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

BIOMG 1350 Notes Week 5

by: genehan

BIOMG 1350 Notes Week 5 BIOMG 1350


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

Week 5 notes
Introductory Biology: Cell and Developmental Biology
Garcia-Garcia, M; Huffaker, T
Class Notes
25 ?




Popular in Introductory Biology: Cell and Developmental Biology

Popular in Molecular Biology and Genetics

This 8 page Class Notes was uploaded by genehan on Saturday September 3, 2016. The Class Notes belongs to BIOMG 1350 at Cornell University taught by Garcia-Garcia, M; Huffaker, T in Fall 2015. Since its upload, it has received 6 views. For similar materials see Introductory Biology: Cell and Developmental Biology in Molecular Biology and Genetics at Cornell University.

Similar to BIOMG 1350 at Cornell

Popular in Molecular Biology and Genetics


Reviews for BIOMG 1350 Notes Week 5


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: 09/03/16
BIOMG 1350 Professor Bretscher & Garcia­Garcia Spring 2016 Week 5: Lecture 1 of 2 Monday, Feb 22, 2016 Lecture Title: Membrane Structure ß Lecture Keywords: “cocked state,” “power stroke,” rigor, plasma membrane, Fluid Mosaic  Model, amphipathic, phospholipids, cholesterol, flippases, glycolipids, pore, FRAPß I. Unlike kinesin, myosin moves non­processively and independently because it must be able to release itself from the actin filament to move. Only one of the myosin heads  needs to be considered to understand its movement, so coordination between the  heads is not necessary.  a. Myosin couples ATP hydrolysis to conformational change. b. It hydrolyzes ATP to ADP and P and the myosin head becomes “cocked” and  then the myosin head binds to the actin filament. c. This induces the release of the phosphate, making the head swing backwards and  moves the filament to the left. This is the “power stroke.”  d. ADP remains bound until ADP is replaced by ATP and then the head is released  from actin.  e. When you die, you go into rigor because your ATP is hydrolyzed so it is in the  ADP state, tightly associated with actin, so your muscles are stiff and tense.  II. Iclicker question – Which of the following is false? a. Kinesin and myosin both move towards the plus end of their respective filaments.  (True – kinesin moves towards plus ends of microtubules and myosin moves  towards plus end of actin.) b. Kinesin moves in a hand over hand fashion but muscle myosin does not. (True –  kinesin moves processively but coordination between heads for myosin is not  observed.) c. Kinesin binds microtubules more tightly in the ATP­bound state whereas myosin  binds actin filaments more tightly in the ADP bound state. (True – remember  rigor mortis) d. The ER is distributed by dynein, whereas the Golgi complex is concentrated by  kinesin. (False – it is the opposite) e. Muscle myosin heads in thick filaments pull in opposite directions in a sarcomere. (True) III. Membranes act as selective barriers. a. Prokaryotes have only a plasma membrane while eukaryotes have internal  membranes as well to enclose intracellular molecules.  b. The plasma membrane is a barrier with proteins that allow it to receive  information, import and export molecules, and have the capacity to shape the  membrane to move and expand. It is the interface with the cell’s environment.  c. Membranes are made of 50% lipids and 50% proteins, known as the Fluid Mosaic Model. The lipid bilayer measures 5 nanometers (If the cell were the size of a  watermelon, the bilayer would be as thick as a sheet of paper.) IV. Membrane lipids are amphipathic and the most abundant lipids in membranes are  phospholipids. a. If the tails are saturated, the tails are relatively straight.  b. Some major phospholipids in membranes are phosphatyidyl­ethanolamine PE (net zero charge), phosphatyidyl­serine PS (net negative charge, phosphatyidyl­ choline PC (net zero charge), and sphingomyelin.  c. In addition to phospholipids, membranes have cholesterol and glycolipids that are  both amphipathic as well.  V. A phospholipid has a hydrophilic head and two hydrophobic fatty acid tails, so  phospholipids form a bilayer and the heads interact with water while the tails do not.  a. They spontaneously close to form sealed compartments because this is  energetically favorable.  VI. Iclicker question – Which of the following statements about a pure lipid bilayer is  false? a. Lipids readily exchange places with one another by lateral movement. (True –  lipids can diffuse rapidly within one plane of bilayer.) b. Lipids readily rotate around their long axis. (True) c. Lipids rarely flip from one side of the bilayer to the other. (True, this would  require the hydrophilic polar head to pass through the hydrophobic bilayer.) d. Lipid lateral motion/fluidity increases when hydrocarbon tails are shortened.  (True – there is less interaction between tails) e. Lipid fluidity decreases with increasing proportion of unsaturated hydrocarbon  tails. (False – kinked tails increase fluidity.) VII. Phospholipids rapidly rotate and readily laterally diffuse in the membrane, but  flipping across the layer is rarely observed.  