Take-home questions Celbiologie: Opgelost
Wat is de functie van een plasmamembraan?
- Compartimentalisatie: beperken externe interferentie
- Selectief permeabele barrière: beperken transport van moleculen
- Transport: via transporters of gradiënten
- Ontvangen van externe signalen: receptoren op het celmembraan
- Intercellulaire interactie: herkenning via membraan proteïnen
- Locus voor biochemische activiteit: organiseren van cellulaire activiteit, ana- en katabolisme
- Energie transductie: fotosynthese, productie van ATP
DUBBELFUNCTIE: alle nodige enzymes in één membraan houden en gradiënt creëren voor
energieaanmaak
Beschrijf de structuur van de plasmamembraan en de belangrijkste componenten waaruit het is
opgebouwd.
- Membraan lipiden: structurele componenten
Hydrofiele kop met hydrofobe staart (amphipatisch)
Fosfoglyceriden: glycerol backbone met twee vetzuren, een fosfaatgroep en een extra
groep (op de fosfaatgroep), onderscheid tussen zure (negatief geladen, enkel aan
binnenkant membraan) of neutrale fosfolipiden (positieve lading
Sphingolipiden: sphingosine backbone (serine+acyl-groep) ipv. Glycerol
Glycolipiden: subgroup van sphingolipiden, bevat een suikergroep ipv. de
fosfaatgroep, komen enkel in de buitenste laag van het membraan voor en zorgen
voor een extra waterlaagje op het membraan (bescherming en remming fusie)
Cholesterol: maakt 50% van het membraan uit en speelt een rol in de permeabiliteit
en fluïditeit (is hydrofiel, klein en geen fosfolipide), komt enkel voor in dierlijke cellen
In planten nemen verschillende sterolen de rol van cholesterol op zich
Vormen spontaan een lipide dubbellaag, dit gedraagt zich als een viskeuze vloeistof,
is asymmetrisch en heterogeen. Laterale diffusie, rotatie rond de as, flip-flopping en
dansen van fosfolipiden mogelijk
- Membraan proteïnen: functionele componenten
Perifere membraanproteïnen: indirect geassocieerd met het membraan via een niet-
covalente binding aan een integraal eiwit. Ze zijn oplosbaar in aquatische buffers en
zijn gemakkelijk te bestuderen
Integrale membraanproteïnen: zitten geïntegreerd in het membraan en zijn
oplosbaar in detergenten.
Transmembraan proteïnen: alpha-helixen bestaande uit hydrofobe AZ en beta-sheets
bestaand uit 50/50 hydrofobe en hydrofiele AZ. De beta-sheets vormen een hydrofiel
kanaal.
Lipide verankerde eiwitten: covalent gebonden aan lipiden of glycolipiden (GPI)
- Glycocalyx : carbohydraatmantel
Gevormd door glycolipiden, perifere eiwitten met suikergroepen en proteoglycanen. Staat in
voor cel-cel interacties, bescherming tegen ionische, chemische en mechanische stress en
vormt een barrière voor micro-organismen
Hoe dragen deze componenten bij tot de structuur/karakteristieken van de
plasmamembraan?
, Verschil tussen verzadigde vetzuren en onverzadigde vetzuren: verzadigde vetzuren zorgen voor een
dikker membraan en zitten dichter op elkaar waardoor ze minder permeabel en vloeibaar zijn. Hierin
dient cholesterol als een temperatuurbuffer: bij een lage temperatuur worden de vetzuren hard en
zorgt cholesterol voor een behoud van vloeibaarheid (bij een hoge temperatuur omgekeerd).
Asymmetrie is belangrijk voor extra- en intracellulaire celsignalisatie (flip-flops) en de heterogeniteit
is nodig voor signalisatie
Wat zijn de karakteristieken van een lipide-dubbellaag?
Viskeuze vloeistof, asymmetrisch en heterogeniteit
Hoe worden membraaneiwitten beperkt in mobiliteit?
Via eiwit-eiwit interacties:
- Verzamelen van minder mobiele grote aggregaten eiwitten
- Verankering aan extracellulaire zijde
- Verankering aan cytoplasmatische zijde met actineskelet
- Interactie met membraanmoleculen van andere cellen
Te meten via FRAP/FLIP
Op welke manier zijn moleculen asymmetrisch verdeeld over de membraan?
