Celbiologie en genetica
Anatomie & fysiologie
H2
Het menselijk lichaam bestaat uit zo’n 60 biljoen cellen. Dit zijn zowel de basisbouwstenen
als de fundamentele stofwisselingseenheden van een organisme. Cellen hebben kenmerken
van het leven zoals; ademhaling, voedselvertering, stofwisseling en reacties op
veranderingen in de omgeving.
Metabolisme (stofwisseling): alle biochemische reacties die in cellen kunnen plaatsvinden.
Biochemische reacties:
- Anabole reacties (assimilatie/opbouwstofwisseling): kleine moleculen worden
samengevoegd tot grotere dat energie kost. De gevormde moleculen worden
ingebouwd in de cellen en worden gebruikt voor groei, onderhoud en reparatie van
weefsels.
- Katabole reacties (dissimilatie/afbouwstofwisseling): omzettingen waarbij grotere
moleculen afgebroken worden tot kleinere waar energie bij vrijkomt. Deze energie
kan gebruikt worden voor de opbouwstofwisseling of andere energievragende
processen als beweging en warmteproductie.
Aerobe dissimilatie (verbranding/celademhaling): een energierijke stof (glucose) reageert
met zuurstof waar energie (en afvalstoffen) uit ontstaat waarmee de cel allerlei activiteiten
kan uitvoeren.
Anaerobe dissimilatie: als er geen zuurstof in de cel bevindt maar toch behoefte is aan
energie wordt er overgeschakeld op afbraak van energierijke stoffen zonder dat daarbij
zuurstof gebruikt wordt. Hierbij is de energieopbrengst lager en zijn er meer afvalstoffen.
Adenosinedifosfaat (ADP): de stof die energie kan opladen.
Adenosinetrifosfaat (ATP): de stof die energie bewaard door een energierijke binding.
Enzymen: reactieversnellers die nodig zijn voor alle biochemische reacties in cellen.
- Zijn altijd eiwitten
- Worden door het lichaam zelf gemaakt
- Kunnen biochemische reacties razendsnel laten verlopen
- Zijn reactiespecifiek: voor elke reactie bestaat en eigen enzym
- Zijn temperatuurspecifiek: werkt het best bij een bepaalde temperatuur
(optimumtemperatuur)
- Zijn zuurgraadspecifiek: hebben een optimale werking bij een bepaalde pH
- Worden zelf niets verbruikt of geen is veranderd bij de reacties die ze bij invloeden
- Hebben in veel gevallen een bepaalde stof nodig die helpt de reactie goed te laten
verlopen (co-enzym)
- Worden meestal genoemd naar de stoffen die ze splitsen of naar de reactie die ze
invloeden
,Cytoplasma/protoplasma: geleiachtig vocht dat waaruit de cel is gevuld war bestaat uit
water waarin onder meer eiwitten, koolhydraten, vetten en zouten zijn opgelost. Het bevat
een groot aantal structuren die ook gespecialiseerd zijn in het uitoefenen van een bepaalde
functie (organellen). Het wordt omgeven door een uiterst dun vliesje
(celmembraan/plasmamembraan).
Cytosol: het waterige bestanddeel van de cel.
Celmembraan: schermt de intracellulaire ruimte af van het omringende milieu in de
extracellulaire ruimte en zorgt ervoor dat er geen stoffen uitlekken of ongewenste stoffen
binnendringen. Door de bouw is het bijna vloeibaar, vervormbaar en waterafstotend.
Structuren hierin zijn:
- Cholesterolmoleculen: vetten met een hydrofiele en hydrofobie kant die tussen de
fosfolipiden in zitten.
- Membraaneiwitten: membraanporiën; afsluitbare kanaaltjes indienen voor het
transport van stoffen van en naar het cytoplasma. Receptoreiwitten; een soort
antenne voor het ontvangen van boodschappen.
- Glycocalix: een complex van moleculen die de herkenbaarheid van de cel voor
andere cellen in de omgeving bepaald.
