Celbiologie
Samenvatting
1LAW
,Inhoud
DE CHEMIE VAN DE CEL ....................................................................................................... 5
De chemische belangstelling van de cellen: algemeen ....................................................................................... 5
Het belang van H2O......................................................................................................................................... 5
het belang van koolstof (C) ............................................................................................................................. 6
Het belang van selectief permeabele membranen .......................................................................................... 7
Het belang van grote biomoleculen, vaak polymeren van kleinere bouwstenen ............................................. 7
Het belang van zelf-assemblage in een cel ...................................................................................................... 8
De belangrijkste macromoleculen: opbouw en structuur .................................................................................. 8
Eiwitten of proteïnen ...................................................................................................................................... 8
Suikers of polysacchariden ............................................................................................................................ 10
Nucleïnezuren (en ATP) ................................................................................................................................ 12
Vetten of lipiden ........................................................................................................................................... 14
STRUCTUUR VAN EEN DIERLIJKE CEL .................................................................................. 17
De celmembraan .............................................................................................................................................. 18
De kern ............................................................................................................................................................. 20
De organellen ................................................................................................................................................... 21
Het Endoplasmatisch Reticulum (ER) ............................................................................................................ 21
Het Golgi apparaat (GA) en endosomen ........................................................................................................ 21
De lysosomen ............................................................................................................................................... 22
De peroxisomen............................................................................................................................................ 23
De mitochondriën ......................................................................................................................................... 23
Het cytoplasma ................................................................................................................................................ 24
Het cytoskelet .................................................................................................................................................. 24
Microtubuli ................................................................................................................................................... 24
Microfilamenten ........................................................................................................................................... 25
Intermediaire filamenten .............................................................................................................................. 26
FUNCTIES VAN DE CELORGANELLEN .................................................................................. 26
De celmembraan: communicatie tussen de cel en ‘de buitenwereld’ .............................................................. 26
Passief transport: diffusie (osmose, carriers, ionenkanalen), evenwichtspotentiaal ...................................... 26
De rustpotentiaal van een cel ....................................................................................................................... 29
Actief transport: ionenpompen, symporters en uitwisselaars ....................................................................... 30
Endocytose en exocytose .............................................................................................................................. 31
Cel-cel communicatie: de extracellulaire matrix, cel ECM en cel-cel adhesie, juncties................................... 33
De kern: het genetisch centrum van een cel .................................................................................................... 36
DNA: structuur, vormen, condensatie ........................................................................................................... 36
Genexpressie (deel 1): transcriptie en RNA afwerking ................................................................................... 38
DNA replicatie............................................................................................................................................... 41
DNA- herstel ................................................................................................................................................. 42
2
, De nucleolus ................................................................................................................................................. 43
Cytosol, ER, en endosomen: belangrijk in de biosynthese van eiwitten .......................................................... 44
Opbouw van ribosomen................................................................................................................................ 44
Eiwit translatie .............................................................................................................................................. 44
Genexpressie (deel 2): translatie................................................................................................................... 44
Post-translationele modificaties van eiwitten ............................................................................................... 46
Eiwit sortering en transport .......................................................................................................................... 49
Mitochondriën: energieproductie in een cel .................................................................................................... 54
CELSIGNALERING EN SIGNAALTRANSDUCTIE ...................................................................... 54
Inleiding ........................................................................................................................................................... 54
Signaaltransductie via receptoren en chemische signalen ............................................................................... 55
G-proteïne-gekoppelde receptoren (GPCR)................................................................................................... 56
Kinase receptoren ......................................................................................................................................... 59
Intracellulaire receptoren (of nucleaire receptoren) ..................................................................................... 62
Signaaltransductie via elektrische signalen ...................................................................................................... 62
Neuronen en synapsen ................................................................................................................................. 63
Neuronale signaaltransductie ....................................................................................................................... 65
Signaaltransductie via mechanische signalen .................................................................................................. 70
Het oor ......................................................................................................................................................... 70
Werking van de haarcellen en de stereocilia ................................................................................................. 71
CELBIOLOGISCHE PROCESSEN – CELBEWEGING .................................................................. 73
Ciliaire en flagellaire beweging ........................................................................................................................ 73
Beweging via podiën ........................................................................................................................................ 75
dynamiek van het actine cytoskelet .............................................................................................................. 75
