Hoorcolleges Deeltoets 2 De Cel
Hoofdstuk 11 & 12, Membraan structuur en transport over cel membranen
Membranen
Functie eukaryoten: compartimenten met een eigen samenstelling en milieu creëren om processen
gunstig te laten te verlopen. Over een membraan kan een gradiënt lopen.
Plasma membraan speelt een rol bij: signalering, import/export moleculen en dynamiek van
grootte.
Opbouw: Lipide bilaag door fosfolipiden. Is een amphipatisch molecuul,
in waterig milieu energetisch gunstig als de vetzuurstaarten tegen
elkaar aan liggen. In het ER worden fosfolipiden gemaakt.
Vloeibaarheid membranen, nodig voor functie membraan.
Samenstelling vetzuurstaarten
o Meer onverzadigde vetzuren minder interactie
tussen staarten, vloeibaarder.
o Langere staart meer interacties tussen staarten,
makkelijker vast membraan.
Cholesterol
Bij vloeibaar membraan minder vloeibaar (gaatjes opvullen en
meer interactie). Maakt vaste membranen vloeibaarder.
Temperatuur
Bij hogere temperatuur membraan vloeibaar
Fosfolipiden (glycerol + vetzuren + kopgroep) aanmaken in ER
Vetzuur wordt gemaakt/verkregen en in cytosolkant van membraan van ER gezet.
CoA aan vetzuur (acyl transferase) en aan CoA wordt glycerol-3-fosfaat gekoppeld. CoA komt
weer vrij. Gebeurt twee keer voor 2 vetzuur staarten (diaglycerol).
Hierna wordt er een kopgroep op gezet.
Probleem: Alleen aan cytosol kant worden fosfolipiden gemaakt. Oplossing: scramblases in ER
membraan katalyseren de transfer van random fosfolipiden naar de ER lumen kant van membraan
door hydrofiele kop af te schermen.
Flippases in Golgi katalyseren transfer van specifieke fosfolipide naar cytosol kant (opbouw
asymmetrische verdeling). Zodat specifieke fosfolipiden aan 1 kant zitten.
Eiwitten in een membraan:
Experiment: membraan eiwitten van 2 cel soorten (muis en mens), cellen fuseren en afkoelen zodat
de lipiden vast worden en eiwitten vast zitten. Na opwarming mengen de membraan eiwitten: dus ze
kunnen vrij in het membraan bewegen.
,Eiwitten die niet vrij bewegen: Aan cytoskelet (A), aan Extracellulaire matrix (B), aan eiwit van andere
cel (C) en door tight junctions (D).
Principes transmembraan transport
Diffusie over lipide bilaag van makkelijk naar moeilijk
1. Kleine non polaire moleculen
2. Kleine ongeladen polaire moleculen (H2O)
3. Grote ongeladen polaire moleculen (aminozuren, glucose)
4. Ionen
Aquaporines: kanalen voor H2O, alfa helixen met hydrofiele groepen aan de binnenkant.
Transporters: molecuul heeft een bindingssite in de transporter. Na binding verandert transporter
van conformatie.
Kanalen: Molecuul kan er doorheen hangt af van lading en grootte.
Passief transport: De drijvende kracht is een elektrochemische gradiënt. Buiten is positief, binnen van
de cel is negatief. Meer drijvende kracht voor Na+ om naar binnen te gaan dan de kracht voor K+ om
naar buiten te gaan.
Transporters en de functie
Tegen de gradiënt = actief transport, ATP nodig of
een gradiënt gedreven pomp (H+).
Na+/K+ ATP ase
In de cel veel K+, buiten de cel veel Na+.
Door 2 K+ naar binnen te pompen en 3 Na+
naar buiten te pompen wordt membraan
potentiaal hersteld.
Gekoppeld transport
Symport: Na+/glucose. Energie in Na+
gradiënt om glucose tegen gradiënt op te
nemen.
Ion kanalen
Selectiviteitsfilter door oriëntatie van
geladen aminozuren.
Evenwichtspotentiaal: membraan
potentiaal en concentratie gradiënt heffen elkaar op. Nernst vergelijking om evenwichtspotentiaal te
berekenen. Van K+ is evenwichtspotentiaal -80 mV.
Activatie van kanalen
- Voltage-gated
- Ligand-gated (extracellular ligand).
- Ligand-gated (intracellular ligand).
- Mechanically-gated
, Actiepotentiaal
Door openstaan van K+ kanalen is het membraan potentiaal in rust negatief. Als het membraan
potentiaal bij stimulus niet boven de grenswaarde komt gaat Na+/K+ ATPase werken en komt het
weer op rust potentiaal.
Boven grenswaarde Na+ kanalen gaan open, membraan potentiaal stijgt naar positieve
waarde. Als Na+ kanalen dichtgaan en K+ weer open daalt het potentiaal weer naar rust waarde.
Na+ kanaal, als het kanaal open gaat loopt er ook een proces dat het kanaal dicht gaat. Dit proces is
later waardoor het kanaal even open staat (geïnactiveerd kanaal).
Synaps
In uiteindes axon zitten Ca2+ kanalen die voltage-gated zijn. Bij een actie potentiaal gaan de Ca2+
kanalen open en kunnen de blaasjes met het membraan fuseren. Hierna komt neuro transmitter vrij.
Optogenetics
Blauw licht Na+ kanaal open. Dit gen voor channelrhodopsin is in een hypothalamus van een muis
gezet. Blauw licht depolarisatie van de neuronen van de muis.
