2. Cellen: bouw en functie
2.1 Celonderzoek met de microscoop
- Microscopen -> bestuderen van celstructuren
- 2 soorten microscopen
Lichtmicroscoop
- 40 – 15000 x vergroot
- Van de organellen kunnen het celmembraan, de kern,
het celplasma, de vacuole en de plastiden (zoals
bladgroenkorrels) worden waargenomen.
- Plantaardig weefsel lijkt op honingraten -> cellen
- Celtheorie:
o De celwanden van plantencellen zijn de
afscheidingsproducten van de eigenlijke
levende cellen.
o Planten en dieren bestaan uit levende cellen
- Vooral in de 20e eeuw is veel bekend geworden over
de bouw, werking en functie van cellen (voornamelijk
met celorganellen erin).
Elektronenmicroscoop
- (EM) veel sterkere vergrotingen
- Transmissie-elektronenmicroscoop (TEM) ->
elektronenbundel door een voorwerp heen gestuurd. Als kleuring van de preparaten dienen
zouten van zware metalen die aan de organellen hechten. De bundel passerende elektronen
wordt gericht op een fluorescerend scherm -> elektronenschaduw ontstaat.
- Nadeel -> het voorwerp niet levend bekeken kan worden en beeld een zwart-wit weergave. –
- Het grote voordeel -> voorwerpen tot meer dan 1.000.000 x kunnen worden vergroot.
- Details -> scanning elektronenmicroscoop (SEM) -> 6 mil vergroting -> uitgezonden
elektronen onder vacuum op een voorwerp gericht -> (delen v.d.) cellen zullen de
elektronenbundel doorlaten
- Cellen bestoven -> heel dun laagje materiaal dat de bundel kan weerkaatsen. -> elektronen
die weerkaatst worden, vallen op een elektronensensor. Via versterkers -> beeld gevormd op
een monitor. Structuren met een grootte van 1 nanometer (een duizendste micrometer) zijn
met een elektronenmicroscoop goed zichtbaar te
maken. Celonderdelen als ribosomen,
mitochondriën, endoplasmatisch reticulum en
lysosomen zijn uitgebreid onderzocht met een EM
en SEM.
2.2 Celstructuren en hun functie
- In celplasma -> verschillende celstructuren met
eigen functie
- Celstructuur met membraan omgeven = organel ->
geen verschil in bouw tussen membranen
De celkern
- Bevat erfelijke info in de vorm van genen (DNA) -> zo
bestuurt de celkern de processen in de cel
- Kernmembraan -> kernporiën -> stoffen cel in en uit
-> DNA + speciale eiwitten (histonen) = chromatine
, - Cel gaat delen -> chromatine zichtbaar -> chromosomen -> aantal is per soort organisme
gelijk -> mens 46 -> dus 23 paren
- Microscoop -> donkere vlek in de kern = kernlichaampje (nucleolus) -> genen voor aanmaak
ribosomen
Celmembranen
- 2 lagen vetmoleculen waaraan fosforgroepen zijn verbonden fosfolipiden -> met vetgroepen
naar binnen en hydrofoob (waterafstotend) -> fosforgroepen -> vetgroepen naar buiten en
hydrofiel -> zo ontstaat een soepel, vervormbare en waterafstotend membraan
- In de dubbele laag -> cholesterolmoleculen en eiwitmoleculen
- Sommige eiwitmoleculen -> stoffentransport de cel in en uit = (membraanporiën ofwel porie-
eiwitten) Andere eiwitmoleculen die óf aan de binnenkant van het membraan óf aan de
buitenkant, fungeren als receptoren voor bepaalde stoffen, zoals hormonen, die signalen
naar en van de cel doorgeven.
