Celbiologie & immunologie
Celbiologie -> hc ondersteunend en boek lijdend --> na tentamen hebben gemaakt: HC is voldoende
Cel 1 29-10
Wat is een cel
Cel -> het kleinste systeem wat zelf energie kan onderhouden en zelf kan delen.
- Een dierlijke cel wordt door een celmembraan afgescheiden van de omgeving, maar signalen kunnen hier
nog steeds doorheen (van buitenaf of vanuit binnenin).
Context om cellen te bestuderen: kanker, een aandoening met de volgende kenmerkende verschijnselen:
- cellen die zich onbeheerst vermenigvuldigen en dit blijven doen (weefselgroei of toename in volume).
- de woekerende cellen breiden zich uit in omliggend weefsel en richten hier schade aan (invasieve groei of
infiltratie) (goedaardig)
- de woekerende cellen verspreiden zich ook naar ver weg gelegen plaatsen in het lichaam (metastasering)
(kwaadaardige)
Wat is groei
Hyperplasie -> celdeling (1. ‘multiplicative growth’)
- Aantal cellen neemt toe en de cel grootte blijft gelijk.
- Celdeling kan fysiologisch en pathologisch
- Bijv. Fysiologisch -> wondheling pathologisch -> poliep
Hypertrofie -> toename in grootte van een cel (2. ‘auxetic growth’)
- Aantal cellen blijft gelijk en de cel grootte neemt toe.
- Bijv. spiercellen (toename in cel volume)
Accretie -> toename van tussenstof (3. ‘accretionary growth’
-> zijn vaak combinatie hiervan (4. ‘combined pattern of growth’)
Cel vermeerdering
Aantal cellen in een weefsel/orgaan wordt bepaald door: cel deling, cel dood en cel differentiatie
In iedere weefsel zitten stamcellen die delen -> 1 nieuwe stamcel & 1 precursor cel (voorlopercel).
- Aantal stamcellen blijven altijd hetzelfde.
- Precursor cel deelt zich en differentiëren zo tot dochtercellen met een bepaalde functie.
- In ieder type weefsel zitten stamcellen die speciaal zijn van de weefsel.
- Deze type stamcellen kunnen verder differentiëren.
Bijv. darmen -> op de villi bevinden zich een villus (boven) en een crypt (onder).
- De stam cellen bevinden zich in de crypt.
- Stam cellen delen -> differentiëren naar precursor cellen -> gaan richting de villus -> boven
laten ze los of apoptose
- Darmcellen worden vervangen door nieuwe cellen, elke 3-6 dagen.
Celvermeerdering
Cel deling (division)
Proliferation
Cel groei (growth)
,Celbiologie & immunologie
Cel cyclus (Cel deling)
Cel cyclus bestaat uit verschillende stadia die gecontroleerd worden doorlopen.
- Bestaat uit replicatie van een chromosoom en van de groei van het cel zelf.
- Groei van cel zelf is belangrijk, anders wordt de grootte steeds kleiner.
- Cel cyclus eindigt met 2 dochtercellen.
Er zijn 4 fases:
M-fase -> mitose (nucleus deling) en cytokinese (cytoplasma deling)
S-fase -> synthese (DNA replicatie)
G1- en G2-fase -> groei van het cytoplasma en aanmaak van eiwitten die in
cytoplasma hun werk doen
(Intefase -> G1 + S-fase + G2 M-fase -> mitose en cytokinese)
De cel cylcus heeft een strak gecontroleerd systeem -> checkpoints
- Gebeurt voordat de cel naar een volgende fase gaat.
G1 vòòr S-fase -> Is de omgeving gunstig?
G2 vòòr mitose -> Is al het DNA gerepliceerd?
Is beschadigd DNA gerepareerd?
M -> Bevinden de chromosomen zich aan een mitose spindel?
Controle van de cel cyclus
- Hoe ‘weet’ een cel dat hij naar een volgende stadium kan gaan?
- ‘Besluitvorming’ op verschillende controle momenten? (checkpoints)
- Is afhankelijk van activiteit van Cdk’s (cyclin dependent protein kinases)
- kinase -> fosfaatgroep ergens opzet.
- Cdk activiteit is afhankelijk van cycline concentratie en fosfaat.
