Samenvatting blok 2 - Cel theorie: het principe dat alle levende cell...

Samenvatting blok 2 Casus 1 Opbouw van een cel Cel theorie: het principe dat alle levende cellen worden gevormd door de groei en deling van bestaande cellen. Dus levende organismes worden gevormd uit bestaande organismes.

Centrale dogma: DNA-RNA-eiwit. Genetische informatie (genen) wordt gedragen in DNA moleculen.Deze informatie wordt getranscribeerd naar een set polynucleotiden genaamd RNA. RNA wordt vertaald in een ander type polymeer genaamd een eiwit. Eiwitten werken dan weer als katalysatoren voor DNA replicatie, transcriptie van RNA en translatie naar eiwitten → feedback loop.Dochtercellen zijn niet perse replica’s van de originele cel. Mutaties kunnen de volgorde van nucleotiden in het DNA veranderen. Mutaties kunnen goede of slechte gevolgen hebben. Goede mutaties zijn beter in staat te overleven.

Genoom: de totale volgorde van nucleotiden in het DNA is een genetisch programma dat de cel instrueert hoe hij zich moet gedragen. Verschillende cellen bieden dan ook expressie aan verschillende genen. Dus afhankelijk van of een gen nodig is in een celtype, wordt het tot uiting gebracht.

Opbouw van de cel Eukaryote cellen hebben een plasmamembraan, een nucleus, en cytoplasma.Celmembraan Structuur Het celmembraan bestaat uit een dubbele laag lipidenmoleculen waar eiwitten in zijn ingebracht.Elke lipide bestaat uit een hydrofiele kop en een hydrofobe staart.Functies

• Fysieke isolatie: het scheiden van de intracellulaire vloeistof van de extracellulaire vloeistof
• Regulatie van uitwisseling met de omgeving: controleert de ingang van ionen en

voedingsstoffen, de eliminatie van afvalstoffen en de uitgave van producten van de cel

• Communicatie tussen de cel en zijn omgeving: celmembraan bevat eiwitten die info

ontvangen over veranderingen in de omgeving en hier op reageren. Wanneer er bijv. te veel of te weinig van iets is veranderen de eiwitten op de cel.

• Structurele ondersteuning: eiwitten in het celmembraan zorgen voor het cytoskelet.

Het cel/plasmamembraan scheidt de cel van zijn omgeving. Interne membranen omgeven juist de meeste van de organellen. Een organel is een deel van een cel dat is omgeven door een membraan.Onderdelen van de cel die geen membraan hebben (zoals ribosoom, cytoskelet) zijn cel- componenten.Cytosol en cytoskelet Het deel van het cytoplasma waarin geen intracellulaire membranen zitten (maar wel RNA, eiwitten, ribosomen). Het is meer een waterachtige gel dan een vloeibare oplossing, doordat er veel moleculen in zitten. Het cytosol is constant in beweging. Er worden voortdurend eiwit ‘touwen’ aan elkaar geregen en daarna weer losgemaakt. Motor eiwitten gebruiken energie uit ATP om organellen en eiwitten door het cytoplasma te dragen. Moleculen worden daarnaast ook heen en weer geklopt door thermische beweging.In het cytosol zitten lange dunne filamenten die vaak aan een kant aan het celmembraan vast zitten.Dit systeem van onoplosbare eiwit filamenten/vezels, het cytoskelet, bestaat uit drie belangrijke filament types

• Microfilamenten → bestaande uit actine filamenten. Zijn heel dynamisch, dus zijn vooral in

bewegende cellen heel erg aanwezig. Ze zijn belangrijk voor spiercontractie. 1 / 5

• Microtubuli → bestaande uit tubulines. Dit zijn de dikste filamenten en ze hebben de vorm

van holle tubes. Tijdens celdeling helpen ze om de gedupliceerde chromosomen uit elkaar te halen en te verdelen over de dochtercellen.

• Intermediaire filamenten → zorgen voor kracht en sterkte. Een voorbeeld is keratine.

Deze 3 vormen een systeem dat de cel mechanische kracht geeft, zijn vorm controleert en zijn beweging controleert. Het is dus belangrijk voor externe eigenschappen en voor interne organisatie.Daarnaast is natuurlijk de rol in celdeling van belang.

Functies cytoskelet

• Stevigheid en vorm van de cel: het eiwitdeel biedt sterkte aan de cel en speelt soms een rol

in het bepalen van de vorm van de cel

- Interne organisatie: cytoskelet vezels stabiliseren de positie van organellen

• Intracellulair transport: helpt materialen te transporteren in de cel, langs microtubuli kunnen

producten zich verplaatsen. Ook verplaatsen bijv. centriolen zich langs het cytoskelet wanneer de cel moet delen.

- Cellen samenvoegen tot weefsel: informatie overdracht van ene naar andere cel

• Beweging: cilia, flagella, motoreiwitten: opgeslagen energie omzetten in beweging, ATP

Prokaryote cel De prokaryoot (de bacterie) is een eencellig organisme zonder nucleus. De bacterie bevat geen andere organellen dan ribosomen. Dit is dus de simpelste basis van een levende soort.

• Prokaryoten zijn klein en ze hebben een taaie beschermende laag, celwand, rondom het

plasmamembraan met daarin het cytoplasma en het DNA los in het cytosol.

