Biologie thema 1 H3

Kenmerken membranen

grens tussen binnen- en buitenkant cel (10 nm dik uit moleculen)

regulatie van transsport (essentieel)

zorgt voor contact met buiten wereld

bouw membranen

Celmembraan (=Plasmamembraan): Omhulling cytoplasma

Dubbele laag fosfolipiden (Polaire kop + 2 apolaire (vetzuur)staarten

Niet statisch, lichte beweging

Hydrofobe (waterafstotend) staarten zijn naar elkaar gericht → Apolair middenstuk

Fosfaatgroepen gericht naar waterige omgeving (tegenovergesteld)

→ Hydrofiele kopgroep

onderdelen transport in de cel

Cytoplasma: Celinhoud zonder kern, bestaat uit water + opgelost mineralen en biomoleculen

Cytoskelet: Netwerk van eiwitten verbonden met celmembraan voor vorm en beweeglijkheid

Celwand: Stevigheid, ontbreekt bij dierlijke cellen

Extracellulaire matrix: Netwerk uit moleculen tussen cellen → Verankering en bescherming van (cellen in) weefsels

eiwitten in membranen

Transmembraaneiwitten: Steken volledig door het membraan

• Lipiden en eiwitten aan de buitenzijde bevatten suikerketens

• Eiwit + Suikerketens = Glycoproteïne

• Lipide + Suikerketen_ = Glycolipide

• Functie: Celherkenning → Afweersysteem voor lichaamsvreemde/ongewenste cellen

Perifere membraaneiwitten: Steken niet volledig door het membraan

- Verschillend aan binnen- en buitenzijde → Membraan is asymmetrisch opgebouwd

Functie membranen

fosfolipiden → vrij bewegelijk + snel herstelbaar (bij een kleine opening door bv een naald wordt het direct terug gesloten)

per type cel / functie, andere eiwitten (gylcolipiden en glycoproteïnen in het membraan

→ afhankelijk van type / fucntie → andere buitenzijde gelijk soortige cellen herkennen door contact, afweersysteem herkent vreemde cellen door membraan opbouw

communicatie tussen cellen

(meercellige): restreeks contact maken 

• witte bloedcellen en cellen in vaatwand communiceren

signaalmoleculen wanneer geen rechtstreeks contact

• cel geeft hormonen af aan bloedbaan → komen terecht bij doelwitcellen

  • doelwitcellen bezitten transmembraaneiwitten (=receptoren waarbij signaalmoleculen kunnen binden)

→ ontvangende cel reageert

voorbeeld signaalmolecule

insuline:

• Geproduceerd door pancreascellen

• Getransporteerd via bloed naar doelwitcellen

• Past op receptoren (op het celmembraan) van levercellen

• Hormoon bindt aan receptor → Lever reageert door glucose op te nemen uit bloed

• Bloedsuikergehalte neemt af

• Meestal na een maaltijd (het bloedsuikergehalte is dan hoog

hechting

(dierlijke cellen): extracellulaire matrix aan buitenzijde

→ verankering en beschermen van cellen in weefsels

cel is verbonden door transmembraaneiwtten: celadhesiemoleculen

• hechting aan langgerekte, vezelachtige eiwitten (collageen

• (bij schimmel- en plantencellen maakt celwand hechting mogelijk

Selectieve doorlaatbaarheid van moleculen

bepaalde moleculen worden doorgelaten, kleine apoaire (bv. O₂ en CO₂) kunnen door apolaire laag bewegen

andere niet → transport eiwit nodig

• (marcomoleculen te groot)

compartimentalisatie

Inwendige membranen → Compartimenten → Celorganellen (= specialisatie)

transport doorheen membranen

grote en/of geladen moleculen hebben hulp nodig

actief transport: investering van energie, tegen de concentratiegradiënt in (allebei doorheen een membraan)

passief transport: geen energie nodig, met de concentratiegradiënt mee

passief transport 1

Diffusie: verplaatsing van moleculen in een gas of vloeistof met de concentratiegradiënt mee (= van hoge concentraat naar lage, totdat overal gelijk is)

2 vloeistoffen zijn gescheiden door een membraan waar alle moleculen ongehinderd

doorheen kunnen

Concentratieverschil aan de verschillende zijden → Deeltjes verplaatsen door diffusie

Ionen: Diffusie door een membraan tot de nettolading aan beide kanten hetzelfde is

Passief transport 2

geleide diffusie door een transporteiwit:

geladen, grotere of polaire moleculen kunnen door membraan dankzij transporteiwitten (= vormen porie door het membraan, 2 soorten)

