Solukalvon tehtävät. Solukalvo. Solunsisäiset kalvot. Solukalvon kerrokset. Dawson-Danielli-malli. Solukalvon kerrostuminen

Samankaltaiset tiedostot
Solukalvon kerrokset. Solukalvo. Solukalvon kerrostuminen. Solukalvon tehtävät. Solunsisäiset kalvot. Dawson-Danielli-malli

Proteiinit eli valkuaisaineet. Makromolekyylit. Valkuaisaineet 2

Hermosolu 3. Hermosolu. Hermosolu 1. Hermosolun rakenne 1. Hermosolu 2. Hermosolun rakenne 2

Solujen viestintä. Diffuusio 1. Diffuusio 2. Kuljetusmekanismit solukalvon läpi

Diffuusio 2. Solujen viestintä. Diffuusio 3. Diffuusio 1. Diffuusio 4. Kuljetusmekanismit solukalvon läpi

Hermosolu 1. Hermosolu 2. Hermosolu 3. Hermosolun rakenne 1. Hermosolun rakenne 2. Hermosolu

HERMOSTON FYSIOLOGIA I

Neuronin Fysiologia. Lepojännite ja aktiopotentiaali

Neuronifysiologia 2. Jänniteherkät ionikanavat

Solun Kalvot. Kalvot muodostuvat spontaanisti. Biologiset kalvot koostuvat tuhansista erilaisista molekyyleistä

Ma > GENERAL PRINCIPLES OF CELL SIGNALING

Käsitteitä. Hormones and the Endocrine System Hormonit ja sisäeritejärjestelmä. Sisäeriterauhanen

PROTEIINIEN MUOKKAUS JA KULJETUS

Hermosolu tiedonkäsittelyn perusyksikkönä. Muonion lukio Noora Lindgrén

Hermoimpulssi eli aktiopotentiaali

SOLUBIOLOGIAN LUENTORUNKO (syksy 2013) Seppo Saarela ;

2.1 Solun rakenne - Lisämateriaalit

Reseptoripotentiaalista (RP) aktiopotentiaaliin

Sytosoli eli solulima. Inkluusiot. Sytosoli. Solunsisäiset rakenteet, kalvostot ja proteiinien lajittelu

Tuma - nucleus. Tumahuokonen nuclear pore samanlaisia kasveilla ja eläimillä. Tuman rakenne. Solubiologian luennot 2003, kasvitiede

Kurssiin sisältyvät kappaleet kirjasta Tortora et al. (Microbiology) ja Alberts et al. (Essential Cell Biology), 1/2

Kemiallisen reaktion reaktiodiagrammi

Soluhengitys + ATP-synteesi = Oksidatiivinen fosforylaatio Tuomas Haltia Elämälle (solulle) välttämättömiä asioita ovat:

Lääketiede Valintakoeanalyysi 2015 Fysiikka. FM Pirjo Haikonen

Sytosoli eli solulima. Sytosoli. Solunsisäiset rakenteet, kalvostot ja proteiinien lajittelu (Chapter 12 Alberts et al.)

-1- Ota henkilötodistus mukaasi jättäessäsi vastauspaperin. Kysymyksiin voi vastata suomeksi, ruotsiksi tai englanniksi.

Johdatus biofysiikkaan

Neuropeptidit, opiaatit ja niihin liittyvät mekanismit. Pertti Panula Biolääketieteen laitos 2013

BIO-201 Molekyylit ja solut

The Plant Cell / ER, diktyosomi ja vakuoli

Oksidatiivinen fosforylaatio = ATP:n tuotto NADH:lta ja FADH2:lta hapelle tapahtuvan elektroninsiirron ja ATP-syntaasin avulla

Solubiologian ja biokemian perusteet (4 op) ) Solun rakenne. Campbell & Reed: Biology, 9th ed., Chapter 6, A Tour of the Cell

Postsynaptiset tapahtumat Erityyppiset hermovälittäjät

Vastaa lyhyesti selkeällä käsialalla. Vain vastausruudun sisällä olevat tekstit, kuvat jne huomioidaan

Henkilötunnus - Biokemian/bioteknologian valintakoe. Sukunimi Etunimet Tehtävä 1 Pisteet / 20

Oulun yliopiston biokemian koulutusohjelman valintakoe

Neuronin fysiologia 3. Ionikanavat Ligandi aktivoidut

Ota henkilötodistus mukaasi jättäessäsi vastauspaperin. Kysymyksiin voi vastata suomeksi, ruotsiksi tai englanniksi.

