SV Essential cell biology
Hoofdstuk 1
De prokaryoten zijn bacteriën en de archea (eencelligen). Prokaryoten hebben geen kern en
drijft het DNA in het cytoplasma vrij rond. Dankzij hun enorme aantallen, onwijs snelle celgroei
(20 min), het vermogen om stukjes DNA uit te wisselen kunnen prokaryoten heel snel
evolueren. Eukaryoten zijn de dieren, planten en schimmels. Eukaryoten hebben wel een kern.
Een kern gaat vaak samen met organellen.
In alle organismen is genetische informatie in de vorm van genen opgeslagen in het DNA. In
elke cel is DNA opgebouwd uit nucleotiden (suikermolecuul+ base + fosfaatgroep). Verder
vindt er in elke cel transcriptie plaats waarbij het DNA wordt afgelezen en wordt omgezet in
RNA. Een aantal van deze RNA moleculen worden omgezet naar eiwitten (translatie). Deze
stroom van informatie van DNA tot RNA tot eiwit wordt ook wel het centrale dogma genoemd
1-2. Eiwitten zijn opgebouwd uit aminozuren en alle organismen gebruiken dezelfde 20
aminozuren. Maar de aminozuren zijn verschillend aan elkaar verbonden waardoor er
verschillende eiwitten ontstaan.
Celdelingen staan aan de basis van de evolutie. Door mutaties lijken de dochtercellen niet altijd
op oorspronkelijke cellen. Een mutatie kan positief, negatief en neutraal zijn. Het genoom bevat
de gehele nucleotiden volgorde in een organisme. Het genoom reguleert de groei en
ontwikkeling van een volwassen organisme met honderden verschillende type cellen. Al deze
gedifferentieerde cellen hebben allemaal hetzelfde DNA. De verschillende cellen zetten
verschillende genen aan waardoor ze anders tot uiting komen. Ze gebruiken hun genen om
bepaalde eiwitten te maken, wat afhankelijk is van hun interne staat en signalen die de cel uit
de omgeving binnen krijgt. Meestal signalen van andere cellen.
Lichtmicroscopen gebruiken licht terwijl elektronenmicroscopen elektronen gebruiken. Bij de
lichtmicroscopen moet je de cellen een kleur geven. Dat kan doormiddel van:
• Cellen kleuren met een gewone kleurstof zoals HE.
• Cellen kun je ook labelen met een fluorescente antilichamen (die bepaalde golflengte
uitstralen waardoor je afzonderlijke delen kunt zien).
• Je kunt ook cellen zelf een fluorescerend eiwit laten maken.
• Verder is het oplossend vermogen van een lichtmicroscoop 200nm
• Je kunt er levende cellen mee bekijken
• Preparaatdikte van 0,2-40 µm
Elektronen microscopen:
• De golflengte van een elektronenmicroscoop is 1000 maal kleiner dan van een
lichtmicroscoop. Oplossend vermogen is dus 1000 keer beter.
• Oplossend vermogen van 0.2 nm
• Je kunt geen levende cellen mee bekijken
• Cellen kleur je met zware metalen die neerslaan op die eiwitten
• Cellen labelen met antilichamen en metaal bolletjes (vaak goud) (elektronen gaan dwars
door organellen heen waardoor het nodig is om er een goudbolletje aan te hangen)
1
, • Preparaatdikte van 20-200 nm
Elke cel is ongeveer 5-20 µm groot.
Functies organellen:
Organellen functie grootte
Celmembraan • Een celmembraan bestaat uit een fosforgroep aan de 10 Nm
buitenkant die polair is (h2O). Aan de binnenkant
bestaat het membraan uit cholesterol oftewel lipiden
(vetstaarten) (apolair).
• Membraan is geen statisch geheel maar beweegt mee
met de cel waarin allerlei eiwitten zitten zoals een
kanaal of een sensor
• Celmembraan kunnen uit verschillende lipiden
bestaan die gebiedjes vormen binnen in cel.