• Een celwand komt ook voor bij eukaryoten, maar alleen bij een plant.
• Prokaryote cellen reproduceren snel door in tweeën te delen.
• Prokatyote cellen zijn verdeeld in twee verschillende klassen: bacteriën en archaea.

o Bacteriën: veelal in de bodem, of maken ons ziek

o Archaea: in omgevingen die te vijandig zijn voor andere celeln

• Prokaryote cellen kunnen in heel veel verschillende omgevingen leven

Dus prokaryoot: geen celkern (DNA los in cytosol), celwand, celmembraan,

celorganellen/componenten:

• Ribosomen, cytosol, een cirkelvormig chromosoom en plasmiden

Eukaryote cel Deze zijn groter en uitgebreider dan de prokaryote cel: sommige leven zelfstandig als eencellig organisme, andere leven in multicellulaire compartimenten.Membraangesloten organellen in eukaryoten Nucleus De nucleus is ingesloten in twee membranen die de nucleaire envelop vormen en het bevat DNA moleculen. In het membraan zitten poriën waardoor communicatie kan verlopen, hier kunnen ook stoffen door. DNA zit bij de eukaryoot dus in de nucleus, of in de mitochondria. DNA zit dus gescheiden van andere compartimenten, in tegenstelling tot de prokaryoot. 2 / 5

De nucleus is het controlecentrum van de cel, de opslagplaats voor DNA (bouwplan voor eiwitten), herstelplaats van fouten in het DNA waarmee verkeerde werking van eiwitten wordt voorkomen en de plaats waar DNA zich verdubbelt.

Mitochondria Wormvormige structuren die vaak netwerken vormen. Een individueel mitochondria is omgeven

door twee aparte membranen:

• Het binnenste membraan bevat de meeste

eiwitten die verantwoordelijk zijn voor de synthese van ATP in eukaryote cellen.Doordat het tot plooien is gevouwen, is er grotere oppervlakte voor deze activiteit

• Het buitenste membraan bevat een groot

aantal membraaneiwitten die zorgen dat ATP uit het mitochondrium naar de rest van de cel wordt verplaatst Mitochondria zijn dus generatoren van energie voor de cel. Ze gebruiken daarbij zuurstof en laten Co2 vrij en doen daarmee aan cel respiratie.Mitochondria bevatten hun eigen DNA en reproduceren door te delen.

Endoplasmatisch reticulum (ER) Onregelmatig netwerk van verbonden ruimtes ingesloten door een membraan. Hier worden de meeste cel membraan componenten en materialen voor export vanuit de cel gemaakt.Bij cellen die speciaal voor eiwit secretie bestemd zijn, is

het ER heel groot. Er wordt onderscheid gemaakt tussen:

- Ruw ER: ribosomen op het ER die te zien zijn als

kleine zwarte puntjes. Hier vindt dus eiwitsynthese plaats

- Glad ER (SER): geen ribosomen op het ER. Het ER

zorgt voor synthese van vetten en opslag van calcium.

Golgi apparaat Bestaat uit hol gebogen op elkaar gestapelde buisjes

omgeven door zakjes. Het is een stapel, dus je hebt 2 kanten:

• Aan de Sys kant versmelten de blaasjes met het golgi

apparaat. Eiwitten die gemaakt zijn in het ER en bestemd zijn voor secretie uit de cel of transport naar een ander compartiment gaan met blaasjes naar het Golgi apparaat en komen dus aan bij de Sys kant. De eiwitten worden hier gemodificeerd en verpakt in blaasjes.

• Aan de Trans kant splitsen blaasjes af en gaan dus

weer op transport.

• / 5

Lysosomen Kleine, onregelmatig gevormde organellen waar intracellulaire vertering optreedt. Daarbij komen voedingsstoffen van voedseldeeltjes in het cytosol terecht en worden ongewenste moleculen afgebroken voor ofwel recycling in de cel, of uitscheiding uit de cel.In lysosomen zitten hydrolitische enzymen. Die werken in een lage pH en zijn in staat om macromoleculen af te breken. Die lage pH is een soort veiligheidshalte: als ze bij een normale pH zouden werken, zouden lysosomen de hele cel kunnen afbreken. In de blaasjes zitten ook pompen.Daardoor worden waterstofionen naar binnen gepompt zodat de pH laag kan worden.➔ Waar komen die pompen vandaan? Iets met endomembraansysteem

Peroxisomen Kleine, met membraan afgesloten blaasjes die zorgen voor een afgesloten omgeving waarin reacties plaatsvinden waarin waterstofperoxide wordt gebruikt om giftige moleculen te inactiveren ➔ Dit is geen onderdeel van het endomembraansysteem.

Endomembraan systeem Als alle componenten voor het celmembraan worden gevormd in het ER, moeten ze op transport naar het membraan toe. Dit gebeurt door transport vesicles. Dat kan dus doordat dit allemaal bij hetzelfde membraan behoort, vesicles splitsen daarvan af en fuseren er weer mee.Het endomembraan systeem bestaat uit het ER, het golgi apparaat, lysosomen en het celmembraan zelf en de buitenste membraan kern envelop (dus de buitenkant van de cel). Daartussen kunnen dingen worden vervoerd met transport vesicles.Transport vesicles kunnen delen van het plasma membraan binnen gaan, en versmallen tot vesicles die materiaal vanuit de omgeving de cel in dragen → endocytose. In het omgekeerde proces, fuseren vesicles binnen in de cel met het plasmamembraan en laten hun inhoud vrij in de externe omgeving → exocytose.

• / 5