a. If double bonds are present, it becomes more fluid (unsaturated).  b. Cholesterol stiffens membranes, reducing fluidity in the membrane bilayer.  c. The plasma membrane lipid bilayer is asymmetric, due to the activity of enzymes  called flippases.  i. Glycolipids are always on the outer extracellular space. ii. PS and PE are in the inner leaflet in the cytosol, which is net negatively  charged. d. Synthetic lipid bilayers block the passing of most water­soluble molecules. i. Small hydrophobic molecules such as oxygen, carbon dioxide, steroid  hormones can get through. ii. Small uncharged polar molecules such as water, glycerol and ethanol can  get across but not as efficiently. iii. Larger uncharged polar molecules such as amino acids cannot get across  such a bilayer.  VIII. Plasma membrane proteins have different functions, such as transporters, anchors,  receptors, and enzymes.  IX. Membrane proteins associate with the lipid bilayer in different ways such as  transmembrane (alpha helices across the membrane), monolayer­associated, some are modified to attach a fatty acid (lipid­linked) and some are indirectly associated with  proteins (protein­attached).  a. A peptide chain crosses the bilayer as an alpha­helix so that the polar groups are  hydrogen bonded in the middle of the helix so the hydrophobic R groups point  outwards.  b. The primary sequence of an amino acid can predict the number of membrane­ spanning segments by determining the number of hydrophobic and hydrophilic  segments.  c. A hydrophilic highly selective pore can be formed by multiple transmembrane  alpha helices through the lipid bilayer.  X. Fluorescence Recovery After Photobleaching FRAP is an experiment to test protein  mobility in membranes. (more in active learning section) a. Membrane proteins that are not anchored are fused with GFP to make certain  proteins visible as they diffuse. b. An area in the membrane is bleached with a laser beam, and the fluorescence  comes back at a certain rate, which can tell us the diffusion coefficient of that  protein in the bilayer.  XI. Lateral mobility of plasma membrane proteins is restricted by attachment to  molecules inside or outside the cell, adhesions between cells, or there can be a barrier  between one region of the cell so that proteins from one region cannot diffuse into  another region.  XII. A spectrin meshwork forms the cell cortex in red blood cells and lots of diseases are  associated with defects in red blood cells that rupture because they cannot withstand  the torrent of the heart.  BIOMG 1350 Professor Bretscher & Garcia­Garcia Spring 2016 Week 5: Lecture 2 of 2 Wednesday, Feb 24, 2016 Lecture Title: Membrane Transport Lecture Keywords: Channels, transporters, passive transporter, glucose transporter, membrane  potential, electrochemical gradient, active transport, uniport, symport, antiport, glucose­Na+  coupled active transport, sodium­potassium pump, ion channels, gated channels Prelim #1 on Wednesday March 2 during class time ((9:05­9:55) – covers all materials from  lectures 1­8, required readings, and active learning sections.  I. Iclicker question – Using FRAP to measure diffusion coefficients in the plasma  membrane, which of the following statements is correct? a. Lipids diffuse slower than proteins. (No, lipids diffuse faster than proteins.) b. Lipids with saturated fatty acids will diffuse faster than lipids with unsaturated  fatty acids. (No, lipids with saturated fatty acids are less fluid.) c. The diffusion rate of proteins is influenced by the lipid composition of the  membrane. (True – a membrane in which the lipids diffuse slowly will slow the  diffusion of membrane proteins. Imagine wading through bacon fat.) d. Large proteins always diffuse more slowly than small ones. (No, it depends on  what the proteins are attached to.) e. Membrane proteins interacting with the cytoskeleton do not diffuse in the plane of the membrane. (No, they diffuse more slowly.) f. The first prelim is in a week from today and includes all material in active  learning sections and lectures up to, and including, today’s.  II. Small nonpolar molecules and uncharged polar molecules can get across a synthetic  lipid bilayer, but large uncharged polar molecules and ions such as amino acids,  glucose, Na+, H+, K+, etc. cannot without assistance.  a. Pure lipid bilayers are electrical insulators. b. Transport proteins are used to move water­soluble molecules. The selective pore  transports specific molecules across.  III. Membrane transport proteins include channels and transporters. a. Channels act like a door opening but only allowing a large amount of a certain  molecule through. All channels only do passive transport. b. Transporters change between two conformation states and act like a turnstile,  letting a smaller number of molecules across.  IV. Passive transport is moving uncharged molecules down their concentration gradient.  This permits a flux of a solute, but plays no role in determining its direction. a. When a channel opens, the molecule will go down its concentration gradient.  