New User Special Price Expires in

Let's log you in.

Sign in with Facebook


Don't have a StudySoup account? Create one here!


Create a StudySoup account

Be part of our community, it's free to join!

Sign up with Facebook


Create your account
By creating an account you agree to StudySoup's terms and conditions and privacy policy

Already have a StudySoup account? Login here

Week Four Notes

by: Allison Nguyen

Week Four Notes BIOL 1110 001

Allison Nguyen
University of Memphis
GPA 3.92

Preview These Notes for FREE

Get a free preview of these Notes, just enter your email below.

Unlock Preview
Unlock Preview

Preview these materials now for free

Why put in your email? Get access to more of this material and other relevant free materials for your school

View Preview

About this Document

Includes: - Membrane Transport - Cell Communication
General Biology I
Class Notes
General Biology I
25 ?




Popular in General Biology I

Popular in Biology

This 6 page Class Notes was uploaded by Allison Nguyen on Wednesday February 17, 2016. The Class Notes belongs to BIOL 1110 001 at University of Memphis taught by Taller in Spring 2016. Since its upload, it has received 15 views. For similar materials see General Biology I in Biology at University of Memphis.

Similar to BIOL 1110 001 at University of Memphis


Reviews for Week Four Notes


Report this Material


What is Karma?


Karma is the currency of StudySoup.

You can buy or earn more Karma at anytime and redeem it for class notes, study guides, flashcards, and more!