Hoofdstuk 11 & 12, Membraan structuur en transport over cel membranen
Membranen
Functie eukaryoten: compartimenten met een eigen samenstelling en milieu creëren om processen
gunstig te laten te verlopen. Over een membraan kan een gradiënt lopen.
Plasma membraan speelt een rol bij: signalering, import/export moleculen en dynamiek van
grootte.
Opbouw: Lipide bilaag door fosfolipiden. Is een amphipatisch molecuul,
in waterig milieu energetisch gunstig als de vetzuurstaarten tegen
elkaar aan liggen. In het ER worden fosfolipiden gemaakt.
Vloeibaarheid membranen, nodig voor functie membraan.
Samenstelling vetzuurstaarten
o Meer onverzadigde vetzuren minder interactie
tussen staarten, vloeibaarder.
o Langere staart meer interacties tussen staarten,
makkelijker vast membraan.
Cholesterol
Bij vloeibaar membraan minder vloeibaar (gaatjes opvullen en
meer interactie). Maakt vaste membranen vloeibaarder.
Temperatuur
Bij hogere temperatuur membraan vloeibaar
Fosfolipiden (glycerol + vetzuren + kopgroep) aanmaken in ER
Vetzuur wordt gemaakt/verkregen en in cytosolkant van membraan van ER gezet.
CoA aan vetzuur (acyl transferase) en aan CoA wordt glycerol-3-fosfaat gekoppeld. CoA komt
weer vrij. Gebeurt twee keer voor 2 vetzuur staarten (diaglycerol).
Hierna wordt er een kopgroep op gezet.
Probleem: Alleen aan cytosol kant worden fosfolipiden gemaakt. Oplossing: scramblases in ER
membraan katalyseren de transfer van random fosfolipiden naar de ER lumen kant van membraan
door hydrofiele kop af te schermen.
Flippases in Golgi katalyseren transfer van specifieke fosfolipide naar cytosol kant (opbouw
asymmetrische verdeling). Zodat specifieke fosfolipiden aan 1 kant zitten.
Eiwitten in een membraan:
Experiment: membraan eiwitten van 2 cel soorten (muis en mens), cellen fuseren en afkoelen zodat
de lipiden vast worden en eiwitten vast zitten. Na opwarming mengen de membraan eiwitten: dus ze
kunnen vrij in het membraan bewegen.
,Eiwitten die niet vrij bewegen: Aan cytoskelet (A), aan Extracellulaire matrix (B), aan eiwit van andere
cel (C) en door tight junctions (D).
Principes transmembraan transport
Diffusie over lipide bilaag van makkelijk naar moeilijk
1. Kleine non polaire moleculen
2. Kleine ongeladen polaire moleculen (H2O)
3. Grote ongeladen polaire moleculen (aminozuren, glucose)
4. Ionen
Aquaporines: kanalen voor H2O, alfa helixen met hydrofiele groepen aan de binnenkant.
Transporters: molecuul heeft een bindingssite in de transporter. Na binding verandert transporter
van conformatie.
Kanalen: Molecuul kan er doorheen hangt af van lading en grootte.
Passief transport: De drijvende kracht is een elektrochemische gradiënt. Buiten is positief, binnen van
de cel is negatief. Meer drijvende kracht voor Na+ om naar binnen te gaan dan de kracht voor K+ om
naar buiten te gaan.
Transporters en de functie
Tegen de gradiënt = actief transport, ATP nodig of
een gradiënt gedreven pomp (H+).
Na+/K+ ATP ase
In de cel veel K+, buiten de cel veel Na+.
Door 2 K+ naar binnen te pompen en 3 Na+
naar buiten te pompen wordt membraan
potentiaal hersteld.
Gekoppeld transport
Symport: Na+/glucose. Energie in Na+
gradiënt om glucose tegen gradiënt op te
nemen.
Ion kanalen
Selectiviteitsfilter door oriëntatie van
geladen aminozuren.
Evenwichtspotentiaal: membraan
potentiaal en concentratie gradiënt heffen elkaar op. Nernst vergelijking om evenwichtspotentiaal te
berekenen. Van K+ is evenwichtspotentiaal -80 mV.
Activatie van kanalen
- Voltage-gated
- Ligand-gated (extracellular ligand).
- Ligand-gated (intracellular ligand).
- Mechanically-gated
, Actiepotentiaal
Door openstaan van K+ kanalen is het membraan potentiaal in rust negatief. Als het membraan
potentiaal bij stimulus niet boven de grenswaarde komt gaat Na+/K+ ATPase werken en komt het
weer op rust potentiaal.
Boven grenswaarde Na+ kanalen gaan open, membraan potentiaal stijgt naar positieve
waarde. Als Na+ kanalen dichtgaan en K+ weer open daalt het potentiaal weer naar rust waarde.
Na+ kanaal, als het kanaal open gaat loopt er ook een proces dat het kanaal dicht gaat. Dit proces is
later waardoor het kanaal even open staat (geïnactiveerd kanaal).
Synaps
In uiteindes axon zitten Ca2+ kanalen die voltage-gated zijn. Bij een actie potentiaal gaan de Ca2+
kanalen open en kunnen de blaasjes met het membraan fuseren. Hierna komt neuro transmitter vrij.
Optogenetics
Blauw licht Na+ kanaal open. Dit gen voor channelrhodopsin is in een hypothalamus van een muis
gezet. Blauw licht depolarisatie van de neuronen van de muis.
