Hoorcollege 1
6 maart 2023 – module 3
H11, H12, H13, H15
- Functies van ionenkanalen
- Lokalisatie van eiwitten in membraan
- Transport vesicles
Transport van ionen en metabolieten over membranen en elektrische eigenschappen membraan
Transporter = transporteren iets over het membraan
Kanalen = open gaten in membraan, die soms gereguleerd worden
Exchange eiwit = Na en K uitwisselen (alleen zoogdieren)
Ion concentratie binnen en buiten de cel verschilt:
Na+/Cl- ionen in de cel → weinig
Na+/Cl- ionen buiten de cel → veel
K+ ionen in de cel → veel
K+ ionen in de cel → weinig
Iets wat hydrofoob is kan door de lipide bilayer, hormonen ook.
Je hebt synthetische lipid bilayer en biologisch (uit cel), deze heeft grotere
permeabiliteit heeft voor ionen en water
Transporter eiwit kan opgeloste stof transporteren in
membraan. Kanaal is anders want het is permeabel
Transport → diffusie, passief en actief transport
Elektrochemische gradiënt → remt transport, begint transport
Komt door een ladingsverschil van ionen en dit kan ook als
energiebron dienen (drijvende kracht van transport)
, TRANSPORTER
Je hebt passief transport en actief transport
Als er een hoge conc is van een stof aan de ene kant dan is het
makkelijk naar de lage conc te diffunderen
Voor actief transport is energie nodig (tegen de conc in)
Actief transport:
1. ion gekoppeld transport = er is een gradiënt verschil en er
gaat 1 molecuul mee en de rest gaat tegen gradiënt in
Uniport = transport molecuul gaat er doorheen
Symport = transport molecuul + co-transport ion samen
Antiport = co-transport eruit en transport molecuul erin
2. ATP gedreven transport
3. licht gedreven transport
NA/K POMP
Transporter Na naar binnen een K naar buiten
Na gradiënt is nodig om glucose transport de cel mogelijk te
maken. Deze transporter noem je symporter. Zodra natrium
bindt kan glucose ook naar binnen. In de toekomst moeten die
Na weer naar buiten. Dit kost energie want voor iedere Na had
je 3 ATP nodig
IONKANALEN
Alleen het ion wat kan binden aan het kanaal kan erdoorheen
→ Selectiviteit
1. voltage gated
2. ligand-gated (buitenkant)
3. ligand-gated (binnenkant)
4. mechanically gated
In een gewoon neuron zit het vol met ionenkanalen
ACTIEPOTENTIAAL
Na gaat tegen de gradiënt in naar buiten
K gaat tegen de gradiënt in naar binnen
→ K lekt altijd langzaam de cel uit (hoog binnen, laag
buiten). Actief transport naar binnen van K herstelt balans
Netto positieve lading aan de buitenkant van de cel
Rust membraan potentiaal = meer kalium in de cel dan
buiten (negatief)
,Er zit ook heel veel Cl buiten dus hoe komt het dat de buitenkant positiever is dan binnenkant?
De negatief geladen moleculen is het cytoplasma zorgen ervoor dat Cl
wordt uitgebalanceerd (A-)
Buiten → veel Cl-, minder K+ en veel Na+ (+)
Binnen → veel A- en veel K+ en minder Na+ (-)
De Nerst vergelijking hangt af van conc ionen aan beiden kanten
→ Potentiaal over membraan berekenen
Neuronen zijn elektrisch stimuleer baar (exciteer baar)
Neuronen hebben een negatieve rustpotentiaal over celmembraan
Neuronen:
Na/K kanalen kunnen ook door elektrische stimuli open/dicht gaan
Als er een actiepotentiaal komt gaat het kanaal open en komt natrium de cel in
→ Verandering van membraan potentiaal
Degene die reageren op membraan potentiaal = natrium kanaal
Wanneer de potentiaal veranderd en de buitenkant meer – wordt, gaat het kanaal open →
Depolarisatie = wanneer de buitenkant van + naar – gaat en de binnenkant van – naar +
Natrium pomp heeft 3 stadia:
1. dicht
2. inactiveert
3. open
, Actiepotentiaal:
1. rustpotentiaal van -60mV en kalium lekt naar buiten, Na/K pomp
herstelt balans
2. wanneer er een membraan potentiaal aankomt, enkele Na
kanalen worden geactiveerd (Na naar binnen)
3. depolarisatie = boven -55mV worden alle natrium kanalen
opengezet, bereikt een piek
4. re-polarisatie = Na kanalen inactieve fase en K kanalen geactiveerd
(K naar buiten, meer – want + weg), bereikt bodem
5. hyperpolarisatie = wanneer de polarisatie terug naar -70mV gaat
6. Na/K pomp herstelt balans → rustpotentiaal
De actiepotentiaal verplaatst in 1 richting door
opeenvolgende activatie van natrium kanalen
en de de-activatie van deze kanalen. Als je 1
natrium kanaal activeert, dan wordt de vorige
geïnactiveerd.