Solun perusrakenne I Solun perusrakenne. BI2 I Solun perusrakenne 3. Solujen kemiallinen rakenne

Luennon 5 oppimistavoitteet. Soluseinän biosynteesi. Puu Puun rakenne ja kemia. Solun organelleja. Elävä kasvisolu

Essential Cell Biology

Laskuharjoitus 3 palautus mennessä. Entsyymillä on seuraavanlainen reaktiomekanismi (katso oheista kuvaa):

8. Chemical Forces and self-assembly

Etunimi: Henkilötunnus:

Ravintoaineiden Digestio ja Imeytyminen

Ribosomit 1. Ribosomit 2. Ribosomit 3

Ravintoaineiden Digestio ja Imeytyminen. RuoRa 2013 Pentti Somerharju

BI4 IHMISEN BIOLOGIA

Solun kemiallinen peruskoostumus eläinsolu. Solun kemia. Solun kemiallinen peruskoostumus bakteerisolu. Vesi 1

Solun kalvorakenteet ja niiden välinen kuljetus

Hermosolu 1. Hermosolu. Hermosolu 2. Hermosolu 3

Kolesterolin esiintyminen ihmisen hermostollisissa syöpäsoluissa

Ota henkilötodistus mukaasi jättäessäsi vastauspaperin. Kysymyksiin vastataan suomeksi.

A - soveltaminen B - ymmärtäminen C - tietäminen 1 - ehdottomasti osattava 2 - osattava hyvin 3 - erityisosaaminen

Essential Cell Biology

The Plant Cell / Sytoskeleton

Matkapuhelimesta imeytyy kudoksiin paikallisesti lämpötehoa

Erilaisia soluja. Siittiösolu on ihmisen pienimpiä soluja. Tohvelieläin koostuu vain yhdestä solusta. Veren punasoluja

Aineenvaihdunta: Ruuansulatus

Anatomia ja fysiologia 1 Peruselintoiminnat

Ota henkilötodistus mukaasi jättäessäsi vastauspaperin. Kysymyksiin vastataan suomeksi.

kivunhoito.info Kivun kliininen fysiologia

Poikkijuovainen lihassolu 1. Erilaistuneita soluja. Lihassolu. Poikkijuovainen lihassolu 2. Lihaskudokset. Poikkijuovainen lihassolu 3

Supporting Information for

Helsingin yliopisto/tampereen yliopisto Henkilötunnus - Molekyylibiotieteet/ Bioteknologia Etunimet Valintakoe Tehtävä 1 Pisteet / 30

Monivalintakysymykset 1, 2, 3, 4, 5 ja 6: Merkitse O, jos väite on oikein; V, jos väite on väärin. Oikea vastaus +1 p, väärä vastaus -1 p, tyhjä 0 p.

Tuma. Tuma 2. Tuma 3. Tuma 1. Hemopoiesis. solun kasvaessa tuma kasvaa DNA:n moninkertaistuminen jättisolut

Veren komponentit -plasmaa vesimäinen neste, joka sisältää liuenneita ja ei-liuenneita aineita, kutenj soluja ja solun osia

Tuki- ja liikuntaelimistö, liikkuminen II

BI4 IHMISEN BIOLOGIA

Yoshinori Ohsumille Syntymäpaikka Fukuoka, Japani 2009 Professori, Tokyo Institute of Technology

Hermosto. Enni Kaltiainen

Anatomia ja fysiologia 1

YMPYROI OIKEAT VAIHTOEHDOT

Oulun yliopiston biokemian koulutusohjelman valintakoe

Johdatus biofysiikkaan Introduction to biophysics

Tunnetut endokannabinoidireseptorit

SOLUJEN RAKENTEET, ERI SOLUTYYPIT

Esim. ihminen koostuu 3,72 x solusta

Tarkastele kuvaa, muistele matematiikan oppejasi, täytä tekstin aukot ja vastaa kysymyksiin.

Solun perusrakenne I Solun perusrakenne. BI2 I Solun perusrakenne 2. Solun perusrakenne

ELÄMÄN MÄÄRITTELEMINEN. LUENTO 1 Kyösti Ryynänen Seutuviikko 2014, Jämsä MITÄ ELÄMÄ ON? EI-ELÄVÄ LUONTO ELÄVÄ LUONTO PAUL DAVIES 26.3.

