HOME: VERDEC

Water:



waterstofbruggen

polair

ijs lichter dan water

grote cohesie

expandeert bij bevriezing

sterke structurele fluctuaties

goed oplosmiddel voor hydrofiele (polaire) stoffen

(stof die zowel hydrofiele als hydrofobe delen bezit: amfiel)

hoge dielectrische constante (verhouding tussen de capaciteit van het medium tussen twee condensatorplaten en de capaciteit in vacuum: een maat voor polariteit)

hydrateerd (gaat om polaire deeltjes zitten)

hydrateerd kationen beter dan anionen, omdat er meer watermoleculen rond een kation kunnen zitten

De H+ wisselt razendsnel van plaats binnen een water netwerk (water wire)

(structural makers: ionen die graag gehydrateerd willen worden)

(structural breakers: ionen die niet graag gehydrateerd willen worden)

vetten vormen laagjes in water met hun kop naar het water en met hun staart naar de lucht of naar andere staarten

eiwitten vouwen in water

proton mobiliteit in ijs is veel groter dan in water

om cellen zit een laagje gestructureerd water (soft ice) dat protonen goed geleid en daar omheen zit een minder gestructureerd laagje dat als isolator dient

verdampt langzaam

veel energie nodig om waterstofbruggen te doorbreken

sterke adhesie

sterke oppervlaktespanning en capilariteit

dissocieert in geringe mate

zuiver water heeft een pH van 7





Biomembranen:



grenzen de verschillende compartimenten van elkaar af

selectief permeabel voor ionen en moleculen

controleren de informatieoverdracht of signaal-transducties tussen de cel en zijn omgeving

huisvesten van fotosynthese en celademhaling

twee lipide laagjes met eiwitten er door heen, af en toe koolhydraten

amfiel karakter

asymetrisch

dynamisch van karakter (bewegelijk)

laterale (over het membraan heen, komt heel vaak voor) en transversale beweging (door het membraan heen, komt zelden voor)

cytoskelet geeft stevigheid aan het membraan, staat in contact met de membraan-eiwitten

membraanlipiden: een of twee vetzuurketens en een gefosforyleerde choline-, aminoalcohol- of suiker groep

ketenlengte lipide beinvloed de dikte van de monolaag en de ruimte die het molecuul nodig heeft

de verzadigingsgraad word beinvloed door aantal dubbele bindingen (eveneens de vloeibaarheid)

lipiden met een dubbele binding in de staart: onverzadigd. Zonder zijn ze verzadigd

detergentia zijn enkelstaartige lipiden

cholesterol gaat tussen de lipide moleculen zitten en vult daardoor de ruimt (alleen als er onverzadigde lipiden zijn)

micellen zijn bolletjes lipiden, enkele laag met de staarten naar elkaar toe

liposomen: dubbele laag lipiden, staarten naar elkaar toe

liposomen worden gebruikt om medicijnen de cel binnen te brengen (na de fusie komt de stof naar binnen)

in het membraan komen verschillende vormen van Van der Waals enveloppen voor. Nodig voor transport en aanpassing aan structurele eisen

lipide polymorfisme door: hoeveelheid water, temperatuur (daling-pseudokristallijne gel-structuur, stijging-vloeibaar-kristallijne structuur)

leaflet: een van de twee lagen lipiden

de saccharide ketens op sommige eiwitten zijn een soort van antenne

de interacties tussen lipiden en eiwitten: electrostatische interacties, waterstofbruggen, Van der Waals interacties, hydrofobe interacties

veel zwakke bindingen in de biologische structuren zijn samen sterker dan een paar sterke bindingen

membranen zijn grotendeels hydrofoob

hydrofobe nonpolaire aminozuren: alanine, valine, leucine, isoleucine, proline, phenylanaline, tryptophan, methionine, cysteine, glycine

hydrofobe polaire aminozuren: asparagine, glutamine, serine, threonine, tyrosine

voornamelijk positieve aminozuren: lysinem arginine, histidine

voornamelijk negatieve aminozuren: aspartaat, glutamaat

hydropathy index: voot fr individuele aminozuren berekenen hoeveel vrije energie nodig is om deze vanuit de hydrofobe membraan-interieur naar water te brengen. Je kan hiervan een plot maken. Als de gegevens boven de gemiddelde waarde komen, dan heb je te maken met een trans-membraan eiwit

de dynamiek van eiwitten kan je bepalen door: twee cellen met gemarkeerde eiwitten te laten fuseren en kijken hoe snel ze vermengen, of door een deel van de eiwitten weg te branden met een laser en daarna te kijken hoe snel het oppervlak zich hersteld.

Cytoskelet: bestaat uit microfilamenten (opg uit actin), intermediaire filamenten, microtubuli. Functie: het verstevigen van het membraan en transport.





Translocatieprocessen



twee typen transport: passief (tot de concentratie aan beide kanten gelijk is) en actief (tegen de gradient in door ATP of door membraanpotentiaal)

faciliated diffusion: door een transport-eiwit. Kan geremd worden door een competatieve remmer die op de plaats van het substraat gaat zitten of door een non-copetatieve remmer of irreversiebele die aan het enzym binden maar niet getransporteerd kunnen worden. Fd vindt alleen plaats als er een gradient verschil is in beide compartimenten.