Refractaire periode = bij -70mV,
Snelle sprongsgewijze actiepotentiaal beweging door myeline axonen. De actiepotentiaal negeert grote
delen van de axon. De ion kanalen zitten in knopen van Ranvier. Het actiepotentiaal zit in ion kanaal.
Als myeline niet on orde is → het signaal gaat niet goed bijv bij multiple sclerosis
(Myeline wordt langzaam afgebroken)
Actief transport van kanalen:
Optogenetica = kunstmatig stimuleren/inactiveren van neuronen. Licht-afhankelijke activatie van ion
kanalen voor signaal (natrium/chloride kanalen). Meestal doen neurotransmitters dit maar nu licht
Verschillende ion kanalen hebben overeenkomstige porievormende subunit topografie in de membraan
De aminozuurvolgorde bepaalt op er een natrium doorheen kan, of een calcium
Bij kanaalafwijking zorgt dit voor ziektes
Patch-clamp techniek = met een glazen pipet de stroom door een klein gedeelte van het membraan meten
Je zet pipet op een kanaal en meet de hoeveelheid ionen
Doorgeven van signaal:
Een axon eindigt ook op een cel (spier), klieren
1. actiepotentiaal komt in de presynaptische cel aan en de calcium kanalen worden geactiveerd.
2. Calcium wat naar binnen gaat fuseren met blaasjes met neurotransmitters.
3. Deze fuseren met het membraan en de neurotransmitters komen in de intracellulaire ruimte terecht
→ Post-synaptische cel (kunnen excitatoir of inhibitoir zijn voor minder hoge signaal)
4. daar beïnvloeden de neurotransmitters de receptoren (nieuwe actiepotentiaal maken)
5. natrium gaat de post-synaptische synaps in en hierdoor depolarisatie van synaps
6. Ca+ kanalen gaan open in post-synaptische synaps en de spier trekt samen/ myosine
6 maart 2023 – module 3
H11, H12, H13, H15
- Functies van ionenkanalen
- Lokalisatie van eiwitten in membraan
- Transport vesicles
Transport van ionen en metabolieten over membranen en elektrische eigenschappen membraan
Transporter = transporteren iets over het membraan
Kanalen = open gaten in membraan, die soms gereguleerd worden
Exchange eiwit = Na en K uitwisselen (alleen zoogdieren)
Ion concentratie binnen en buiten de cel verschilt:
Na+/Cl- ionen in de cel → weinig
Na+/Cl- ionen buiten de cel → veel
K+ ionen in de cel → veel
K+ ionen in de cel → weinig
Iets wat hydrofoob is kan door de lipide bilayer, hormonen ook.
Je hebt synthetische lipid bilayer en biologisch (uit cel), deze heeft grotere
permeabiliteit heeft voor ionen en water
Transporter eiwit kan opgeloste stof transporteren in
membraan. Kanaal is anders want het is permeabel
Transport → diffusie, passief en actief transport
Elektrochemische gradiënt → remt transport, begint transport
Komt door een ladingsverschil van ionen en dit kan ook als
energiebron dienen (drijvende kracht van transport)
, TRANSPORTER
Je hebt passief transport en actief transport
Als er een hoge conc is van een stof aan de ene kant dan is het
makkelijk naar de lage conc te diffunderen
Voor actief transport is energie nodig (tegen de conc in)
Actief transport:
1. ion gekoppeld transport = er is een gradiënt verschil en er
gaat 1 molecuul mee en de rest gaat tegen gradiënt in
Uniport = transport molecuul gaat er doorheen
Symport = transport molecuul + co-transport ion samen
Antiport = co-transport eruit en transport molecuul erin
2. ATP gedreven transport
3. licht gedreven transport
NA/K POMP
Transporter Na naar binnen een K naar buiten
Na gradiënt is nodig om glucose transport de cel mogelijk te
maken. Deze transporter noem je symporter. Zodra natrium
bindt kan glucose ook naar binnen. In de toekomst moeten die
Na weer naar buiten. Dit kost energie want voor iedere Na had
je 3 ATP nodig
IONKANALEN
Alleen het ion wat kan binden aan het kanaal kan erdoorheen
→ Selectiviteit
1. voltage gated
2. ligand-gated (buitenkant)
3. ligand-gated (binnenkant)
4. mechanically gated
In een gewoon neuron zit het vol met ionenkanalen
ACTIEPOTENTIAAL
Na gaat tegen de gradiënt in naar buiten
K gaat tegen de gradiënt in naar binnen
→ K lekt altijd langzaam de cel uit (hoog binnen, laag
buiten). Actief transport naar binnen van K herstelt balans
Netto positieve lading aan de buitenkant van de cel
Rust membraan potentiaal = meer kalium in de cel dan
buiten (negatief)
,Er zit ook heel veel Cl buiten dus hoe komt het dat de buitenkant positiever is dan binnenkant?
