H12 : transport across cell membranes
➔ proteïne vrij artificieelmembraan
3 factoren:
• Doorlaatbaarheid
• Grootte
• Lading
Polaire moleculen kunnen niet zomaar door de hydrofobe laag van de fosfolipide dubbellaag (+ / - of partieel + / -) =
hydrofiel
Hulpeiwitten mogelijk voor transport van deeltjes doorheen de membraan
1) Carriereiwitten & membraanpompen
2) Kanaaleiwitten
o Lipidedubbellagen zijn ondoordringbaar voor ionen en de meeste ongeladen polaire moleculen
Diffusie = transport van deeltjes van een hoge concentratie naar een lage
concentratie
O2/CO2 kunnen zich doorheen de fosfolipiden bewegen omdat ze vrij kleine
componentjes zijn
Een vet (steroid hormonen) kan doorheen een vetlaag (die fosfolipdelaag is een
vetlaag)
Blauwe pijl: moleculen met partiële ladingen
Rode pijl: partiële ladingen die niet doorheen hydrofobe laag kunnen + ze zijn te
groot
Groen: aquaporines
Blauw + rood: carriereiwitten of membraanpompen
Geel: kanaaleiwitten
o Membraantransportproteïnen vergemakkelijken de verplaatsing van bepaalde stoffen door celmembranen
Kanaaleiwitten: selectief
→ diameter
→ lading
2 groepen: permanent open & open/sluiten dmv poorten (stimuli nodig)
Hydrofiele afleiding (A)
Carriereiwitten/membraanpompen: selectief
2 conformaties (open binnenkant + gesloten buitenkant)
Binding van de component – conformatieverandering – lossen van de component
Veel hogere transportsnelheid bij kanaaleiw dan bij carriereiw/membraanpompen
, o De ionenconcentraties binnen een cel verschillen sterk van die buiten de cel
Na+ & K+
Heel hoge concentratie Na buiten de cel (145mM)
Heel hoge concentratie K ionen binnen de cel (140mM)
Mg en Ca (vrije ionen)
Mg vrije ionen vrij laag maar bv gebonden zijn aan eiwitten of andere organische moleculen en dan is de concentratie
hoger (vrije Mg ionen zijn vrij laag in de cel maar komt wel veel voor gebonden in de cel, meer dan buiten de cel)
Ca niet gekoppeld aan andere componenten maar is opgeslagen in SR (spiercel) en ER (andere cellen)
pH in cel lager dan buiten cel (scheelt niet veel) 7,2 → 7,4
pH bloed: 7,35-7,45
Anionen: hoge concentratie aan Cl buiten cel en laag in cel
Maar nog andere negatieve ladingen in cel: HCO3- : bicarbonaatbuffer – PO43- : fosfaatgroepen voor synthese DNA/RNA
(in cytosol)
Eiwitten: negatief geladen AZ
Nucleinezuren: negatief geladen fosfaatgroepen
Carboxylgroepen (COO-) : ook hier negatieve lading
Membraanpotentiaal:
Cel in rust = geen prikkels
→ chemische prikkels: medicatie, hormonen, neurotransmitters
→ mechanische prikkels: trekken, duwen (druk uitoefenen op membraan cel), geluid
→ thermische prikkels: temperatuurveranderingen
→ licht thv receptoren van het oog
Bij een cel in rust heb je meer negatieve ladingen in cel en positieve buiten de cel (ladingsverschil meten met voltmeter: je
meet ladingsverschil, spanningsverschil, potentiaalverschil)
Het rustmembraanpotentiaal zit ongeveer op -70mV
Prikkels zorgen voor ionenstromen (ionen naar binnen / buiten hangt af van soort prikkel en welke cel) → invloed op
membraanpotentiaal, deze gaat wijzigen
o Verschillen in de concentratie van anorganische ionen aan weerszijden van een celmembraan zorgen voor een
membraanpotentiaal
o Oplosbare stoffen passeren membranen via passief of actief transport
, Actief vs passief transport
Altijd aanduiden + (buiten) en – (binnen) op je membraan => rust
Telkens de deeltjes gaan bekijken
Concentratiegradiënt = drijvende kracht van transfer van deeltjes van een hoge concentratie naar een lage concentratie
• Eenvoudige diffusie ZONDER hulpeiwitten = passief transport
• Kanaaleiwitten: transport van ionen = ALTIJD passief (van hoog naar laag)
• Carriereiwit: voor grote moleculen of voor ongeladen polaire moleculen: passief transport
• Carriereiwitten maar ACTIEF TRANSPORT → energie nodig: halen we uit hydrolyse van ATP – ATP gedreven
pompen → gekoppeld aan transport (geen ATP nodig)
o Zowel de concentratiegradiënt als het membraanpotentiaal beïnvloeden het passieve transport van geladen
opgeloste stoffen
1) Passief transport van een ongeladen deeltje (staat niet in de ppt)
