CYTOLOGIE – het membraan
Celleer – recente ontdekkingen
→ een nieuw cel-organel ontdekt (hemifusoom) -> het werd altijd al gemist doordat de
fixatiemethoden vd elektronenmicroscoop het stuk maakten
→ nieuwe aanzet om genetische ziekten te genezen met CRISPR-technologie
→ immuno-modificerende behandelingen zoals CAR-T-cellen ontdekken = revolutie voor
kankerbehandelingen
→ cellen genetisch te modificeren om paracetamol te maken uit plastic afval
= inzicht hoe cellen kunnen beschermen tegen destructieve celdegeneratie
Cytologie = celleer (vs histologie)
→ celstructuur (cytologie) en celwerking (celbiologie / celfysiologie)
→ Wat is leven? Hoe definiëren? Intuïtief vs objectief
→ Ééncellig vs meercellig leven (kolonies van cellen / gedifferentieerde cellen)
Opbouw celtheorie:
Hooke legde een dun stukje kurk onder een microscoop -> leek op allemaal hokjes = cellen
→ Alles wat leefde zat in een hokje, alles er rond leefde niet
→ Steeds meer technische evoluties van de microscoop
Schwann legt de basis vd cytologie -> alle leven bestaat uit cellen
Pasteur -> toonde aan dat cellen alleen kunnen ontstaan uit andere cellen (meiose, mitose)
-> ze generen niet spontaan
Verschillende organisatieniveaus (van een meercellig organisme)
Verschillende orgaanstelsels vormen samen het menselijk lichaam!
DEFINITIE CELLEER
= Een cel is de kleinste anatomische (bouwkundige) en functionele (werkende) eenheid van leven,
gevormd door deling van eerder bestaande cellen en houdt zijn inwendig milieu in stand
4 basisconcepten…
1. Cellen zijn de bouwstenen van het leven
2. Cellen zijn de kleinst functionerende eenheden van leven
3. Cellen worden gevormd door deling van cellen (behalve de aller eerste cellen OF in lab gemaakte)
4. Cellen hebben een inwendig evenwicht (homeostase)
Prokaryoten = eenvoudige voorstelling van cellen = ééncellig
Eukaryoten = geavanceerde vorm van cellen = meercellige kolonies (cel differentiatie)
Virussen = kleine entiteiten die erfelijk materiaal hebben met membraan of eiwitkapsel maar die kunnen
niet de aanleiding geven tot nieuwe virussen -> moeten parasiteren op een andere cel om een nieuwe aan
te maken -> is dus geen leven wezen
Alle cellen hebben een sterk vergelijkbare basis-chemie, alle cellen zijn eigenlijk fundamenteel
vergelijkbaar met elkaar
Een eukaryote cel heeft altijd een celmembraan die de cel inhoud afscheidt van de omgeving of
extracellulaire materie. In de cel, binnenin de membraan dus, bevindt zich het cytoplasma en ook de
celkern.
1
,Eerste cel?
= per toeval samengekomen naar entiteit -> met elementaire celeigenschappen die evolueren tot eerste
cel -> nu is het ook mogelijk om zelf cellen te maken in het labo
Dogma van celbiologie: ‘het is zoals het is’ -> klopt niet altijd (1e cellen)
Gemiddelde celgrootte eukaryoten = 10 micrometer (heel klein = 1mm = 1000 µm)
Mens = kolonies van miljarden cellen
Dogma = stelling die niet helemaal juist is maar we durven het niet tegen te spreken
alle cellen op de planeet zijn gekenmerkt door identieke basis-chemie
→ Elke cel heeft identieke basischemie
- Erfelijke informatie zit in genen (DNA, Chemische draagstructuur)
- DNA wordt overgeschreven naar m-RNA
