Week 1: Cellen en celorganellen
Celtheorie: Vergelijkbare basis-chemie
• Cellen zijn bouwstenen van alle levende organismes - DNA moleculen
• Alle levende organismes bestaan uit één of meerdere cellen dragen genetische
• Cellen ontstaan uit andere cellen --> dit proces is niet spontaan informatie
• De activiteit van een organisme wordt bepaald door de totale activiteit alle cellen - En die informatie is
• Metabolische en biochemische processen vinden plaats in cellen geschreven in
• Erfelijke informatie is opgeslagen in het DNA (chromosomen) en wordt door dezelfde genetische
transcriptie en translatie vertaald in eiwitten code
• Alle cellen van vergelijkbare soorten hebben dezelfde chemische samenstelling
Het centrale dogma:
Prokaryoten: Bacteria en Archeae - DNA moleculen
• Klein en meestal eencellig: beperkte interne organisatie dragen genetische
• Circulaire DNA streng is geconcentreerd in de nucleoïde (niet omgeven door informatie
kernmembraan) - Informatie in DNA
• Grote diversiteit wordt
• Cyanobacteria: Primaire producenten getranscribeerd tot
• Beperkte intracellulaire organisatie: RNA
○ Dna: Nucleoide, geen kernmembraan - De meeste RNA
○ Geen organellen moleculen (mRNA)
worden vertaald in
Cyanobacterien hebben de radiatie van hetrotrofe organismes mogelijk gemaakt eiwitten (translatie)
• Hebben de concentratie van zuurstof in de atmosfeer 10.000x verhoogd
• Ozon (O3) productie --> houdt UV straling tegen in de atmosfeer
• Sequestratie van CO2
○ Tegengaan broeikaseffect
○ Productie fossiele brandstoffen en mineralen
• Hebben hun fotosynthesesystemen doorgegeven aan eukaryote cellen
• Alleen een aantal prokaryoten, waaronder een aantal cyanobacteria, kunnen
stikstof fixeren
Van prokaryoot naar eukaryoot --> ontstaan van kernmembraan met ER
• Edosymbiontentheorie: Door opname van verschillende prokaryoten zijn d= resolutie (korts mogelijke
mitochondrien en chloroplasten ontstaan afstand waarbij 2 punten kunnen
○ Dubbele unitmembranen worden waargenomen als
○ Eigen nucleoiden met prokaryotische genen individuele punten.
○ Delen als bacteria
○ Eigen ribosomen Verste wat lichtmicroscopie kan,
○ Allerlei overgansvormen 200nm --> 1 000x vergroting
○ Dubbele en driedubbelen endosymbionten
Visualisatietechnieken van cellen
• Contrastering
○ Kleurstoffen die plaatselijk licht absorberen
○ Faseverschillen van licht converteren naar intensiteitsverschillen
• (epi)fluorescentiemicroscopie
○ Visualisatie van fluorenscerende stoffen die specifiek aan bepaalde
onderdelen van een cel binden
○ Absobeert fotonen van een specifieke kleur (excitatie) en produceert
fotonen met een hogere golflengte/minder energie (emissie) --> want het
kost energie om licht uit te zenden
• Elektronenmicroscopie
○ Geen licht maar elektronenbundel om preparaat te bekijken
○ Twee types
▪ Transmissie Elektronen Microscopie (TEM)
□ Extreem dunne coupe ongeveer 70 nm
□ Fixatie en inbedding in kunsthars, vacuüm: alleen dood
materiaal dus
□ Contrastering door zware betalen die lokaal binden
▪ Scanning Elektronen Microscopie (SEM)
□ Alleen oppervlaktes en breukvlakken bekijken
CBI-10306 Pagina 1
, □ Alleen oppervlaktes en breukvlakken bekijken
□ Soms contrastering door opdampen zware metalen
□ Alleen dood materiaal bekijken
□ Veel nieuwe ontwikkelingen
○ Maken details zichtbaar tot ongeveer 0.1 nm
Ribosomen
Eukaryoten cel: definities - Genen voor ribosomaal
• Cytoplasma: Alles in een cel dat buiten de kern light, inclusief het RNA zijn gelokaliseerd in
plasmamembraan nucleoli
• Organellen: Onderdelen van de cel met een specifieke functie, omgeven door - Hier worden ribosomale
membraan gesynthetiseerd
• Cytosol: Het grondplasma, een waterige oplossing met verschillende moleculen, - En gecombineerd met
waar de organellen in liggen eiwitten pre-ribosomen te
• Cytoskelet: Dynamische structuur van draden en buizen, die de cel structureren vormen
en voor transport en beweging zorgt - Deze worden uit de celkern
• Endomembraansysteem: Alle door de membranen omgeven compartimenten in geëxporteerd
een cel
Chloroplasten
- Omgeven door 2 dubbel membranen
- Derde membraan, sterk gevouwen en
opgestapeld tot grana
- Grana zijn met elkaar verbonden en omgeven
- Plastiden en fotosynthese door stroma
- Celwand en turgordruk - Het thylakoid-membraan bevat het groene
- Grote lytische vacuole in plaats van lysosomen chlorophyl
- Veel Golgi stacks
- Geen intermediaire filamenten
- Geen centriole
Waarom al die compartimenten?