- Er komen ook koolhydraten in voor -> aan de eiwitten en vetten en aan de buitenkant van
membraanoppervlak = glycocalyx -> voor elk
soort cel kenmerkend en herkenbaar voor
omgeving
Mitochondriën
- Alle cellen -> mitochondriën -> hoe actiever de
cel hoe meer -> vermeerderen door delen
- Hebben dubbelmembraan -> binnenste
membraan naar binnen gestulpt = cristae
- De membranen verdelen het mitochondrium in twee inwendige compartimenten: De ruimte
tussen de twee membranen in =intermembraanruimte De ruimte binnen het binnen
membraan = matrix.
- Verbranding glucose -> energie -> vastgelegd in energiemoleculen: ATP (adenosinetrifosfaat).
Hoe meer ATP in de mitochondriën gemaakt wordt, des te actiever een cel kan zijn. Als
eindproducten van de verbranding worden behalve energie de stoffen koolstofdioxide (CO2)
en water (H2O) gevormd.
- Bezitten mitochondriaal DNA, bevat info om o.a.13 eiwitten te vormen die betrokken zijn bij
verbranding (bijv. ATP-synthase dat helpt bij de synthese van ATP).
Endoplasmatisch reticulum en ribosomen
- Endoplasmatisch reticulum (ER) is uitgebreid netwerk van membranen -> membranen en
kern lopen in elkaar over en er zijn 2 typen ER: ruw en glad -> ruw: veel ribosomen en vooral
eiwittransportfunctie , glad: geen ribosomen en speelt afhankelijk van celfunctie rol bij
aanmaak koolhydraten en vetten of ontgifting van de cel
- Ribosoom bestaat niet uit membranen (geen organel) maar uit eiwitten en RNA-moleculen ->
cellen die veel eiwitten produceren -> veel ribosomen golgi-systeem
- Ribosomen regelen eiwitsynthese -> kunnen voor verschillende doeleinden gebruikt:
o Aanmaak materiaal (structuureiwitten)
o Versnellen van omzettingen (enzymen)
o Transport van stoffen door celmembranen (transporteiwitten)
- Meestal ruw ER -> soms liggen ribosomen vrij in cytoplasma -> soms in groepen = polysomen
Golgi-systeem
2.1 Celonderzoek met de microscoop
- Microscopen -> bestuderen van celstructuren
- 2 soorten microscopen
Lichtmicroscoop
- 40 – 15000 x vergroot
- Van de organellen kunnen het celmembraan, de kern,
het celplasma, de vacuole en de plastiden (zoals
bladgroenkorrels) worden waargenomen.
- Plantaardig weefsel lijkt op honingraten -> cellen
- Celtheorie:
o De celwanden van plantencellen zijn de
afscheidingsproducten van de eigenlijke
levende cellen.
o Planten en dieren bestaan uit levende cellen
- Vooral in de 20e eeuw is veel bekend geworden over
de bouw, werking en functie van cellen (voornamelijk
met celorganellen erin).
Elektronenmicroscoop
- (EM) veel sterkere vergrotingen
- Transmissie-elektronenmicroscoop (TEM) ->
elektronenbundel door een voorwerp heen gestuurd. Als kleuring van de preparaten dienen
zouten van zware metalen die aan de organellen hechten. De bundel passerende elektronen
wordt gericht op een fluorescerend scherm -> elektronenschaduw ontstaat.
- Nadeel -> het voorwerp niet levend bekeken kan worden en beeld een zwart-wit weergave. –
- Het grote voordeel -> voorwerpen tot meer dan 1.000.000 x kunnen worden vergroot.
- Details -> scanning elektronenmicroscoop (SEM) -> 6 mil vergroting -> uitgezonden
elektronen onder vacuum op een voorwerp gericht -> (delen v.d.) cellen zullen de
elektronenbundel doorlaten
- Cellen bestoven -> heel dun laagje materiaal dat de bundel kan weerkaatsen. -> elektronen
die weerkaatst worden, vallen op een elektronensensor. Via versterkers -> beeld gevormd op
een monitor. Structuren met een grootte van 1 nanometer (een duizendste micrometer) zijn
met een elektronenmicroscoop goed zichtbaar te
maken. Celonderdelen als ribosomen,
mitochondriën, endoplasmatisch reticulum en
lysosomen zijn uitgebreid onderzocht met een EM
en SEM.