-> onderzocht in xenopus eicellen: want in het cytoplasma van M-fase zitten
eiwitten die ervoor zorgen dat celdeling plaats kan vinden.
!! Stopt bij problemen
- Kent remmers en stimulatoren (werkgroepopdr 2A en 2B)
Activiteit van Cdk -> Cdk wordt geactiveerd door een cyclin -> is hierna een complex.
- Het complex (Cdk met cycline) heeft dan 2 inhiberende fosfaatgroepen.
Activiteit van Cdk -> afhankelijk van defosforylering -> is hierna actief.
- Fosfatase zorgt voor een actief complex
-> activatie van complexen gaat heel snel: inactief word geactiveerd & positieve terugkoppeling door
fosfatase te activeren (zie plaatje).
Regulatie van M-Cdk activiteit -> de activiteit van M-Cdk fluctueert en hoeveelheid Cdk blijft gelijk.
- M-Cdk is actief tijdens mitose.
- Als de fosfaatgroepen zijn verwijderd is M-Cdk een actief complex.
- M-Cdk neemt sterk toe tijden mitose en neemt af na mitose (tijdens interfase niet actief).
- Afname van M-Cdk door afbraak van M-cycline eiwitten -> hiervoor ‘ubiquitination’
- Ubiquitine op het complex -> M-cycline afgebroken & inactief Cdk.
,Celbiologie & immunologie
Regulatie van S-Cdk activiteit -> de activiteit van S-Cdk fluctueert en hoeveelheid Cdk blijft gelijk.
- S-Cdk is actief tijdens de S-fase (G1- en M-fase).
- Als de fosfaatgroepen zijn verwijderd is S-Cdk een actief complex.
- Functie: bij replicatie spelen veel eiwitten een rol, deze worden geactiveerd door S/D-Cdk.
- Kinase zorgt dus eigenlijk een soort van voor DNA replicatie.
- Ze remmen vaak andere eiwitten die in andere fases een rol spelen.
- S-cycline is lang aanwezig -> tot M-fase -> DNA wordt dan goed gekopieerd.
In de cel cyclus hebben verschillende fases ook verschillende cyclines nodig
- Functie: veel verschillende zorgen voor een back-up -> verlaagt de kans dat het mis gaat.
Problemen bij de checkpoints
De cel cyclus stopt bij problemen hiervan.
Cellen hebben DNA schade door moleculen
die in de cel aanwezig zijn.
Bijv. p53:
Cel heeft beschadigd DNA in de kern -> wordt opgepikt door andere eiwitten
-> geactiveerde eiwitten (kinases) fosforyleren p53 -> p53 kan niet worden
afgebroken en hoop op in het cytoplasma -> na een tijdje een concentratie
verschil -> p53 naar de kern -> bindt aan DNA en werkt als transcriptie:
Bindt aan p21 promotor -> mRNA naar cytoplasma -> p21 eiwit -> terug naar
de kern -> bindt aan G1/S-Cdk complex -> celcyclus stopt -> ontstaan GEEN
dochtercellen met beschadigd DNA.
Uitzonderingen: cel cyclus is in pauze -> andere enzymen repareren het DNA
DNA is zo beschadigd -> cel in apoptose
Cel dood -> apoptose
Gereguleerde cel dood.
- Deelopdracht 3A, kent remmers en stimulatoren.
- kan door cellen op te ruimen: cellen laten lyseren -> interne eiwitten komen naar buiten -> wordt herkend
door het immuunsysteem -> ontsteking
Cel differentiatie -> celtype
Cel vermeerdering (cel deling, cel dood en cel differentiatie) -> zorgt ervoor of een cel toeneemt of
krimpt in grootte
, Celbiologie & immunologie
Kanker
Ongereguleerd/storing van cel vermeerdering, vaak een combinatie van de 3.
- Cel cyclus werkt niet meer -> cellen blijven delen.
- Cel dood werkt niet meer -> cellen doen geen apoptose.
- Cel differentiatie werkt niet meer -> cellen blijven delen.
- Bijv. stamcellen -> alleen stamcellen OF alleen dochtercellen (functionele cellen)
(- Na elke deling van DNA, telomeer worden korter -> kunnen niet meer verder delen.)