Diffusie: De beweging van deeltjes van een plaats waar ze een hoge concentratie voorkomen
naar een plaats waar de concentratie kleiner is.
Osmose: de diffusie van water via een semi-permeabele membraan.
Een levende cel wisselt continu stoffen uit met zijn directe omgeving. Dit kan op
verschillende manieren:
- Passief transport: is gebaseerd op diffusie en osmose waarbij de stoffen
permeabel(doorlaatbaar) zijn via het celmembraan. Hoe snel zich iets in of uit de cel
verplaatst hangt af van de concentratie verschillen wat een zuigende kracht
veroorzaakt.
- Kristalloïd-osmotische druk (KOD): zuigende kracht die veroorzaakt wordt
door zoutwinning oplossing.
- Colloïd-osmotische druk (COD): veroorzaakt door een colloïdale oplossing
van water en eiwitten.
- Actief transport: deeltjes model van een ruimte met een lage concentratie opgeloste
stoffen naar een ruimte met een hoge concentratie opgeloste stoffen gebracht
worden.
Concentratiegradiënt: met de stroom mee, van de plaats met de laagste osmotische druk
naar die met met de hoge osmotische druk.
Enzymatische pomp: de te transporteren stoffen worden met behulp van enzymen
(transporteiwitten) door de celmembraan gesluisd.
Ionenpomp: als het transportmiddel geladen deeltjes vervoerd.
,Blaasjestransport: de celmembraan stulpt onder de te transporteren stof heen en vormt een
blaasje.
Endocytose: de cel haalt stoffen naar binnen d.m.v. blaasjestransport.
Fagocytose: de opgenomen deeltjes vormen een vaste stof.
Pinocytose: de opgenomen deeltjes vormen een vloeistof.
Exocytose: wanneer er via de blaasjes stoffen uit de cel worden gewerkt.
De fysische en chemische activiteiten die zich in de cel afspelen bevinden zich meestal in
gespecialiseerde organellen. Deze bestaan uit of worden omgeven door een
plasmamembraan die van hetzelfde type is als de celmembraan.
Nucleus (celkern): het grootste organel van de cel en stuurt alle stofwisselingsactiviteiten in
de cel aan. Het bestaat uit nucleon plasma omgeven door de kernmembraan.
In het waterige nucleoplasma zit een netwerk van 46 heel lange grote chromatinedraden die
bestaan uit histonen met daaromheen een nucleïnezuur (desoxyribonucleïnezuur/DNA)
gewikkeld. Als een cel zich deelt gaan de chromatinedraden spiraliseren waarna ze
chromosomen worden genoemd.
In het menselijk lichaam bevat een alle lichaamscellen 46 chromosomen die voorkomen in
paren, de mens heeft dus 23 paar chromosomen.
In het nucleoplasma bevinden zich een of meerdere nucleoli waarin een ander type
nucleïnezuur wordt gemaakt: ribonucleïnezuur (RNA).
Het menselijk lichaam kan meer dan 400.000 verschillende eiwitten maken dat wordt
geregisseerd door het DNA in de celkern. Hierin liggen namelijk alle codes voor de
eiwitsynthese besloten.
DNA-molecuul: een lange keten van moleculen die eruit ziet als een touwladder in
spiraalvorm. Elke sport van de touwladder wordt gevormd door steeds twee stikstofbasen
(adenina (A), thymine (T), cytosine (C), guanine (G)) die gebonden zijn aan suikermoleculen.
Tegenover een A in de ene DNA-keten ligt altijd een T in de andere keten, en C is altijd aan
een G gekoppeld.
Nucleotide: een halve sport met de bijbehorende fosfaatgroep van de stijl.
Een RNA-molecule is bijna identiek aan een DNA-molecule maar bestaat uit 1 keten en de
stikstofbazen thymine is vervangen door curacil.
Gen: een stukje DNA dat de code van een eiwit bevat.