A tegen B overdragen: antiport, A en B overdragen: symport, A overdragen: uniport.

Planten cellen zijn vaak verbonden door plasmodesmata (soort porien)

de kanalen in het celmembraan kunnen vaak open of gesloten worden.

Ionofore antibiotica kunnen een kanaal vormen in het celmembraan, waardoor er een te grote doorstroom van ionen plaatsvind. Twee typen: kanaal-vormende antibiotica en carrier-antibiotica (die omflippen)

Gramicidine: een gevaarlijk kanaal vormend polypeptide dat een te grote doorstroom van monovalente kationen kan veroorzaken

Valinomycine: carrier-ionofoor specifiek voor K+. Werkt als een shuttle die de K+ van de ene naar de andere kant voert.

Nonactine: ook voorkeur K+. Idem voorgaande.

Nigericine: wisselt K+ uit tegen H+

Monensin: wisselt Na+ uit tegen H+



Na+-K+-ATPase: gebruikt ATP door een P af te splitsen zodat er transport kan plaatsvinden tegen de ion gradient in. Wisselt 3Na+ uit tegen 2K+. Geremd door hart-glycosiden, ze blokkeren het loslaten van de Na+.

Ca2+-ATPase: Ca2+ dient als signaal stof die processen op gang zet. Houdt de ca concentratie laag. Ca2+-ATPase wordt gereguleerd door calmodulin (EF hand) maakt actiever.

Na+-Ca2+-exchanger: wisselt 3Na+ uit tegen 1Ca2+

H+-K+-ATPase: electroneutrale antiporter. H+ naar de maag, K+ naar binnen. Geactiveerd door histamine, geremd door cimetidine

Een iongradient kan door een ander systeem herbruikt worden. Ook kan een potentiaalverschil worden gebruikt.

Na+-glucose-symportsysteem: Na+ bindt aan transport-eiwit, dan bindt glucose, dan roteerd, laat Na+ en glucose los enz.

Varianten zijn: H+-lactose symport en Na+-aminozuur symport.

Als de stof tijdens het transport word gemodificeerd, dan is er geen sprake meer van een verschillende concentratiegradient. Bovendien kan de stof zo veranderen dat hij de cel niet meer uit kan. Voorbeeld hiervan: fosfotransferase systeem: glucose naar binnen, kanaal gaat aan de andere kant open en glucose bindt aan P, door PEP (zoiets als ATP) ontstaat er weer een P aan hettransport-eiwit.

Adenine-nucleotide translocator: wisselt ATP tegen ADP uit (hierdoor ontstaat een potentiaal verschil). Gebeurt alleen als buiten + en binnen -. ADP van buiten naar binnen en ATP van binnen naar buiten. Kan door structuurverandering van transport-systeem.

Glycoproteinen dienen voor de opruiming van ongewenste stoffen. Hierdoor weerstand tegen medicijnen. Fungeert ook als Cl- transporter.



Bioelectriciteit



twee typen kanalen: voltage-geactiveerde ionkanalen en neurotransmitter (agonist/ligand)-geactiveerde ionkanalen.

Neuron: soma, dendrieten, axon, cellen van Schwann/oligodendrocyten en synapse

Actiepotentiaal ontstaat op de actiepotentiaalheuvel en gaat daarna door de axon naar de synapse

In de synapse afgifte van neurotransmitter

Meeste neuronen meerdere dendrieten die de synaptische input kunnen ontvangen

ruspotentiaal: wanneer de cel in rust is

depolarisatie: minder negatief. Hyperpolarisatie: negatiever

de membraanpotentiaal vormt een tegengestelde kracht aan de diffusiekracht; de K+ ionen die als gevolg van de concentratie gradient de cel zullen verlaten, ontmoeten een tegengestelde electrische kracht die de uitstroom van K+ ionen zal beperken.

De potentiaal waarbij een evenwicht optreedt: evenwichtspotentiaal (-75 mV)

drijvende kracht: verschil in tussen de diffusiekracht en de elektrische kracht

Bij -50 mV zal K+ cel uitgaan, bij -120mV de cel in

Vdf=Veq-Vm (drijvende kracht=evenwichtspotentiaal - membraanpotentiaal)

permeabiliteit: aantal openstaande ionkanalen (G)

I=G(Veq-Vm)

de permeabiliteit is normaal groter voor K+ dan voor Na+

Ionkanalen openen en sluiten random, maar de omstandigheden bepalen de duur van het openstaan

Voltage-geactiveerde ionkanalen openen bij depolarisatie en sluiten bij hyperpolarisatie

Aanhoudende depolarisatie kan ook inactievatie veroorzaken.

Blockers voor voltage-geactiveerde ionkanalen: TTX (voor v.a.-Na+ kanaal), conotoxinen (voor v.a.-Ca2+ kanalen) 4-AP (voor v.a.-K+ kanalen)

Membraan kan een lading opslaan en gedraagt zich als een condensator.