Date Created: 02/17/16
Allison Nguyen University of Memphis BIOL 1110 Taller Week 4 Notes 5.4­5.5; 4.8.2; 9.1­9.4.ex 9.4.1­9.4.2, 9.4.4; 9.5­9.5.2 ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ Membranes Passive Transport SIMPLE DIFFUSION ­ Brownian movement: molecules and ions dissolved in  water are in constant random motion ­ diffusion: process of random motions results in net movement of substance from regions of higher concentration to regions of lower concentration ­ net movement of a substance down its concentration gradient will continue until that substance is the same in all  regions ­ concerning cells, the differences in concentration of molecules across the plasma membrane are focused ­ many but not all substances can move in and out of ells ­  it is hard for substances to cross because the plasma membrane has a bilayer with hydrophobic interior  that repels  polar molecule but not nonpolar molecules ­ selective permeability FACILITATED DIFFUSION ­ molecules needed by the cell but cannot pass easily through the membrane diffuse through specific protein  channels or carrier proteins that are embedded in the plasma membrane ­ facilitated diffusion: substances pass through the membrane without energy; higher concentration outside the cell  versus inside it ­ channel proteins: have hydrophilic interior that provides an aqueous channel through which polar molecules can  pass when the channel is open ­ carrier proteins: bind specifically to the molecule they help ­ selectively permeable: the embedded channels and proteins are highly selective of what molecule they will help ­ facilitated diffusion of ions through channels ­ ions are repelled by nonpolar molecules because of their charges  ions need help moving between  cytoplasm and extracellular fluid ­ ion channels: have hydrated interior that spans the membrane ­ depending on relative concentration ions can diffuse through the channel ­  gated channels: channels that respond to stimuli (chemical or electrical) that tell them to open or close ­ three conditions determine the net movement of ions 1) relative concentration on either side of the membrane 2) the voltage difference across the membrane and for the gated channels ­ voltage difference is an electrical potential difference across the membrane 3) state of the gate (open or closed) ­ each channel has a specific ion it will help only ­ facilitated diffusion by carrier proteins ­ still requires a concentration difference across membrane; the difference is as a concentration gradient  increases, transport by simple diffusion shows linear increase in rate of transport ­ the transported molecule will reach saturation ( all carriers are occupied and the rate of transport can  increase no further) ­ facilitated diffusion in red blood cells ­ vertebrate red blood cells = RBCs ­ One RBC carrier protein transports a different molecule in each direction: Cl­ one way and HCO ­3the opposite  way; important in the uptake and release of CO 2 ­ glucose transporters are vital carriers in RBCs 1 Allison Nguyen University of Memphis BIOL 1110 Taller   ­ how red blood cells keep their concentrations of glucose low  phosphate groups are added to any  glucose entering and convert it to a highly charged glucose phosphate molecule that cant bind to a glucose  transporter anymore which means it cant pass the membrane ­ channels aren’t formed but instead transmembrane proteins bind to a glucose molecule and flips its shape; drags it  through the bilayer; releases it inside OSMOSIS ­ aqueous solution: mixture of sugar, amino acids, and water ­ solvent= what the substance dissolved in; solute= what dissolves ­ water and solute diffuse from regions of high concentration to low concentrations (diffuse down gradients) ­ most solutes are not lipid­soluble = cannot cross membrane; water moves across instead ­ water molecules interact with dissolved solutes by forming hydration shells around the charged or polar solute  molecules ­ with membrane separating two solutions with different concentration gradients free water molecules on both side  are also different; side with higher solute concentration has tied up more water molecules in hydration shells = less  free water molecules ­ high solute concentration = more tied water molecules (less free) = less water ­ low solute concentration = less tied water molecules (more free) = more water ­ osmosis: free water molecules move down their concentration gradient towards the higher solution concentration ­ urea: higher concentration of polar molecules ­ osmotic concentration: concentration of all solutes in solution ­ unequal osmotic concentrations: ­ hypertonic: higher solute concentration; level increases ­ hypotonic: lower solute concentration; level decreases ­ cell in any environment can be seen as  plasma membrane separating two solutions (cytoplasm and extracellular  fluid) ­ water diffuses out of a cell in a hypertonic solution; cell shrinks; net movement continues until osmotic  concentrations of cytoplasm and extracellular fluid are equal ­ liquid water moves toward the more populated area with tied water molecules ­ aquaporins: water channels that allow water to move across membranes more easily than diffusion ­ if an egg is placed in hypotonic water, the egg doesn’t swell because the aquaporins haven’t been expressed due to  young age ­ if aquaporin mRNA was injected, channel proteins are now shown and can diffuse into the egg ­ Hereditary diabetes insipidus (NDI) is caused by nonfunctional aquaporin protein  disease causes excretion of  large volumes of dilute urine OSMOTIC PRESSURE ­ when a cell is placed in a hypotonic solution, the cell swells; water moves into the cell because there are more  “tied” water molecules ­ hydrostatic pressure: pressure of the cytoplasm pushing out against the cell membrane ­ osmotic pressure: amount of water that enters the cell depends on the difference in solute concentration between  the cell and extracellular fluid ­ osmotic pressure is the force needed to stop the osmotic flow ­ if the membrane is strong, the cell reaches equilibrium where osmotic pressure (water in cell) is counterbalanced  by hydrostatic pressure (water out cell) ­ in isotonic solution, water diffuses into and out the cell at the same rate with no change in size ­ cells or prokaryotes, fungi, plants, and many protists have cell walls that withstand high internal pressures ­ maintaining osmotic balances ­ extrusion: use of organelles called contractile vacuoles to remove water 2 Allison Nguyen University of Memphis BIOL 1110 Taller ­ isosmotic regulation: adjustment of internal concentration of solutes to math that of the surrounding  seawater; circulating a fluid through their bodies that bathes cells in an isotonic solution ­ turgor: internal pressure inside a plant cell that presses its cell membrane tightly against the cell wall  making it rigid ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ Active Transport ­  active transport: moving substances up a concentration gradient requires the expenditure of energy (ATP) CARRIER PROTEINS ­ highly selective protein carriers in the membrane that bind to transported substance ­ uniporters: carrier proteins that have a single type of molecule transported ­ symporters: transport two different molecules  together in the same