HC1
Zelfstudie
Cellen kunnen enorm verschillen in grootte, functie, en mate van specialisatie. Veel intracellulaire
processen zijn echter weinig verschillend tussen veel cellen.
De informatieoverdracht van DNA naar RNA naar eiwit is zo fundamenteel voor het leven dat dit het
central dogma wordt genoemd. Dit is een zelf-katalyserend proces, aangezien de eiwitten de
transcriptie van DNA en translatie van RNA reguleren.
Alle cellen zijn fundamenteel zo gelijk omdat ze allemaal zijn geëvolueerd vanuit een voorouder-cel,
en mutaties zijn ondergaan. De basisprincipes die al in deze cel zaten zijn weinig veranderd.
Met lichtmicroscopie kunnen vrij weinig cel componenten zichtbaar
gemaakt worden. Het plasmamembraan, de nucleus, en het
cytoplasma zijn nog wel zichtbaar.
Fluorescentie microscopen zijn lichtmicroscopen die door specifieke
fluorescentie structuren die veel kleiner zijn zichtbaar kunnen maken,
in plaats van 0,2μm tot nu wel 20 nm. Het licht gaat door twee filters (1
& 2). De eerste filter laat alleen golflengten door die de fluorescente
verf prikkelen, de tweede filtert deze golflengten er juist uit. Hierdoor
passeren alleen de golflengten afkomstig van de verf zelf door de
tweede filter.
Elektronenmicroscopen kunnen details tot op een paar
nanometer onderscheiden. Hiermee kan men individuele
organellen, en hele grote moleculen onderscheiden.
De transmission electron microscopy lijkt heel erg op
lichtmicroscopie, alleen worden elektronen gebruikt in plaats
van licht. Bij scanning electron microscopy worden weerkaatste
elektronen door een detector opgevangen, waarna een
dieptebeeld op basis van de plaatselijke elektronintensiteit
gevormd kan worden.
Bacteriën zijn prokaryoten en bevatten dus geen nucleus. Ze
bevatten verder ook geen andere organellen, op ribosomen na.
Eukaryoten zijn organismen wiens cellen wél een nucleus bevatten.
Prokaryoten worden opgedeeld in bacteriën en archaea.
Alle eukaryoten bevatten, per definitie, een nucleus. Vrijwel alle eukaryoten bevatten verder ook
mitochondria.
Het endoplasmatisch reticulum (ER) bestaat uit een ongeorganiseerd doolhof van membranen en
ingesloten ruimtes. Hier worden de meeste membraancomponenten, evenals materialen bedoeld
voor export, gevormd.
Het golgi-complex bestaat uit gestapelde membraan-omsloten ruimtes. Hierin worden moleculen,
bedoeld voor exocytose of transport naar een ander organel, uit het ER ‘verpakt’ en aangepast.
,Lysosomen, peroxisomen, en transportblaasjes zijn alle drie gevulde blaasjes
die respectievelijk zorgen voor intracellulaire vertering, het afbreken van
gifstoffen, en het overdragen van stoffen tussen organellen.
Het cytosol is het deel van het cytoplasma dat niet omsloten is door
intracellulaire membranen.
Het cytoskelet zorgt voor structuur, vorm, en interne organisatie van de cel. Het cytoskelet wordt
gevormd door 3 soorten eiwitfilamenten: actine (dun), intermediate filaments (gemiddeld), en de
holle microtubuli (dikst).
Motoreiwitten gebruiken ATP om over het cytoskelet heen te ‘lopen’. Door temperatuur worden
moleculen ook constant door het cytosol bewogen. Beide deze factoren zorgen ervoor dat het
cytosol altijd in beweging is.
Protozoa zijn unicellulaire organismen. Ze kunnen jagen op andere kleine organismen, maar ze
kunnen ook aan fotosynthese doen. Ze kunnen beweeglijk of stationair zijn.
