Celbiologie De Cel structuur en funct
Hoofdstuk 1: Inleiding
1.1 Geschiedenis
Klassieke Celtheorie:
• Cel -> elementaire bouwsteen van het leven
• Alle levende organisme -> bestaan uit 1 of meer cellen
• Nieuwe cel bestaat uit voorafbestaande cel
• Cellen zijn de primaire bouwstenen voor de structuren, fysiologie en
organisatie van levende organisme
• Cel kan beschouwd worden als afzonderlijke eenheid en als bouwsteen van
het organisme als groter geheel
Moderne Celtheorie:
• Cel -> fundamentele eenheid van structuur en functie in levende organism
• Cel bestaat uit voorafbestaande cel door celdeling
• Binnen cellen vinden energieomzettingen plaats
• Cel bevat erf. mat. (DNA) wordt overgedragen van cel tot cel tijdens
celdeling
• Cellen -> gelijkaardige samenstelling en hebben alle kenmerken van het
leven
• Alle levende org. zijn opgebouwd uit 1 of meer cellen
• De activiteit van een org. hangt af van de totale activiteit van onafhankelijk
cellen
1.2 ontstaan en evolutie van de cel
• Een macromol. dat nieuwe kopies van zichzelf kan syn. is in staat zichzelf
verder te ontwikkelen -> nucleinezuur is hier toe in staat, proteïnen niet
• Vroeg stadia evolutie -> zelf replicerende RNA-mol.
• DNA -> verving RNA als genetisch mat. door interactie met AZ
protocel= zelfreplicerend RNA in
fosfolipiden membraan
(amfipatisch) -> slaat energie op
onder de vorm van H+ gradient
, De cel splits ten koste van een andere c
OD stijgt
(Transfer van membraancomponenten)
Wel replicerend RNA
Geen replicerend RNA
Eukaryotische cel is ontstaan via endosymbiose van prokaryotische cel
Pro cel kan nu nog altijd worden opgenomen door Euk cel
1.3 Cellen als experimentele modellen
• Veel processen in onze eigen cel vind je ook terug in primitieve cellen zoals
gistcelllen
• Gistcellen kunnen splitsen van een diploïde cel naar een haploïde cel en omgekeerd
• Gistcellen zijn makkelijker te bestuderen
• De muis wordt gebruikt om bepaalde menselijke pathologie n te bestuderen
• In vitro ook mogelijk (cellen uit een mens isoleren) (functie verlies mogelijk)
• In vivo is onderzoek in complete levende lichaam van een organisme
• Cellijnen zijn onsterfelijke cellen die zich onberperkt kunnen delen (bv een kankerce
of stamcellen)
• Celdifrentiatie, alle cellen komen uit 1 bevruchte eicel
• DNA is hetzelfde, manier van DNA aflezen varieert va
cel tot cel
• Men dacht dat bv huidcel niet kon veranderd worden
naar spiercel
• Introductie van c-MYC, OCT4, SOX2 en KLF4 genen in
terminaal gedifferentieerde cellen (vb fibroblasten)
• Omvorming tot geïnduceerde pluripotente stamcellen
(iPS)
,1.4 Universele eigenschappen van cellen
• Natuurlijke selectie= de drijfkracht van evolutie
• Erfelijke eigenschappen waardoor een organismen een grotere kans heeft op
overleving en voortplanting
• Populatie met een brede genetische variatie -> grotere kans op overleving en deze
eigenschappen doorgeven aan de volgende generatie
• Alle levensvormen zijn aan elkaar verwant
• Evolutie is noodzakelijk om essenti le eigenschappen te conserveren
• Universele eigenschappen van de cel:
◦ Zijn in staat hun te vermenigvuldigen
◦ Replicatie van genetische info
◦ Consumptie van vrije energie
• Binding ruggengraat > baseparen
• Basisprincipe DNA-replicatie= universeel
• Alle cellen vertalen RNA voor eiwitten op dezelfde manier
m
• Enzymen verlagen de activeringsenergie om deze sneller te laten verlopen
• Lysozyme knipt polysachariden door een hydrolyse reactie te katalyseren
• Het zelfreplicerend potentieel van levende cellen is gebaseerd op een
autokatalystische feedback loop
DNA-polymerasen
RNA-polymerasen
, Hoodstuk 2: Methodologie
2.1 Lichtmicroscoop
• Fluorescente proces of proteïne (vb GFP)
• 3D analyse ook mogelijk-> confocale fluorescentiemicroscoop
• Resolutie is beperkt door de golflengte van het licht (oplossing -> electron)
Oculair draagt bij tot de feitelijke vergroting
Objectief zorgt voor de vergroting
Condenseert het licht op het specimen
• Interferentie (Optische diffractie), kan de resolutie beïnvloeden
• Karakteristiek van de lens -> numerische aperatuur N.A. (Hoe hoger hoe hoger de
resolutie hoe scherper het beeld )
Breking index van het materiaal tussen specimen en het objectief (bv. Lucht, immersie olie
Golflengte van het gebruikte licht
Contrast verbeteren (maximaal resolverend vermogen verhogen):
• Specimen kleuren, sommige golflengte absorberen andere door laten-> gekleurd
beeld geobserveerd met normale licht microscoop
• Donker-veld microscopie, enkel verstrooide lichtstralen bereiken de lenzen ->
observatie met een lichtmicroscoop en donkerveldcondensor
• Fasecontrastmicroscopie, mens kan geen faseverschil onderscheiden maar wel
amplitude verschil -> fase-contrast of differenti le interferentie contrast micrscopie
gaat verschil in fase vertalen naar verschil in amplitude
m
Hoofdstuk 1: Inleiding
1.1 Geschiedenis
Klassieke Celtheorie:
• Cel -> elementaire bouwsteen van het leven
• Alle levende organisme -> bestaan uit 1 of meer cellen
• Nieuwe cel bestaat uit voorafbestaande cel
• Cellen zijn de primaire bouwstenen voor de structuren, fysiologie en
organisatie van levende organisme
• Cel kan beschouwd worden als afzonderlijke eenheid en als bouwsteen van
het organisme als groter geheel
Moderne Celtheorie:
• Cel -> fundamentele eenheid van structuur en functie in levende organism
• Cel bestaat uit voorafbestaande cel door celdeling
• Binnen cellen vinden energieomzettingen plaats
• Cel bevat erf. mat. (DNA) wordt overgedragen van cel tot cel tijdens
celdeling
• Cellen -> gelijkaardige samenstelling en hebben alle kenmerken van het
leven
• Alle levende org. zijn opgebouwd uit 1 of meer cellen
• De activiteit van een org. hangt af van de totale activiteit van onafhankelijk
cellen
1.2 ontstaan en evolutie van de cel
• Een macromol. dat nieuwe kopies van zichzelf kan syn. is in staat zichzelf
verder te ontwikkelen -> nucleinezuur is hier toe in staat, proteïnen niet
• Vroeg stadia evolutie -> zelf replicerende RNA-mol.
