CELBIOLOGIE
THEMA 1: BIOMEMBRANEN
STRUCTUUR PLASMAMEMBRAAN:
• Plasmamembr: 700 kubieke micrometer
• Interne membr: 7000 kubieke micrometer
• Cytoskelet: 94 000 kubieke micrometer
1. Plasmamembraan
2. Mitochondria
3. Lysosomen
4. Kernmembraan
5. Nucleolus
6. Nucleus (kern)
7. Glad endoplasmatisch reticulum
8. Ruw endoplasmatisch reticulum
9. Golgi-apparaat
10. Secretorische vesikels • Cytoplasma = alles binnen plasmamembr, uitz. nucleus
11. Peroxisomen • Cytosol = waterige gedeelte vh cytoplasma, uitz organellen
12. Cytoskelet • Lumen = waterige gedeelte binnen organelllen
13. Microvili
EXPERIMENTEN:
Atomic force microscopy:
• Naald waarop laser wordt gestuurd + teruggekaatst
• Nvh positie naald (verschil in diepte)
Elektronenmicroscoop:
• Elektronen door specimen gestuurd, deel erdoor, deel niet
• Vaak stoffen toegediend bv. zouten die binden aan bepaalde structuren
→ op die plaats geen elektronen door; donker signaal anders wit
→ bv. osmium
FOSFOLIPIDE DUBBELLAAG:
Amfipatisch = 2 kanten aan moleculen; 1 hydrofiele + 1 hydrofobe
Biomembraan: 3-4 nanometer
In waterige oplossingen: micellen of liposomen
Grote variatie:
• Rode bloedcel: mooi glad
• Haarcel: hele scherpe haarachtige structuren
• Zenuwcellen: schwanncellen die cirkellagen vormen rond axon: dikke donkere laag
,Exoplasmatische zijde blijft exoplasmatische zijde + cytosolische zijde blijft cytosolische zijde
• Lysosoom: naar cytosol = cytosolische zijde + naar lumen = exoplasmatische zijde
• Moleculen in membraan blijft aan die kant en verandert dus niet van kant!
LIPIDEN:
FOSFOGLYCERIDEN:
Glycerol skelet met ester bindingen als basis + 3 vetzuren → triacylglycerol = vet opgeslagen in vetcellen
2 vetzuren + glycerol + fosfaatgroep (plaats 3) → diacylglycerol-3-fosfaat = fosfatidyl
• Fosfaatgroep (+ hoofdgroep) = polair Amfipatisch
• Staart = vetzuren = apolair
# hoofdgroepen gebonden op fosfaatmolec
• Fosfatidyl ethanolamine • Fosfatidyl serine
• Fosfatidyl choline • Fosfatidyl inositol
PLASMALOGENEN:
Ipv 2 ester bindingen → 1 ester + 1 ether
SFINGOLIPIDEN:
Sfingosine = lange keten met 2 alchoholgroepen + 1 amine groep
Ceramide = sfingosine + vetzuur → vorming amide
Aanhechten fosfaatgroep = sfingolipiden
• Sfingomyeline
• Glucosyl cerbroside → glycosphingolipide
o Gangliosides = glycosphingolipiden met complexere suikergroepen
STEROLEN: CHOLESTEROL
• Hydrofiel gedeelte = OH
• Groot hydrofoob gedeelte
Cholesterol = steroide met veel functies bv. aanmaak hormonen
• Vitamine D: oiv voldoende UV licht/ zonlicht wordt vanuit cholesesterol vitamine D gevormd
→ essentieel voor Ca opname
→ gebrek aan zon: rachitis = gestoorde botopbouw
,BEWEEGLIJKHEID LIPIDEN:
Axiale rotatie = rond as draaien (geen bewijs / meting)
Laterale diffusie = door elkaar bewegen, in het vlak
Assymetrische verdeling van fosfolipiden:
• Exoplasmatisch: fosfatidylcholine + sfingomyeline
• Cytosolisch: fosfatidylethalonlamine + fosfatidylserine
METING LATERALE DIFFUSIE VIA FRAP:
1. Toevoegen fluorescente kleur; bindt op exoplasm zijde l
2. Bleken mbv laser op klein gebiedje
3. Laterale diffusie; herstel v fluorescentie