direction ­ antiporters: transport two different molecules in opposite directions ­ active transporter allows the cell to take additional substances that are already present in higher concentrations in  the cytoplasm than in the extracellular fluid ­ use of energy from ATP in active transport can be direct or indirect ­ sodium­potassium pump: antiporters in cells ­ most animals have low internal concentration of NA+ in comparison to their surrounds with an abundance in K+ concentration ­ a balance is maintained by actively pumping Na+ out and K+ in ­ its an active transport mechanism transporting Na+ and K+ from areas of low concentration to higher  concentration areas ­ can only be achieved by the constant expenditure of metabolic energy ­ series of conformational changes in the antiporters transmembrane protein: 1) three Na+ bind to the cytoplasmic side of protein 2) protein binds to ATP molecule  ADP + P  AiP released but phosphate stays linked to protein  (phosphorylated) nd 3) (2  conformational change) three Na+ across membrane, breaking away from protein and diffuses into  extracellular fluid 4) now has a high affinity for K+  two bind to the extracellular side of protein 5) (3  conformational change) hydrolysis of the bound phosphate group 6) the protein reverts to original shape after freeing two K+ into the cytoplasm ­ every cycle, three Na+ leave and two K+ enter COUPLED TRANSPORT ­ using ATP indirectly ­ coupled transport: energy released as one molecule moves down its concentration gradient is used to move a  different molecule against its gradient ­ concentration levels of glucose are higher inside the cell than outside in multicellular organisms; requires  symporters that uses Na+ gradient (from sodium­potassium pump) as a source of energy to power the movement of  glucose into the cell ­ glucose and Na+ bind at the same time ­ countertransport: the inward movement of Na+ is coupled with the outward movement of another substance ­ in both cotransport and countertransport, potential energy in the concentration gradient of one molecule is used to  transport another molecule against its gradient ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ 3 Allison Nguyen University of Memphis BIOL 1110 Taller Cell Structure Cell­to­Cell Connections ­ tissue functions depend critically on how individual ells are arranged within it ADHESIVE JUNCTIONS ­adhesive junctions: junctions mechanically attached to the cytoskeleton of a cell to the cytoskeleton of adjacent  cells or to the extracellular matrix ­ mechanical stress like muscle ­ adherens junction : based on the protein cadherin ­ cadherin : calcium dependent adhesion molecule with very wide phylogenetic distribution ­ has a single transmembrane domain and an extracellular domain that interacts with other cadherins (type I and II) ­ desmosomes: cadherin­based junctions; contain cadherins that interact with intermediate filament of  cytoskeleton instead of actin ­ hemi­desmosomes and focal adhesions: connects cells to the basal lamina or other ECM ­ integrins: members of a large superfamily of cell­surface receptors that bind to a protein component of the  extracellular fluid SEPTATE/TIGHT JUNCTIONS ­ septate junctions: form a barrier that can seal off a sheet of cells ­ tight junctions: claudins block substances from passing between cells; keep molecules on one side and the other on its side ­ creating sheets of cells : one surface of sheet faces inside the tract, the other faces the extracellular fluid COMMUNICATING JUNCTIONS ­ direct communication between cells by diffusion through small openings or channels ­ gap junctions: formed by pannexins and connexons; align perfectly creating an open channel that spans the plasma  membranes of both cells ­ dynamic structures ­ isolates the cell and prevents the damage from spreading ­ plasmodesmata : cytoplasmic connections that form across the touching plasma membranes ­ lined with plasma membrane and contain central tubule that connects the ER of the two cells ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ Cell Communication ­ requirements for cell communication 1) signal molecule (ligand)  there is no value ­ proteins ­ lipids ­ gases 2) receptor ­ receives info by binding to a ligand ­ hydrophilic ligands bind to receptors that are integral membrane protein ­ hydrophobic ligands bind to intracellular receptors ­ transduces (transmits) ligand binding info by changing its shape ­ producing an intracellular event (response) 3) highly selective receptor 4 Allison Nguyen University of Memphis BIOL 1110 Taller ­ preference fro ligands based on ligand structure Cells of Multicellular Organisms SIGNALING MECHANISMS ­ direct contact: surface molecule used for recognition ­ gap junctions and juxtacrine ­ cancer cells involved ­ ligand is not released; stays associated on surface of cell ­ paracrine signaling: molecule released by one cell affects another ­ heal injuries; releases ligand ­ endocrine signaling: molecules released from a gland into the blood ­ released into the blood ­ hormones released from glands ­ synaptic signaling: neurotransmitter released very close to target ­ gap between nerve and cell is small; only close distances ­ autocrine signaling: cell secretes a molecule that binds to receptors on that same cell ­ releases molecule act back ­ releases soluble ligand SIGNAL TRANSDUCTION PATHWAYS ­ cellular responses to a signal are collectively called signal transduction; involves pathways that produce a cellular  response to a signal PHOSPHORYLATION ­ phosphorylation (dephosphorylation): the adding (removal) of phosphate groups ­ protein kinases: class of enzymes that add phosphate groups from ATP to proteins ­ phosphate groups are added to three amino acids that have OH as a part of their R groups  serine,  threonine, tyrosine ­ serine­threonine or tyrosine kinases based on amino acids they modify ­ phosphatases: removes phosphate groups ­ a protein activated by a kinases will be deactivated by a phosphatase, and a protein deactivated by a  kinase will be activated by a phosphatase Signal Transduction RECEPTOR PROTEINS ­ channel­linked receptors: allows passage of ions ­ neurotransmitters are chemically gated ion channel ­ enzymatic receptors ­ protein kinases: enzymes that add phosphate groups to proteins ­ G proteins­coupled receptors: acts indirectly on enzymes or ion channels in the membrane with aide of an assisting protein ­ ligand binds to receptor, activates it, G protein activates, then activates the effector protein ­ second messengers: alter the behavior of cellular proteins by binding to them and changing their shape ­ cyclic adenosine monophosphate (cAMP) Intracellular Receptors STEROID HORMONE RECEPTORS ­ steroid receptor action ­ estrogen, testosterone, cortisol ­ membrane soluble 5 Allison Nguyen University of Memphis BIOL 1110 Taller ­ ligand binding changes receptor confirmation ­ specificity and role of coactivators Protein Kinase Receptors PROTEIN KINASES CASCADES ­ Scaffold proteins organize kinase cascades ­ RTKs are inactivated by internalization ­ kinase will recognize phosphate group and bind ­ protein kinases amplify signals ­ series of protein kinases 1) phosphorylate each other in succession 2) each kinase can phosphorylate a number of the next kinase 3) amplifies signal 6


