stoffen kunnen transporteren naar de buitenwereld.
Voordeel van een barrière transport kan selectief gemaakt worden.
Membranen zijn niet gelimiteerd tot buitenste plasmamembraan, maar we
vinden ze ook terug bij alle kleinere organellen, dat maakt dat er kleinere
compartimenten ontstaan
Voordeel compartimentering:
maakt dat er kleinere volumes zijn waarin bepaalde processen zich
kunnen manifesteren, waardoor verschillende processen naast
elkaar, in parallel binnen in zelfde comp van de cel plaatsvinden.
Doordat het kleinere volumes zijn (micro meter) vraagt het veel
minder energie om materiaal te concentreren = we hebben veel
sneller een accumulatie van voldoende materiaal
Membraan is een communicatiemiddel van de cel, op de membraan zitten
allerlei receptoren, ontvangers, sensoren waarmee de cel haar omgeving
kan gaan proben, aftasten en gaan reageren. Een soort signaal-captatie
mechanismen, ook van andere cellen (rechtsreeks cel-cel contact).
Belangrijkste functies van de membranen : afscherming, lokalisatie-
concentratie van functies, gereguleerd transport, signaal detectie en cel-
cel interactie.
De ijsbergtheorie / fluid mosaic model : viskeuze zee, olie-achtige zee die
de volledige cel omhult. Vormt een scheiding tussen 2 zeer waterige
milieus, de buitenwereld en de interne cytosolische wereld (het
cytoplasma). Binnen in lipide-achtige substantie drijven er grote vlotten
,van proteïnen rond. 50 % van de totale massa van de membraan zijn
eiwitten.
2.2 membraanlipiden
Membraanlipiden bestaan uit 2 grote domeinen:
Hydrofobe staart : waterafstotend, zo ver mogelijk weg richten van
het water
Hydrofiele kop : iets meer geladen, hydrofieler karakter, naar water
gericht
In een volledig waterige context krijgen we een dubbele laag, langs
weerszijde richten de kopregio’s zich naar de hydrofiele waterige
omgeving en de staarten steken zich weg in het binnenste. De
thermodynamisch meest efficiënte vorm is een sferische structuur.
Hydrofiel + hydrofoob karakter = amfipatisch
Er zijn 3 grote types membraanlipides:
Fosfolipiden = ruggengraat van glycerol + 2 lange
vetzuurstaartketens + geladen/hydrofiele molecule (gekoppeld aan
glycerol via een fosfaatgroep): fosfatidylserine, fosfatidylcholine,
fosfatidylethanolamine en fosfatidylinositol.
Glycolipiden = backbone van serine + 2 lange vetzuurstaartketens +
hydrofiel domein (altijd een suiker! Rechtsreeks verbonden op
serine): alles wat een suikergroep heeft zit altijd aan de buitenzijde
van de plasmamembraan, dienen voor bescherming en herkenning
bloedgroep = rbc hebben een glycolipiden die zal dienen voor cel-
herkenning van cel eigen materiaal, bloedgroep wordt bepaald door
type van glycolipiden.
Sterolen = amfipatische molecule, hydrofiele hydroxylgroep (naar de
waterige kant toe), hooguit een nanometer groot (gaan zich tussen
grotere fosfo- en glycolipiden nestelen) : belangrijke functie voor
integriteit van de membraan, ze gaan de membraan verstevigen.
De lipidendubbellaag is viskeus, geen enkel van de lipiden is met elkaar
verankerd, er zijn geen covalente bindingen. Bewegingen die zeker
mogelijk zijn = tollen (ze kunnen rond hun eigen as draaien, want ze zijn
niet echt verbonden met hun buren) en diffusie. Wat niet zo vlot verloopt
= flip-flip (van bovenste naar onderste membraan, hydrofiele groep gaan
we niet zomaar door hydrofobe staarten krijgen) is energetisch veeleisend
,dus moet geholpen worden door enzymen, spontaan gebeurt het
nauwelijks.