- RNA wordt vertaald naar AZ-sequenties = eiwitten
Nota:
- Informatie zit op moleculaire dragers (DNA -> info zegt hoe de cel beweegt)
- mRNA = messenger DNA -> houdt boodschap in zich en wordt vertaald in RNA
- DNA heeft 4 bouwstenen -> genetische code
- Er zijn 20 aminozuren die bouwstenen zijn vd eiwitten
- Het centrale dogma is niet al-omvattend
Rol voor epi-genetica
→ Epi-genetica = wereld die rond de genetica zweeft -> fenomenen die zich rond genetisch
materiaal afspelen die invloed hebben op fenotype -> DNA / histon eiwit acetyleren / methylatie
-> beïnvloeden activiteit van genetisch materiaal (actiever of minder -> manier om cellen te
beïnvloeden)
→ RNA: RNA-interferentie (oa met mi-RNA)
Niet alle RNA wordt naar eiwitten vertaald…
→ rRNA, tRNA, miRNA
→ Alternative splicing van mRNA met het spliceosoom
→ mRNA editing (vb door de-aminatie van addenosines)
Aanwezigheid van reverse transcriptasen
→ Maken DNA uit RNA (dogma dus niet volledig)
Prionen = bepaalde eiwitten die informatie in zich hebben om andere eiwitten te maken
→ Bevatten zelf ‘overdraagbare’ informatie
Om van genotype naar fenotype te gaan -> extra regelniveaus nodig
CEL-SOORTEN en hun origine
→ Zygote (na fusie oöcyte 23 en spermatozoön 23 chromosomen) = 46 chromosomen
= eerste menselijke cel = samensmelting
→ Klievings-delingen geven blastomeren -> globale grootte vd eicel neemt niet toe terwijl de cel
deelt
→ Morula (geheel van 16 blastomeren) -> blastocyst (met vochtblaasje in) met
embryonischestamcellen -> embryo (blastomeren = dochtercellen vd bevruchte eicel)
Celdifferentiatie ifv specifieke gen-activaties en omgevingsfactoren (micro-environment)
→ gaan bepaalde richtingen uit -> er treedt specifieke genactivatie op -> elke cel behoudt al het
erfelijk materiaal
→ omgevingsfactoren sturen signalen van differentiatie naar een bepaalde richting zodat we weten
welke cel ze moeten worden
2
,Individuele variaties van cellen
- Opp-cellen (epithelen)
- Steun-cellen (bindweefsel)
- Contractiele cellen (spierweefsel) – beweging
- Zenuwcellen (geleidings-cellen – elektrische prikkels doorgeven)
HET CELMEMBRAAN
= extreem dun (6-10 nm) omhulsel van de cel met 3 functies
→ Stevigheid / fysische barrière
→ Selectieve passage / uitwisseling van stofjes
→ Signalisatie in / out
Biochemische samenstelling
→ Membraan lipiden (= vetmoleculen uit 3 families!)
- Glycero-fosfolipiden (obv glycerol) = fosfor kop (geladen) en lipiden (apolaire staarten)
- Spingo-lipiden (bevat sphingosine) (lijkt op glycerol)
- sterolen (ringstructuren – cholesterol)
→ Eiwitten
- Geïntegreerd
- Perifeer
→ Suikers -> glyco-proteine / glyco-lipiden complexen (aan lipiden of eiwitten hangen)
-> ‘fluid mosaic model’ = ze bewegen als golven
40% = membraan-lipiden
→ Vetzuren = C-keten met carboxylgroep -> kan verzadigd zijn met waterstof (enkele binding)
→ Onverzadigd -> enkele dubbele bindingen met minder waterstof (knikken in structuur)
→ Sphingosine = met NH2 op
→ Amphiphatische molecules (hydrofiel (lossen op in water) + hydrofoob (niet oplosbaar in water))
- Hydrofiele fosfaatkoppen aangetrokken tot water
- Hydrofobe staarten vermijden water en schikken zich zo
→ Fosfolipden dubbellaag (bi-layer) -> spontane formatie (!)