Buy Material

Are you sure you want to buy this material for

25 Karma

Buy Material

BOOM! Enjoy Your Free Notes!

We've added these Notes to your profile, click here to view them now.


You're already Subscribed!

Looks like you've already subscribed to StudySoup, you won't need to purchase another subscription to get this material. To access this material simply click 'View Full Document'

Why people love StudySoup

Steve Martinelli UC Los Angeles

"There's no way I would have passed my Organic Chemistry class this semester without the notes and study guides I got from StudySoup."

Anthony Lee UC Santa Barbara

"I bought an awesome study guide, which helped me get an A in my Math 34B class this quarter!"

Bentley McCaw University of Florida

"I was shooting for a perfect 4.0 GPA this semester. Having StudySoup as a study aid was critical to helping me achieve my goal...and I nailed it!"


"Their 'Elite Notetakers' are making over $1,200/month in sales by creating high quality content that helps their classmates in a time of need."

Become an Elite Notetaker and start selling your notes online!

Refund Policy


All subscriptions to StudySoup are paid in full at the time of subscribing. To change your credit card information or to cancel your subscription, go to "Edit Settings". All credit card information will be available there. If you should decide to cancel your subscription, it will continue to be valid until the next payment period, as all payments for the current period were made in advance. For special circumstances, please email


StudySoup has more than 1 million course-specific study resources to help students study smarter. If you’re having trouble finding what you’re looking for, our customer support team can help you find what you need! Feel free to contact them here:

Recurring Subscriptions: If you have canceled your recurring subscription on the day of renewal and have not downloaded any documents, you may request a refund by submitting an email to

Satisfaction Guarantee: If you’re not satisfied with your subscription, you can contact us for further help. Contact must be made within 3 business days of your subscription purchase and your refund request will be subject for review.

Please Note: Refunds can never be provided more than 30 days after the initial purchase date regardless of your activity on the site.