De temperatuur waarover de transitie zal gebeuren, vloeibaar naar vast =
fasetransitietemperatuur, hoe lager deze is, hoe langer de membraan haar
viscositeit bewaart. Alles in de cel is flux, indien het niet meer kan
bewegen is de cel ten dode opgeschreven, een rigide membraan is het
einde van de cel.
Koudbloedige dieren Samenstelling van de membraan wijzigen om
fasetransitietemperatuur te verlagen:
1. lipideketens meer open laten staan = onverzadigdheden te
introduceren in koolwaterstofketens, dubbele bindingen zorgen voor
een knik = openstaande keten. Doel = poly-onverzadigde
vetzuurketens in membraan
2. lengte van de koolwaterstofketens, als ze zeer lang zijn dan zijn ze
makkelijk te stapelen = hoge transitietemperatuur, als we ze korter
maken gaan ze by default automatisch meer openstaan = lage
transitietemperatuur
3. cholesterol gaat de membraan bij een hoge temperatuur (boven de
fasetransitietemperatuur) stroever maken dan we verwachten, maar
de hoeveelheid cholesterol verlaagt de fasetransitietemperatuur.
Cholesterol heeft een tweezijdig effect:
- Boven de transitietemperatuur: verlaagt de vloeibaarheid →
membraan wordt stijver.
- Onder de transitietemperatuur: verhoogt de vloeibaarheid →
voorkomt kristallisatie.
Dus cholesterol verlaagt netto de fasetransitietemperatuur
en stabiliseert de membraan over een breder temperatuurgebied.
! typische examenvraag = 3 eigenschappen die bijdragen aan de
fasetransitietemperatuur en in welke richting.
Welke van de volgende stellingen over de
fasetransitietemperatuur van biologische membranen is
FOUT?
A. Het introduceren van dubbele bindingen in vetzuurketens
verlaagt de fasetransitietemperatuur.
B. Kortere vetzuurketens zorgen voor een lagere
, fasetransitietemperatuur.
C. Cholesterol verhoogt altijd de fasetransitietemperatuur van de
membraan.
D. Onverzadigde vetzuren maken de membraan vloeibaarder bij
lagere temperaturen.
Welke van de onderstaande uitspraken over
membraanfluiditeit en fasetransitietemperatuur is FOUT?
A. Hoe meer dubbele bindingen in vetzuurketens, hoe lager de
fasetransitietemperatuur.
B. Langere vetzuurketens verlagen de fasetransitietemperatuur.
C. Cholesterol maakt de membraan bij lage temperatuur minder
rigide.
D. De celmembraan moet vloeibaar blijven om celprocessen
mogelijk te maken.
Membranen zijn niet homogeen, membraanlipiden zijn niet homogeen
verdeeld.
Membranen zijn asymmetrisch = buitenste lipiden laag is niet gelijk aan
de binnenste (bv alles wat suiker bevat zit aan de buitenkant)
(fosfatidylserine en fosfatidylinositol zitten voornamelijk aan de
binnenzijde)
: fosfatidylserine is een soort alarmsignaal dat continu weggestopt wordt
aan de binnenzijde van de cel, maar wanneer er gecontroleerde zelfdoding
wordt geïnitieerd dan gaat ze naar de buitenste membraan worden
geflipflopt (dankzij enzym flipase), gaat als SOS-vlag dienen.
: fosfatidylinositol zit altijd aan de binnenzijde, startpunt van alle
belangrijke signaaltransductie cascades. Vanaf dat er een signaal wordt
gedetecteerd, is fosfatidylinostitol een soort van hub waarvan alle
volgende stappen zullen vertrekken les signaaltransductie!