• Celmembraan sluit de cel af van de buitenwereld
• Het geeft stevigheid aan cellen doordat ze onderling
met elkaar verweven. Dit gebeurt door de
desmosomen waaraan weer het cytoskelet vast zit.
• Ook wisselen cellen via het celmembraan stoffen uit
via gap-juntions. Groot voordeel van gap-junctions
zijn dat ze eiwitten zijn en gereguleerd kunnen
worden (even dicht gezet worden of bepaalde vorm
aannemen waardoor alleen bepaalde stoffen
erdoorheen gaan.)
Cytoplasma • In het cytoplasma kun je vetdruppels, RNA,
glycogeen en vele andere stoffen tegenkomen.
cytoskelet • Het cytoskelet geeft stevigheid aan de cel en bestaat 1Mm
uit 3 onderdelen: microtubules, intermediare
filamenten en actine filamenten.
• Microtubuli zijn de spoorwegen van de cel. Hierover
kunnen dus dingen worden getransporteerd en zijn
soort van buisjes. Daarover kan bijvoorbeeld een
motoreiwit lopen. Je hebt een min en plus kant wat
zorgt voor de goede richting van het transport.
Andere functie is celdeling.
• Intermediare filamenten zijn de kabeltouwen van de
cel. Het geeft de cel stevigheid
• Actine filamenten geeft de cel beweeglijkheid zelf
mitochondrieën • Geeft de cel energie (ATP) en krijg je van de moeder. 1 µm
Het mitochondrium verbruikt zuurstof en er ontstaat
koolstofdioxide.
• Het mitochondrium heeft 2 membranen waarbij de
binnenste membraam ingevouwen is (cristea). Op dat
binnenste membraan zitten enzymen. Het is helemaal
2
, ingevouwen om het contactoppervlak te vergroten en
om bepaalde enzymen bij elkaar te brengen.
• Mitochondrieën hebben hun eigen DNA en delen zelf
ook.
kern • Heterochromatine is het donkere gedeelten in de kern 7-100 µm
wat helemaal gespiraliseerd is en niet kan worden
afgelezen. Euchromatine is het lichte gebied en daar
vindt transcriptie plaats.
• Het donkerste vlekje is de nucleolus (0.1-.3 µm): daar
wordt ribosomaal RNA gemaakt
• Om de kern zitten 2 membranen. Vanuit de kern moet
van alles in en uit. Dat gaat doormiddel van een
kernporie. Het buitenmembraan is ook nog is het
stukje van het ruw endoplasmatisch reticulum waar
zich ribosomen op bevinden.
Ruw • Wanneer de kern RNA heeft gemaakt moet daar iets
endoplasmatisch mee gedaan worden. Dat kan in het cytoplasma, dan
reticulum worden er cytoplasmatische eiwitten gemaakt. Als
iets de cel uit wil of door de cel wil bewegen dan
moet het worden ingepakt. Het RER maakt deze
inpakkings-componenten. Verder maken de
ribosomen op het RER de eiwitten.
• 1 membraan
Glad • Is belangrijk voor ontgifting en andere synthetische
endoplasmatisch processen. Het grote verschil met het ruw
reticulum endoplasmatisch reticulum is dat er geen ribosomen
opzitten.
• Ook voorzien van een enkele membraan
Golgi complex • Aan de cis kant versmelten de blaasjes afkomstig van
het endoplasmatisch reticulum met het membraan
van het golgi-complex.
• Verder wordt er geknutseld aan de moleculen en
komen ze aan de trans kant er weer uit.
Sekreetkorrels • Exocytose is het afgeven van materiaal doormiddel
van blaasjes die versmelten met het celmembraan.
• Endocytose kan specifiek zijn en niet specifiek. Niet
specifiek is als een blaasje met een membraan
versmelt en zijn inhoud aflevert in de cel of vacuole.
