plasmamembraan en andere membranen in de cel Flashcards
plasmamembraan
def., grootte
= celmembraan
= grens tussen moleculen binnen in de cel e de buitenwereld
-> 7.5 - 10 nanometer
functie van plasmamembraan
- barrièrefunctie
- dynamische uitwisseling tussen intra- en extracellulair milieu
doel = intracellulair milieu constant houden + verschillend extracellulair milieu
de lipidendubbellaag
- hydrofiel gedeelte = houdt van water
- hydrofoob gedeelte = vreest water
functie van hydrofobe/hydrofiele lagen
zorgt ervoor dat in waterige milieus de hydrofobe staarten naar elkaar toewijzen en de hydrofiele koppen de buitenbegrenzing vormen = lipiden dubbellaag
waar start de aanmaak van membranen
in endoplasmatisch reticulum
heterogene membraannanodomeinen
kleine eilandjes van sfingolipiden en cholesterol
wat is de functie van cholesterol in plasmamembraan
cholesterol maakt de membraan stijver door ruimten tussen waterstofketens op te vullen
membraaneiwitten hebben verschillende functies
- transporteren van nutriënten, metabolieten of ionen doorheen lipiden dubbellaag
- verankeren van macromoleculen aan 1 van de membraanlagen
- werken als receptoren die chemische signalen detecteren + aan intracellulaire signaaltransductiemechanismen koppelen
- enzymen die bepaalde reacties katalyseren
perifere membraaneiwitten
los gehecht aan binnen- of buitenzijde van een membraan
integrale membraaneiwitten
op een of andere manier vastgebonden in de lipiden dubbellaag
structuur van membraan -> beweeglijkheid?
membraan heeft een 2D vloeibare structuur dus eiwitten kunnen vrij bewegen + interacties met elkaar aangaan
glycocalyx
= koolhydraatlaag die de buitenkant van het plasmamembraan bedekt
glycocalyx bestaat uit
- koolhydraten geassocieerd met lipiden (=glycolipiden) en eiwitten (glycoproteïnen en proteoglycanen)
functie van koolhydraatlaag?
cel beschermen tegen mechanische beschadiging:
-> oligosacchariden en polysacchariden absorberen water = vormen een visceuze laag op de buitenkant van de cellen
kanalen
- obv grootte en elektrische lading
= wanneer een kanaal open is, kan elke molecule die klein genoeg is en de juiste lading heeft passeren
carriers
enkel die moleculen en ionen doorlaten die aan de specifieke bindingsplaatsen in de transporter kunnen hechten -> selectief
passief transport
passage van moleculen overheen de membraan vereist geen energie
actief transport
wanneer moleculen tegen zijn concentratiegradiënt in worden getransporteerd wel nood aan energie
vormen van passief membraantransport
- diffusie
- osmose
- filtratie
- gefaciliteerde diffusie
diffusie
- proces afhankelijk van de concentratiegradiënt van de moleculen
- moleculen bewegen van hoge [ ] naar lage [ ]
- diffusiesnelheid wordt beïnvloed door afstand, grootte vd concentratiegradiënt, grootte vd moleculen en temperatuur
- soms door lipidendubbellaag diffunderen + soms dmv membraantransportkanalen
osmose
- proces waarbij een solvent doorheen een semi-permeabel membraan migreert van lage [ ] naar hoge [ ]
semi-permeabel membraan
laat watermoleculen vrij passeren maar is selectief voor opgeloste stoffen
aquaporines
- sommige cellen hebben een specifiek kanaal
- aquaporines doen watertransport snel verlopen
gel-achtig cytoplasma?
= resistent aan osmotische zwelling
filtratie
de hydrostatische druk duwt water doorheen een membraan
-> opgeloste stoffen worden obv hun grootte al dan niet tegengehouden door de membraan
gefaciliteerde diffusie
stoffen worden getransporteerd over het celmembraan door specifieke carrierproteïnen zonder nood aan energie
-> transport is afhankelijk vd concentratiegradiënt + gebeurt met de concentratiegradiënt mee
-> snelheid kan beïnvloed worden door de aanwezigheid van andere stoffen + wordt beperkt door # beschikbare carrierproteïnen
actief membraantransport tegen concentratiegradiënt in
- essentieel voor de cel om intracellulaire ionenconcentratie te behouden
- om moleculen te importeren die lagere [ ] bezitten dan hun [ ] in het extracellulaire moleculen
ionenpomp?
- gespecialiseerde cellen kunnen I,Cl,Fe transporteren
-> nood aan energie
energie voor ionenpomp?