-> stel in water: meteen schikking van de bi-layers -> hydrofobe koppen kijk naar waterstofkoppen
en staartjes schikken zich = bolvormige structuur
→ Selectieve barrière -> water gaat hier niet meer door
→ Zelf-herstellend (‘kleine’ lekken)
Vb: bij ivf -> prikken in eicel -> eicel loopt niet leeg omdat membraan herstelt
-> scheurtje zorgt ervoor dat hydrofobe staarten aan water worden blootgesteld
-> staarten stoten water af en zoeken elkaar op zodat membraan sluit
→ Rigiditeit (stijfheid, verzadigd) vs fluïditeit (vloeibaarheid, onverzadigd)
- lengte koolstofstaarten
- ratio verzadigde / onverzadigde vetzuren
- hoeveelheid cholesterol (veel cholesterol = stevig, minder = wiebeliger)
micellen = geen cellen
Elk membraanlipide heeft zijn eigen taak (namen herkennen maar niet opsommen of functies)
→ Fosfatidyl choline / Sphingomyeline -> vooral buitenblad vd celmembraan
→ Fosfatidyl inositol -> van belang bij ‘signaal transductie’ (zie verder)
→ Fosfatidyl serine -> als PS in buitenste blad verschijnt -> apoptose = ‘eat me signal’
→ Cardiolipine -> in de mitochondriale membraan
→ Cholesterol -> reguleert mee de fluïditeit
3
, MEMBAAN-AANMAAK
→ Synthese-enzymen aan cytosolzijde ER (eiwitblokken die vetmoleculen kunnen synthetiseren aan
cytosolzijde vh endoplasmatisch reticulum)
→ Modificatie in Golgi (inwendig) (afwerken)
→ Scramblasen in ER (en cel-) membraan (= eiwitcomplexen in membraan die kunnen scramblen,
roeren -> glycerofosfolipiden roeren onder elkaar zodat aantal gelijk is)
→ Flippasen (kantelt fosfolipiden naar intracellulaire zijde) / floppasen (kantelen weg ban de cytolise
zijde) thv Golgi apparaat
Membranen zijn asymmetrisch
-> suikergroepen aan buitenkant + hoe meer cholesterol hoe stijver
Lipiden samenstelling is uniek
→ Verdeling van 3 bouwstenen -> soort handtekening + is uniek
→ Membraan zit vol met pompen die transport bepalen = barrière + strikt geregeld
-> stevigheid bevorderend door cholesterol
55% = Eiwitten (meer als de helft = heel belangrijk)
→ Bepaald hoe de membraan zal functioneren
Eiwit-membraan koppelings mechanismen:
→ α-helixen = volledig erdoor (met hydrofobe en hydrofiele kant -> hangt in membraan en komt niet
meer los)
→ ϐ vouwbladen
→ eiwitten kunnen ook aan fosfolipiden hangen (geïntegreerd ook)
→ perifere eiwitten = hangen aan andere eiwitten
4
Celleer – recente ontdekkingen
→ een nieuw cel-organel ontdekt (hemifusoom) -> het werd altijd al gemist doordat de
fixatiemethoden vd elektronenmicroscoop het stuk maakten
→ nieuwe aanzet om genetische ziekten te genezen met CRISPR-technologie
→ immuno-modificerende behandelingen zoals CAR-T-cellen ontdekken = revolutie voor
kankerbehandelingen
→ cellen genetisch te modificeren om paracetamol te maken uit plastic afval
= inzicht hoe cellen kunnen beschermen tegen destructieve celdegeneratie
Cytologie = celleer (vs histologie)
→ celstructuur (cytologie) en celwerking (celbiologie / celfysiologie)
→ Wat is leven? Hoe definiëren? Intuïtief vs objectief
→ Ééncellig vs meercellig leven (kolonies van cellen / gedifferentieerde cellen)
Opbouw celtheorie:
Hooke legde een dun stukje kurk onder een microscoop -> leek op allemaal hokjes = cellen
→ Alles wat leefde zat in een hokje, alles er rond leefde niet
→ Steeds meer technische evoluties van de microscoop
Schwann legt de basis vd cytologie -> alle leven bestaat uit cellen
Pasteur -> toonde aan dat cellen alleen kunnen ontstaan uit andere cellen (meiose, mitose)
-> ze generen niet spontaan
Verschillende organisatieniveaus (van een meercellig organisme)
Verschillende orgaanstelsels vormen samen het menselijk lichaam!