Luento Entrooppiset voimat Vapaan energian muunoksen hyötysuhde Kahden tilan systeemit

Oulun yliopiston biokemian tutkinto-ohjelman valintakoe

Reseptorit. -G-proteinikytketyt, -Ligandi aktivoidut eli reseptorikanavat

Solu - perusteet. Enni Kaltiainen

Transdermal Drug Delivery. Arto Urtti

Solun tuman rakenne ja toiminta. Pertti Panula Biolääketieteen laitos 2012

Lihaksen Fysiologia. Luurankolihas

Ravintoaineiden Digestio ja Imeytyminen

Biologian perusteet ja ihmisen fysiologia / Panu Moilanen Traffic across membranes. Solukalvo eli membraani

Mikroskooppiset tekniikat käyttökohteesta

Ihmisen endokriiniset rauhaset

ENTSYYMIKATA- LYYSIN PERUSTEET (dos. Tuomas Haltia)

Experimental Identification and Computational Characterization of a Novel. Extracellular Metalloproteinase Produced by Clostridium sordellii

Nesteen sisäinen kitka ja diffuusio

Nimi sosiaaliturvatunnus. Vastaa lyhyesti, selkeällä käsialalla. Vain vastausruudun sisällä olevat tekstit, kuvat jne huomioidaan

Nimi sosiaaliturvatunnus

Lääketieteen ja biotieteiden tiedekunta Sukunimi Bioteknologia tutkinto-ohjelma Etunimet valintakoe pe Tehtävä 1 Pisteet / 15

Transkriptio:

Solukalvon tehtävät Solukalvo Jokaista solua ympäröi solukalvo eli plasmamembraani eli plasmalemma 1. rajaa solun yksilöksi 2. säätelee soluun tulevien ja sieltä poistuvien aineiden määrää 3. ylläpitää solun homeostaasia 4. välittää solunulkoisia (ekstrasellulaarisia) viestejä solunsisäisiin (intrasellulaarisiin) toimintoihin Solukalvo on aktiivinen, valikoiva ja energiaa käyttävä Solunsisäiset kalvot Solukalvon kerrokset 1. jakavat solun sisällön soluorganelleiksi 2. toimivat aktiivisesti 3. ylläpitävät kullekin organellille ominaista homeostaasia 4. ympäröivät mm. tumaa, mitokondrioita, kloroplasteja, lysosomeja, peroksisomeja, endoplasmakalvostoa sekä Golgin laitteen rakkuloita ja levyjä solukalvon paksuus on 0,01 µm Elektronimikroskoopilla solukalvossa erottuu kolme kerrosta 2 nm 3,5 nm 2 nm elektronitiheä, osmiofiilinen kerros Solukalvon kerrostuminen Dawson-Danielli-malli Lipoproteiini asettuu veden pinnalle siten, että hydrofobinen pää on ulospäin Sandwich-mallissa hydrofobiset osat ovat vastakkain, fosfolipidikerros Protein Hydrophilic zone Hydrophobic zone Hydrophilic zone Esitettiin v. 1935, laajasti hyväksyttiin aina vuoteen 1970 saakka sandwich-malli fosfolipidikaksoiskerros kahden proteiinikerroksen välissä perifeeriset proteiinit uivat pinnalla 1

Nestemäinen mosaiikkimalli Kalvoproteiinit ajelehtivat Phospolipid bilayer Nykyisin hyväksytty, yksinkertaistettu malli Proteiinit hajaantuneet ja uponneina nestemäisessä tilassa olevaan fosfolipidikaksoiskerrokseen Integraaliproteiinit lävistävät solukalvon Mouse cell Membrane proteins Human cell 1. Membrane proteins labelled with fluorscent antibodies 2. Hybrid cell produced by virus-induced fusion 3. Proteins begin to mix in a few minutes 4. Proteins completely mixed after 40 minutes Lipidipitoisuuksia solussa Lipidi (%) Plasmamembraani Maksasolu Punasolu Myeliini Mitokondrion kotelo ER Fosfolipidit juoksevia Kolesteroli jäykistää Kolesteroli 17 23 22 3 6 Fosfolipidit 54 60 42 78 67 Glykolipidit 7 3 28 - - Muut 22 13 8 21 27 Solukalvon proteiinit entsyymejä pumppuja reseptoreita kytkeytyneenä soluväliaineeseen antigeenejä Solukalvon epäsymmetria glykolipidejä vain ulkopinnalla fosfolipidit jak. epäsymmetrisesti proteiinien hiilihydraattiosat aina ulospäin - solujen tunnistus - antigeenit - alkionkehitys 2

Fosfolipidit Sfingomyeliini PHOSPHOLIPIDS Phosohatidylcholine (shown) Phosphatidylethanolamine Phosphatidylserine Phosphatidylthreonine Phosphatidylinositol Phosphatidylglycerol Diphosphatidylglycerol (cadiolipin) Sphingomyelin (a sphingolipid) Glykolipidit Sterolit Glycolipids Cerebrosides (galctocerebroside shown) Gangliosides STEROLS Cholesterol (shown) Campesterol Sitosterol Stigmasterol Eläinsolun solukalvon rakenne (yksityiskohtainen) Fibers of te Carbohydrate extracellular matrix(ecm) Glycoprotein Filaments of cytoskeleton Cholesterol Peripheripal protein Integral protein Glycolipid EXTRA- ULAR FLUID Aineiden kulkeutuminen solukalvon läpi läpäisevyys eli permeabiliteetti rasvaliukoiset läpäisevät helposti vesiliukoiset molekyylit tarvitsevat kuljetusmekanism in: 1. kantajaproteiinit siirtävät sokereita ja aminohappoja gradientin suuntaan (ei tarvitse energiaa) 2. ionipumput esim. Na + /K + ATPaasi 3