Ribosomen: kleine bolvormige deeltjes die los rondzweven in het cytosol of vastzitten aan
een membraansysteem (endoplastisch reticulum). Ze bestaan uit eiwitten en een eigen RNA
(rRNA) en spelen een essentiële rol bij de eiwitsynthese.
, Endoplastisch reticulum (ER): een membranensysteem van platte holten, blaasjes
verbindingsbuisjes.
- Ruw ER
- Glad ER: speelt een rol bij de cholesterol en lipiden aanmaken voor celmembranen
en is betrokken bij een bepaalde biochemische processen in het cytosol.
Golgicomplex: bestaat uit een stapeltje holle schijven die met elkaar in verbinding staan. De
functie houdt verband met de werking van het ER. Het is een drukke werkplaats bij allerlei
halfproducten na verwerking in blaasjes afgevoerd worden. Eiwitten, vetten en koolhydraten
worden omgezet in verbindingen die op specifieke plaatsen in de cel nodig zijn en bevat dan
ook veel enzymen.
Lysosomen: zijn door het golgicomplex gevormde kleine blaasjes die veel verschillende
enzymen kunnen bevatten. Deze zijn betrokken bij de katabole processen en spelen een
belangrijke rol bij de intracellulaire vertering van voedseldeeltjes die via endocytose de cel
binnenkomen. Ook houden ze zich bezig met het opruimen van ongerechtigheden in de cel
en dienen ze als een vuilnisvat voor onbruikbare en schadelijke stoffen.
Mitochondriën: Zijn de energieleveranciers van de cel waarbij de inhoud voornamelijk
bestaat uit heel veel enzymen die voor de celademhaling zorgen. Dit verloopt via een lange
keten van reacties (citroenzuurcyclus) waaruit het belangrijke product ATP komt.
Centrosoom (spoellichaampje): bestaat uit twee centriolen die tijdens het delingsproces de
richting aangeven waarin de celdeling plaatsvindt.
Anatomie & fysiologie
H2
Het menselijk lichaam bestaat uit zo’n 60 biljoen cellen. Dit zijn zowel de basisbouwstenen
als de fundamentele stofwisselingseenheden van een organisme. Cellen hebben kenmerken
van het leven zoals; ademhaling, voedselvertering, stofwisseling en reacties op
veranderingen in de omgeving.
Metabolisme (stofwisseling): alle biochemische reacties die in cellen kunnen plaatsvinden.
Biochemische reacties:
- Anabole reacties (assimilatie/opbouwstofwisseling): kleine moleculen worden
samengevoegd tot grotere dat energie kost. De gevormde moleculen worden
ingebouwd in de cellen en worden gebruikt voor groei, onderhoud en reparatie van
weefsels.
- Katabole reacties (dissimilatie/afbouwstofwisseling): omzettingen waarbij grotere
moleculen afgebroken worden tot kleinere waar energie bij vrijkomt. Deze energie
kan gebruikt worden voor de opbouwstofwisseling of andere energievragende
processen als beweging en warmteproductie.
Aerobe dissimilatie (verbranding/celademhaling): een energierijke stof (glucose) reageert
met zuurstof waar energie (en afvalstoffen) uit ontstaat waarmee de cel allerlei activiteiten
kan uitvoeren.
Anaerobe dissimilatie: als er geen zuurstof in de cel bevindt maar toch behoefte is aan
energie wordt er overgeschakeld op afbraak van energierijke stoffen zonder dat daarbij
zuurstof gebruikt wordt. Hierbij is de energieopbrengst lager en zijn er meer afvalstoffen.
Adenosinedifosfaat (ADP): de stof die energie kan opladen.
Adenosinetrifosfaat (ATP): de stof die energie bewaard door een energierijke binding.
Enzymen: reactieversnellers die nodig zijn voor alle biochemische reacties in cellen.