DEFINITIE CELLEER
= Een cel is de kleinste anatomische (bouwkundige) en functionele (werkende) eenheid van leven,
gevormd door deling van eerder bestaande cellen en houdt zijn inwendig milieu in stand
4 basisconcepten…
1. Cellen zijn de bouwstenen van het leven
2. Cellen zijn de kleinst functionerende eenheden van leven
3. Cellen worden gevormd door deling van cellen (behalve de aller eerste cellen OF in lab gemaakte)
4. Cellen hebben een inwendig evenwicht (homeostase)
Prokaryoten = eenvoudige voorstelling van cellen = ééncellig
Eukaryoten = geavanceerde vorm van cellen = meercellige kolonies (cel differentiatie)
Virussen = kleine entiteiten die erfelijk materiaal hebben met membraan of eiwitkapsel maar die kunnen
niet de aanleiding geven tot nieuwe virussen -> moeten parasiteren op een andere cel om een nieuwe aan
te maken -> is dus geen leven wezen
Alle cellen hebben een sterk vergelijkbare basis-chemie, alle cellen zijn eigenlijk fundamenteel
vergelijkbaar met elkaar
Een eukaryote cel heeft altijd een celmembraan die de cel inhoud afscheidt van de omgeving of
extracellulaire materie. In de cel, binnenin de membraan dus, bevindt zich het cytoplasma en ook de
celkern.
1
,Eerste cel?
= per toeval samengekomen naar entiteit -> met elementaire celeigenschappen die evolueren tot eerste
cel -> nu is het ook mogelijk om zelf cellen te maken in het labo
Dogma van celbiologie: ‘het is zoals het is’ -> klopt niet altijd (1e cellen)
Gemiddelde celgrootte eukaryoten = 10 micrometer (heel klein = 1mm = 1000 µm)
Mens = kolonies van miljarden cellen
Dogma = stelling die niet helemaal juist is maar we durven het niet tegen te spreken
alle cellen op de planeet zijn gekenmerkt door identieke basis-chemie
→ Elke cel heeft identieke basischemie
- Erfelijke informatie zit in genen (DNA, Chemische draagstructuur)
- DNA wordt overgeschreven naar m-RNA
- RNA wordt vertaald naar AZ-sequenties = eiwitten
Nota:
- Informatie zit op moleculaire dragers (DNA -> info zegt hoe de cel beweegt)
- mRNA = messenger DNA -> houdt boodschap in zich en wordt vertaald in RNA
- DNA heeft 4 bouwstenen -> genetische code
- Er zijn 20 aminozuren die bouwstenen zijn vd eiwitten
- Het centrale dogma is niet al-omvattend
Rol voor epi-genetica
→ Epi-genetica = wereld die rond de genetica zweeft -> fenomenen die zich rond genetisch
materiaal afspelen die invloed hebben op fenotype -> DNA / histon eiwit acetyleren / methylatie
-> beïnvloeden activiteit van genetisch materiaal (actiever of minder -> manier om cellen te
beïnvloeden)
→ RNA: RNA-interferentie (oa met mi-RNA)
Niet alle RNA wordt naar eiwitten vertaald…
→ rRNA, tRNA, miRNA
→ Alternative splicing van mRNA met het spliceosoom
→ mRNA editing (vb door de-aminatie van addenosines)
Aanwezigheid van reverse transcriptasen
→ Maken DNA uit RNA (dogma dus niet volledig)
Prionen = bepaalde eiwitten die informatie in zich hebben om andere eiwitten te maken
→ Bevatten zelf ‘overdraagbare’ informatie
Om van genotype naar fenotype te gaan -> extra regelniveaus nodig
CEL-SOORTEN en hun origine
→ Zygote (na fusie oöcyte 23 en spermatozoön 23 chromosomen) = 46 chromosomen
= eerste menselijke cel = samensmelting
→ Klievings-delingen geven blastomeren -> globale grootte vd eicel neemt niet toe terwijl de cel
deelt
→ Morula (geheel van 16 blastomeren) -> blastocyst (met vochtblaasje in) met
embryonischestamcellen -> embryo (blastomeren = dochtercellen vd bevruchte eicel)
Celdifferentiatie ifv specifieke gen-activaties en omgevingsfactoren (micro-environment)
→ gaan bepaalde richtingen uit -> er treedt specifieke genactivatie op -> elke cel behoudt al het
erfelijk materiaal
→ omgevingsfactoren sturen signalen van differentiatie naar een bepaalde richting zodat we weten
welke cel ze moeten worden
2
,Individuele variaties van cellen
- Opp-cellen (epithelen)
- Steun-cellen (bindweefsel)
- Contractiele cellen (spierweefsel) – beweging
- Zenuwcellen (geleidings-cellen – elektrische prikkels doorgeven)
HET CELMEMBRAAN
= extreem dun (6-10 nm) omhulsel van de cel met 3 functies
→ Stevigheid / fysische barrière
→ Selectieve passage / uitwisseling van stofjes
→ Signalisatie in / out
Biochemische samenstelling
→ Membraan lipiden (= vetmoleculen uit 3 families!)
