Textbook Notes (362,929)
United States (204,319)
Biology (199)
BIOL 1000 (23)
Chapter 2

Chapter 2 Notes.docx

13 Pages
Unlock Document

Northeastern University
BIOL 1000
Sandy Blank

Chapter 2 Notes All eukaryotic cells have these functions in common:  (1) the DNA is contained within a membrane­bound nucleus (2) a cell membrane comprised of a phospholipid bilayer (double layer) and embedded proteins separates the cell’s  contents from its surroundings.   (3) filling the cell interior is the jelly­like cytoplasm, which consists of everything outside nucleus but within cell  membrane (includes the organelles, cytosol, and molecules/ions dissolved or suspended in the cytosol); cytosol:  the fluid itself  Although most animal cells have similar structures, there is great diversity in the form, size, and specialized features  of animal cells (same with plants). Nucleus ­ Nucleus contains DNA, which  Nucleoplasm­thick fluid filling the nucleus stores and replicated the genetic  Nuclear matrix­network of protein fibres providing internal  info of the cell.   structure and support Nucleolus­a non­membrane bound structure in the nucleus,  ­ Each molecule of DNA in the  which contains RNA, proteins, and chromatin. nucleus combines with an equal  Nuclear envelope­a double membrane consisting of 2  mass of protein to form a  phospholipid bilayers, which separates the nucleus from the  chromosome. Chromosomes are  rest of the cell (surrounds the nucleolus) visible only in dividing cells; in non­ The nuclear envelope is studded with thousands of nuclear  dividing cells, a complex mixture ofpore complexes­groups of proteins that form opening in  DNA and proteins is called  the nuclear envelope (small particles such as water and ions  chromatin (unfolded state of  travel easily through these openings, but the passage of  chromosomes) macromolecules­RNA­is controlled by the nuclear pores.  (pg.  60) Endoplasmic The ER is a complex system of  The nuclear envelope is connected to and part of a complex of  channels and sacs composed of  membrane­bound sacs call ER.   Reticulum  membranes enclosing lumen  Ribosomes­structures composed of RNA and proteins, and  (space in between 2 bilayers); it is  responsible for synthesis of proteins made up of rough ER and smooth  ER The smooth ER synthesis lipids and lipid­containing molecules  such as the phospholipids that make up membranes.   In liver, smooth ER helps detoxify drugs and alcohol; in  ovaries/testes, smooth ER produces testosterone and  estrogen Endomembrane system   • Consists of the nuclear envelope, ER, Golgi apparatus, and vesicles.  • This system acts as the transportation and product­processing section of the cell.   • Endomembrane system divides the cell in particular categories so that particular functions are restricted to  specific regions.   • The organelles that make up the Endomembrane system are connected to one another either directly or by  transport vesicles. Pg. 61 1 Chapter 2 Notes The Endomembrane system modifies and transports proteins  1. On the surface of the rough ER, polypeptides are produced by bound ribosomes and extruded into the  lumen, rather than being released into the cytosol. 2. These polypeptides travel through the lumen to the smooth ER, where they are stored and processed.  When  proteins are ready for transport, pieces of smooth ER pinch off to form vesicles (sacs used for transport  and storage) containing the protein. 3. Vesicles from the smooth ER travel across the cell to the cis face of the Golgi apparatus, which is a stack  of curved cell membrane sacs.  There, the vesicles merge with the membrane of the Golgi apparatus and  release their contents into the interior.  In the Golgi apparatus, some proteins are stored and others are  modified further (i.e. some proteins have carbohydrate chains added to them in the Golgi apparatus or in the  ER). 4. When the modified proteins are ready for transport, pieces of the Golgi apparatus pinch off from the trans  face to form vesicles.  These vesicles transport the proteins to the cell membrane, or to other destinations  within the cell. The Golgi apparatus has other functions including: • Sorting, packaging, and distributing lipids and proteins • Manufacturing macromolecules, particularly carbohydrates (i.e. Golgi apparatus in many plant cells  synthesizes pectins, which are non­cellulose structural proteins found in cell walls) • In animals, the Golgi apparatus produces lysosomes, which are membrane enclosed sacs containing  digestive enzymes.  Lysosomes contain more than 40 enzymes that catalyze hydrolysis reactions, breaking  down macromolecules into smaller molecules that can be reused by the cell.  Lysosomes break down parts  of the cell that are old or no longer needed as well as break down bacteria and other foreign particles that  have been ingested by the cell.  Even if a lysosome breaks apart, spilling its enzymes into the cell, the  enzymes are unlikely to break down the parts of the living cell. Peroxisomes:   • Like lysosomes, Peroxisomes are membrane­enclosed sacs containing enzymes.   • Unlike the enzymes in lysosomes, which catalyze hydrolysis reactions, the enzymes in peroxisomes are  oxidative enzymes that break down excess fatty acids and hydrogen peroxide, and participate in the  synthesis of bile acids and cholesterol.   • Because toxic substances accumulate in the liver, liver cells contain many peroxisomes (i.e. peroxisomes in  liver cells oxidize and break down alcohol molecules. • Many of the reactions that take place in peroxisomes produce toxic hydrogen peroxide (2 2 ), so all  peroxisomes contain an enzyme know as catalase that breaks down hydrogen peroxide into water and  oxygen gas. Vesicles and Vacuoles:   2 Chapter 2 Notes • The term “vesicle” is used to describe membrane­bound sacs used for the transport and storage of  substances in the cell.  Vesicles form by pinching off from cell membranes and organelle membranes.  They  can fuse with cell membranes and organelle membranes to release their contents.  Animal cells contain  many small vesicles. • Plant cells contain a single large central vesicle, called a vacuole, which stores water, ions, sugars, amino  acids, and macromolecules.  