2.1 Inleiding
De leer van de cel heet cytologie. Een cel bestaat uit een celkern, omgeven door
het cytoplasma met daarin organellen die elke een eigen functie hebben. De cel
wordt begrensd door het celmembraan. Hoewel de meeste cellen dezelfde
algemene bouw hebben, bestaan er variaties per celtype. Voor het bestuderen
van cellen zijn microscopen nodig. In dit hoofdstuk worden de lichtmicroscoop en
de elektronenmicroscoop behandeld. Het hoofdstuk start met de vraag wat een
cel is en of alle cellen hetzelfde zijn.
2.2 De ontdekking van de cel
De ontdekking van de cel werd mogelijk door de uitvinding van de microscoop in
de 17e eeuw.
Antonie van Leeuwenhoek gebruikte een eenvoudige microscoop met één
lens en ontdekte bloedcellen, spermacellen en micro-organismen in
slootwater
Robert Hook bestudeerde kurk en noemde de hokjes die hij zag cellen
In de 19e eeuw formuleerde Schleiden planten en Schwann dieren de cel
theorie: alle levende organismen bestaan uit cellen.
Rudolf Virchow breidde dit uit met het principe Omnis Cellula e cellula: elke
cel ontstaat uit een andere cel. Dit werd de theorie van de biogenese, in
tegenstelling tot de vroegere opvatting van spontane generatie.
Dankzij de elektromicroscoop werd de cel bouw veel beter zichtbaar.
Ondanks overeenkomsten is er een enorme variatie tussen cellen: het
menselijk lichaam heeft ongeveer 85 verschillende celtypen die variëren
van grootte, vormen, kleur en structuren.
2.3 Microscopie
2.3.1 De lichtmicroscoop (LM)
Werking en eigenschappen
Een vergrootglas gebruikt een bolle lens om een vergroot beeld te vormen. Voor
grotere vergrotingen werd de samengestelde lichtmicroscoop ontwikkeld, met
twee lenzenstelsel: het objectief maakt een beeld van het preparaat en het
oculair vergroot dit beeld voor de waarnemer. Het scheidend vermogen bepaalt
hoe klein de details zijn die nog scherp onderscheiden kunnen worden. Het oog
kan tot 0,1 mm, terwijl een lichtmicroscoop een scheidend vermogen van 0,2 μm
heeft (500x beter). Door het golfkarakter van licht is er een grens aan de
vergroting: te kleine structuren worden onscherp. Omdat cellen vaak transparant
zijn, worden kleurstoffen gebruikt om onderdelen zichtbaar te maken. Bij een
lichtmicroscoop wordt meestal helderveldmicroscopie toegepast: een donker
object tegen een lichte achtergrond.
Speciale lichtmicroscopen
, Fasecontrastmicroscoop: Maakt transparante, levende cellen zichtbaar
zonder kleuring. Geeft ook enige diepte- effect; geschikt om onder andere
celdeling bij bacteriën te volgen.
Stereomicroscoop: gebruikt opvallend licht en lage vergrotingen (10x-
100x). Geeft een 3D beeld doordat beide ogen apart kijken. Toepassing bij
planten, insecten, fosielen, mineralen, elektronica en precisiewerk.
Fluorescentiemicroscoop: gebruikt om fluorescerende kleurstoffen die
oplichten onder licht met een korte golflengte. Vaak in combinatie met
immunologische technieken in biologisch en medisch onderzoek.
Fasecontrastmicroscoop Stereomicroscoop
Fluorescentiemicroscoop
2.3.2 De elektronenmicroscoop (EM)
Elektronenmicroscopie
Gebruikt elektronen in plaats van licht; elektronen worden gebundeld door
magnetische velden.
Voordeel: veel groter scheidend vermogen 0,1 nm, bijna 2000x beter dan
de lichtmicroscoop. Hierdoor zijn zeer kleine structuren zichtbaar.
Nadelen: preparaten moeten in vacuüm worden geplaatst en bewerkt
metalen, kleuring, ontwatering en dunne coupes.
Soorten elektronenmicroscopie:
TEM (Transmissie- elektronenmicroscoop): elektronen gaan door het
preparaat.
- Toont details van de binnenkant van cellen, virussen en
macromoleculen.
- Beelden met zeer hoge resolutie
SEM (Scanning- elektronenmicroscoop): elektronen scannen het oppervlak
van het preparaat.
- Geeft een 3D beeld van de buitenkant
- Geen dunne coupes nodig
2.4 celtypen en celgrootte
Twee hoofdtypen cellen:
Prokaryoten: hebben geen kernmembraan, DNA ligt los in de cel.
Bijvoorbeeld: bacteriën.