→ indien geen laterale diffusie zou dat gebied gebleekt blijven + fluorescentie laag zijn
Diffusie v fosfolipiden is celmembr is 10x langzamer dan in artificiële fosfolipide-dubbellaag
→ In cel bepaalde elementen die proces gaan beïnvloeden
FLIP-FLOP:
Fosfolipiden v exoplasm zijde naar cytosolische zijde of omgek
• Energetisch onwaarschijnlijk
• Nood aan enzym flippase (gebruikt ATP)
1. Stuk membraan en men wilt aantonen dat dit flippase is
2. Fluorescente fofolipiden: 2 condities; ene met ATP + andere zonder
3. Toevoegen quencher = chemische stof die fluorescentie anders stof tegengaat + niet door membraan
→ enkel invloed op fluorescente fosfolipiden aan exoplasmatische zijde
• Conditie 1: wel ATP → deel naar binnenkant → geen invloed op fluorescente lip
• Conditie 2: geen ATP → niks naar binnenkant → invloed van quencher op fluorescentie
→ intensiteit van fluorescentie is hoger bij de moleculen met flippase
BEWEGING VETZUURSTAARTEN:
Temperatuur:
Fasetransitie = overgang van gel-achtige toestand naar vloeibaar achtige toestand → in nauw temp.gebied
Invloed op samenstelling vloeibaarheid:
Hydrofoob effect:
= effect dat waterafstotende stoffen bij elkaar gaan klitten
• Vormen v vaste watermantel rond vetbolletjes
• Hydrofobische aggregatie: overgang 2 mantels → 1 mantel
→ van een lage entropie + weinig beweging naar hoge entropie + hoge beweging
, Van der waalskrachten:
= krachten die spelen op korte afstand + ontstaan als # atomen dicht bij elkaar komen
• Werken maar goed als de vetzuurstaarten dicht, mooi geordend bij elkaar zitten
• Deels positief + negatief worden van atomen en elkaar zo aantrekken
Veel voorkomende vetzuren:
Onderverdeling in onverzadigd (meervoudige bindingen) + verzadigd (enkelvoudige bindingen)
• Weergave: C18:1 = 18 koolstofatomen met 1 dubbele binding
• Linolzuur = omega 6-vetzuur → zeer belangrijk vetzuur
Omega 3, omega 6,… = plaats van dubbele binding beginnend te tellen vanaf laatste C-atoom
Verzadigde vetzuren: Onverzadigde vetzuren:
• Volledig vlak • Knik in staart door dubbele binding
• Mooi in laag • Gaten tussen membraan
• Grote vanderwaals krachten • Kleine vanderwaals krachten
• Gelachtig (hoger smeltpunt) • Vloeibaarder
Meest gelachtig = lange staarten + verzadigd
Cholesterol:
• Tss vetstaarten, vult gaten op → meer interactie tussen staarten + afname vloeibaarheid
• Hoe vloeibaarder, hoe dunner
Dikte: fosfatidylcholine < fosfatidylcholine + cholesterol < sfingomyeline (+cholesterol)
• Membraan: zee met eilanden
→ eilanden = lipid rafts: dikkere stukken/ gelachtig (cholesterol + sfingomyeline)
→ donkere gebieden = dunnere stukken/ vloeibaarder (fosfatidylcholine; kort)
Effect lipidensamenstelling op kromming membr:
= impact vd dikte vd kop (grootte vd hoofdgroep)
• Dikte kop = dikte staart → cillinder vorm (fosfatidylcholine)
• Dikte kop < dikte staart → kromming (fosfatidylethalonlamine)
Enzymen: zorgen voor aanmaak bepaalde fosfolipiden die zorgen voor kromming
FUNCTIES PLASMAMEMBRAAN:
BARRIÈRE:
Doorlaatbaar (permeabel) voor sommige stoffen niet alles
• Permeabel: gassen + ethanol + ureum (+ water)
• Impermeabel: suikers + ionen + grote (on)geladen moleculen