Similarly, if the transport is transporter­mediated, a molecule can be transported  down its gradient.  b. Example – glucose transporter  i. A glucose molecule is transported down its gradient until equilibrium is  reached. c. For charged molecules, the membrane potential is important.  i. The outside of the cell is positively charged and negatively charged on the  inside. Therefore, an electrochemical gradient is established (a  combination of concentration gradient, and voltage gradient).  ii. In comparison, for an uncharged molecule, the membrane potential is  irrelevant so the electrochemical gradient is just the concentration  gradient.  V. Active transport is when energy is used to move molecules against their concentration or electrochemical gradient. a. There are many ways active transport can take place – through a coupled  transporter, ATP­driven pump, or a light­driven pump. b. Both passive and active transport can be coupled. i. In a uniport, one molecule is transported  ii. In a symport, two molecules must be co­transported together. iii. In an antiport, two molecules are transported but in different directions.   c .     Glucose­Na+ coupled active transport i. Glucose is at a lower concentration on the outside of the cell and sodium is at a higher concentration on the outside of the cell. ii. The transporter doesn’t bind glucose unless it has sodium, and vice versa. iii. The net result is that glucose is transported up its concentration gradient,  driven by sodium moving down its concentration gradient. iv. The binding of NA induces a conformational change in the transporter and this increases affinity for glucose and vice versa. Thus, both molecules  bind effectively only if both are present so you get net transport in one  direction.  v. Because of this coupling, you do not run down the sodium electrochemical gradient.  d. Sodium­potassium pump is an antiport system. i. From each ATP expended, it will pump 2 K+ ions in and 3 Na+ out.  ii. This is active transport because it requires ATP hydrolysis to function.  iii. 3 Na+ binds to the pump on the cytosolic side and this induces the pump  to phosphorylate itself through ATP and change shape. Then, this releases  Na+ outside the cell.  iv. K+ comes in and binds, which induces the dephosphorylation of the pump  and so it returns to the original conformation, releasing K+.  v. Both ions are transported against their concentration gradient. The  gradients harbor potential energy that the cell can use to do work.  e. The lumen of the gut has high glucose concentration and low concentration  outside through 3 mechanisms. i. On the bottom membrane, a Na­K pump is used to generate the  electrochemical gradient of sodium.  ii. On the top membrane, glucose is transported up its gradient through a Na+ driven glucose symport. iii. On the bottom membrane, glucose is released for use by other tissues.  VI. Ion channels are ion­selective with a pore that only transfers specific molecules. a. K+ channels generate the membrane potential. i. The Na+­K+ pump creates a high concentration of K+ inside the cell. The  K+ channel allows K+ to flow out until a positive charge is established  outside and a negative charge on the side. This continues until the two  gradients equate. b. Gated channels respond to different types of stimuli – voltage gated, extracellular  and intracellular ligand­gated, and stress­gated channels. i. Example of stress­gated channels – in our ears, sound vibrations cause the  basilar membrane to vibrate and so an electrical stimulus is activated in  the hair cell, which has stress­activated channels.  VII. Acid secretion in the stomach a. In its vesicle membrane, a pump transports H+ in and K+ out, but there is not  enough K+ in the environment. b. Eating induces the release of a histamine hormone that binds to the receptor. This  sends a signal that causes the vesicle membrane to fuse with the plasma  membrane. Now there is enough K+ for the pump to function. c. K+ is cycled through the K+ channel and the pump and as H+ is pumped outside  of the cell, Cl­ is pumped outside as well. d. Drugs are commonly used when people have too much acid secretion in their  stomachs. Tagamet is a histamine receptor antagonist that inhibits binding of the  histamine, which stops acid pumping into the stomach. Prilosec is a H+K+­ ATPase inhibitor.  VIII. Each cell membrane has its own characteristic set of transporters, not just the plasma  membrane. 


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

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!"

Kyle Maynard Purdue

"When you're taking detailed notes and trying to help everyone else out in the class, it really helps you learn and understand the I made $280 on my first study guide!"

Jim McGreen Ohio University

"Knowing I can count on the Elite Notetaker in my class allows me to focus on what the professor is saying instead of just scribbling notes the whole time and falling behind."


"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.