CELFYSIOLOGIE
SAMENVATTTING
H1
Homeostase
- Noodzakelijk
- Instant houden intern milieu/omgeving
• Voor juiste biologische functionering
- Bij fouten
• Ziekte
• = Pathofysiologie
- Van
• Temperatuur
• Zuurstof
• Osmolariteit
• pH
- Systemen
• Musculoskeletaal systeem
o Beweeglijkheid
• Gastro-intestinaal systeem
o Voedingsstoffen uit voedsel
• Respiratoir systeem
o O2 voor oxidatie
o Eten verbranden voor energie
• Circulair
o Transport voedingsstoffen en O2
• Nier- en respiratoir systeem
o Verwijderen afvalstoffen
- Coördinatie en regulatie
• Voor communicatie
• Intracellulaire communicatie
o Opwekken en transport biochemische signalen
§ Door endocrien systeem
§ Second messengers
o IP3, cAMP, Ca2+
• Extracellulaire communicatie
o Biochemische signalen
§ Hormonen
§ Groeifactoren
o Elektrische signalen
§ Door zenuwstelsel
§ Transport ionen door membranen
- Compartimentalisatie
• Macroscopisch en cellulair
o Bv. bloed, longen
o Bv. cel met celmembraan
• Functie
o Optimale milieu voor specifieke functie
• Bv. celmembraan
o Afzonderen van extracellulair milieu
Celmembraan
1
,- Bestaat uit
• Dubbele fosfolipide laag
o Zijn amfipatisch
§ Hydrofiele kopgroep
o Polaire kopgroep
· Bv. choline
o 2e groep
· Glycerol-3-P (meestal)
· Sfingosine
à Nieuwe benaming " sfingolipide
§ Hydrofobe vetzuurstaarten (2)
o Niet statisch
§ Kunnen vrij bewegen
§ Binnen dubbele laag
o Concentratie bepaalt
§ Micel of liposoom
o Fosfo-inositides
§ Fosforylatie op verschillende plaatsen
o 3-, 4- of 5-positie " verkrijgen ander molecuul
§ Bv. fosfatidylinositol
o Is precursor voor PIP2
o PIP2 " DAG + IP3
· Enzym: fosfolipase C
1.1 fosfatidylinosytol
· IP3: leidt tot calcium signalen
• Cholesterol
o In buitenste plasmamembraan
o Voor fluïditeit
• Transmembraan eiwitten
• Transporteiwitten
o Ionkanalen
o Ionpompen
o Carriers
• Signaal eiwitten
o Receptoren voor
§ Peptidehormonen
§ Groeifactoren
§ Ab
- Atomic Force Microscopy (AFM)
• Zichtbaar maken structuur
o Niet enkel fosfolipiden aanwezig
o Ook eiwitten
• Verloop
o Bestralen van cantilever/strip
o Tip beweegt over oppervlakte
o Door krachten tussen tip en oppervlakte beweegt de strip omhoog of omlaag
o Fotodiode detecteert fotonen
- Fluorescence Recovery After Photobleaching (FRAP)
• Aantonen dat eiwitten mobiel zijn
o Niet statisch
• Verloop
o Eiwit fluorescent merken " bleken met laser " verval in fluorescentie "
aantal eiwitten gebleekt " bewegen van eiwitten " partieel herstel
fluorescentie
• Niet verkrijgen van oorspronkelijke waarde
2
, o Enkele fluorescente moleculen verloren
1.3 FRAP
1.2 AFM
- Meerdere soorten membranen
• Met andere samenstelling
• Lipiden
o Plasmamembraan
§ Veel cholesterol
§ Weinig cardiolipine
o Mitochondriale membraan
§ Weinig cholesterol
§ Veel cardiolipine
o In binnenste membraan
o Buitenste membraan
§ Veel PC (fosfatydylcholine)
§ Weinig PS (fosfatydylserine)
o Binnenste membraan
§ Weinig PC
§ Veel PS
o Bij apoptose
· Activering enzymen " = caspasen " knippen eiwitten "
verplaatsen van PS naar buitenste laag " stervende cel "
opruimen door macrofaag
o Switcht gemakkelijk van binnen naar buitenste laag
o = flip-flop
- Hooggeorganiseerde structuren met verschillende microdomeinen
• Met verschillende functies
o Structurele volledigheid/integrity
§ Door interactie van
o Cytoskeletale eiwitten met membraaneiwitten
o Organisatie in functionele domeinen