Bij specifieke endocytose komt er een receptor aan
de pas die alleen bepaalde blaasjes naar binnen laat
gaan die op de receptor passen.
Endosomen • Sorteren van materiaal dat de cel heeft opgenomen
Mulit vesicular
body
lysosomen • Lysosomen is de maag van de cel. Die verteert al het
materiaal wat de cel in komt.
3
, Autofagosomen • Organellen verslijten wat door de autofagosomen
wordt opgegeten.
peroxysomen • Peroxysomen vangen zuurstofradicalen weg uit de 0,8 µm
cel.
ribosomen • Is geen organel want het heeft geen membraan. Hier 20 Nm
vindt de vertaling van het RNA naar het eiwit plaats.
Hoofdstuk 5
Algemene dingen DNA:
Chromosomen worden zichtbaar bij deling. Chromosomen
bestaan voor 50% uit eiwit en 50% uit DNA. DNA structuur:
• Één fosfaat
• Één suiker
• Vier basen (Adenine, Cytosine, Guanine, Thymine)
A+T (2 waterstofbruggen) is even groot als C+G (3
waterstofbruggen).
• Pyrimidines (Y) (hebben een enkele aromatische
ring): Thymine, cytosine
• Purines (R) (hebben een dubbele aromatische ring): Adenine, Guanine
Nucleotide= base+suiker+fosfaat (ATP, CTP, GTP, TTP=NTP)
Nucleoside= base+suiker
De fosfaat en suiker wordt ook wel de suiker-fosfaat backbone genoemd. En de
basen de treden. De fosfaten zijn negatief geladen waardoor het
DNA heel erg negatief geladen is.
Fosforylering is het koppelen van een fosfaatgroep aan een
ontvangend molecuul, dat gebeurt door kinases. DNA groeit vanaf het 3’
waar de OH-groep aan vast zit. Aan het 5’ accent zit de fosfaat-groep. De binding heet
een fosfodiester band (covalente binding). Figuur 1 structuurformule ATP
4
Hoofdstuk 1
De prokaryoten zijn bacteriën en de archea (eencelligen). Prokaryoten hebben geen kern en
drijft het DNA in het cytoplasma vrij rond. Dankzij hun enorme aantallen, onwijs snelle celgroei
(20 min), het vermogen om stukjes DNA uit te wisselen kunnen prokaryoten heel snel
evolueren. Eukaryoten zijn de dieren, planten en schimmels. Eukaryoten hebben wel een kern.
Een kern gaat vaak samen met organellen.
In alle organismen is genetische informatie in de vorm van genen opgeslagen in het DNA. In
elke cel is DNA opgebouwd uit nucleotiden (suikermolecuul+ base + fosfaatgroep). Verder
vindt er in elke cel transcriptie plaats waarbij het DNA wordt afgelezen en wordt omgezet in
RNA. Een aantal van deze RNA moleculen worden omgezet naar eiwitten (translatie). Deze
stroom van informatie van DNA tot RNA tot eiwit wordt ook wel het centrale dogma genoemd
1-2. Eiwitten zijn opgebouwd uit aminozuren en alle organismen gebruiken dezelfde 20
aminozuren. Maar de aminozuren zijn verschillend aan elkaar verbonden waardoor er
verschillende eiwitten ontstaan.
Celdelingen staan aan de basis van de evolutie. Door mutaties lijken de dochtercellen niet altijd
op oorspronkelijke cellen. Een mutatie kan positief, negatief en neutraal zijn. Het genoom bevat
de gehele nucleotiden volgorde in een organisme. Het genoom reguleert de groei en
ontwikkeling van een volwassen organisme met honderden verschillende type cellen. Al deze
gedifferentieerde cellen hebben allemaal hetzelfde DNA. De verschillende cellen zetten
verschillende genen aan waardoor ze anders tot uiting komen. Ze gebruiken hun genen om
bepaalde eiwitten te maken, wat afhankelijk is van hun interne staat en signalen die de cel uit
de omgeving binnen krijgt. Meestal signalen van andere cellen.