- Zijn altijd eiwitten
- Worden door het lichaam zelf gemaakt
- Kunnen biochemische reacties razendsnel laten verlopen
- Zijn reactiespecifiek: voor elke reactie bestaat en eigen enzym
- Zijn temperatuurspecifiek: werkt het best bij een bepaalde temperatuur
(optimumtemperatuur)
- Zijn zuurgraadspecifiek: hebben een optimale werking bij een bepaalde pH
- Worden zelf niets verbruikt of geen is veranderd bij de reacties die ze bij invloeden
- Hebben in veel gevallen een bepaalde stof nodig die helpt de reactie goed te laten
verlopen (co-enzym)
- Worden meestal genoemd naar de stoffen die ze splitsen of naar de reactie die ze
invloeden
,Cytoplasma/protoplasma: geleiachtig vocht dat waaruit de cel is gevuld war bestaat uit
water waarin onder meer eiwitten, koolhydraten, vetten en zouten zijn opgelost. Het bevat
een groot aantal structuren die ook gespecialiseerd zijn in het uitoefenen van een bepaalde
functie (organellen). Het wordt omgeven door een uiterst dun vliesje
(celmembraan/plasmamembraan).
Cytosol: het waterige bestanddeel van de cel.
Celmembraan: schermt de intracellulaire ruimte af van het omringende milieu in de
extracellulaire ruimte en zorgt ervoor dat er geen stoffen uitlekken of ongewenste stoffen
binnendringen. Door de bouw is het bijna vloeibaar, vervormbaar en waterafstotend.
Structuren hierin zijn:
- Cholesterolmoleculen: vetten met een hydrofiele en hydrofobie kant die tussen de
fosfolipiden in zitten.
- Membraaneiwitten: membraanporiën; afsluitbare kanaaltjes indienen voor het
transport van stoffen van en naar het cytoplasma. Receptoreiwitten; een soort
antenne voor het ontvangen van boodschappen.
- Glycocalix: een complex van moleculen die de herkenbaarheid van de cel voor
andere cellen in de omgeving bepaald.
Diffusie: De beweging van deeltjes van een plaats waar ze een hoge concentratie voorkomen
naar een plaats waar de concentratie kleiner is.
Osmose: de diffusie van water via een semi-permeabele membraan.
Een levende cel wisselt continu stoffen uit met zijn directe omgeving. Dit kan op
verschillende manieren:
- Passief transport: is gebaseerd op diffusie en osmose waarbij de stoffen
permeabel(doorlaatbaar) zijn via het celmembraan. Hoe snel zich iets in of uit de cel
verplaatst hangt af van de concentratie verschillen wat een zuigende kracht
veroorzaakt.
- Kristalloïd-osmotische druk (KOD): zuigende kracht die veroorzaakt wordt
door zoutwinning oplossing.
- Colloïd-osmotische druk (COD): veroorzaakt door een colloïdale oplossing
van water en eiwitten.
- Actief transport: deeltjes model van een ruimte met een lage concentratie opgeloste
stoffen naar een ruimte met een hoge concentratie opgeloste stoffen gebracht
worden.
Concentratiegradiënt: met de stroom mee, van de plaats met de laagste osmotische druk
naar die met met de hoge osmotische druk.
Enzymatische pomp: de te transporteren stoffen worden met behulp van enzymen
(transporteiwitten) door de celmembraan gesluisd.
Ionenpomp: als het transportmiddel geladen deeltjes vervoerd.
,Blaasjestransport: de celmembraan stulpt onder de te transporteren stof heen en vormt een
blaasje.
Endocytose: de cel haalt stoffen naar binnen d.m.v. blaasjestransport.
Fagocytose: de opgenomen deeltjes vormen een vaste stof.
Pinocytose: de opgenomen deeltjes vormen een vloeistof.
Exocytose: wanneer er via de blaasjes stoffen uit de cel worden gewerkt.