Als je moet gaan uitleggen: je tekent membraan + buitenzijde en – binnenzijde (-70mV)
Hoge concentratie buiten cel en lage in de cel
→ we hebben een drijvende kracht voor dat transfer van dat deeltje van hoge naar lage concentratie =
concentratiegradiënt
Elektrische gradiënt: waarbij je een + deeltje naar een – pool gaat brengen en een – deeltje naar een + pool
Bij ongeladen heb je GEEN elektrische gradiënt
Elektrochemische gradiënt = som concentratiegrad + elektr grad
Hier: concentratie grad = elektrochem grad
2) Passief transport van een geladen deeltje (figuur)
Hoge concentratie aan Na ionen buiten de cel en een lage aan binnenkant cel
Weer pijl tekenen van hoge naar lage concentratie
Elektrische gradiënt van buiten naar binnen want Na is + en deze wilt naar de – pool
Beide grad in zelfde richting dus we krijgen een grote drijvende kracht naar binnen cel: elektrochemischegrad naar binnen
Op figuur: A is Na+
B is voor K+
Bij K heb je grote concentratie binnen en lage buiten dus concentratiegrad wijst naar boven
Elektrische grad gaat naar beneden want K positief geladen dus wil weg van + pool en wilt naar – pool
2 drijvende krachten met tegengestelde richting
Om richting elektrochemgrad te bepalen moet je kijken naar de richting van je concentratiegrad !!
Dus drijvende kracht van binnen naar buiten en is duidelijk kleiner dan bij Na+
Kijk naar welk ion je krijgt en altijd opletten met je membraanpotentiaal
Stel je hebt membraanpotentiaal van +30mV = ander verhaal
= + binnezijde en – buitenzijde
o Water stroomt door celmembranen langs de concentratiegradiënt – een proces dat osmose wordt genoemd
Osmose = transport van water H2O van een lage concentratie aan deeltjes naar een hoge concentratie aan deeltjes
4 structuren die samen 1 tetrameer vormen (A) = aquaporine
De wand van 1 structuur is opgebouwd uit alfa-helixen
= amfipatische alfa-helixen: telkens de binnenkant ga je hydrofiele AZ hebben en aan de buitenkant hydrofobe AZ want
deze liggen tegen de hydrofobe staarten van de vetzuurstaarten
➔ proteïne vrij artificieelmembraan
3 factoren:
• Doorlaatbaarheid
• Grootte
• Lading
Polaire moleculen kunnen niet zomaar door de hydrofobe laag van de fosfolipide dubbellaag (+ / - of partieel + / -) =
hydrofiel
Hulpeiwitten mogelijk voor transport van deeltjes doorheen de membraan
1) Carriereiwitten & membraanpompen
2) Kanaaleiwitten
o Lipidedubbellagen zijn ondoordringbaar voor ionen en de meeste ongeladen polaire moleculen
Diffusie = transport van deeltjes van een hoge concentratie naar een lage
concentratie
O2/CO2 kunnen zich doorheen de fosfolipiden bewegen omdat ze vrij kleine
componentjes zijn
Een vet (steroid hormonen) kan doorheen een vetlaag (die fosfolipdelaag is een
vetlaag)
Blauwe pijl: moleculen met partiële ladingen
Rode pijl: partiële ladingen die niet doorheen hydrofobe laag kunnen + ze zijn te
groot
Groen: aquaporines
Blauw + rood: carriereiwitten of membraanpompen
Geel: kanaaleiwitten
o Membraantransportproteïnen vergemakkelijken de verplaatsing van bepaalde stoffen door celmembranen
Kanaaleiwitten: selectief
→ diameter
→ lading
2 groepen: permanent open & open/sluiten dmv poorten (stimuli nodig)
Hydrofiele afleiding (A)
Carriereiwitten/membraanpompen: selectief
2 conformaties (open binnenkant + gesloten buitenkant)
Binding van de component – conformatieverandering – lossen van de component
Veel hogere transportsnelheid bij kanaaleiw dan bij carriereiw/membraanpompen
, o De ionenconcentraties binnen een cel verschillen sterk van die buiten de cel
Na+ & K+
Heel hoge concentratie Na buiten de cel (145mM)
Heel hoge concentratie K ionen binnen de cel (140mM)
Mg en Ca (vrije ionen)
Mg vrije ionen vrij laag maar bv gebonden zijn aan eiwitten of andere organische moleculen en dan is de concentratie
hoger (vrije Mg ionen zijn vrij laag in de cel maar komt wel veel voor gebonden in de cel, meer dan buiten de cel)
Ca niet gekoppeld aan andere componenten maar is opgeslagen in SR (spiercel) en ER (andere cellen)
pH in cel lager dan buiten cel (scheelt niet veel) 7,2 → 7,4