De leer van de cel heet cytologie. Een cel bestaat uit een celkern, omgeven door
het cytoplasma met daarin organellen die elke een eigen functie hebben. De cel
wordt begrensd door het celmembraan. Hoewel de meeste cellen dezelfde
algemene bouw hebben, bestaan er variaties per celtype. Voor het bestuderen
van cellen zijn microscopen nodig. In dit hoofdstuk worden de lichtmicroscoop en
de elektronenmicroscoop behandeld. Het hoofdstuk start met de vraag wat een
cel is en of alle cellen hetzelfde zijn.
2.2 De ontdekking van de cel
De ontdekking van de cel werd mogelijk door de uitvinding van de microscoop in
de 17e eeuw.
Antonie van Leeuwenhoek gebruikte een eenvoudige microscoop met één
lens en ontdekte bloedcellen, spermacellen en micro-organismen in
slootwater
Robert Hook bestudeerde kurk en noemde de hokjes die hij zag cellen
In de 19e eeuw formuleerde Schleiden planten en Schwann dieren de cel
theorie: alle levende organismen bestaan uit cellen.
Rudolf Virchow breidde dit uit met het principe Omnis Cellula e cellula: elke
cel ontstaat uit een andere cel. Dit werd de theorie van de biogenese, in
tegenstelling tot de vroegere opvatting van spontane generatie.
Dankzij de elektromicroscoop werd de cel bouw veel beter zichtbaar.
Ondanks overeenkomsten is er een enorme variatie tussen cellen: het
menselijk lichaam heeft ongeveer 85 verschillende celtypen die variëren
van grootte, vormen, kleur en structuren.
2.3 Microscopie
2.3.1 De lichtmicroscoop (LM)
Werking en eigenschappen
Een vergrootglas gebruikt een bolle lens om een vergroot beeld te vormen. Voor
grotere vergrotingen werd de samengestelde lichtmicroscoop ontwikkeld, met
twee lenzenstelsel: het objectief maakt een beeld van het preparaat en het
oculair vergroot dit beeld voor de waarnemer. Het scheidend vermogen bepaalt
hoe klein de details zijn die nog scherp onderscheiden kunnen worden. Het oog
kan tot 0,1 mm, terwijl een lichtmicroscoop een scheidend vermogen van 0,2 μm
heeft (500x beter). Door het golfkarakter van licht is er een grens aan de
vergroting: te kleine structuren worden onscherp. Omdat cellen vaak transparant
zijn, worden kleurstoffen gebruikt om onderdelen zichtbaar te maken. Bij een
lichtmicroscoop wordt meestal helderveldmicroscopie toegepast: een donker
object tegen een lichte achtergrond.
Speciale lichtmicroscopen
, Fasecontrastmicroscoop: Maakt transparante, levende cellen zichtbaar
zonder kleuring. Geeft ook enige diepte- effect; geschikt om onder andere
celdeling bij bacteriën te volgen.
Stereomicroscoop: gebruikt opvallend licht en lage vergrotingen (10x-
100x). Geeft een 3D beeld doordat beide ogen apart kijken. Toepassing bij
planten, insecten, fosielen, mineralen, elektronica en precisiewerk.
Fluorescentiemicroscoop: gebruikt om fluorescerende kleurstoffen die
oplichten onder licht met een korte golflengte. Vaak in combinatie met
immunologische technieken in biologisch en medisch onderzoek.
Fasecontrastmicroscoop Stereomicroscoop
Fluorescentiemicroscoop
2.3.2 De elektronenmicroscoop (EM)
Elektronenmicroscopie
Gebruikt elektronen in plaats van licht; elektronen worden gebundeld door
magnetische velden.
Voordeel: veel groter scheidend vermogen 0,1 nm, bijna 2000x beter dan
de lichtmicroscoop. Hierdoor zijn zeer kleine structuren zichtbaar.
Nadelen: preparaten moeten in vacuüm worden geplaatst en bewerkt
metalen, kleuring, ontwatering en dunne coupes.
Soorten elektronenmicroscopie:
TEM (Transmissie- elektronenmicroscoop): elektronen gaan door het
preparaat.
- Toont details van de binnenkant van cellen, virussen en
macromoleculen.
- Beelden met zeer hoge resolutie
SEM (Scanning- elektronenmicroscoop): elektronen scannen het oppervlak
van het preparaat.
- Geeft een 3D beeld van de buitenkant
- Geen dunne coupes nodig
2.4 celtypen en celgrootte
Twee hoofdtypen cellen:
Prokaryoten: hebben geen kernmembraan, DNA ligt los in de cel.
Bijvoorbeeld: bacteriën.