Antilichamen zijn zeer specifiek, en kunnen worden gebruikt voor microscopie. Fluorescente
antilichamen binden aan antigenen waardoor een heel precies beeld gevormd kan worden. Ook
kunnen antilichamen aan andere antilichamen binden, die op hun beurt weer aan antigenen
gebonden zijn.
Reporter genen coderen voor een eiwit
dat makkelijk gemonitord kan worden
door zijn fluorescentie of enzymatische
activiteit. Een recombinant gen van dit
type bootst de expressie van het gen
waarin de onderzoeker geïnteresseerd is
na, door het reporter eiwit wanneer,
waar, en in dezelfde hoeveelheden te
creëren als het normale eiwit gemaakt
zou worden. Op deze manier kunnen
DNA-sequenties die genexpressie
reguleren bestudeerd worden.
,Hoorcollege
Alles opgegeven uit Alberts moet geleerd worden, de details -tenzij anders vermeld- van Zachary
hoeven niet geleerd te worden.
Het is belangrijk de grootte van
cellen/organellen/moleculen/atomen etc.
ongeveer te kennen.
De resolutie is de minimale afstand waarop je
twee objecten onder de microscoop
afzonderlijk van elkaar kunt onderscheiden.
Contrast is ook belangrijk om onderscheid te maken binnen een
preparaat.
Met een fase contrast microscoop kun je (levende) cellen
bestuderen zonder dat hier verder enige kleuring aan is
toegevoegd.
Normale kleuringen verhogen het contrast ook.
Bij chemische fixatie wordt een weefsel gefixeerd doordat de
stof gebruikt voor de fixatie de componenten bindt en veel
crosslinks vormt.
Het plasmamembraan is ~5nm dik, waardoor deze
lichtmicroscopisch enkel zichtbaar is wanneer deze schuin is
aangesneden.
Met fluorescentie-microscopie kun je specifieke moleculen detecteren. Dit werkt op zowel
gefixeerde als op levende cellen.
Fluorescentie-microscopie werkt meestal zo specifiek doordat de fluorescente component gebonden
is aan een zeer specifiek antilichaam.
Met een Green Fluorescent Protein (GFP) kun je eiwitten volgen in levende cellen, doordat het gen
hiervoor ingebouwd kan worden bij normale eiwitten, die dus vervolgens zelf groen fluorescent
worden.
Hele cellen, zoals bijvoorbeeld tumorcellen, kunnen hiermee ook gevolgd worden in het (levende)
organisme.
De scanning elektronen microscoop scant de oppervlakte van een structuur. Je maakt hierbij dus ook
geen coupes. Je fixeert met een aldehyde, en gaat het opdampen met een zwaar metaal. Je krijgt
hiervan uiteindelijk een dieptebeeld van de oppervlakte van een structuur. Dit beeld wordt gevormd
door de hoeveelheid strooiing van elektronen, wat weer afhangt van de hoeveelheid opgenomen
metaal.
Bij transmissie elektronen microscopie maak je wel coupes (plakjes), je fixeert hier ook met een
aldehyde. Een zwaar metaal wordt op het (veel dunnere dan bij lichtmicroscopie) coupe
aangebracht. Verschillende weefsels nemen het metaal in verschillende hoeveelheden op, en geven
dus een ander beeld. Je krijgt net als bij lichtmicroscopie een 2D-beeld, alleen met veel hogere
resolutie (~1nm). Hier kunnen ook antilichamen gebruikt worden, deze zijn dan gebonden aan een
zwaar metaal (vaak goud), waarmee specifiek een structuur/molecuul bekeken kan worden.
, HC2
Zelfstudie
Het plasmamembraan bevat veel zeer selectieve kanalen en transporter-eiwitten. Andere
membraanproteïnen fungeren als sensoren of receptoren.
Het membraan groeit mee met de cel, en kan zichzelf repareren wanneer deze beschadigd raakt.
De intracellulaire membranen van eukaryoten verschillen van het plasmamembraan in
eiwitsamenstelling.