Oorzaak van de storingen:
- kanker is een genetische ziekte op het niveau van de cel
- voornamelijk somatische mutaties in DNA]
- in enkele gevallen ook erfelijke mutatie aanwezig
- meerdere genen zijn gemuteerd/er is genetische instabiliteit
- methylering van DNA/chromosomale afwijking
- een multifactoriële ziekte
- oorzaken: chemisch, virus, straling, hormonen, micro-organismen, divers (asbest)
Mutaties in deze genen verhogen de kans op krijgen van kanker:
Proto-oncogenen -> coderen voor eiwitten die bijdragen aan celdeling en overleving.
- 1 mutatie -> dominante mutatie -> ‘gain-of-function’
Tumor suppressor genen -> coderen voor eiwitten die celcyclus blokkeren en apoptose induceren.
- ALTIJD 2 mutaties -> recessieve mutatie -> ‘loss-of-function’
- Bijv. p53.
Transformatie van gewone cel tot een kankercel -> The six hallmarks of cancer: (CMap-opdracht)
- Evasion of apoptosis (de cellen in de kanker)
- Unlimited replicative potential
- Growth signal autonomy
- evasion of growth inhibitory signals
- invasive and metastasis
- angiogenesis (nieuwe aanmaak bloedvaten)
Cel 2 29-10
Signaal transductie
Signaaloverdracht binnen cellen -> overdracht moet leiden tot een respons in de cel.
- Respons is niet hetzelfde als het signaal.
- Cellen reageren op signalen die ze van binnen of buiten af krijgen.
- Signalen binden op receptoren van een cel -> signaal wordt omgezet in andere moleculen -> deze
moleculen komen uiteindelijk terecht bij het molecuul waarop hij moet reageren.
- Bijv. wondheling: er ontstaat een stolsel -> deze bloedplaatjes worden geactiveerd en geven een signaal af
-> immuun cellen worden aangetrokken naar de plek van de wond -> er worden groeifactoren afgegeven.
Route van signaal naar respons
Signaling molecule/cell is het signaal dat naar de doelcel/target (cel)/receptor protein toe gaat.
- Vaak in molecuul vorm en wordt geproduceerd door de signaling molecule/cell.
4 verschillende signaalmoleculen
- Hebben verschillende afstanden waarop ze werken
Celbiologie -> hc ondersteunend en boek lijdend --> na tentamen hebben gemaakt: HC is voldoende
Cel 1 29-10
Wat is een cel
Cel -> het kleinste systeem wat zelf energie kan onderhouden en zelf kan delen.
- Een dierlijke cel wordt door een celmembraan afgescheiden van de omgeving, maar signalen kunnen hier
nog steeds doorheen (van buitenaf of vanuit binnenin).
Context om cellen te bestuderen: kanker, een aandoening met de volgende kenmerkende verschijnselen:
- cellen die zich onbeheerst vermenigvuldigen en dit blijven doen (weefselgroei of toename in volume).
- de woekerende cellen breiden zich uit in omliggend weefsel en richten hier schade aan (invasieve groei of
infiltratie) (goedaardig)
- de woekerende cellen verspreiden zich ook naar ver weg gelegen plaatsen in het lichaam (metastasering)
(kwaadaardige)
Wat is groei
Hyperplasie -> celdeling (1. ‘multiplicative growth’)
- Aantal cellen neemt toe en de cel grootte blijft gelijk.
- Celdeling kan fysiologisch en pathologisch
- Bijv. Fysiologisch -> wondheling pathologisch -> poliep
Hypertrofie -> toename in grootte van een cel (2. ‘auxetic growth’)
- Aantal cellen blijft gelijk en de cel grootte neemt toe.
- Bijv. spiercellen (toename in cel volume)
Accretie -> toename van tussenstof (3. ‘accretionary growth’
-> zijn vaak combinatie hiervan (4. ‘combined pattern of growth’)
Cel vermeerdering
Aantal cellen in een weefsel/orgaan wordt bepaald door: cel deling, cel dood en cel differentiatie
In iedere weefsel zitten stamcellen die delen -> 1 nieuwe stamcel & 1 precursor cel (voorlopercel).
- Aantal stamcellen blijven altijd hetzelfde.
- Precursor cel deelt zich en differentiëren zo tot dochtercellen met een bepaalde functie.
- In ieder type weefsel zitten stamcellen die speciaal zijn van de weefsel.
