hoofdstuk 05 - audesirk
TRANSCRIPT
Membrane Structure and Function
Hoofdstuk 05
2010/2011
STRUCTUUR CELMEMBRAANDeel 1
2
Fosfolipide
• Fosfaatkop
– hydrofiel
• Vetzuurstaarten
– hydrofoob
• Gerangschikt in een dubbele laag
3
hydrofiel
hydrofoob
Dubbele laag fosfolipiden
• Dient als cellulaire barrière/grens
4
hydrofiel
hydrofoob
hydrofiel
niet doorlaatbaar voor polaire stoffen
H2Osuiker vettenzout
afval
Celmembraan
• Scheidt de levende cel van zijn omgeving
– membraan = 8 nm dik
• Bepaalt wat in en uit de cel gaat
– sommige stoffen kunnen er makkelijker in en uit dan anderen• hydrofoob vs. hydrofiel
5
Niet alleen fosfolipiden…
• In 1972 stelden S.J. Singer & G. Nicolson de hypothese op dat het celmembraan naastfofolipiden ook is opgebouwd uit o.a. membraaneiwitten
6
Extracellulaire ruimte
Cholesterol
Cytoplasma
Membraaneiwitten
Cytoskelet
Glycoproteïne
Fosfolipide
1972, S.J. Singer & G. Nicolson: Fluid Mosaic Model 7
Niet alleen fosfolipiden…
• Celmembraan bestaat ook uit membraaneiwitten
– vormen semi-permeabele kanalen
8
Membraaneiwitten
• Semi-permeabele kanalen
– specifieke kanalen laten specifieke stoffen door
in de cel
buiten de cel
suikerazH2O
zoutNH3
9
Functies membraaneiwitten
10
Buiten
Celmembraan
In de cel
Transporter Cell surfacereceptor
Enzym
Cell surface identity marker
Attachment to thecytoskeleton
Cell adhesion
MEMBRAANTRANSPORTDeel 2
11
Membraantransport
• Passief transport
– Diffusie
– Vergemakkelijkt transport
– Osmose
• Actief transport
12
Diffusie
• 2e wet van de thermodynamica
– entropie
13
Diffusie = beweging van HOGE naar LAGE concentratie
Diffusie
• Van HOGE naar LAGE concentratie
– passief transport
– geen energie nodig
14
Diffusie Osmose = diffusie van water
Osmose is diffusie van water
• Diffusie van water van een HOGE waterconcentratienaar een LAGE waterconcentratie
– over een semi-permeabel membraan
15
Waterconcentratie
• Richting van osmose wordt bepaald door concentraties van opgeloste stoffen te vergelijken
– hypertoon – meer opgeloste stof, minder water
– hypotoon – minder opgeloste stof, meer water
– isotoon – evenveel opgeloste stof, evenveel water
16
netto beweging van water
water
Handhaven waterbalans
• Overleving van de cel hangt af van de balans tussen wateropname en waterafgifte
17
Handhaven waterbalans
• Hypotoon milieu
– een cel in demiwater
– hoge waterconcentratie rondom cel• Probleem: cel neemt water op en kan barsten
– voorbeeld: Paramecium
» neemt continu water op
– oplossing: kloppende vacuole
» pompt water uit cel
» kost ATP
– Plantencel• Turgescent = vol
• celwand voorkomt barsten
18
ATP
Kloppende vacuole
19
ATP
Handhaven waterbalans
• Hypertoon milieu
– een cel in zeewater
– lage waterconcentratie rondom cel• Probleem: cel verliest water en kan sterven
– voorbeeld: schelpdier
» verliest continu water
– oplossing: neem water op
– Plantencel• Plasmolyse = slap hangen
20
Handhaven waterbalans
• Isotoon milieu
– een cel in milde zoutoplossing
– geen verschil in waterconcentratie• Probleem: geen
– geen netto beweging van water
» gelijke beweging van water in beide richtingen
– cel in equilibrium
– celvolume constant
• Voorbeeld
– bloedcel in bloedplasma
21
Vergemakkelijkt transport
• Diffusie door kanaaleiwitten
– specifieke moleculen transporteren over een membraan
– geen energie nodig
22
open kanaal = snel transport
vergemakkelijkt = met hulp
HOOG
LAAG
Actief transport
• Transport van moleculen tegen een concentratie-gradiënt
– vervorming van membraaneiwit transporteert een opgeloste stof over een membraan
– ‘eiwitpomp’
– kost energie = ATP
23
LAAG
HOOG
Co-transport
• Antiport vs. symport
24
Membraantransport
• Passief transport– diffusie
• diffusie van niet polaire, hydrofobe moleculen
• vetten
• HOOG - LAAG
– vergemakkelijkt transport• diffusie van polaire, hydrofiele moleculen
• door een kanaaleiwit
• HOOG LAAG
• Actief transport• transport tegen de concentratiegradiënt in
• LAAG HOOG
• eiwitpomp noodzakelijk
• ATP nodig25
ATP
Membraantransport
26
ATP
En grote moleculen…?
• Membraantransport van grote moleculen
– door middel van vacuoles en blaasjes
– endocytose• fagocytose = ‘cellulair eten’
• pinocytose = ‘cellulair drinken’
• receptor-mediated endocytose
– exocytose
27
Endocytose
28
fagocytose
receptor-mediated endocytose
pinocytose
OEFENVRAGENDeel 3
29
Begrepen…?
30
Cel (in vergelijking met het milieu) hypertoon of hypotoon
Milieu (in vergelijking met de cel) hypertoon of hypotoon
Bewegingsrichting water? in of uit de cel
0.05 M 0.03 M
Begrepen…?
Je krijgt 6 ongelabelde bekerglazen met verschillendesacharose-oplossingen. Deze bekerglazen bevatten een0.0M, o.2M, 0.4M, 0.6M, 0.8M of 1.0M sacharose-oplossing. Bedenk een kwantitatieve methode om vastte stellen welk bekerglas welke oplossing bevat.
a) Beschrijf het experiment dat je uit wil voeren
b) Beschrijf de verwachte resultaten
c) Geef een verklaring van die resultaten op basis van je kennisvan diffusie en osmose
31
10 min.
Begrepen…?
Een volledig turgescente plantencel wordt in een isotoneoplossing gelegd. De oplossing bevat dezelfde stoffen indezelfde concentratie als het vacuolevocht in de planten-cel
a) Verandert het volume van de plantencel als deze in de oplossing is gelegd? Als dat zo is hoe verandert het volume dan?
b) Licht je antwoord zoals bij a. gegeven zo helder mogelijk toe.
32
5 min.
Einde