Het plasmamembraan van dierlijke cellen wordt versterkt door een netwerk van eiwitfilamenten, de
cell cortex, deze is bevestigd aan de onderkant van het membraan. Een belangrijk eiwit hierin is
spectrine. Deze cortex geeft cellen stevigheid en hun specifieke vorm (zoals ery’s).
Hoewel eiwitten en vetten relatief vrij over het membraan kunnen
bewegen, heeft de cel manieren om eiwitten in gespecialiseerde
eiwitregio’s (=membraandomeinen) te houden. Eiwitten worden in een
regio gebonden door extracellulaire structuren, zoals moleculen van
andere cellen of de ECM. Ook kunnen cellen zelf zorgen voor restrictie
door diffusiebarrières te vormen (zoals tight junctions).
Membraaneiwitten hebben vaak suikers gebonden. Sommige
suikerketens zijn kort (oligosachariden) en vormen samen
glycoproteïnen; Anderen zijn gebonden met één of meerdere lange
suikerketens (polysachariden) en vormen samen proteoglycanen.
De ‘suikerlaag’ op het membraan gevormd door glycolipiden,
proteoglycanen, en glycoproteïnen heet de glycocalyx.
Oppervlakte-koolhydraten spelen een belangrijke rol in cel-cel herkenning
en adhesie. Lectinen zijn gespecialiseerd om specifieke oligosacharide-
zijketens te binden.
Een manier om laterale membraandiffusie te meten is door FRAP (Fluorescence Recovery After
Photobleaching). (Uitleg hierover in CM hc6)
Een andere manier is SPT (Single Particle Tracking microscopy) waarin een (aantal) eiwit(ten) worden
gemarkeerd door antilichaam-bedekte gouddeeltjes, die onder de microscoop zichtbaar zijn.
Hiermee wordt het bewegen van individuele of groepen eiwitten precies gevolgd.
Eiwitten zijn mobieler in kunstmatige membranen dan in celmembranen, omdat celmembranen vol
zitten met andere lipiden, eiwitten, en gebonden kunnen zijn aan de ECM, andere cellen, of cell
cortex.
Zelfstudie
Cellen kunnen enorm verschillen in grootte, functie, en mate van specialisatie. Veel intracellulaire
processen zijn echter weinig verschillend tussen veel cellen.
De informatieoverdracht van DNA naar RNA naar eiwit is zo fundamenteel voor het leven dat dit het
central dogma wordt genoemd. Dit is een zelf-katalyserend proces, aangezien de eiwitten de
transcriptie van DNA en translatie van RNA reguleren.
Alle cellen zijn fundamenteel zo gelijk omdat ze allemaal zijn geëvolueerd vanuit een voorouder-cel,
en mutaties zijn ondergaan. De basisprincipes die al in deze cel zaten zijn weinig veranderd.
Met lichtmicroscopie kunnen vrij weinig cel componenten zichtbaar
gemaakt worden. Het plasmamembraan, de nucleus, en het
cytoplasma zijn nog wel zichtbaar.
Fluorescentie microscopen zijn lichtmicroscopen die door specifieke
fluorescentie structuren die veel kleiner zijn zichtbaar kunnen maken,
in plaats van 0,2μm tot nu wel 20 nm. Het licht gaat door twee filters (1
& 2). De eerste filter laat alleen golflengten door die de fluorescente
verf prikkelen, de tweede filtert deze golflengten er juist uit. Hierdoor
passeren alleen de golflengten afkomstig van de verf zelf door de
tweede filter.
Elektronenmicroscopen kunnen details tot op een paar
nanometer onderscheiden. Hiermee kan men individuele
organellen, en hele grote moleculen onderscheiden.
De transmission electron microscopy lijkt heel erg op
lichtmicroscopie, alleen worden elektronen gebruikt in plaats
van licht. Bij scanning electron microscopy worden weerkaatste
elektronen door een detector opgevangen, waarna een
dieptebeeld op basis van de plaatselijke elektronintensiteit
gevormd kan worden.
Bacteriën zijn prokaryoten en bevatten dus geen nucleus. Ze
bevatten verder ook geen andere organellen, op ribosomen na.