§ Door interactie van
o Lipiden met eiwitten " clusteren van membraaneiwitten " eiwit blijft
op 1 plaats
• GFP-PH-domain fusion proteins
o Visualiseren lipiden
o Bestaat uit
§ PH
o Pleckstrin homology domain
o Lipid-binding protein domein
· Bindt aan fosfo-inositides
3
, · Dus veel soorten nodig
§ GFP
o Green fluorescent protein
o Detection protein
· Excitatie
à Absorberen UV/blauw licht
· Emissie
à Uitstralen groen licht
o Verloop
§ Excitatie elektron/eiwit " verval " energieverlies " emissie met andere
langere golflente + minder energie dan bij excitatie " meten van licht
o Bv. PIP2
§ GFP-PLCδ1-PH bindt sterk aan PIP2 " GFP zichtbaar aan
plasmamembraan " PIP2 bindt aan plasmamembraan
§ Bv. agonist " hydrolyse van PIP2 " vrijkomen van PH
Transportprocessen
- Voor homeostase en communicatie
- Soorten
• Directe transport
o Osmose
o Diffusie
• Membraan proteïnen
o Ionkanalen
o Solute transporters
o Transport voor ATPasen
o Pompen
• Coördinatie van transport op macroscopisch niveau
o Bij zenuwstelsel
• Transport vereist beweging op macroscopisch niveau
o Bij spieren
H2
Diffusie
- Verplaatsing van moleculen
• Van hoge concentratie naar lage concentratie
• Door random bewegingen
o Niet van 1 molecuul bekijken
§ Na een bepaalde tijdseenheid, kan 1 molecuul teruggevonden worden op
dezelfde beginpositie
§ Is wel van links naar rechts bewogen
o Van een groot aantal moleculen
§ " Verbreding van de piek " = symmetrische spreiding " gemiddelde
positie is 0 " kwadraat + vierkantswortel hiervan " positief getal "
gemiddelde positie bepalen " = root-mean-squared (RMS)/kwadratisch
gemiddelde afstand (zie verder)
• Eindigen met 2 gelijke concentraties
Fick’s eerste wet
- Flux
•
o J: flux
4
SAMENVATTTING
H1
Homeostase
- Noodzakelijk
- Instant houden intern milieu/omgeving
• Voor juiste biologische functionering
- Bij fouten
• Ziekte
• = Pathofysiologie
- Van
• Temperatuur
• Zuurstof
• Osmolariteit
• pH
- Systemen
• Musculoskeletaal systeem
o Beweeglijkheid
• Gastro-intestinaal systeem
o Voedingsstoffen uit voedsel
• Respiratoir systeem
o O2 voor oxidatie
o Eten verbranden voor energie
• Circulair
o Transport voedingsstoffen en O2
• Nier- en respiratoir systeem
o Verwijderen afvalstoffen
- Coördinatie en regulatie
• Voor communicatie
• Intracellulaire communicatie
o Opwekken en transport biochemische signalen
§ Door endocrien systeem
§ Second messengers
o IP3, cAMP, Ca2+
• Extracellulaire communicatie
o Biochemische signalen
§ Hormonen
§ Groeifactoren
o Elektrische signalen
§ Door zenuwstelsel
§ Transport ionen door membranen
- Compartimentalisatie
• Macroscopisch en cellulair
o Bv. bloed, longen
o Bv. cel met celmembraan
• Functie
o Optimale milieu voor specifieke functie
• Bv. celmembraan
o Afzonderen van extracellulair milieu
Celmembraan
1
,- Bestaat uit
• Dubbele fosfolipide laag
o Zijn amfipatisch
§ Hydrofiele kopgroep
o Polaire kopgroep
· Bv. choline
o 2e groep
· Glycerol-3-P (meestal)
· Sfingosine
à Nieuwe benaming " sfingolipide
§ Hydrofobe vetzuurstaarten (2)
o Niet statisch
§ Kunnen vrij bewegen
§ Binnen dubbele laag
o Concentratie bepaalt
§ Micel of liposoom
o Fosfo-inositides
§ Fosforylatie op verschillende plaatsen
o 3-, 4- of 5-positie " verkrijgen ander molecuul
§ Bv. fosfatidylinositol
o Is precursor voor PIP2
o PIP2 " DAG + IP3
· Enzym: fosfolipase C
1.1 fosfatidylinosytol
· IP3: leidt tot calcium signalen
• Cholesterol