It contains enzymes that break down macromolecules and cell wastes.  The  quantity of water in the central vacuole determines the turgor pressure (internal pressure) of the plant cell  ▯ causes plant cell to be rigid (evident in the flexible stems of plants); Without enough water, a vacuole will  shrink and pull away from the cell wall.  Thus, unwatered plants wilt as the turgor pressure in their cells  decreases. Chloroplasts and Mitochondria: • Chloroplasts ­ organelles in the cells of photosynthetic organisms in which light energy from the sun is  captured and stored in the form of energy­rich organic molecules such as glucose.  • Activities and chemical reactions in the cell require a steady supply of energy.  In eukaryotic cells,  mitochondria break down high­energy organic molecules to convert stored energy into usable energy • Both mitochondria and chloroplasts contain some of their own DNA, which encodes some, but not all, of their  own proteins.   Cell Wall and the Cytoskeleton: • Cell wall in plants provides protection and support; Cellulose and other substances such as pectins comprise  plant cell walls, while chitin comprises fungal cell walls.   • All cells contain an internal network of protein fibres called the cytoskeleton.  The fibres of the cytoskeleton  extend throughout the cytoplasm, providing structure and anchoring the cell membrane and organelles in  place.  Vesicles and other organelles move along these fibres, which act like tracks that lead from one part of  the cell to another.   Pg. 66 Functions of protein fibres in cytoskeleton Cell Wall and the Cytoskeleton: • Cilia and flagella are appendages that develop on the outside of some eukaryotic cells.  If there are two or  less appendages, they are called flagella.  If many shorted appendages are present, they are called cilia.  Flagella are like tails, and their whip­like movement propels cells.   • In unicellular protists, the wave­like motion of cilia enables the organisms to move.  In multicellular organisms  (humans), cells that line upper respiratory tract have cilia that sweep debris trapped within mucus back up  the throat.   Cell Membrane: • All living cells exist in an aqueous medium.  The contents of cells (organelles) are physically separated from  this aqueous environment by the cell membrane, which functions as a selective, dynamic cellular boundary.   If this remarkable and remarkably thin membrane does not function properly, cellular processes fail, and cells  die. 3 Chapter 2 Notes • Regulates the passage of molecules and ions into and out of the cell.   • Phospholipids are a component of cell membranes and that they are arrange around the cell in two layers (a  bilayer); The presence of lipids cannot account for all the properties of the cell membrane…there remains  another important component: • There are proteins inserted into the phospholipid bilayer with their non­polar  segments in contact with the non­polar interior of the bilayer and their polar portions  protruding from the membrane surface.  In this fluid mosaic model, an assortment of  proteins and other molecules floats in or on the fluid phospholipid bilayer.   Pg. 69  Carbohydrates, lipids, and proteins are all involved in the cell membrane; anything big or hydrophilic will not be able  to pass phospholipids bilayer (serves as a cellular barrier) Permeability to polar molecules? Membrane becomes semi­permeable via protein  channels; specific channels allow specific material across cell membrane (each protein channel  needs to be different because of the different items they are letting through).  Therefore the cell membrane  contains more than lipids: it has transmembrane proteins embedded into the phospholipid bilayer.  Protein  channels must be hydrophobic and nonpolar in order to be embedded in that membrane; the polar parts of  the protein will be exposed to the outer parts of the cell. Within membrane: nonpolar amino acids are hydrophobic and they anchor protein  into membrane On outer surfaces of membrane in fluid are polar amino acids that are hydrophilic and  they extend into extracellular fluid & into cytosol Signal transduction: transmitting a signal from outside the cell to the cell nucleus, like  receiving a hormone, which triggers a receptor on the inside of the cell that then signals to the  nucleus that a protein must be made (pass chemical message from outside to inside). 4 Chapter 2 Notes Membrane carbohydrates (yellow):  ­ play a key role in cell­cell recognition ▯ability of a cell to   distinguish one cell from  another (i.e. antigens);Cell­cell recognition will recognize and attack  it if it doesn’t belong ­ important in organ & tissue development ­ basis for rejection of foreign cells by immune system Fluid Mosaic Model: • According to the fluid mosaic model, each layer (leaflet) of a membrane bilayer is composed of various  macromolecules.  Phospholipids act as the “scaffolding” in which proteins and other macromolecules are  embedded. • Because membrane lipids are held together by weak intermolecular forces rather than by strong covalent  bonds, the molecules in a membrane can move about freely.  In fact, phospholipids within the same layer in a  membrane exchange places millions of times in a single second, leading to a continual rearrangement of the  membrane surfaces.   If a puncture or tear occurs in a membrane, molecules will quickly rearrange  themselves to seal the rupture.   The Fluidity of a Phospholipid Belayer ­ If a bilayer is too fluid, it permits too many molecules to diffuse in and out of the cell.  If it is not fluid enough,  a bilayer prevents too many molecules from crossing.  The main factors that affect fluidity include: 1. Temperature – With increasing temperature, the bilayer becomes increasingly fluid until it is unable  to act as a barrier.  At decreasing temperatures, the bilayer eventually solidifies into a gel­like state. 2. Presence of double bonds in the fatty acid “tails” – Double bonds form “kinks” in a fat
More Less

Related notes for BIOL 1000

Log In


Don't have an account?

Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.