De fysische en chemische activiteiten die zich in de cel afspelen bevinden zich meestal in
gespecialiseerde organellen. Deze bestaan uit of worden omgeven door een
plasmamembraan die van hetzelfde type is als de celmembraan.
Nucleus (celkern): het grootste organel van de cel en stuurt alle stofwisselingsactiviteiten in
de cel aan. Het bestaat uit nucleon plasma omgeven door de kernmembraan.
In het waterige nucleoplasma zit een netwerk van 46 heel lange grote chromatinedraden die
bestaan uit histonen met daaromheen een nucleïnezuur (desoxyribonucleïnezuur/DNA)
gewikkeld. Als een cel zich deelt gaan de chromatinedraden spiraliseren waarna ze
chromosomen worden genoemd.
In het menselijk lichaam bevat een alle lichaamscellen 46 chromosomen die voorkomen in
paren, de mens heeft dus 23 paar chromosomen.
In het nucleoplasma bevinden zich een of meerdere nucleoli waarin een ander type
nucleïnezuur wordt gemaakt: ribonucleïnezuur (RNA).
Het menselijk lichaam kan meer dan 400.000 verschillende eiwitten maken dat wordt
geregisseerd door het DNA in de celkern. Hierin liggen namelijk alle codes voor de
eiwitsynthese besloten.
DNA-molecuul: een lange keten van moleculen die eruit ziet als een touwladder in
spiraalvorm. Elke sport van de touwladder wordt gevormd door steeds twee stikstofbasen
(adenina (A), thymine (T), cytosine (C), guanine (G)) die gebonden zijn aan suikermoleculen.
Tegenover een A in de ene DNA-keten ligt altijd een T in de andere keten, en C is altijd aan
een G gekoppeld.
Nucleotide: een halve sport met de bijbehorende fosfaatgroep van de stijl.
Een RNA-molecule is bijna identiek aan een DNA-molecule maar bestaat uit 1 keten en de
stikstofbazen thymine is vervangen door curacil.
Gen: een stukje DNA dat de code van een eiwit bevat.
Ribosomen: kleine bolvormige deeltjes die los rondzweven in het cytosol of vastzitten aan
een membraansysteem (endoplastisch reticulum). Ze bestaan uit eiwitten en een eigen RNA
(rRNA) en spelen een essentiële rol bij de eiwitsynthese.
, Endoplastisch reticulum (ER): een membranensysteem van platte holten, blaasjes
verbindingsbuisjes.
- Ruw ER
- Glad ER: speelt een rol bij de cholesterol en lipiden aanmaken voor celmembranen
en is betrokken bij een bepaalde biochemische processen in het cytosol.
Golgicomplex: bestaat uit een stapeltje holle schijven die met elkaar in verbinding staan. De
functie houdt verband met de werking van het ER. Het is een drukke werkplaats bij allerlei
halfproducten na verwerking in blaasjes afgevoerd worden. Eiwitten, vetten en koolhydraten
worden omgezet in verbindingen die op specifieke plaatsen in de cel nodig zijn en bevat dan
ook veel enzymen.
Lysosomen: zijn door het golgicomplex gevormde kleine blaasjes die veel verschillende
enzymen kunnen bevatten. Deze zijn betrokken bij de katabole processen en spelen een
belangrijke rol bij de intracellulaire vertering van voedseldeeltjes die via endocytose de cel
binnenkomen. Ook houden ze zich bezig met het opruimen van ongerechtigheden in de cel
en dienen ze als een vuilnisvat voor onbruikbare en schadelijke stoffen.
Mitochondriën: Zijn de energieleveranciers van de cel waarbij de inhoud voornamelijk
bestaat uit heel veel enzymen die voor de celademhaling zorgen. Dit verloopt via een lange
keten van reacties (citroenzuurcyclus) waaruit het belangrijke product ATP komt.
Centrosoom (spoellichaampje): bestaat uit twee centriolen die tijdens het delingsproces de
richting aangeven waarin de celdeling plaatsvindt.