De negatief geladen moleculen is het cytoplasma zorgen ervoor dat Cl
wordt uitgebalanceerd (A-)
Buiten → veel Cl-, minder K+ en veel Na+ (+)
Binnen → veel A- en veel K+ en minder Na+ (-)
De Nerst vergelijking hangt af van conc ionen aan beiden kanten
→ Potentiaal over membraan berekenen
Neuronen zijn elektrisch stimuleer baar (exciteer baar)
Neuronen hebben een negatieve rustpotentiaal over celmembraan
Neuronen:
Na/K kanalen kunnen ook door elektrische stimuli open/dicht gaan
Als er een actiepotentiaal komt gaat het kanaal open en komt natrium de cel in
→ Verandering van membraan potentiaal
Degene die reageren op membraan potentiaal = natrium kanaal
Wanneer de potentiaal veranderd en de buitenkant meer – wordt, gaat het kanaal open →
Depolarisatie = wanneer de buitenkant van + naar – gaat en de binnenkant van – naar +
Natrium pomp heeft 3 stadia:
1. dicht
2. inactiveert
3. open
, Actiepotentiaal:
1. rustpotentiaal van -60mV en kalium lekt naar buiten, Na/K pomp
herstelt balans
2. wanneer er een membraan potentiaal aankomt, enkele Na
kanalen worden geactiveerd (Na naar binnen)
3. depolarisatie = boven -55mV worden alle natrium kanalen
opengezet, bereikt een piek
4. re-polarisatie = Na kanalen inactieve fase en K kanalen geactiveerd
(K naar buiten, meer – want + weg), bereikt bodem
5. hyperpolarisatie = wanneer de polarisatie terug naar -70mV gaat
6. Na/K pomp herstelt balans → rustpotentiaal
De actiepotentiaal verplaatst in 1 richting door
opeenvolgende activatie van natrium kanalen
en de de-activatie van deze kanalen. Als je 1
natrium kanaal activeert, dan wordt de vorige
geïnactiveerd.
Refractaire periode = bij -70mV,
Snelle sprongsgewijze actiepotentiaal beweging door myeline axonen. De actiepotentiaal negeert grote
delen van de axon. De ion kanalen zitten in knopen van Ranvier. Het actiepotentiaal zit in ion kanaal.
Als myeline niet on orde is → het signaal gaat niet goed bijv bij multiple sclerosis
(Myeline wordt langzaam afgebroken)
Actief transport van kanalen:
Optogenetica = kunstmatig stimuleren/inactiveren van neuronen. Licht-afhankelijke activatie van ion
kanalen voor signaal (natrium/chloride kanalen). Meestal doen neurotransmitters dit maar nu licht
Verschillende ion kanalen hebben overeenkomstige porievormende subunit topografie in de membraan
De aminozuurvolgorde bepaalt op er een natrium doorheen kan, of een calcium
Bij kanaalafwijking zorgt dit voor ziektes
Patch-clamp techniek = met een glazen pipet de stroom door een klein gedeelte van het membraan meten
Je zet pipet op een kanaal en meet de hoeveelheid ionen
Doorgeven van signaal:
Een axon eindigt ook op een cel (spier), klieren
1. actiepotentiaal komt in de presynaptische cel aan en de calcium kanalen worden geactiveerd.
2. Calcium wat naar binnen gaat fuseren met blaasjes met neurotransmitters.
3. Deze fuseren met het membraan en de neurotransmitters komen in de intracellulaire ruimte terecht
→ Post-synaptische cel (kunnen excitatoir of inhibitoir zijn voor minder hoge signaal)
4. daar beïnvloeden de neurotransmitters de receptoren (nieuwe actiepotentiaal maken)
5. natrium gaat de post-synaptische synaps in en hierdoor depolarisatie van synaps
6. Ca+ kanalen gaan open in post-synaptische synaps en de spier trekt samen/ myosine
