Samenvatting H7, Celstructuur & functie
Cellen zijn fundamenteel voor de levende systemen van de biologie. Alle organismen zijn gemaakt uit
cellen. De cel is de basis organisatie van structuur en organisatie bij een organisme. Cellen delen
soortgelijke functies uit evolutie.
7.1 Biologen gebruiken microscopen en de gereedschappen van de biochemie om cellen te
bestuderen.
Celwanden werden het eerst gezien door Robert Hooke en de wereld van micro-organismen werd
verder gedefinieerd door Antonie van Leeuwenhoek. De microscopen die gebruikt worden zijn
lichtmicroscopen (light microscope, LM). Een lichtmicroscoop is een optisch instrument met lenzen
dat zichtbaar licht buigt om de afbeelding van monsters te vergroten. Drie belangrijke parameters in
de microscopie zijn:
Vergroting (magnification): de ratio van een object ’s abeeldingsgrote tot zijn werkelijke
grootte.
Resolutie (resolution): een meting van de helderheid van een afbeelding. Het is de minimale
afstand waarbij 2 punten gescheiden kunnen zijn, maar nog wel onderscheiden kunnen
worden als aparte punten.
Contrast (contrast): Het verschil in helderheid
ussen de lichte en donkere plekken op de
afbeelding.
Verschillende typen van microscopie (blz. 169 – fig. 7.3):
Licht microscopie (LM)
Helder veld (ongekleurd specimen): licht passeert direct door
de specimen. Weinig contrast tenzij cel natuurlijk gepigmenteerd
is of kunstmatig is gekleurd.
Helder veld (gekleurd specimen): Kleuring met verschillende
kleurstoffen verbeterd contrast.
Fase-contrast: verschil in dichtheid in ongekleurde cellen.
Differentieel-interferentie-contrast (Normaski): verschil in
dichtheid, bijna 3D.
Fluorescence: locaties specifieke moleculen door fluoriderende
kleurstoffen of antilichamen.
Confocale: gebruik van laser, creëert een enkele vlakte van
fluorisatie in de afbeelding. 3D door meerdere vlaktes. Vaag
door focuslicht.
Deconvolutie: software om uit-van-focus licht? te verwijderen,
Waardoor je een veel scherper 3D beeld krijgt.
Super-resolutie: limiet van resolutie wordt “verbroken” wat resulteert in een scherp
beeld onder de maximale waarde van 200 nm van standaard lichtmicroscopie.
Elektron microscopie (EM)
Scannende elektron microscopie (SEM):
3D van oppervlakte specimen. Zwart/wit,
maar vaak kunstmatig gekleurd.
Transmissie elektron microscopie (TEM):
Laat een dunne sectie van een specimen zien.
, Organellen (organelles) zijn de membraanomsloten structuren in eukaryotische cellen. Deze
kunnen in detail gezien worden met een elektron microscoop EM (electron microscope), dit is
een microscoop die magneten gebruikt om een elektronenstraal op of door een monster te
richten waardoor in de praktijk een resolutie ontstaat die een factor 100x hoger is dan bij een
lichtmicroscoop met standaard technieken. De rasterelektronenmicroscoop SEM (scanning
electron microscope) wordt gebruikt om de fijne details van celoppervlakken te bestuderen en
de transmissie-elektronenmicroscoop TEM (transmission electron microscope) wordt gebruikt
om de inwendige structuur van dunne preparaten te bestuderen. Zowel SEM als TEM gebruiken
elektromagneten als lenzen. Licht microscopen vertonen voordelen bij het bestuderen van
levende cellen, bij het gebruik van de elektronmicroscoop gaat de cel dood.
Super-resolutie microscopie is het herkennen van subcellulaire structuren zo klein als 10-20 nm
en wordt steeds wereldwijder. Microscopen zijn de belangrijkste instrumenten in cytologie, de
studie van celstructuur. Voor het begrijpen van elke structuur moeten we de integratie van
cytologie en biochemie, de studie van chemische processen (metabolisme) van cellen,
combineren.
Een manier om de structuur en functie van de cel te bestuderen is celfractionering (cell
fractionation), het homogeniseren van een cel en scheiding van de onderdelen door
centrifugering op steeds hogere snelheden. Dit stelt onderzoekers in staat om specifieke cel
componenten voor te bereiden in bulk? en hun functies te identificeren.
Biochemie en cytologie helpen elkaar dus in het correleren van cel functie met structuur.