De interne samenstelling is verschillend van de samenstelling van de omgeving, het wordt in stand
gehouden door selectief permeabele membranen. Dit zorgt voor geen vrije uitwisseling tussen cel en
omgeving van meeste biologische moleculen, er is dus nood aan een transport systeem.
Wat is het verschil tussen passieve en gefaciliteerde difussie?
Beide behoren tot passief transport wat wil zeggen dat ze geen ATP verbruiken. Bij passieve diffusie
diffunderen kleine, niet polaire en hydrofobe moleculen en polaire maar niet geladen moleculen
doorheen het membraan op basis van een concentratiegradiënt. Bij gefaciliteerde diffusie wordt er
gebruik gemaakt van membraanproteïnen en het transport gebeurt specifiek, tegen een hogere
snelheid dan bij passieve diffusie. Er kan dus ook saturatie of inhibitie optreden.
Hoe worden ionkanalen gereguleerd?
Via het gating-mechanisme, deze ionkanalen gaan pas open na een bepaald signaal, we
onderscheiden ligand-, voltage en mechanisch gated kanalen.
Beschrijf het verschil in werking, structuur en functie bij de verschillende ATP-
afhankelijke pompen.
- P-type pomp: 1 eiwit bestaande uit 4 domeinen dat twee conformatieveranderingen
ondergaat. Dit type pompen zijn belangrijk om de membraanpotentiaal te behouden
M-domein zit in het membraan en de structuur hiervan bepaalt welk ion
getransporteerd zal worden
A-domein vangt het ion en voert de defosforylatie van het P-domein
N-domein is het nucleotide en ATP bindend domein en ondergaat een
conformatieverandering
P-domein is de plaats waar de aspartaataminegroep bindt met een fosfaatgroep
- V-type pomp: proton pomp aangedreven door ATP, ze staan in voor de verzuring van de
vacuole en lysosomen. Ze bestaan uit een protonkanaal en een ATP bindend domein. Ze
Wat is de functie van een plasmamembraan?
- Compartimentalisatie: beperken externe interferentie
- Selectief permeabele barrière: beperken transport van moleculen
- Transport: via transporters of gradiënten
- Ontvangen van externe signalen: receptoren op het celmembraan
- Intercellulaire interactie: herkenning via membraan proteïnen
- Locus voor biochemische activiteit: organiseren van cellulaire activiteit, ana- en katabolisme
- Energie transductie: fotosynthese, productie van ATP
DUBBELFUNCTIE: alle nodige enzymes in één membraan houden en gradiënt creëren voor
energieaanmaak
Beschrijf de structuur van de plasmamembraan en de belangrijkste componenten waaruit het is
opgebouwd.
- Membraan lipiden: structurele componenten
Hydrofiele kop met hydrofobe staart (amphipatisch)
Fosfoglyceriden: glycerol backbone met twee vetzuren, een fosfaatgroep en een extra
groep (op de fosfaatgroep), onderscheid tussen zure (negatief geladen, enkel aan
binnenkant membraan) of neutrale fosfolipiden (positieve lading
Sphingolipiden: sphingosine backbone (serine+acyl-groep) ipv. Glycerol
Glycolipiden: subgroup van sphingolipiden, bevat een suikergroep ipv. de
fosfaatgroep, komen enkel in de buitenste laag van het membraan voor en zorgen
voor een extra waterlaagje op het membraan (bescherming en remming fusie)
Cholesterol: maakt 50% van het membraan uit en speelt een rol in de permeabiliteit
en fluïditeit (is hydrofiel, klein en geen fosfolipide), komt enkel voor in dierlijke cellen
In planten nemen verschillende sterolen de rol van cholesterol op zich
Vormen spontaan een lipide dubbellaag, dit gedraagt zich als een viskeuze vloeistof,
is asymmetrisch en heterogeen. Laterale diffusie, rotatie rond de as, flip-flopping en
dansen van fosfolipiden mogelijk
- Membraan proteïnen: functionele componenten
Perifere membraanproteïnen: indirect geassocieerd met het membraan via een niet-
covalente binding aan een integraal eiwit. Ze zijn oplosbaar in aquatische buffers en
zijn gemakkelijk te bestuderen
Integrale membraanproteïnen: zitten geïntegreerd in het membraan en zijn
oplosbaar in detergenten.