2.2 membraanproteïnen
2.1 membraanfuncties en structuur
Barrière vormen = muur vormen tussen externe en interne milieus, moest
het hermetisch afgesloten zijn zou de cel niet overleven want de cel moet
continu materiaal uitwisselen met haar omgeving dus er moeten op
verschillende plaatsen openingen zijn om materiaal op te nemen van de
buitenwereld en intern af te geven en omgekeerd ook, interne molecule
opgeloste stoffen kunnen transporteren naar de buitenwereld.
Voordeel van een barrière transport kan selectief gemaakt worden.
Membranen zijn niet gelimiteerd tot buitenste plasmamembraan, maar we
vinden ze ook terug bij alle kleinere organellen, dat maakt dat er kleinere
compartimenten ontstaan
Voordeel compartimentering:
maakt dat er kleinere volumes zijn waarin bepaalde processen zich
kunnen manifesteren, waardoor verschillende processen naast
elkaar, in parallel binnen in zelfde comp van de cel plaatsvinden.
Doordat het kleinere volumes zijn (micro meter) vraagt het veel
minder energie om materiaal te concentreren = we hebben veel
sneller een accumulatie van voldoende materiaal
Membraan is een communicatiemiddel van de cel, op de membraan zitten
allerlei receptoren, ontvangers, sensoren waarmee de cel haar omgeving
kan gaan proben, aftasten en gaan reageren. Een soort signaal-captatie
mechanismen, ook van andere cellen (rechtsreeks cel-cel contact).
Belangrijkste functies van de membranen : afscherming, lokalisatie-
concentratie van functies, gereguleerd transport, signaal detectie en cel-
cel interactie.
De ijsbergtheorie / fluid mosaic model : viskeuze zee, olie-achtige zee die
de volledige cel omhult. Vormt een scheiding tussen 2 zeer waterige
milieus, de buitenwereld en de interne cytosolische wereld (het
cytoplasma). Binnen in lipide-achtige substantie drijven er grote vlotten
,van proteïnen rond. 50 % van de totale massa van de membraan zijn
eiwitten.
2.2 membraanlipiden
Membraanlipiden bestaan uit 2 grote domeinen:
Hydrofobe staart : waterafstotend, zo ver mogelijk weg richten van
het water
Hydrofiele kop : iets meer geladen, hydrofieler karakter, naar water
gericht
In een volledig waterige context krijgen we een dubbele laag, langs
weerszijde richten de kopregio’s zich naar de hydrofiele waterige
omgeving en de staarten steken zich weg in het binnenste. De
thermodynamisch meest efficiënte vorm is een sferische structuur.
Hydrofiel + hydrofoob karakter = amfipatisch
Er zijn 3 grote types membraanlipides:
Fosfolipiden = ruggengraat van glycerol + 2 lange
vetzuurstaartketens + geladen/hydrofiele molecule (gekoppeld aan
glycerol via een fosfaatgroep): fosfatidylserine, fosfatidylcholine,
fosfatidylethanolamine en fosfatidylinositol.
Glycolipiden = backbone van serine + 2 lange vetzuurstaartketens +
hydrofiel domein (altijd een suiker! Rechtsreeks verbonden op
serine): alles wat een suikergroep heeft zit altijd aan de buitenzijde
van de plasmamembraan, dienen voor bescherming en herkenning
bloedgroep = rbc hebben een glycolipiden die zal dienen voor cel-
herkenning van cel eigen materiaal, bloedgroep wordt bepaald door
type van glycolipiden.
Sterolen = amfipatische molecule, hydrofiele hydroxylgroep (naar de
waterige kant toe), hooguit een nanometer groot (gaan zich tussen
grotere fosfo- en glycolipiden nestelen) : belangrijke functie voor
integriteit van de membraan, ze gaan de membraan verstevigen.
De lipidendubbellaag is viskeus, geen enkel van de lipiden is met elkaar
verankerd, er zijn geen covalente bindingen. Bewegingen die zeker
mogelijk zijn = tollen (ze kunnen rond hun eigen as draaien, want ze zijn
niet echt verbonden met hun buren) en diffusie. Wat niet zo vlot verloopt
= flip-flip (van bovenste naar onderste membraan, hydrofiele groep gaan
we niet zomaar door hydrofobe staarten krijgen) is energetisch veeleisend
,dus moet geholpen worden door enzymen, spontaan gebeurt het
nauwelijks.