pH bloed: 7,35-7,45
Anionen: hoge concentratie aan Cl buiten cel en laag in cel
Maar nog andere negatieve ladingen in cel: HCO3- : bicarbonaatbuffer – PO43- : fosfaatgroepen voor synthese DNA/RNA
(in cytosol)
Eiwitten: negatief geladen AZ
Nucleinezuren: negatief geladen fosfaatgroepen
Carboxylgroepen (COO-) : ook hier negatieve lading
Membraanpotentiaal:
Cel in rust = geen prikkels
→ chemische prikkels: medicatie, hormonen, neurotransmitters
→ mechanische prikkels: trekken, duwen (druk uitoefenen op membraan cel), geluid
→ thermische prikkels: temperatuurveranderingen
→ licht thv receptoren van het oog
Bij een cel in rust heb je meer negatieve ladingen in cel en positieve buiten de cel (ladingsverschil meten met voltmeter: je
meet ladingsverschil, spanningsverschil, potentiaalverschil)
Het rustmembraanpotentiaal zit ongeveer op -70mV
Prikkels zorgen voor ionenstromen (ionen naar binnen / buiten hangt af van soort prikkel en welke cel) → invloed op
membraanpotentiaal, deze gaat wijzigen
o Verschillen in de concentratie van anorganische ionen aan weerszijden van een celmembraan zorgen voor een
membraanpotentiaal
o Oplosbare stoffen passeren membranen via passief of actief transport
, Actief vs passief transport
Altijd aanduiden + (buiten) en – (binnen) op je membraan => rust
Telkens de deeltjes gaan bekijken
Concentratiegradiënt = drijvende kracht van transfer van deeltjes van een hoge concentratie naar een lage concentratie
• Eenvoudige diffusie ZONDER hulpeiwitten = passief transport
• Kanaaleiwitten: transport van ionen = ALTIJD passief (van hoog naar laag)
• Carriereiwit: voor grote moleculen of voor ongeladen polaire moleculen: passief transport
• Carriereiwitten maar ACTIEF TRANSPORT → energie nodig: halen we uit hydrolyse van ATP – ATP gedreven
pompen → gekoppeld aan transport (geen ATP nodig)
o Zowel de concentratiegradiënt als het membraanpotentiaal beïnvloeden het passieve transport van geladen
opgeloste stoffen
1) Passief transport van een ongeladen deeltje (staat niet in de ppt)
Als je moet gaan uitleggen: je tekent membraan + buitenzijde en – binnenzijde (-70mV)
Hoge concentratie buiten cel en lage in de cel
→ we hebben een drijvende kracht voor dat transfer van dat deeltje van hoge naar lage concentratie =
concentratiegradiënt
Elektrische gradiënt: waarbij je een + deeltje naar een – pool gaat brengen en een – deeltje naar een + pool
Bij ongeladen heb je GEEN elektrische gradiënt
Elektrochemische gradiënt = som concentratiegrad + elektr grad
Hier: concentratie grad = elektrochem grad
2) Passief transport van een geladen deeltje (figuur)
Hoge concentratie aan Na ionen buiten de cel en een lage aan binnenkant cel
Weer pijl tekenen van hoge naar lage concentratie
Elektrische gradiënt van buiten naar binnen want Na is + en deze wilt naar de – pool
Beide grad in zelfde richting dus we krijgen een grote drijvende kracht naar binnen cel: elektrochemischegrad naar binnen
Op figuur: A is Na+
B is voor K+
Bij K heb je grote concentratie binnen en lage buiten dus concentratiegrad wijst naar boven
Elektrische grad gaat naar beneden want K positief geladen dus wil weg van + pool en wilt naar – pool
2 drijvende krachten met tegengestelde richting
Om richting elektrochemgrad te bepalen moet je kijken naar de richting van je concentratiegrad !!
Dus drijvende kracht van binnen naar buiten en is duidelijk kleiner dan bij Na+
Kijk naar welk ion je krijgt en altijd opletten met je membraanpotentiaal
Stel je hebt membraanpotentiaal van +30mV = ander verhaal
= + binnezijde en – buitenzijde
o Water stroomt door celmembranen langs de concentratiegradiënt – een proces dat osmose wordt genoemd
Osmose = transport van water H2O van een lage concentratie aan deeltjes naar een hoge concentratie aan deeltjes
4 structuren die samen 1 tetrameer vormen (A) = aquaporine
De wand van 1 structuur is opgebouwd uit alfa-helixen
= amfipatische alfa-helixen: telkens de binnenkant ga je hydrofiele AZ hebben en aan de buitenkant hydrofobe AZ want
deze liggen tegen de hydrofobe staarten van de vetzuurstaarten