• kanaaleiwitten:

  • selectieve poriën

    • aquaporine: transporteren water doorheen membranen bij prokaryoten en eukaryoten

    • Ionenkanalen: selectieve eiwitten die ionen doorlaten, kunnen openen en sluiten

• Carrier-eiwitten

  • binden met specifieke molecule of ion voor transporteren

  • verandering vorm tijdens binding

  • → molecule kan vrijkomen aan andere kant

  • glucosetransporters: opname van glucose (zie boek)

passief transport 3

Osmose: verplaatsing van water doorheen semipermeable membraan ten gevolge van concentratieverschil tussen de vloeistoffen en van dat membraan

• opgeloste moleculen zijn te groot om doorheen membraan te gaan

• proces stopt wanneer concentratie hetzelfde is bij de 2 oplossingen

• de vloeistof met hogere concentraat zal hoger watergehalte hebben

• drukverhoging verhindert dat nog meer water zich verplaatst (=Osmotisch evenwicht) → de cel hoeft geen energie te investeren

tegendruk (= osmose voorkomen door druk te plaatsen op de vloeistof met hogere concentratie)

maten van Osmose

Osmotische waarde:

Maat voor de concentratie aan opgeloste moleculen die zorgen voor osmose

→ Hoe geconcentreerder, hoe groter de osmotische water

Twee oplossingen gescheiden door een semipermeabel membraan vergelijken

Hypotonisch/hypotoon: Kleinere osmotische waarde

Isotonisch/isotoon: Even grote osmotische waarde

Hypertonisch/hypertoon: Grotere osmotische waarde

Osmose in cellen

Zowel het cytoplasma als de oplossing buiten de cel heeft een eigen osmotische waarde

→ Drie verschillende situaties voor zowel dieren- als plantencellen

DIERENCELLEN

Hypotonische omgeving: Water uit omgeving gaat naar binnen, cel kan barsten (cellyse)

Isotonische omgeving: Osmotisch evenwicht (water verplaatst, maar wel in balans)

Hypertonische omgeving: De cel wordt leeggezogen

PLANTENCELLEN

Hypertonische omgeving: “Normaal” of turgescent (vacuole is vol (goed))

Isotonische omgeving: Minder water in de vacuole dan gewenst, plant verslapt

Hypotonische omgeving: Cytoplasma krimpt, cellen “drogen uit”

Actief transport

Verplaatsing van moleculen en ionen tegen de concentratiegradiënt in

Transporteiwitten (pompen) die energie (ATP) gebruiken om te functioneren

De natrium-kaliumpomp

Aanwezig in het celmembraan van dierlijke cellen

Bij de meeste dierlijke cellen ligt de concentratie kalium (ion) hoger binnen de cel dan de

omgeving, bij natrium is de concentratie juist lager binnen

De bedoeling: Natrium naar buiten transporteren en kalium naar binnen

Maar: Transport tegen de concentratiegradiënt in

Proces actief tranport

Proces (zie boek p.80)

1) De pomp is geopend richting het cytoplasma met drie plaatsen voor Na⁺

2) Drie Na⁺ binden en een ATP splitst naar ADP → Pomp verandert van richting

3) De 3 Na⁺ verlaten hun plaats → 2 (!) plaatsen voor K⁺

4) De fosfaatgroep van het ATP splitst af

5) De pomp verandert weer van vorm en richt zich naar binnen

6) De kalium laat los en het proces kan herbeginnen

bouw en functie celwand en bestandsdelen

Structuur die het celmembraan omgeeft bij planten-, bacterie-, protisten- en schimmelcellen

Functie: Vorm, stevigheid en bescherming + Openingen

→ Moleculen kunnen erdoor

Bestanddelen

Cellulose (planten)

Peptidoglycaanmoleculen (Bacteriën)

Chitine (schimmels)

Dierlijke cellen hebben geen celwand

celwand bij plantcellen

Cellulose: Lange polymeren van glucosemoleculen die een stevig netwerk vormen

Plasmodesmata: Ronde kanalen in de celwand die zorgen voor transport en communicatie

→ Verbindingen tussen het cytoplasma van twee cellen (indien die gehecht zijn) Dunne primaire en dikkere secundaire laag

Primaire deel: Ontstaat eerst, bevat veel cellulose

Middenlamel: Verbindt buurcellen (twee celwanden), bevat pectine (belangrijk voor hechting)

Secundaire celwand: Stevige laag met houtstof/lignine