Vorming van podiën en microvilli.................................................................................................................. 76
Migratie in 2 dimensies: planaire migratie .................................................................................................... 77
Migratie in 3 dimensies................................................................................................................................. 77
Contractie ......................................................................................................................................................... 78
Gestreept spieren (skeletspieren), gladde spieren en de hartspier................................................................ 78
De contractiele structuur van een skeletspier ............................................................................................... 78
De spiercontractie ........................................................................................................................................ 79
Neuronale controle van de spiercontractie ................................................................................................... 80
Contractie in de hartspier ............................................................................................................................. 81
contractie in gladde spieren .......................................................................................................................... 82
CELBIOLOGISCHE PROCESSEN -CELDELING ......................................................................... 83
Inleiding ........................................................................................................................................................... 83
Celdeling verloopt in fasen ............................................................................................................................... 83
3
, Cycline-afhankelijke kinasen (CDKs): de motoren van de cyclus ...................................................................... 86
Celcyclus ‘checkpoints’: intrinsieke en extrinsieke controlepunten ................................................................. 87
De meiose......................................................................................................................................................... 90
Mitochondriën ................................................................................................................................................. 91
CELBIOLOGISCHE PROCESSEN – CELVEROUDERING EN CELDOOD ....................................... 91
Celveroudering ................................................................................................................................................. 91
Celdood ............................................................................................................................................................ 92
Necrose versus apoptose .............................................................................................................................. 93
Apoptose: intrinsieke en extrinsieke signalering ........................................................................................... 93
TOEPASSING – INTEGRATIE VAN DE LEERSTOF ................................................................... 96
De regeling van de bloedsuikerspiegel ............................................................................................................. 96
Biosynthese en secretie van insuline en glucagon ......................................................................................... 97
Insuline en glucagon induceren specifieke signaleringscascades in hun doelwitcellen .................................. 98
Verstoring van de bloedsuiker-homeostase geeft aanleiding tot suikerziekte ............................................... 99
Biologie van een zieke cel: kankercellen .......................................................................................................... 99
De typische eigenschappen van kankercellen (the hallmarks of cancer) ...................................................... 100
Hoe verkrijgen kankercellen hun specifieke eigenschappen ........................................................................ 100
Kankertherapie ........................................................................................................................................... 101
Hoofd-/halstumoren ................................................................................................................................... 102
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Samenvatting
1LAW
,Inhoud
DE CHEMIE VAN DE CEL ....................................................................................................... 5
De chemische belangstelling van de cellen: algemeen ....................................................................................... 5
Het belang van H2O......................................................................................................................................... 5
het belang van koolstof (C) ............................................................................................................................. 6
Het belang van selectief permeabele membranen .......................................................................................... 7
Het belang van grote biomoleculen, vaak polymeren van kleinere bouwstenen ............................................. 7
Het belang van zelf-assemblage in een cel ...................................................................................................... 8
De belangrijkste macromoleculen: opbouw en structuur .................................................................................. 8
Eiwitten of proteïnen ...................................................................................................................................... 8
Suikers of polysacchariden ............................................................................................................................ 10
Nucleïnezuren (en ATP) ................................................................................................................................ 12
Vetten of lipiden ........................................................................................................................................... 14
STRUCTUUR VAN EEN DIERLIJKE CEL .................................................................................. 17
De celmembraan .............................................................................................................................................. 18
De kern ............................................................................................................................................................. 20
De organellen ................................................................................................................................................... 21
Het Endoplasmatisch Reticulum (ER) ............................................................................................................ 21
Het Golgi apparaat (GA) en endosomen ........................................................................................................ 21
De lysosomen ............................................................................................................................................... 22
De peroxisomen............................................................................................................................................ 23
De mitochondriën ......................................................................................................................................... 23
Het cytoplasma ................................................................................................................................................ 24
Het cytoskelet .................................................................................................................................................. 24
Microtubuli ................................................................................................................................................... 24
Microfilamenten ........................................................................................................................................... 25
Intermediaire filamenten .............................................................................................................................. 26
FUNCTIES VAN DE CELORGANELLEN .................................................................................. 26
De celmembraan: communicatie tussen de cel en ‘de buitenwereld’ .............................................................. 26
Passief transport: diffusie (osmose, carriers, ionenkanalen), evenwichtspotentiaal ...................................... 26
De rustpotentiaal van een cel ....................................................................................................................... 29
Actief transport: ionenpompen, symporters en uitwisselaars ....................................................................... 30