- Hogere efficiëntie Drie manieren van eiwit
- Specialisatie in functie import door organellen:
- Afschermen van processen die schadelijk zijn voor de rest van de cel - Kernporiën
- Membranen
Mitochondriën, energiecentrales van de cel - Vesikels
- Alle eukaryotische cel bezitten mitochondriën
- Ze hebben een buitenmembraan en een ingestulpte binnenmembraan
- Mitochondriën zijn meestal ovaal of langwerpig
- Ze hebben eigen mitochondriaal DNA en delen als bacteria (endosymbiont!)
Functie mitochondriën: Energievoorziening
- Oxydatieve afbraak (verbranding) van suikers tot water en koolstofdioxide
- De vrijkomende energie wordt opgeslagen door vinden van fosfaat aan ADP
(adonosine-difosfaat) en zo ATP (adenosine-trifosfaat) te vormen
- ATP hydrolyse tot ADP en fosfaat maakt de opgeslagen energie beschikbaar voor
Mitochondria oxideren
actieve processen in de cel
voedsel-moleculen (bv
Chloroplasten: alleen aanwezig in alle autotrofe eukaryoten:
suikers) en produceren
Chloroplasten: fotosyntehese
daarbij adenoise triphospate
Etioplast: chloroplast in het donker
(ATP)
Chromoplast: olieen en carotenoiden
- Sterk geplooid
Chloroamynoplast: fotosynthese en zetmeel opslag
binnemembraan
Leukoplast: ontwikkelt in niet fotosynthetiserende cellen
CBI-10306 Pagina 2
Celtheorie: Vergelijkbare basis-chemie
• Cellen zijn bouwstenen van alle levende organismes - DNA moleculen
• Alle levende organismes bestaan uit één of meerdere cellen dragen genetische
• Cellen ontstaan uit andere cellen --> dit proces is niet spontaan informatie
• De activiteit van een organisme wordt bepaald door de totale activiteit alle cellen - En die informatie is
• Metabolische en biochemische processen vinden plaats in cellen geschreven in
• Erfelijke informatie is opgeslagen in het DNA (chromosomen) en wordt door dezelfde genetische
transcriptie en translatie vertaald in eiwitten code
• Alle cellen van vergelijkbare soorten hebben dezelfde chemische samenstelling
Het centrale dogma:
Prokaryoten: Bacteria en Archeae - DNA moleculen
• Klein en meestal eencellig: beperkte interne organisatie dragen genetische
• Circulaire DNA streng is geconcentreerd in de nucleoïde (niet omgeven door informatie
kernmembraan) - Informatie in DNA
• Grote diversiteit wordt
• Cyanobacteria: Primaire producenten getranscribeerd tot
• Beperkte intracellulaire organisatie: RNA
○ Dna: Nucleoide, geen kernmembraan - De meeste RNA
○ Geen organellen moleculen (mRNA)
worden vertaald in
Cyanobacterien hebben de radiatie van hetrotrofe organismes mogelijk gemaakt eiwitten (translatie)
• Hebben de concentratie van zuurstof in de atmosfeer 10.000x verhoogd
• Ozon (O3) productie --> houdt UV straling tegen in de atmosfeer
• Sequestratie van CO2
○ Tegengaan broeikaseffect
○ Productie fossiele brandstoffen en mineralen
• Hebben hun fotosynthesesystemen doorgegeven aan eukaryote cellen
• Alleen een aantal prokaryoten, waaronder een aantal cyanobacteria, kunnen
stikstof fixeren
Van prokaryoot naar eukaryoot --> ontstaan van kernmembraan met ER
• Edosymbiontentheorie: Door opname van verschillende prokaryoten zijn d= resolutie (korts mogelijke
mitochondrien en chloroplasten ontstaan afstand waarbij 2 punten kunnen
○ Dubbele unitmembranen worden waargenomen als
○ Eigen nucleoiden met prokaryotische genen individuele punten.