I/C=dV/dt

lnV=-(1/RC)dt

Bij actiepotentiaal Na+ de cel in, waardoor depolarisatie. De activatie van voltage afhankelijke K+ kanalen zorgt weer voor hyperpolarisatie. Dit gebeurt echter veel trager dan activatie van de voltage afhankelijke Na+ kanalen

Cellen die aktiepotentialen kunnengenereren: excitabel

Er is een bepaalde depolarisatie nodig voor het ontstaan van een actiepotentiaal

Calcium kan de vorm van een actiepotentiaal veranderen.

Myelinisering zorgt voor een betere verplaatsing van de actiepotentiaal

In voltage afhankelijke ionkanalen zorgt een voltageverschil voor een verandering van de conformatie binnen het kanaal, waardoor het permeabel wordt. Inactivatie treedt op als een deel van het kanaal (een soort van bolletje) de doorgang verspert.

Calcium regelt de fusie van de blaasjes met neurotransmitter stof met het celmembraan

Er bestaan Low Voltage Activated en High Voltage Activated kanalen die bij -60mV en -30 mV open gaan

De delayed rectifyer K+ kanalen gaan open bij voltages boven de 0 mV en vertonen geen inactivatie alleen de-activatie



Neurochemische Transmissie



Presynaptische terinal

postsynaptisch membraan (deel van de target cel)

neurotransmitter activeert postsynaptische receptoren die verankerd zijn aan het subsynaptische web

In de presynaptische terminal zitten blaasjes (vesicles) die de neurotransmitter bevatten en kunnen fuseren met het postsynaptisch membraan

De neurotransmitter activeert de ionkanalen in de postsynaptische kant en die laten ionen door

Een aantal neuronen geeft ook neuron-eiwitten af die ook als neurotransmitter kunnen dienen.

Receptoren die geactiveerd worden door neurotransmitter en zelf ook een kanaal vormen heten ligand- geactiveerde kanalen

Metatrobe receptoren vormen niet zelf een kanaal, maar activeren wel door een ingewikkeld proces andere kanalen

Hyperpolariserende synaptische responsen worden inhibitoir genoemd



Nicotine acetylcholine-receptor (musculaire receptor geactiveerd door acetylcholine) (nACh) is doorlaatbaar voor monovalente kationen (RMP van -60 tot -80 mV)

AMPA-receptor (in CNS glutamaat receptor geactiveerd door glutamaat/ AMPA) doorlaatbaar voor monovalente kationen

NMDA-receptor (in CNS glutamaat receptor geactiveerd door glutamaat/ NMDA) doorlaatbaar voor mono en bivalente kationen, maar voltage afhankelijk door een magnesium-blok dat pas bij -40mV er af gaat

GABAa receptor (in CNS geactiveerd door GABA) doorlaatbaar voor chloride ionen en zorgt dus voor hyperpolarisatie (inhibitoir kanaal) is een aanknooppunt voor verscheidene barbituraten (slaapmiddelen)

5-HT3 receptor (geactiveerd door serotine) doorlaatbaar voor monovalente kationen

glycine-receptoren (in CNS geactiveerd door glycine) doorlaatbaar voor chloride ionen

ATP-geactiveerde receptoren doorlaatbaar voor monovalente kationen

Neuromusculaire synapsen kunnen meerdere vesicles tegelijkertijd afgeven. Een actiepotentiaal in de presynaptische cel leidt zo goed als altijd tot een bovendrempelige postsynaptische respons bij de musculaire synapsen

EPP-eindplaat potentiaa (bij spiersynapsen) de miniatuurvorm hiervan zijn de MEPP's die ontstaan door afgifte van een vesicle

In het CNS (central neural system) word er per actiepotentiaal maar een vesicle afgegeven.Om toch een grote kans te krijgen om de impuls door te sturen, worden er een paar synapsen tegelijkertijd (of vlak achter elkaar) geactiveerd, waardoor er versterking van het signaal optreed, waardoor er weer een actiepotentiaal ontstaat.

Als het signaal door het afleggen van een lange afstand wordt verzwakt, dan kunnen er onderweg voltage afhankelijke kanalen geopend worden die weer voor versterking zorgen

Neuropeptiden kunnen worden gereguleerd (inhibitoir) door enkephalinen die het afgifteproces beïnvloeden. Versterking door acetylcholine.

Neurotransmitter-transporters zorgen er voor dat de neurotransmitter nadat hij de kanalen heeft geactiveerd weg wordt heropgenomen.

Calcium kan in het postsynaptische membraan de kanalen beinvloeden.

In de ligand-geactiveerde ionkanalen zitten M2 domeinen waar die geknikt zijn en leucine huisvesten die een hydrofobe barriere vormt. Door rotatie kunnen de ionen wel weer doorstromen

Gap junctions zijn verbindingen tussen neuronen (in het CNS). Het zijn ionkanalen die voor directe comunicatie tussen de neuronen moeten zorgen.



Bioenergetica

.

(...)