Lichtmicroscopen gebruiken licht terwijl elektronenmicroscopen elektronen gebruiken. Bij de
lichtmicroscopen moet je de cellen een kleur geven. Dat kan doormiddel van:
• Cellen kleuren met een gewone kleurstof zoals HE.
• Cellen kun je ook labelen met een fluorescente antilichamen (die bepaalde golflengte
uitstralen waardoor je afzonderlijke delen kunt zien).
• Je kunt ook cellen zelf een fluorescerend eiwit laten maken.
• Verder is het oplossend vermogen van een lichtmicroscoop 200nm
• Je kunt er levende cellen mee bekijken
• Preparaatdikte van 0,2-40 µm
Elektronen microscopen:
• De golflengte van een elektronenmicroscoop is 1000 maal kleiner dan van een
lichtmicroscoop. Oplossend vermogen is dus 1000 keer beter.
• Oplossend vermogen van 0.2 nm
• Je kunt geen levende cellen mee bekijken
• Cellen kleur je met zware metalen die neerslaan op die eiwitten
• Cellen labelen met antilichamen en metaal bolletjes (vaak goud) (elektronen gaan dwars
door organellen heen waardoor het nodig is om er een goudbolletje aan te hangen)
1
, • Preparaatdikte van 20-200 nm
Elke cel is ongeveer 5-20 µm groot.
Functies organellen:
Organellen functie grootte
Celmembraan • Een celmembraan bestaat uit een fosforgroep aan de 10 Nm
buitenkant die polair is (h2O). Aan de binnenkant
bestaat het membraan uit cholesterol oftewel lipiden
(vetstaarten) (apolair).
• Membraan is geen statisch geheel maar beweegt mee
met de cel waarin allerlei eiwitten zitten zoals een
kanaal of een sensor
• Celmembraan kunnen uit verschillende lipiden
bestaan die gebiedjes vormen binnen in cel.
• Celmembraan sluit de cel af van de buitenwereld
• Het geeft stevigheid aan cellen doordat ze onderling
met elkaar verweven. Dit gebeurt door de
desmosomen waaraan weer het cytoskelet vast zit.
• Ook wisselen cellen via het celmembraan stoffen uit
via gap-juntions. Groot voordeel van gap-junctions
zijn dat ze eiwitten zijn en gereguleerd kunnen
worden (even dicht gezet worden of bepaalde vorm
aannemen waardoor alleen bepaalde stoffen
erdoorheen gaan.)
Cytoplasma • In het cytoplasma kun je vetdruppels, RNA,
glycogeen en vele andere stoffen tegenkomen.
cytoskelet • Het cytoskelet geeft stevigheid aan de cel en bestaat 1Mm
uit 3 onderdelen: microtubules, intermediare
filamenten en actine filamenten.
• Microtubuli zijn de spoorwegen van de cel. Hierover
kunnen dus dingen worden getransporteerd en zijn
soort van buisjes. Daarover kan bijvoorbeeld een
motoreiwit lopen. Je hebt een min en plus kant wat
zorgt voor de goede richting van het transport.
Andere functie is celdeling.
• Intermediare filamenten zijn de kabeltouwen van de
cel. Het geeft de cel stevigheid
• Actine filamenten geeft de cel beweeglijkheid zelf
mitochondrieën • Geeft de cel energie (ATP) en krijg je van de moeder. 1 µm
Het mitochondrium verbruikt zuurstof en er ontstaat
koolstofdioxide.
• Het mitochondrium heeft 2 membranen waarbij de
binnenste membraam ingevouwen is (cristea). Op dat
binnenste membraan zitten enzymen. Het is helemaal
2
, ingevouwen om het contactoppervlak te vergroten en
om bepaalde enzymen bij elkaar te brengen.