○ Delen als bacteria
○ Eigen ribosomen Verste wat lichtmicroscopie kan,
○ Allerlei overgansvormen 200nm --> 1 000x vergroting
○ Dubbele en driedubbelen endosymbionten
Visualisatietechnieken van cellen
• Contrastering
○ Kleurstoffen die plaatselijk licht absorberen
○ Faseverschillen van licht converteren naar intensiteitsverschillen
• (epi)fluorescentiemicroscopie
○ Visualisatie van fluorenscerende stoffen die specifiek aan bepaalde
onderdelen van een cel binden
○ Absobeert fotonen van een specifieke kleur (excitatie) en produceert
fotonen met een hogere golflengte/minder energie (emissie) --> want het
kost energie om licht uit te zenden
• Elektronenmicroscopie
○ Geen licht maar elektronenbundel om preparaat te bekijken
○ Twee types
▪ Transmissie Elektronen Microscopie (TEM)
□ Extreem dunne coupe ongeveer 70 nm
□ Fixatie en inbedding in kunsthars, vacuüm: alleen dood
materiaal dus
□ Contrastering door zware betalen die lokaal binden
▪ Scanning Elektronen Microscopie (SEM)
□ Alleen oppervlaktes en breukvlakken bekijken
CBI-10306 Pagina 1
, □ Alleen oppervlaktes en breukvlakken bekijken
□ Soms contrastering door opdampen zware metalen
□ Alleen dood materiaal bekijken
□ Veel nieuwe ontwikkelingen
○ Maken details zichtbaar tot ongeveer 0.1 nm
Ribosomen
Eukaryoten cel: definities - Genen voor ribosomaal
• Cytoplasma: Alles in een cel dat buiten de kern light, inclusief het RNA zijn gelokaliseerd in
plasmamembraan nucleoli
• Organellen: Onderdelen van de cel met een specifieke functie, omgeven door - Hier worden ribosomale
membraan gesynthetiseerd
• Cytosol: Het grondplasma, een waterige oplossing met verschillende moleculen, - En gecombineerd met
waar de organellen in liggen eiwitten pre-ribosomen te
• Cytoskelet: Dynamische structuur van draden en buizen, die de cel structureren vormen
en voor transport en beweging zorgt - Deze worden uit de celkern
• Endomembraansysteem: Alle door de membranen omgeven compartimenten in geëxporteerd
een cel
Chloroplasten
- Omgeven door 2 dubbel membranen
- Derde membraan, sterk gevouwen en
opgestapeld tot grana
- Grana zijn met elkaar verbonden en omgeven
- Plastiden en fotosynthese door stroma
- Celwand en turgordruk - Het thylakoid-membraan bevat het groene
- Grote lytische vacuole in plaats van lysosomen chlorophyl
- Veel Golgi stacks
- Geen intermediaire filamenten
- Geen centriole
Waarom al die compartimenten?
- Hogere efficiëntie Drie manieren van eiwit
- Specialisatie in functie import door organellen:
- Afschermen van processen die schadelijk zijn voor de rest van de cel - Kernporiën
- Membranen
Mitochondriën, energiecentrales van de cel - Vesikels
- Alle eukaryotische cel bezitten mitochondriën
- Ze hebben een buitenmembraan en een ingestulpte binnenmembraan
- Mitochondriën zijn meestal ovaal of langwerpig
- Ze hebben eigen mitochondriaal DNA en delen als bacteria (endosymbiont!)
Functie mitochondriën: Energievoorziening
- Oxydatieve afbraak (verbranding) van suikers tot water en koolstofdioxide
- De vrijkomende energie wordt opgeslagen door vinden van fosfaat aan ADP
(adonosine-difosfaat) en zo ATP (adenosine-trifosfaat) te vormen
- ATP hydrolyse tot ADP en fosfaat maakt de opgeslagen energie beschikbaar voor
Mitochondria oxideren
actieve processen in de cel
voedsel-moleculen (bv
Chloroplasten: alleen aanwezig in alle autotrofe eukaryoten:
suikers) en produceren
Chloroplasten: fotosyntehese
daarbij adenoise triphospate
Etioplast: chloroplast in het donker
(ATP)
Chromoplast: olieen en carotenoiden
- Sterk geplooid
Chloroamynoplast: fotosynthese en zetmeel opslag
binnemembraan
Leukoplast: ontwikkelt in niet fotosynthetiserende cellen
CBI-10306 Pagina 2