Diffuusio 1 Ionikanavat Diffusion of one solute Molecules of dye Membrane WATER Diffuusio 2 Diffuusio 3 EQUILIBRIUM Diffuusio 4 Diffuusio 5 Diffusion of two solutes 4

out 3 Na + ATPaasi Diffuusio 6 Aktiiviset kuljetusmekanismit 1 EQUILIBRIUM Facilitated diffusion Aktiiviset kuljetusmekanismit 2 Na + /K + ATPaasi OF Oligosaccharides ATPaasit pumppaavat ioneja niiden konsentraatiogradienttia vastaan kuluu energiaa solukalvo OF Binding site for ATP ATP in 2 K + ADP + P Na-K-ATPaasi 1 Initial state: pump open to inside 3 Na + are taken from inside OF Na + /K + ATPaasi 2 Esim. mahan limakalvo pumppaa H + gradientti 1: 1 000 000 (10 6 ) ph solussa 7, ulkopuolella 1-2 5

Na-K-ATPaasi 3 Na-K-ATPaasi 3 OF ATP phosphorylates α subunits 5. Dephosphorylation triggers conformational change Pump open to outside, ready to start second half of cycle A conformational change following phosphorylation expels 3 Na + to outside 4. Two K + accepted from outside Aktiivinen kuljetusmekanismi Kuljetusmekanismit, yhteenveto Lipofiiliset aineet, esim. melatoniini Na/K-pumpun toiminta konsentraatiogradienttia vastaan Diffusion through lipid bilayer Facilitated diffusion Passive transport Active transport Protonipumppu 1 Protonipumppu 2 EXTRAULAR FLUID Diffusion of H + CYTOPLASM Sucrose 6

Ionikanavat Depolarisaatio ja ionikanavat solukalvoissa kaliumkanavia ja kloridikanavia jos molemmat kiinni: V = 0 mv jos K-kanava auki ja Cl-kanava kiinni: V = -58 mv jos molemmat kanavat auki: V = 0 mv Nernstin kaava: E(mV) = 58 log(c out /C in ) Toiminta hermoimpulssin aikana ennen depolarisaatiota kanavat kiinni, jännite solun sisällä negat. V=-70 mv Na-kanava aukeaa hieman Na + virtaa sisään depolarisaatio Na-kanava sulkeutuu ja K- kanava avautuu K + virtaa ulos depolarisaatio jatkuu potentiaali lepotasolle 70 mv Na- ja K-kanavat kiinni Potassium channel Activation gate PLASMA MEMBRANE 1. Resting state Sodium channel 2. Depolarizing phase 3. Repolarizing phase Inactivation gate 4. Undershoot 7

Aktiopotentiaali 5 Aktiopotentiaali 6 Region of depolarization Inactivated Na + channels Movement of action potential Ionikanavat 2 Patch clamp -tekniikka 1 monet myrkyt sitoutuvat hermon toiminnan kannalta tärkeisiin proteiineihin, kuten: tetrodotoksiini (eristetty japanilaisesta fugukalasta) salpaa Nakanavan yksittäisen ionikanavan toimintaa voidaan tutkia patch clamp tekniikalla, jossa solukalvo imetään mikropipetin sisään Membrane Ion channel Glass pipette Patch clamp -tekniikka 2 Patch clamp -tekniikka 3 8

Miten hermosolut kommunikoivat toistensa kanssa? Miten hermosolut... aktiopotentiaalin kulku aksonia pitkin myelinisoitu hermo sähköinen synapsi Ca-kanava presynaptisella puolella ligandi= molekyyli, joka spesifisesti sitoutuu toiseen molekyyliin neurotransmitteri voi tuottaa ekskitatorisen (Nakanava + neurotransmitteri) tai inhibitorisen (Clkanava + neurotransmtteri) vaikutuksen postsynaptiseen neuroniin yleisin inhibitorinen neurotransmitteri γ aminovoihappo (GABA) neurotransmitterin vapautuminen on riippuvainen ainakin neljästä proteiinista GABA-erginen neuroni GABA or glycine Cl - Dendrites of postsynaptic neuron Synaptic terminals of presynaptic neurons GABA or glycine Action potential Presynaptic cell Ca 2+ GABA or gylicine receptor Myelin sheath Axon Axon of hillock postsynaptic neuron Cell body of postsynaptic neuron Terminal branches of presynaptic neurons Cell body of postsynaptic cell Synaptic terminals of presynaptic neurons 9