Endocytose en exocytose .............................................................................................................................. 31
Cel-cel communicatie: de extracellulaire matrix, cel ECM en cel-cel adhesie, juncties................................... 33
De kern: het genetisch centrum van een cel .................................................................................................... 36
DNA: structuur, vormen, condensatie ........................................................................................................... 36
Genexpressie (deel 1): transcriptie en RNA afwerking ................................................................................... 38
DNA replicatie............................................................................................................................................... 41
DNA- herstel ................................................................................................................................................. 42
2
, De nucleolus ................................................................................................................................................. 43
Cytosol, ER, en endosomen: belangrijk in de biosynthese van eiwitten .......................................................... 44
Opbouw van ribosomen................................................................................................................................ 44
Eiwit translatie .............................................................................................................................................. 44
Genexpressie (deel 2): translatie................................................................................................................... 44
Post-translationele modificaties van eiwitten ............................................................................................... 46
Eiwit sortering en transport .......................................................................................................................... 49
Mitochondriën: energieproductie in een cel .................................................................................................... 54
CELSIGNALERING EN SIGNAALTRANSDUCTIE ...................................................................... 54
Inleiding ........................................................................................................................................................... 54
Signaaltransductie via receptoren en chemische signalen ............................................................................... 55
G-proteïne-gekoppelde receptoren (GPCR)................................................................................................... 56
Kinase receptoren ......................................................................................................................................... 59
Intracellulaire receptoren (of nucleaire receptoren) ..................................................................................... 62
Signaaltransductie via elektrische signalen ...................................................................................................... 62
Neuronen en synapsen ................................................................................................................................. 63
Neuronale signaaltransductie ....................................................................................................................... 65
Signaaltransductie via mechanische signalen .................................................................................................. 70
Het oor ......................................................................................................................................................... 70
Werking van de haarcellen en de stereocilia ................................................................................................. 71
CELBIOLOGISCHE PROCESSEN – CELBEWEGING .................................................................. 73
Ciliaire en flagellaire beweging ........................................................................................................................ 73
Beweging via podiën ........................................................................................................................................ 75
dynamiek van het actine cytoskelet .............................................................................................................. 75
Vorming van podiën en microvilli.................................................................................................................. 76
Migratie in 2 dimensies: planaire migratie .................................................................................................... 77
Migratie in 3 dimensies................................................................................................................................. 77
Contractie ......................................................................................................................................................... 78
Gestreept spieren (skeletspieren), gladde spieren en de hartspier................................................................ 78
De contractiele structuur van een skeletspier ............................................................................................... 78
De spiercontractie ........................................................................................................................................ 79
Neuronale controle van de spiercontractie ................................................................................................... 80
Contractie in de hartspier ............................................................................................................................. 81
contractie in gladde spieren .......................................................................................................................... 82
CELBIOLOGISCHE PROCESSEN -CELDELING ......................................................................... 83
Inleiding ........................................................................................................................................................... 83
Celdeling verloopt in fasen ............................................................................................................................... 83
3
, Cycline-afhankelijke kinasen (CDKs): de motoren van de cyclus ...................................................................... 86
Celcyclus ‘checkpoints’: intrinsieke en extrinsieke controlepunten ................................................................. 87
De meiose......................................................................................................................................................... 90
Mitochondriën ................................................................................................................................................. 91
CELBIOLOGISCHE PROCESSEN – CELVEROUDERING EN CELDOOD ....................................... 91
Celveroudering ................................................................................................................................................. 91
Celdood ............................................................................................................................................................ 92
Necrose versus apoptose .............................................................................................................................. 93
Apoptose: intrinsieke en extrinsieke signalering ........................................................................................... 93
TOEPASSING – INTEGRATIE VAN DE LEERSTOF ................................................................... 96
De regeling van de bloedsuikerspiegel ............................................................................................................. 96
Biosynthese en secretie van insuline en glucagon ......................................................................................... 97
Insuline en glucagon induceren specifieke signaleringscascades in hun doelwitcellen .................................. 98
Verstoring van de bloedsuiker-homeostase geeft aanleiding tot suikerziekte ............................................... 99
Biologie van een zieke cel: kankercellen .......................................................................................................... 99
De typische eigenschappen van kankercellen (the hallmarks of cancer) ...................................................... 100
Hoe verkrijgen kankercellen hun specifieke eigenschappen ........................................................................ 100
Kankertherapie ........................................................................................................................................... 101
Hoofd-/halstumoren ................................................................................................................................... 102
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