Eukaryoten zijn organismen wiens cellen wél een nucleus bevatten.
Prokaryoten worden opgedeeld in bacteriën en archaea.
Alle eukaryoten bevatten, per definitie, een nucleus. Vrijwel alle eukaryoten bevatten verder ook
mitochondria.
Het endoplasmatisch reticulum (ER) bestaat uit een ongeorganiseerd doolhof van membranen en
ingesloten ruimtes. Hier worden de meeste membraancomponenten, evenals materialen bedoeld
voor export, gevormd.
Het golgi-complex bestaat uit gestapelde membraan-omsloten ruimtes. Hierin worden moleculen,
bedoeld voor exocytose of transport naar een ander organel, uit het ER ‘verpakt’ en aangepast.
,Lysosomen, peroxisomen, en transportblaasjes zijn alle drie gevulde blaasjes
die respectievelijk zorgen voor intracellulaire vertering, het afbreken van
gifstoffen, en het overdragen van stoffen tussen organellen.
Het cytosol is het deel van het cytoplasma dat niet omsloten is door
intracellulaire membranen.
Het cytoskelet zorgt voor structuur, vorm, en interne organisatie van de cel. Het cytoskelet wordt
gevormd door 3 soorten eiwitfilamenten: actine (dun), intermediate filaments (gemiddeld), en de
holle microtubuli (dikst).
Motoreiwitten gebruiken ATP om over het cytoskelet heen te ‘lopen’. Door temperatuur worden
moleculen ook constant door het cytosol bewogen. Beide deze factoren zorgen ervoor dat het
cytosol altijd in beweging is.
Protozoa zijn unicellulaire organismen. Ze kunnen jagen op andere kleine organismen, maar ze
kunnen ook aan fotosynthese doen. Ze kunnen beweeglijk of stationair zijn.
Antilichamen zijn zeer specifiek, en kunnen worden gebruikt voor microscopie. Fluorescente
antilichamen binden aan antigenen waardoor een heel precies beeld gevormd kan worden. Ook
kunnen antilichamen aan andere antilichamen binden, die op hun beurt weer aan antigenen
gebonden zijn.
Reporter genen coderen voor een eiwit
dat makkelijk gemonitord kan worden
door zijn fluorescentie of enzymatische
activiteit. Een recombinant gen van dit
type bootst de expressie van het gen
waarin de onderzoeker geïnteresseerd is
na, door het reporter eiwit wanneer,
waar, en in dezelfde hoeveelheden te
creëren als het normale eiwit gemaakt
zou worden. Op deze manier kunnen
DNA-sequenties die genexpressie
reguleren bestudeerd worden.
,Hoorcollege
Alles opgegeven uit Alberts moet geleerd worden, de details -tenzij anders vermeld- van Zachary
hoeven niet geleerd te worden.
Het is belangrijk de grootte van
cellen/organellen/moleculen/atomen etc.
ongeveer te kennen.
De resolutie is de minimale afstand waarop je
twee objecten onder de microscoop
afzonderlijk van elkaar kunt onderscheiden.
Contrast is ook belangrijk om onderscheid te maken binnen een
preparaat.
Met een fase contrast microscoop kun je (levende) cellen
bestuderen zonder dat hier verder enige kleuring aan is
toegevoegd.
Normale kleuringen verhogen het contrast ook.
Bij chemische fixatie wordt een weefsel gefixeerd doordat de
stof gebruikt voor de fixatie de componenten bindt en veel
crosslinks vormt.
Het plasmamembraan is ~5nm dik, waardoor deze
lichtmicroscopisch enkel zichtbaar is wanneer deze schuin is
aangesneden.
Met fluorescentie-microscopie kun je specifieke moleculen detecteren. Dit werkt op zowel
gefixeerde als op levende cellen.
Fluorescentie-microscopie werkt meestal zo specifiek doordat de fluorescente component gebonden
is aan een zeer specifiek antilichaam.