2.2 Celstructuren en hun functie
- In celplasma -> verschillende celstructuren met
eigen functie
- Celstructuur met membraan omgeven = organel ->
geen verschil in bouw tussen membranen
De celkern
- Bevat erfelijke info in de vorm van genen (DNA) -> zo
bestuurt de celkern de processen in de cel
- Kernmembraan -> kernporiën -> stoffen cel in en uit
-> DNA + speciale eiwitten (histonen) = chromatine
, - Cel gaat delen -> chromatine zichtbaar -> chromosomen -> aantal is per soort organisme
gelijk -> mens 46 -> dus 23 paren
- Microscoop -> donkere vlek in de kern = kernlichaampje (nucleolus) -> genen voor aanmaak
ribosomen
Celmembranen
- 2 lagen vetmoleculen waaraan fosforgroepen zijn verbonden fosfolipiden -> met vetgroepen
naar binnen en hydrofoob (waterafstotend) -> fosforgroepen -> vetgroepen naar buiten en
hydrofiel -> zo ontstaat een soepel, vervormbare en waterafstotend membraan
- In de dubbele laag -> cholesterolmoleculen en eiwitmoleculen
- Sommige eiwitmoleculen -> stoffentransport de cel in en uit = (membraanporiën ofwel porie-
eiwitten) Andere eiwitmoleculen die óf aan de binnenkant van het membraan óf aan de
buitenkant, fungeren als receptoren voor bepaalde stoffen, zoals hormonen, die signalen
naar en van de cel doorgeven.
- Er komen ook koolhydraten in voor -> aan de eiwitten en vetten en aan de buitenkant van
membraanoppervlak = glycocalyx -> voor elk
soort cel kenmerkend en herkenbaar voor
omgeving
Mitochondriën
- Alle cellen -> mitochondriën -> hoe actiever de
cel hoe meer -> vermeerderen door delen
- Hebben dubbelmembraan -> binnenste
membraan naar binnen gestulpt = cristae
- De membranen verdelen het mitochondrium in twee inwendige compartimenten: De ruimte
tussen de twee membranen in =intermembraanruimte De ruimte binnen het binnen
membraan = matrix.
- Verbranding glucose -> energie -> vastgelegd in energiemoleculen: ATP (adenosinetrifosfaat).
Hoe meer ATP in de mitochondriën gemaakt wordt, des te actiever een cel kan zijn. Als
eindproducten van de verbranding worden behalve energie de stoffen koolstofdioxide (CO2)
en water (H2O) gevormd.
- Bezitten mitochondriaal DNA, bevat info om o.a.13 eiwitten te vormen die betrokken zijn bij
verbranding (bijv. ATP-synthase dat helpt bij de synthese van ATP).
Endoplasmatisch reticulum en ribosomen
- Endoplasmatisch reticulum (ER) is uitgebreid netwerk van membranen -> membranen en
kern lopen in elkaar over en er zijn 2 typen ER: ruw en glad -> ruw: veel ribosomen en vooral
eiwittransportfunctie , glad: geen ribosomen en speelt afhankelijk van celfunctie rol bij
aanmaak koolhydraten en vetten of ontgifting van de cel
- Ribosoom bestaat niet uit membranen (geen organel) maar uit eiwitten en RNA-moleculen ->
cellen die veel eiwitten produceren -> veel ribosomen golgi-systeem
- Ribosomen regelen eiwitsynthese -> kunnen voor verschillende doeleinden gebruikt:
o Aanmaak materiaal (structuureiwitten)
o Versnellen van omzettingen (enzymen)
o Transport van stoffen door celmembranen (transporteiwitten)
- Meestal ruw ER -> soms liggen ribosomen vrij in cytoplasma -> soms in groepen = polysomen
Golgi-systeem
