H12b Moleculaire celbiologie: Ionenkanalen en Membraanpotentiaal

Ionenkanalen zijn eiwitten in het celmembraan die ionen selectief doorlaten. Ze zorgen voor de stroming van positieve deeltjes, wat resulteert in een elektrische stroom.

Omdraaien

Ionen kunnen niet zomaar door de lipide dubbellaag van het membraan gaan, daarom zijn kanalen nodig die ionen selectief doorlaten. De selectiviteit van ionenkanalen wordt bepaald door factoren zoals de grootte, lading en coördinatie van zuurstofatomen in aminozuren. Ionenkanalen worden gereguleerd door poortjes die ofwel open of dicht staan.

Omdraaien

Voordat een ion door een kanaal kan gaan, moet het omringd worden door water. Dit water moet worden afgebroken, omdat het ion naakt door het kanaal moet gaan.

Omdraaien

Ionen moeten eerst dehydrateren en vervolgens gecomplexeerd worden door aminozuren voordat ze door een kanaal kunnen gaan. De coördinatie en hydratatie van ionen beïnvloeden de selectiviteit van het kanaal.

Omdraaien

Ionenkanalen kunnen open of gesloten zijn. Ze schommelen tussen deze twee toestanden op een willekeurige manier. De open-probabiliteit, of de kans dat een kanaal open is, wordt geregeld door verschillende stimuli.

Omdraaien

De patch-clamp techniek is een experimentele methode waarmee de stroom door een enkel ionenkanaal gemeten kan worden. Hierbij wordt een klein stukje membraan opgezogen met behulp van een pipet, dat vervolgens in water wordt geplaatst. Door spanning en ionen toe te voegen, kan de elektrische stroom gemeten worden.

Omdraaien

De open-probabiliteit is de kans dat een ionenkanaal open is. Het kan bijvoorbeeld worden uitgedrukt als een p-waarde, waarbij een p-waarde van 0,15 betekent dat het kanaal 15% van de tijd open is. De open-probabiliteit wordt geregeld en kan variëren van een lage naar een hoge probabiliteit.

Omdraaien

Er zijn drie soorten stimuli die het openen en sluiten van ionenkanalen beïnvloeden: spanningsgevoelige stimuli, ligand-gebonden stimuli en mechanisch gestuurde stimuli.

Omdraaien