- Deze type stamcellen kunnen verder differentiëren.
Bijv. darmen -> op de villi bevinden zich een villus (boven) en een crypt (onder).
- De stam cellen bevinden zich in de crypt.
- Stam cellen delen -> differentiëren naar precursor cellen -> gaan richting de villus -> boven
laten ze los of apoptose
- Darmcellen worden vervangen door nieuwe cellen, elke 3-6 dagen.
Celvermeerdering
Cel deling (division)
Proliferation
Cel groei (growth)
,Celbiologie & immunologie
Cel cyclus (Cel deling)
Cel cyclus bestaat uit verschillende stadia die gecontroleerd worden doorlopen.
- Bestaat uit replicatie van een chromosoom en van de groei van het cel zelf.
- Groei van cel zelf is belangrijk, anders wordt de grootte steeds kleiner.
- Cel cyclus eindigt met 2 dochtercellen.
Er zijn 4 fases:
M-fase -> mitose (nucleus deling) en cytokinese (cytoplasma deling)
S-fase -> synthese (DNA replicatie)
G1- en G2-fase -> groei van het cytoplasma en aanmaak van eiwitten die in
cytoplasma hun werk doen
(Intefase -> G1 + S-fase + G2 M-fase -> mitose en cytokinese)
De cel cylcus heeft een strak gecontroleerd systeem -> checkpoints
- Gebeurt voordat de cel naar een volgende fase gaat.
G1 vòòr S-fase -> Is de omgeving gunstig?
G2 vòòr mitose -> Is al het DNA gerepliceerd?
Is beschadigd DNA gerepareerd?
M -> Bevinden de chromosomen zich aan een mitose spindel?
Controle van de cel cyclus
- Hoe ‘weet’ een cel dat hij naar een volgende stadium kan gaan?
- ‘Besluitvorming’ op verschillende controle momenten? (checkpoints)
- Is afhankelijk van activiteit van Cdk’s (cyclin dependent protein kinases)
- kinase -> fosfaatgroep ergens opzet.
- Cdk activiteit is afhankelijk van cycline concentratie en fosfaat.
-> onderzocht in xenopus eicellen: want in het cytoplasma van M-fase zitten
eiwitten die ervoor zorgen dat celdeling plaats kan vinden.
!! Stopt bij problemen
- Kent remmers en stimulatoren (werkgroepopdr 2A en 2B)
Activiteit van Cdk -> Cdk wordt geactiveerd door een cyclin -> is hierna een complex.
- Het complex (Cdk met cycline) heeft dan 2 inhiberende fosfaatgroepen.
Activiteit van Cdk -> afhankelijk van defosforylering -> is hierna actief.
- Fosfatase zorgt voor een actief complex
-> activatie van complexen gaat heel snel: inactief word geactiveerd & positieve terugkoppeling door
fosfatase te activeren (zie plaatje).
Regulatie van M-Cdk activiteit -> de activiteit van M-Cdk fluctueert en hoeveelheid Cdk blijft gelijk.
- M-Cdk is actief tijdens mitose.
- Als de fosfaatgroepen zijn verwijderd is M-Cdk een actief complex.
- M-Cdk neemt sterk toe tijden mitose en neemt af na mitose (tijdens interfase niet actief).
- Afname van M-Cdk door afbraak van M-cycline eiwitten -> hiervoor ‘ubiquitination’
- Ubiquitine op het complex -> M-cycline afgebroken & inactief Cdk.
,Celbiologie & immunologie
Regulatie van S-Cdk activiteit -> de activiteit van S-Cdk fluctueert en hoeveelheid Cdk blijft gelijk.
- S-Cdk is actief tijdens de S-fase (G1- en M-fase).
- Als de fosfaatgroepen zijn verwijderd is S-Cdk een actief complex.
- Functie: bij replicatie spelen veel eiwitten een rol, deze worden geactiveerd door S/D-Cdk.
- Kinase zorgt dus eigenlijk een soort van voor DNA replicatie.
- Ze remmen vaak andere eiwitten die in andere fases een rol spelen.
- S-cycline is lang aanwezig -> tot M-fase -> DNA wordt dan goed gekopieerd.
In de cel cyclus hebben verschillende fases ook verschillende cyclines nodig
- Functie: veel verschillende zorgen voor een back-up -> verlaagt de kans dat het mis gaat.