Met een Green Fluorescent Protein (GFP) kun je eiwitten volgen in levende cellen, doordat het gen
hiervoor ingebouwd kan worden bij normale eiwitten, die dus vervolgens zelf groen fluorescent
worden.
Hele cellen, zoals bijvoorbeeld tumorcellen, kunnen hiermee ook gevolgd worden in het (levende)
organisme.
De scanning elektronen microscoop scant de oppervlakte van een structuur. Je maakt hierbij dus ook
geen coupes. Je fixeert met een aldehyde, en gaat het opdampen met een zwaar metaal. Je krijgt
hiervan uiteindelijk een dieptebeeld van de oppervlakte van een structuur. Dit beeld wordt gevormd
door de hoeveelheid strooiing van elektronen, wat weer afhangt van de hoeveelheid opgenomen
metaal.
Bij transmissie elektronen microscopie maak je wel coupes (plakjes), je fixeert hier ook met een
aldehyde. Een zwaar metaal wordt op het (veel dunnere dan bij lichtmicroscopie) coupe
aangebracht. Verschillende weefsels nemen het metaal in verschillende hoeveelheden op, en geven
dus een ander beeld. Je krijgt net als bij lichtmicroscopie een 2D-beeld, alleen met veel hogere
resolutie (~1nm). Hier kunnen ook antilichamen gebruikt worden, deze zijn dan gebonden aan een
zwaar metaal (vaak goud), waarmee specifiek een structuur/molecuul bekeken kan worden.
, HC2
Zelfstudie
Het plasmamembraan bevat veel zeer selectieve kanalen en transporter-eiwitten. Andere
membraanproteïnen fungeren als sensoren of receptoren.
Het membraan groeit mee met de cel, en kan zichzelf repareren wanneer deze beschadigd raakt.
De intracellulaire membranen van eukaryoten verschillen van het plasmamembraan in
eiwitsamenstelling.
Het plasmamembraan van dierlijke cellen wordt versterkt door een netwerk van eiwitfilamenten, de
cell cortex, deze is bevestigd aan de onderkant van het membraan. Een belangrijk eiwit hierin is
spectrine. Deze cortex geeft cellen stevigheid en hun specifieke vorm (zoals ery’s).
Hoewel eiwitten en vetten relatief vrij over het membraan kunnen
bewegen, heeft de cel manieren om eiwitten in gespecialiseerde
eiwitregio’s (=membraandomeinen) te houden. Eiwitten worden in een
regio gebonden door extracellulaire structuren, zoals moleculen van
andere cellen of de ECM. Ook kunnen cellen zelf zorgen voor restrictie
door diffusiebarrières te vormen (zoals tight junctions).
Membraaneiwitten hebben vaak suikers gebonden. Sommige
suikerketens zijn kort (oligosachariden) en vormen samen
glycoproteïnen; Anderen zijn gebonden met één of meerdere lange
suikerketens (polysachariden) en vormen samen proteoglycanen.
De ‘suikerlaag’ op het membraan gevormd door glycolipiden,
proteoglycanen, en glycoproteïnen heet de glycocalyx.
Oppervlakte-koolhydraten spelen een belangrijke rol in cel-cel herkenning
en adhesie. Lectinen zijn gespecialiseerd om specifieke oligosacharide-
zijketens te binden.
Een manier om laterale membraandiffusie te meten is door FRAP (Fluorescence Recovery After
Photobleaching). (Uitleg hierover in CM hc6)
Een andere manier is SPT (Single Particle Tracking microscopy) waarin een (aantal) eiwit(ten) worden
gemarkeerd door antilichaam-bedekte gouddeeltjes, die onder de microscoop zichtbaar zijn.
Hiermee wordt het bewegen van individuele of groepen eiwitten precies gevolgd.
Eiwitten zijn mobieler in kunstmatige membranen dan in celmembranen, omdat celmembranen vol
zitten met andere lipiden, eiwitten, en gebonden kunnen zijn aan de ECM, andere cellen, of cell
cortex.