THEMA 1: BIOMEMBRANEN
STRUCTUUR PLASMAMEMBRAAN:
• Plasmamembr: 700 kubieke micrometer
• Interne membr: 7000 kubieke micrometer
• Cytoskelet: 94 000 kubieke micrometer
1. Plasmamembraan
2. Mitochondria
3. Lysosomen
4. Kernmembraan
5. Nucleolus
6. Nucleus (kern)
7. Glad endoplasmatisch reticulum
8. Ruw endoplasmatisch reticulum
9. Golgi-apparaat
10. Secretorische vesikels • Cytoplasma = alles binnen plasmamembr, uitz. nucleus
11. Peroxisomen • Cytosol = waterige gedeelte vh cytoplasma, uitz organellen
12. Cytoskelet • Lumen = waterige gedeelte binnen organelllen
13. Microvili
EXPERIMENTEN:
Atomic force microscopy:
• Naald waarop laser wordt gestuurd + teruggekaatst
• Nvh positie naald (verschil in diepte)
Elektronenmicroscoop:
• Elektronen door specimen gestuurd, deel erdoor, deel niet
• Vaak stoffen toegediend bv. zouten die binden aan bepaalde structuren
→ op die plaats geen elektronen door; donker signaal anders wit
→ bv. osmium
FOSFOLIPIDE DUBBELLAAG:
Amfipatisch = 2 kanten aan moleculen; 1 hydrofiele + 1 hydrofobe
Biomembraan: 3-4 nanometer
In waterige oplossingen: micellen of liposomen
Grote variatie:
• Rode bloedcel: mooi glad
• Haarcel: hele scherpe haarachtige structuren
• Zenuwcellen: schwanncellen die cirkellagen vormen rond axon: dikke donkere laag
,Exoplasmatische zijde blijft exoplasmatische zijde + cytosolische zijde blijft cytosolische zijde
• Lysosoom: naar cytosol = cytosolische zijde + naar lumen = exoplasmatische zijde
• Moleculen in membraan blijft aan die kant en verandert dus niet van kant!
LIPIDEN:
FOSFOGLYCERIDEN:
Glycerol skelet met ester bindingen als basis + 3 vetzuren → triacylglycerol = vet opgeslagen in vetcellen
2 vetzuren + glycerol + fosfaatgroep (plaats 3) → diacylglycerol-3-fosfaat = fosfatidyl
• Fosfaatgroep (+ hoofdgroep) = polair Amfipatisch
• Staart = vetzuren = apolair
# hoofdgroepen gebonden op fosfaatmolec
• Fosfatidyl ethanolamine • Fosfatidyl serine
• Fosfatidyl choline • Fosfatidyl inositol
PLASMALOGENEN:
Ipv 2 ester bindingen → 1 ester + 1 ether
SFINGOLIPIDEN:
Sfingosine = lange keten met 2 alchoholgroepen + 1 amine groep
Ceramide = sfingosine + vetzuur → vorming amide
Aanhechten fosfaatgroep = sfingolipiden
• Sfingomyeline
• Glucosyl cerbroside → glycosphingolipide
o Gangliosides = glycosphingolipiden met complexere suikergroepen
STEROLEN: CHOLESTEROL
• Hydrofiel gedeelte = OH
• Groot hydrofoob gedeelte
Cholesterol = steroide met veel functies bv. aanmaak hormonen
• Vitamine D: oiv voldoende UV licht/ zonlicht wordt vanuit cholesesterol vitamine D gevormd
→ essentieel voor Ca opname
→ gebrek aan zon: rachitis = gestoorde botopbouw
,BEWEEGLIJKHEID LIPIDEN:
Axiale rotatie = rond as draaien (geen bewijs / meting)
Laterale diffusie = door elkaar bewegen, in het vlak
Assymetrische verdeling van fosfolipiden:
• Exoplasmatisch: fosfatidylcholine + sfingomyeline
• Cytosolisch: fosfatidylethalonlamine + fosfatidylserine
METING LATERALE DIFFUSIE VIA FRAP:
1. Toevoegen fluorescente kleur; bindt op exoplasm zijde l
2. Bleken mbv laser op klein gebiedje
3. Laterale diffusie; herstel v fluorescentie