Problemen bij de checkpoints
De cel cyclus stopt bij problemen hiervan.
Cellen hebben DNA schade door moleculen
die in de cel aanwezig zijn.
Bijv. p53:
Cel heeft beschadigd DNA in de kern -> wordt opgepikt door andere eiwitten
-> geactiveerde eiwitten (kinases) fosforyleren p53 -> p53 kan niet worden
afgebroken en hoop op in het cytoplasma -> na een tijdje een concentratie
verschil -> p53 naar de kern -> bindt aan DNA en werkt als transcriptie:
Bindt aan p21 promotor -> mRNA naar cytoplasma -> p21 eiwit -> terug naar
de kern -> bindt aan G1/S-Cdk complex -> celcyclus stopt -> ontstaan GEEN
dochtercellen met beschadigd DNA.
Uitzonderingen: cel cyclus is in pauze -> andere enzymen repareren het DNA
DNA is zo beschadigd -> cel in apoptose
Cel dood -> apoptose
Gereguleerde cel dood.
- Deelopdracht 3A, kent remmers en stimulatoren.
- kan door cellen op te ruimen: cellen laten lyseren -> interne eiwitten komen naar buiten -> wordt herkend
door het immuunsysteem -> ontsteking
Cel differentiatie -> celtype
Cel vermeerdering (cel deling, cel dood en cel differentiatie) -> zorgt ervoor of een cel toeneemt of
krimpt in grootte
, Celbiologie & immunologie
Kanker
Ongereguleerd/storing van cel vermeerdering, vaak een combinatie van de 3.
- Cel cyclus werkt niet meer -> cellen blijven delen.
- Cel dood werkt niet meer -> cellen doen geen apoptose.
- Cel differentiatie werkt niet meer -> cellen blijven delen.
- Bijv. stamcellen -> alleen stamcellen OF alleen dochtercellen (functionele cellen)
(- Na elke deling van DNA, telomeer worden korter -> kunnen niet meer verder delen.)
Oorzaak van de storingen:
- kanker is een genetische ziekte op het niveau van de cel
- voornamelijk somatische mutaties in DNA]
- in enkele gevallen ook erfelijke mutatie aanwezig
- meerdere genen zijn gemuteerd/er is genetische instabiliteit
- methylering van DNA/chromosomale afwijking
- een multifactoriële ziekte
- oorzaken: chemisch, virus, straling, hormonen, micro-organismen, divers (asbest)
Mutaties in deze genen verhogen de kans op krijgen van kanker:
Proto-oncogenen -> coderen voor eiwitten die bijdragen aan celdeling en overleving.
- 1 mutatie -> dominante mutatie -> ‘gain-of-function’
Tumor suppressor genen -> coderen voor eiwitten die celcyclus blokkeren en apoptose induceren.
- ALTIJD 2 mutaties -> recessieve mutatie -> ‘loss-of-function’
- Bijv. p53.
Transformatie van gewone cel tot een kankercel -> The six hallmarks of cancer: (CMap-opdracht)
- Evasion of apoptosis (de cellen in de kanker)
- Unlimited replicative potential
- Growth signal autonomy
- evasion of growth inhibitory signals
- invasive and metastasis
- angiogenesis (nieuwe aanmaak bloedvaten)
Cel 2 29-10
Signaal transductie
Signaaloverdracht binnen cellen -> overdracht moet leiden tot een respons in de cel.
- Respons is niet hetzelfde als het signaal.
- Cellen reageren op signalen die ze van binnen of buiten af krijgen.
- Signalen binden op receptoren van een cel -> signaal wordt omgezet in andere moleculen -> deze
moleculen komen uiteindelijk terecht bij het molecuul waarop hij moet reageren.
- Bijv. wondheling: er ontstaat een stolsel -> deze bloedplaatjes worden geactiveerd en geven een signaal af
-> immuun cellen worden aangetrokken naar de plek van de wond -> er worden groeifactoren afgegeven.
Route van signaal naar respons
Signaling molecule/cell is het signaal dat naar de doelcel/target (cel)/receptor protein toe gaat.
- Vaak in molecuul vorm en wordt geproduceerd door de signaling molecule/cell.
4 verschillende signaalmoleculen
- Hebben verschillende afstanden waarop ze werken