• DNA -> verving RNA als genetisch mat. door interactie met AZ
protocel= zelfreplicerend RNA in
fosfolipiden membraan
(amfipatisch) -> slaat energie op
onder de vorm van H+ gradient
, De cel splits ten koste van een andere c
OD stijgt
(Transfer van membraancomponenten)
Wel replicerend RNA
Geen replicerend RNA
Eukaryotische cel is ontstaan via endosymbiose van prokaryotische cel
Pro cel kan nu nog altijd worden opgenomen door Euk cel
1.3 Cellen als experimentele modellen
• Veel processen in onze eigen cel vind je ook terug in primitieve cellen zoals
gistcelllen
• Gistcellen kunnen splitsen van een diploïde cel naar een haploïde cel en omgekeerd
• Gistcellen zijn makkelijker te bestuderen
• De muis wordt gebruikt om bepaalde menselijke pathologie n te bestuderen
• In vitro ook mogelijk (cellen uit een mens isoleren) (functie verlies mogelijk)
• In vivo is onderzoek in complete levende lichaam van een organisme
• Cellijnen zijn onsterfelijke cellen die zich onberperkt kunnen delen (bv een kankerce
of stamcellen)
• Celdifrentiatie, alle cellen komen uit 1 bevruchte eicel
• DNA is hetzelfde, manier van DNA aflezen varieert va
cel tot cel
• Men dacht dat bv huidcel niet kon veranderd worden
naar spiercel
• Introductie van c-MYC, OCT4, SOX2 en KLF4 genen in
terminaal gedifferentieerde cellen (vb fibroblasten)
• Omvorming tot geïnduceerde pluripotente stamcellen
(iPS)
,1.4 Universele eigenschappen van cellen
• Natuurlijke selectie= de drijfkracht van evolutie
• Erfelijke eigenschappen waardoor een organismen een grotere kans heeft op
overleving en voortplanting
• Populatie met een brede genetische variatie -> grotere kans op overleving en deze
eigenschappen doorgeven aan de volgende generatie
• Alle levensvormen zijn aan elkaar verwant
• Evolutie is noodzakelijk om essenti le eigenschappen te conserveren
• Universele eigenschappen van de cel:
◦ Zijn in staat hun te vermenigvuldigen
◦ Replicatie van genetische info
◦ Consumptie van vrije energie
• Binding ruggengraat > baseparen
• Basisprincipe DNA-replicatie= universeel
• Alle cellen vertalen RNA voor eiwitten op dezelfde manier
m
• Enzymen verlagen de activeringsenergie om deze sneller te laten verlopen
• Lysozyme knipt polysachariden door een hydrolyse reactie te katalyseren
• Het zelfreplicerend potentieel van levende cellen is gebaseerd op een
autokatalystische feedback loop
DNA-polymerasen
RNA-polymerasen
, Hoodstuk 2: Methodologie
2.1 Lichtmicroscoop
• Fluorescente proces of proteïne (vb GFP)
• 3D analyse ook mogelijk-> confocale fluorescentiemicroscoop
• Resolutie is beperkt door de golflengte van het licht (oplossing -> electron)
Oculair draagt bij tot de feitelijke vergroting
Objectief zorgt voor de vergroting
Condenseert het licht op het specimen
• Interferentie (Optische diffractie), kan de resolutie beïnvloeden
• Karakteristiek van de lens -> numerische aperatuur N.A. (Hoe hoger hoe hoger de
resolutie hoe scherper het beeld )
Breking index van het materiaal tussen specimen en het objectief (bv. Lucht, immersie olie
Golflengte van het gebruikte licht
Contrast verbeteren (maximaal resolverend vermogen verhogen):
• Specimen kleuren, sommige golflengte absorberen andere door laten-> gekleurd
beeld geobserveerd met normale licht microscoop
• Donker-veld microscopie, enkel verstrooide lichtstralen bereiken de lenzen ->
observatie met een lichtmicroscoop en donkerveldcondensor
• Fasecontrastmicroscopie, mens kan geen faseverschil onderscheiden maar wel
amplitude verschil -> fase-contrast of differenti le interferentie contrast micrscopie
gaat verschil in fase vertalen naar verschil in amplitude
m