Transmembraan proteïnen: alpha-helixen bestaande uit hydrofobe AZ en beta-sheets
bestaand uit 50/50 hydrofobe en hydrofiele AZ. De beta-sheets vormen een hydrofiel
kanaal.
Lipide verankerde eiwitten: covalent gebonden aan lipiden of glycolipiden (GPI)
- Glycocalyx : carbohydraatmantel
Gevormd door glycolipiden, perifere eiwitten met suikergroepen en proteoglycanen. Staat in
voor cel-cel interacties, bescherming tegen ionische, chemische en mechanische stress en
vormt een barrière voor micro-organismen
Hoe dragen deze componenten bij tot de structuur/karakteristieken van de
plasmamembraan?
, Verschil tussen verzadigde vetzuren en onverzadigde vetzuren: verzadigde vetzuren zorgen voor een
dikker membraan en zitten dichter op elkaar waardoor ze minder permeabel en vloeibaar zijn. Hierin
dient cholesterol als een temperatuurbuffer: bij een lage temperatuur worden de vetzuren hard en
zorgt cholesterol voor een behoud van vloeibaarheid (bij een hoge temperatuur omgekeerd).
Asymmetrie is belangrijk voor extra- en intracellulaire celsignalisatie (flip-flops) en de heterogeniteit
is nodig voor signalisatie
Wat zijn de karakteristieken van een lipide-dubbellaag?
Viskeuze vloeistof, asymmetrisch en heterogeniteit
Hoe worden membraaneiwitten beperkt in mobiliteit?
Via eiwit-eiwit interacties:
- Verzamelen van minder mobiele grote aggregaten eiwitten
- Verankering aan extracellulaire zijde
- Verankering aan cytoplasmatische zijde met actineskelet
- Interactie met membraanmoleculen van andere cellen
Te meten via FRAP/FLIP
Op welke manier zijn moleculen asymmetrisch verdeeld over de membraan?
De interne samenstelling is verschillend van de samenstelling van de omgeving, het wordt in stand
gehouden door selectief permeabele membranen. Dit zorgt voor geen vrije uitwisseling tussen cel en
omgeving van meeste biologische moleculen, er is dus nood aan een transport systeem.
Wat is het verschil tussen passieve en gefaciliteerde difussie?
Beide behoren tot passief transport wat wil zeggen dat ze geen ATP verbruiken. Bij passieve diffusie
diffunderen kleine, niet polaire en hydrofobe moleculen en polaire maar niet geladen moleculen
doorheen het membraan op basis van een concentratiegradiënt. Bij gefaciliteerde diffusie wordt er
gebruik gemaakt van membraanproteïnen en het transport gebeurt specifiek, tegen een hogere
snelheid dan bij passieve diffusie. Er kan dus ook saturatie of inhibitie optreden.
Hoe worden ionkanalen gereguleerd?
Via het gating-mechanisme, deze ionkanalen gaan pas open na een bepaald signaal, we
onderscheiden ligand-, voltage en mechanisch gated kanalen.
Beschrijf het verschil in werking, structuur en functie bij de verschillende ATP-
afhankelijke pompen.
- P-type pomp: 1 eiwit bestaande uit 4 domeinen dat twee conformatieveranderingen
ondergaat. Dit type pompen zijn belangrijk om de membraanpotentiaal te behouden
M-domein zit in het membraan en de structuur hiervan bepaalt welk ion
getransporteerd zal worden
A-domein vangt het ion en voert de defosforylatie van het P-domein
N-domein is het nucleotide en ATP bindend domein en ondergaat een
conformatieverandering
P-domein is de plaats waar de aspartaataminegroep bindt met een fosfaatgroep
- V-type pomp: proton pomp aangedreven door ATP, ze staan in voor de verzuring van de
vacuole en lysosomen. Ze bestaan uit een protonkanaal en een ATP bindend domein. Ze