→ indien geen laterale diffusie zou dat gebied gebleekt blijven + fluorescentie laag zijn
Diffusie v fosfolipiden is celmembr is 10x langzamer dan in artificiële fosfolipide-dubbellaag
→ In cel bepaalde elementen die proces gaan beïnvloeden
FLIP-FLOP:
Fosfolipiden v exoplasm zijde naar cytosolische zijde of omgek
• Energetisch onwaarschijnlijk
• Nood aan enzym flippase (gebruikt ATP)
1. Stuk membraan en men wilt aantonen dat dit flippase is
2. Fluorescente fofolipiden: 2 condities; ene met ATP + andere zonder
3. Toevoegen quencher = chemische stof die fluorescentie anders stof tegengaat + niet door membraan
→ enkel invloed op fluorescente fosfolipiden aan exoplasmatische zijde
• Conditie 1: wel ATP → deel naar binnenkant → geen invloed op fluorescente lip
• Conditie 2: geen ATP → niks naar binnenkant → invloed van quencher op fluorescentie
→ intensiteit van fluorescentie is hoger bij de moleculen met flippase
BEWEGING VETZUURSTAARTEN:
Temperatuur:
Fasetransitie = overgang van gel-achtige toestand naar vloeibaar achtige toestand → in nauw temp.gebied
Invloed op samenstelling vloeibaarheid:
Hydrofoob effect:
= effect dat waterafstotende stoffen bij elkaar gaan klitten
• Vormen v vaste watermantel rond vetbolletjes
• Hydrofobische aggregatie: overgang 2 mantels → 1 mantel
→ van een lage entropie + weinig beweging naar hoge entropie + hoge beweging
, Van der waalskrachten:
= krachten die spelen op korte afstand + ontstaan als # atomen dicht bij elkaar komen
• Werken maar goed als de vetzuurstaarten dicht, mooi geordend bij elkaar zitten
• Deels positief + negatief worden van atomen en elkaar zo aantrekken
Veel voorkomende vetzuren:
Onderverdeling in onverzadigd (meervoudige bindingen) + verzadigd (enkelvoudige bindingen)
• Weergave: C18:1 = 18 koolstofatomen met 1 dubbele binding
• Linolzuur = omega 6-vetzuur → zeer belangrijk vetzuur
Omega 3, omega 6,… = plaats van dubbele binding beginnend te tellen vanaf laatste C-atoom
Verzadigde vetzuren: Onverzadigde vetzuren:
• Volledig vlak • Knik in staart door dubbele binding
• Mooi in laag • Gaten tussen membraan
• Grote vanderwaals krachten • Kleine vanderwaals krachten
• Gelachtig (hoger smeltpunt) • Vloeibaarder
Meest gelachtig = lange staarten + verzadigd
Cholesterol:
• Tss vetstaarten, vult gaten op → meer interactie tussen staarten + afname vloeibaarheid
• Hoe vloeibaarder, hoe dunner
Dikte: fosfatidylcholine < fosfatidylcholine + cholesterol < sfingomyeline (+cholesterol)
• Membraan: zee met eilanden
→ eilanden = lipid rafts: dikkere stukken/ gelachtig (cholesterol + sfingomyeline)
→ donkere gebieden = dunnere stukken/ vloeibaarder (fosfatidylcholine; kort)
Effect lipidensamenstelling op kromming membr:
= impact vd dikte vd kop (grootte vd hoofdgroep)
• Dikte kop = dikte staart → cillinder vorm (fosfatidylcholine)
• Dikte kop < dikte staart → kromming (fosfatidylethalonlamine)
Enzymen: zorgen voor aanmaak bepaalde fosfolipiden die zorgen voor kromming
FUNCTIES PLASMAMEMBRAAN:
BARRIÈRE:
Doorlaatbaar (permeabel) voor sommige stoffen niet alles
• Permeabel: gassen + ethanol + ureum (+ water)
• Impermeabel: suikers + ionen + grote (on)geladen moleculen