- Glycero-fosfolipiden (obv glycerol) = fosfor kop (geladen) en lipiden (apolaire staarten)
- Spingo-lipiden (bevat sphingosine) (lijkt op glycerol)
- sterolen (ringstructuren – cholesterol)
→ Eiwitten
- Geïntegreerd
- Perifeer
→ Suikers -> glyco-proteine / glyco-lipiden complexen (aan lipiden of eiwitten hangen)
-> ‘fluid mosaic model’ = ze bewegen als golven
40% = membraan-lipiden
→ Vetzuren = C-keten met carboxylgroep -> kan verzadigd zijn met waterstof (enkele binding)
→ Onverzadigd -> enkele dubbele bindingen met minder waterstof (knikken in structuur)
→ Sphingosine = met NH2 op
→ Amphiphatische molecules (hydrofiel (lossen op in water) + hydrofoob (niet oplosbaar in water))
- Hydrofiele fosfaatkoppen aangetrokken tot water
- Hydrofobe staarten vermijden water en schikken zich zo
→ Fosfolipden dubbellaag (bi-layer) -> spontane formatie (!)
-> stel in water: meteen schikking van de bi-layers -> hydrofobe koppen kijk naar waterstofkoppen
en staartjes schikken zich = bolvormige structuur
→ Selectieve barrière -> water gaat hier niet meer door
→ Zelf-herstellend (‘kleine’ lekken)
Vb: bij ivf -> prikken in eicel -> eicel loopt niet leeg omdat membraan herstelt
-> scheurtje zorgt ervoor dat hydrofobe staarten aan water worden blootgesteld
-> staarten stoten water af en zoeken elkaar op zodat membraan sluit
→ Rigiditeit (stijfheid, verzadigd) vs fluïditeit (vloeibaarheid, onverzadigd)
- lengte koolstofstaarten
- ratio verzadigde / onverzadigde vetzuren
- hoeveelheid cholesterol (veel cholesterol = stevig, minder = wiebeliger)
micellen = geen cellen
Elk membraanlipide heeft zijn eigen taak (namen herkennen maar niet opsommen of functies)
→ Fosfatidyl choline / Sphingomyeline -> vooral buitenblad vd celmembraan
→ Fosfatidyl inositol -> van belang bij ‘signaal transductie’ (zie verder)
→ Fosfatidyl serine -> als PS in buitenste blad verschijnt -> apoptose = ‘eat me signal’
→ Cardiolipine -> in de mitochondriale membraan
→ Cholesterol -> reguleert mee de fluïditeit
3
, MEMBAAN-AANMAAK
→ Synthese-enzymen aan cytosolzijde ER (eiwitblokken die vetmoleculen kunnen synthetiseren aan
cytosolzijde vh endoplasmatisch reticulum)
→ Modificatie in Golgi (inwendig) (afwerken)
→ Scramblasen in ER (en cel-) membraan (= eiwitcomplexen in membraan die kunnen scramblen,
roeren -> glycerofosfolipiden roeren onder elkaar zodat aantal gelijk is)
→ Flippasen (kantelt fosfolipiden naar intracellulaire zijde) / floppasen (kantelen weg ban de cytolise
zijde) thv Golgi apparaat
Membranen zijn asymmetrisch
-> suikergroepen aan buitenkant + hoe meer cholesterol hoe stijver
Lipiden samenstelling is uniek
→ Verdeling van 3 bouwstenen -> soort handtekening + is uniek
→ Membraan zit vol met pompen die transport bepalen = barrière + strikt geregeld
-> stevigheid bevorderend door cholesterol
55% = Eiwitten (meer als de helft = heel belangrijk)
→ Bepaald hoe de membraan zal functioneren
Eiwit-membraan koppelings mechanismen:
→ α-helixen = volledig erdoor (met hydrofobe en hydrofiele kant -> hangt in membraan en komt niet
meer los)
→ ϐ vouwbladen
→ eiwitten kunnen ook aan fosfolipiden hangen (geïntegreerd ook)
→ perifere eiwitten = hangen aan andere eiwitten
4