- hydrolyse van ATP
- gekoppelde pompen, waarbij 1 molecule getransporteerd wordt in de ene richting en uitgewisseld wordt met het transport van een andere molecule in de andere richting
- energie wordt geleverd door licht
Na/K-pomp
- in dierlijke cellen is er de Na/K-pomp die ATP gebruikt voor actief transport
hydrolyse ATP levert energie, bij Na/K-pomp
- conformatieveranderingen die toelaten dat Na in de cel wordt getransporteerd en K naar buiten
- [ ] moet op peil gehouden worden
carrierproteïnen
- uniporters = een molecule in 1 richting
- symporters = 2 verschillende moleculen in 1 richting
- anitporters = de ene molecule in de ene richting, de andere in de andere richting
gespecialiseerde intercellulaire verbindingen
= cellen zijn met elkaar verbonden in weefsels
CAMs
= celadhesiemoleculen
-> cellen hechten zich aan elkaar en/of aan extracellulaire matrix door specifieke eiwitten
-> kunnen onderverdeeld worden in:
- cel-cel adhesiemoleculen
- cel-matrix adhesiemoleculen
cadherines
- belangrijke rol in celadhesie en morfogenese
- grootste groep CAMs bij vertebraten
- meeste zijn single-pass transmembraanproteïnen van 700 - 750 AZ lang
verschillende vormen van cadherines?
- E-cadherines
- N-cadherines
- P-cadherines
- T-cadherines
- VE-cadherines
E-cadherines
= geconcentreerd in de laterale zijde van epitheelcellen -> in stand houden
- 1e cadherine die tot expressie komt tijdens ontwikkeling
N-cadherines
- in neuronen, hart en spierweefsel
- meestal in hechtingsverbindingen en chemische synapsen
P-cadherines
placenta
VE-cadherines
vasculair endotheel
cateninen
= cytoplasmatische domein van cadherines = verbonden met intermediaire filamenten door eiwitten
om cellen aan elkaar te verbinden?
- meeste cadherines vormen dimeren door homofiele verbindingen
- gaan homofiele verbindingen aan met cadherines van de naastliggende cellen
selectines
= familie van C-type lectines
binden van selectines
binden selectief aan specifieke oligosacchariden gebonden aan vetten of eiwitten in de plasmamembraan
functie van selectines
- belangrijk in bloedbaan = binden van witte bloedcellen (leukocyten) aan endotheelcellen
- kans om te migreren uit bloedstroom = diapedese
- rol bij bloedstolling
3 grote klassen van selectines en waar we ze vinden
- L-selectines = leukocyten
- P-selectines = bloedplaatjes
- E-selectines = geactiveerde endotheelcellen
integrines
= heterodimeren
-> gevormd door associatie van alfa- en bèta-subunit de gecodeerd wordne door verschillende genen
desintegrines
wanneer migratie noodzakelijk is -> kan de verbinding verbroken worden
IG superfamilie
leden van de IG superfamilie zijn onafhankelijk van calcium
= hun extracellulaire domein vertoont een segment dat 1 of meerdere gevouwen domeinen bevat die kenmerken zijn voor immunoglobulines
N-CAM
I-CAM
V-CAM
- medieert homofiele en heterofiele interacties
- speelt belangrijke rol in homing proces bij inflammatie
- speelt een rol in de cel-cel interactie van T-lymfocyten en binding van witte bloedcellen aan endotheelcellen
hechtingsverbindingen
= juncties zorgen voor een goede mechanische aanhechting
communicatieverbindingen
= juncties zorgen voor een communicatie via chemische signalen
celverbindingen - structuren onafhankelijk van functies
- macula = ronde of puntvormige verbinding
- zonula = bandvormige structuur
- fascia = onregelmatiger verbreide verbinding
tight junctions opbouw
- eiwitten = claudine en occludine die in banden rond de apex van de cel liggen
buitenbladen van de celmembraan van naastliggende cellen zijn versmolten dus..
-> soort band rond de cel die de apicale en (baso)laterale kanten van de cel van elkaar afsluiten
-> zonula occludens = afsluitende zone
paracellulair transport wordt tegengehouden
= water kan de cellen niet doordringen
waar komen hechtingsverbindingen voor?
in weefsels die blootgesteld staan aan grote mechanische stress
verschillende klassen van hechtingsverbindingen?
- cel-cel verbindingen = zonula adhaerens en macula adhaerens
- cel-extracellulaire matric verbindingen = hemidesmosomen en focale adhesies
zonula adhaerens
- bij epithelen en weefsels
- ligt net onder zonula occludens of tight junctions
- bevat cadherines
- plasmamembranen liggen 15 - 20nm van elkaar
bundel van contractiele actinefilamenten?