• Mitochondrieën hebben hun eigen DNA en delen zelf
ook.
kern • Heterochromatine is het donkere gedeelten in de kern 7-100 µm
wat helemaal gespiraliseerd is en niet kan worden
afgelezen. Euchromatine is het lichte gebied en daar
vindt transcriptie plaats.
• Het donkerste vlekje is de nucleolus (0.1-.3 µm): daar
wordt ribosomaal RNA gemaakt
• Om de kern zitten 2 membranen. Vanuit de kern moet
van alles in en uit. Dat gaat doormiddel van een
kernporie. Het buitenmembraan is ook nog is het
stukje van het ruw endoplasmatisch reticulum waar
zich ribosomen op bevinden.
Ruw • Wanneer de kern RNA heeft gemaakt moet daar iets
endoplasmatisch mee gedaan worden. Dat kan in het cytoplasma, dan
reticulum worden er cytoplasmatische eiwitten gemaakt. Als
iets de cel uit wil of door de cel wil bewegen dan
moet het worden ingepakt. Het RER maakt deze
inpakkings-componenten. Verder maken de
ribosomen op het RER de eiwitten.
• 1 membraan
Glad • Is belangrijk voor ontgifting en andere synthetische
endoplasmatisch processen. Het grote verschil met het ruw
reticulum endoplasmatisch reticulum is dat er geen ribosomen
opzitten.
• Ook voorzien van een enkele membraan
Golgi complex • Aan de cis kant versmelten de blaasjes afkomstig van
het endoplasmatisch reticulum met het membraan
van het golgi-complex.
• Verder wordt er geknutseld aan de moleculen en
komen ze aan de trans kant er weer uit.
Sekreetkorrels • Exocytose is het afgeven van materiaal doormiddel
van blaasjes die versmelten met het celmembraan.
• Endocytose kan specifiek zijn en niet specifiek. Niet
specifiek is als een blaasje met een membraan
versmelt en zijn inhoud aflevert in de cel of vacuole.
Bij specifieke endocytose komt er een receptor aan
de pas die alleen bepaalde blaasjes naar binnen laat
gaan die op de receptor passen.
Endosomen • Sorteren van materiaal dat de cel heeft opgenomen
Mulit vesicular
body
lysosomen • Lysosomen is de maag van de cel. Die verteert al het
materiaal wat de cel in komt.
3
, Autofagosomen • Organellen verslijten wat door de autofagosomen
wordt opgegeten.
peroxysomen • Peroxysomen vangen zuurstofradicalen weg uit de 0,8 µm
cel.
ribosomen • Is geen organel want het heeft geen membraan. Hier 20 Nm
vindt de vertaling van het RNA naar het eiwit plaats.
Hoofdstuk 5
Algemene dingen DNA:
Chromosomen worden zichtbaar bij deling. Chromosomen
bestaan voor 50% uit eiwit en 50% uit DNA. DNA structuur:
• Één fosfaat
• Één suiker
• Vier basen (Adenine, Cytosine, Guanine, Thymine)
A+T (2 waterstofbruggen) is even groot als C+G (3
waterstofbruggen).
• Pyrimidines (Y) (hebben een enkele aromatische
ring): Thymine, cytosine
• Purines (R) (hebben een dubbele aromatische ring): Adenine, Guanine
Nucleotide= base+suiker+fosfaat (ATP, CTP, GTP, TTP=NTP)
Nucleoside= base+suiker
De fosfaat en suiker wordt ook wel de suiker-fosfaat backbone genoemd. En de
basen de treden. De fosfaten zijn negatief geladen waardoor het
DNA heel erg negatief geladen is.
Fosforylering is het koppelen van een fosfaatgroep aan een
ontvangend molecuul, dat gebeurt door kinases. DNA groeit vanaf het 3’
waar de OH-groep aan vast zit. Aan het 5’ accent zit de fosfaat-groep. De binding heet
een fosfodiester band (covalente binding). Figuur 1 structuurformule ATP
4