Cellen zijn fundamenteel voor de levende systemen van de biologie. Alle organismen zijn gemaakt uit
cellen. De cel is de basis organisatie van structuur en organisatie bij een organisme. Cellen delen
soortgelijke functies uit evolutie.
7.1 Biologen gebruiken microscopen en de gereedschappen van de biochemie om cellen te
bestuderen.
Celwanden werden het eerst gezien door Robert Hooke en de wereld van micro-organismen werd
verder gedefinieerd door Antonie van Leeuwenhoek. De microscopen die gebruikt worden zijn
lichtmicroscopen (light microscope, LM). Een lichtmicroscoop is een optisch instrument met lenzen
dat zichtbaar licht buigt om de afbeelding van monsters te vergroten. Drie belangrijke parameters in
de microscopie zijn:
Vergroting (magnification): de ratio van een object ’s abeeldingsgrote tot zijn werkelijke
grootte.
Resolutie (resolution): een meting van de helderheid van een afbeelding. Het is de minimale
afstand waarbij 2 punten gescheiden kunnen zijn, maar nog wel onderscheiden kunnen
worden als aparte punten.
Contrast (contrast): Het verschil in helderheid
ussen de lichte en donkere plekken op de
afbeelding.
Verschillende typen van microscopie (blz. 169 – fig. 7.3):
Licht microscopie (LM)
Helder veld (ongekleurd specimen): licht passeert direct door
de specimen. Weinig contrast tenzij cel natuurlijk gepigmenteerd
is of kunstmatig is gekleurd.
Helder veld (gekleurd specimen): Kleuring met verschillende
kleurstoffen verbeterd contrast.
Fase-contrast: verschil in dichtheid in ongekleurde cellen.
Differentieel-interferentie-contrast (Normaski): verschil in
dichtheid, bijna 3D.
Fluorescence: locaties specifieke moleculen door fluoriderende
kleurstoffen of antilichamen.
Confocale: gebruik van laser, creëert een enkele vlakte van
fluorisatie in de afbeelding. 3D door meerdere vlaktes. Vaag
door focuslicht.
Deconvolutie: software om uit-van-focus licht? te verwijderen,
Waardoor je een veel scherper 3D beeld krijgt.
Super-resolutie: limiet van resolutie wordt “verbroken” wat resulteert in een scherp
beeld onder de maximale waarde van 200 nm van standaard lichtmicroscopie.
Elektron microscopie (EM)
Scannende elektron microscopie (SEM):
3D van oppervlakte specimen. Zwart/wit,
maar vaak kunstmatig gekleurd.
Transmissie elektron microscopie (TEM):
Laat een dunne sectie van een specimen zien.
, Organellen (organelles) zijn de membraanomsloten structuren in eukaryotische cellen. Deze
kunnen in detail gezien worden met een elektron microscoop EM (electron microscope), dit is
een microscoop die magneten gebruikt om een elektronenstraal op of door een monster te
richten waardoor in de praktijk een resolutie ontstaat die een factor 100x hoger is dan bij een
lichtmicroscoop met standaard technieken. De rasterelektronenmicroscoop SEM (scanning
electron microscope) wordt gebruikt om de fijne details van celoppervlakken te bestuderen en
de transmissie-elektronenmicroscoop TEM (transmission electron microscope) wordt gebruikt
om de inwendige structuur van dunne preparaten te bestuderen. Zowel SEM als TEM gebruiken
elektromagneten als lenzen. Licht microscopen vertonen voordelen bij het bestuderen van
levende cellen, bij het gebruik van de elektronmicroscoop gaat de cel dood.
Super-resolutie microscopie is het herkennen van subcellulaire structuren zo klein als 10-20 nm
en wordt steeds wereldwijder. Microscopen zijn de belangrijkste instrumenten in cytologie, de
studie van celstructuur. Voor het begrijpen van elke structuur moeten we de integratie van
cytologie en biochemie, de studie van chemische processen (metabolisme) van cellen,
combineren.
Een manier om de structuur en functie van de cel te bestuderen is celfractionering (cell
fractionation), het homogeniseren van een cel en scheiding van de onderdelen door
centrifugering op steeds hogere snelheden. Dit stelt onderzoekers in staat om specifieke cel
componenten voor te bereiden in bulk? en hun functies te identificeren.
Biochemie en cytologie helpen elkaar dus in het correleren van cel functie met structuur.