-> actine is vastgemaakt aan transmembranaire adhesieproteïnen door set van intracellulaire ankerproteïnen = cateninen, vinculine en alfa-actine
-> geheel = uitgebreid transcellulair netwerk
macula adherens of desmosomen
= drukknoopachtige plaatsen van intercellulair contact
-> trekvast structureel netwerk
-> in meeste epitheliale cellen = desmosomen verbonden met keratinefilamenten
-> in hartspiercellen die cadherines aan intermediaire filamenten hechten, vormen een elektronendichte intracellulaire plaque
hemidesmosomen
- lijken morfologisch op een half desmosoom
- komen voor in epithelen
- dense plaque van ankereiwitten is langs intracellulaire zijde verbonden met keratine-filamenten
gap junction
plaatsen waar 2 celmembranen erg dicht tegen elkaar aanliggen met een ruimte van 2 - 4 nanometer ertussen
gap?
gap is niet leeg = overspannen door uiteinden van identieke transmembranaire eiwitcomplexen die in de plasmamembranen liggen van naastliggende cellen = connexinen
communicatie is mogelijk vanaf?
wanneer connexonen van naast elkaar gelegen cellen recht tegenover elkaar staan, vormen ze een doorlopend kanaal en communicatie is mogelijk
cellen die verbonden zijn via gap junctions zijn..
metabool en elektrisch gekoppeld
voorkomen van gap junctions?
kunnen in geopende of gesloten toestand voorkomen als antwoord op extracellulaire of intracellulaire signalen
microvilli def.
= vrij korte uitsteeksels van de cel die het apicale celoppervlak vergroten
microvilli voorkomen
komen voor op plaatsen waar een groot celoppervlak belangrijk is zoals bij absorptie van voedingsstoffen in het darmepitheel of reabsorberende niertubuli
actinefilamenten in microvilli?
actinefilamenten zitten als stevige bundels in de microvilli doordat villine en fimbrine aan actinefilament en aan het plasmamembraan kunnen binden
spectrine
zal ervoor zorgen dat actine-filament van het terminaal web verbonden zijn met het celmembraan
bijzondere variant van microvilli
= stereocilia -> langer + soms vertakt
cilia
= trilharen
= langgerekte uitstulpingen van het oppervlak van epitheelcellen die helpen om sommige luminale inhoud op een gecoördineerde manier over het oppervlak te bewegen
MT zijn georganiseerd
in axonema
axonemaa
= centrale unit van 2 volledige microtubuli waarrond 9 doubletten van microtubuli georganiseerd zijn die elk een volledige microtubulus en een onvolledige microtubulus bezitten
signaaltransductie
communicatie betekent dat info wordt overgezet van de ene vorm naar de andere vorm
-> omzetting = signaaltransductie
signaaltransductie start..
wanneer een receptor op een doelcel een extracellulair signaal ontvangt en dit omgezet in intracellulaire signaalmoleculen die het gedrag van de cel kunnen aanpassen via intracellulaire signaaltransductiepathways
communicatieproces = 6 stappen
- synthese signaalmoleculen
- vrijstelling signaalmoleculen
- transport naar doelcel
- detectie van signaal door specifieke receptor proteïne
- verandering in celmetabolisme, functie of ontwikkeling getriggerd door signaal
- verwijderen van signaal
contact-afhankelijke communicatie
= cellen zullen fysiek contact met elkaar aangaan
-> moleculen die ingebed zitten in beide plasmamembranen interageren met elkaar
endocriene communicatie
endocriene cellen produceren hormonen die terechtkomen in de bloedbaan, zodat ze naar verschillende plaatsen in het lichaam kunnen worden getransporteerd
paracriene communicatie
autocriene communicatie
stoffen worden uitgescheiden in extracellulair milieu + in de buurt van de cel blijven
= lokale mediatoren
-> autocriene com. is een vorm van paracriene com. waarbij de cel reageert op de stoffen die hij zelf maakt
synaptische communicatie
de vorming van celverbindingen waarmee dircte uitwisseling van kleine moleculen wordt mogelijk gemaakt
3 klassen van receptoren (tranductiemechanisme)
- ionenkanaal-gebonden receptoren
- G-proteïne-gekoppelde receptoren
- enzym-gekoppelde receptoren
ionenkanaal-gebonden receptoren
= veranderen van permeabiliteit van plasmamembraan voor bepaalde ionen
G-proteïne-gekoppelde receptoren
= activeren het membraan-gebonden, trimere GTP-bindende proteïnen -> activeren enzymen of ionenkanalen waarbij ze een intracellulaire signaalcascade op gang zetten
enzym-gekoppelde receptoren
= werken als enzymen of associëren met enzymen in de cel -> wanneer ze geactiveerd worden, kunnen deze enzymen verschillende intracellulaire signaalpathways activeren