o In buitenste plasmamembraan
o Voor fluïditeit
• Transmembraan eiwitten
• Transporteiwitten
o Ionkanalen
o Ionpompen
o Carriers
• Signaal eiwitten
o Receptoren voor
§ Peptidehormonen
§ Groeifactoren
§ Ab
- Atomic Force Microscopy (AFM)
• Zichtbaar maken structuur
o Niet enkel fosfolipiden aanwezig
o Ook eiwitten
• Verloop
o Bestralen van cantilever/strip
o Tip beweegt over oppervlakte
o Door krachten tussen tip en oppervlakte beweegt de strip omhoog of omlaag
o Fotodiode detecteert fotonen
- Fluorescence Recovery After Photobleaching (FRAP)
• Aantonen dat eiwitten mobiel zijn
o Niet statisch
• Verloop
o Eiwit fluorescent merken " bleken met laser " verval in fluorescentie "
aantal eiwitten gebleekt " bewegen van eiwitten " partieel herstel
fluorescentie
• Niet verkrijgen van oorspronkelijke waarde
2
, o Enkele fluorescente moleculen verloren
1.3 FRAP
1.2 AFM
- Meerdere soorten membranen
• Met andere samenstelling
• Lipiden
o Plasmamembraan
§ Veel cholesterol
§ Weinig cardiolipine
o Mitochondriale membraan
§ Weinig cholesterol
§ Veel cardiolipine
o In binnenste membraan
o Buitenste membraan
§ Veel PC (fosfatydylcholine)
§ Weinig PS (fosfatydylserine)
o Binnenste membraan
§ Weinig PC
§ Veel PS
o Bij apoptose
· Activering enzymen " = caspasen " knippen eiwitten "
verplaatsen van PS naar buitenste laag " stervende cel "
opruimen door macrofaag
o Switcht gemakkelijk van binnen naar buitenste laag
o = flip-flop
- Hooggeorganiseerde structuren met verschillende microdomeinen
• Met verschillende functies
o Structurele volledigheid/integrity
§ Door interactie van
o Cytoskeletale eiwitten met membraaneiwitten
o Organisatie in functionele domeinen
§ Door interactie van
o Lipiden met eiwitten " clusteren van membraaneiwitten " eiwit blijft
op 1 plaats
• GFP-PH-domain fusion proteins
o Visualiseren lipiden
o Bestaat uit
§ PH
o Pleckstrin homology domain
o Lipid-binding protein domein
· Bindt aan fosfo-inositides
3
, · Dus veel soorten nodig
§ GFP
o Green fluorescent protein
o Detection protein
· Excitatie
à Absorberen UV/blauw licht
· Emissie
à Uitstralen groen licht
o Verloop
§ Excitatie elektron/eiwit " verval " energieverlies " emissie met andere
langere golflente + minder energie dan bij excitatie " meten van licht
o Bv. PIP2
§ GFP-PLCδ1-PH bindt sterk aan PIP2 " GFP zichtbaar aan
plasmamembraan " PIP2 bindt aan plasmamembraan
§ Bv. agonist " hydrolyse van PIP2 " vrijkomen van PH
Transportprocessen
- Voor homeostase en communicatie
- Soorten
• Directe transport
o Osmose
o Diffusie
• Membraan proteïnen
o Ionkanalen
o Solute transporters
o Transport voor ATPasen
o Pompen
• Coördinatie van transport op macroscopisch niveau
o Bij zenuwstelsel
• Transport vereist beweging op macroscopisch niveau
o Bij spieren
H2
Diffusie
- Verplaatsing van moleculen
• Van hoge concentratie naar lage concentratie
• Door random bewegingen
o Niet van 1 molecuul bekijken
§ Na een bepaalde tijdseenheid, kan 1 molecuul teruggevonden worden op
dezelfde beginpositie
§ Is wel van links naar rechts bewogen
o Van een groot aantal moleculen
§ " Verbreding van de piek " = symmetrische spreiding " gemiddelde
positie is 0 " kwadraat + vierkantswortel hiervan " positief getal "
gemiddelde positie bepalen " = root-mean-squared (RMS)/kwadratisch
gemiddelde afstand (zie verder)
• Eindigen met 2 gelijke concentraties
Fick’s eerste wet
- Flux
•
o J: flux
4