De temperatuur waarover de transitie zal gebeuren, vloeibaar naar vast =
fasetransitietemperatuur, hoe lager deze is, hoe langer de membraan haar
viscositeit bewaart. Alles in de cel is flux, indien het niet meer kan
bewegen is de cel ten dode opgeschreven, een rigide membraan is het
einde van de cel.
Koudbloedige dieren Samenstelling van de membraan wijzigen om
fasetransitietemperatuur te verlagen:
1. lipideketens meer open laten staan = onverzadigdheden te
introduceren in koolwaterstofketens, dubbele bindingen zorgen voor
een knik = openstaande keten. Doel = poly-onverzadigde
vetzuurketens in membraan
2. lengte van de koolwaterstofketens, als ze zeer lang zijn dan zijn ze
makkelijk te stapelen = hoge transitietemperatuur, als we ze korter
maken gaan ze by default automatisch meer openstaan = lage
transitietemperatuur
3. cholesterol gaat de membraan bij een hoge temperatuur (boven de
fasetransitietemperatuur) stroever maken dan we verwachten, maar
de hoeveelheid cholesterol verlaagt de fasetransitietemperatuur.
Cholesterol heeft een tweezijdig effect:
- Boven de transitietemperatuur: verlaagt de vloeibaarheid →
membraan wordt stijver.
- Onder de transitietemperatuur: verhoogt de vloeibaarheid →
voorkomt kristallisatie.
Dus cholesterol verlaagt netto de fasetransitietemperatuur
en stabiliseert de membraan over een breder temperatuurgebied.
! typische examenvraag = 3 eigenschappen die bijdragen aan de
fasetransitietemperatuur en in welke richting.
Welke van de volgende stellingen over de
fasetransitietemperatuur van biologische membranen is
FOUT?
A. Het introduceren van dubbele bindingen in vetzuurketens
verlaagt de fasetransitietemperatuur.
B. Kortere vetzuurketens zorgen voor een lagere
, fasetransitietemperatuur.
C. Cholesterol verhoogt altijd de fasetransitietemperatuur van de
membraan.
D. Onverzadigde vetzuren maken de membraan vloeibaarder bij
lagere temperaturen.
Welke van de onderstaande uitspraken over
membraanfluiditeit en fasetransitietemperatuur is FOUT?
A. Hoe meer dubbele bindingen in vetzuurketens, hoe lager de
fasetransitietemperatuur.
B. Langere vetzuurketens verlagen de fasetransitietemperatuur.
C. Cholesterol maakt de membraan bij lage temperatuur minder
rigide.
D. De celmembraan moet vloeibaar blijven om celprocessen
mogelijk te maken.
Membranen zijn niet homogeen, membraanlipiden zijn niet homogeen
verdeeld.
Membranen zijn asymmetrisch = buitenste lipiden laag is niet gelijk aan
de binnenste (bv alles wat suiker bevat zit aan de buitenkant)
(fosfatidylserine en fosfatidylinositol zitten voornamelijk aan de
binnenzijde)
: fosfatidylserine is een soort alarmsignaal dat continu weggestopt wordt
aan de binnenzijde van de cel, maar wanneer er gecontroleerde zelfdoding
wordt geïnitieerd dan gaat ze naar de buitenste membraan worden
geflipflopt (dankzij enzym flipase), gaat als SOS-vlag dienen.
: fosfatidylinositol zit altijd aan de binnenzijde, startpunt van alle
belangrijke signaaltransductie cascades. Vanaf dat er een signaal wordt
gedetecteerd, is fosfatidylinostitol een soort van hub waarvan alle
volgende stappen zullen vertrekken les signaaltransductie!
2.2 membraanproteïnen
