VERGELIJKENDE BIOLOGIE
LES 1: INLEIDING EN DE CEL
DE CEL
Celtheorie : “wat is een cel?” (= het begin van al het leven)
1. Alle organismen zijn samengesteld uit cellen
2. Cellen zijn de kleinst levende eenheid
3. Cellen ontstaan alleen uit reeds bestaande cellen
→Celgrootte is gelimiteerd : verschillen in structuur en grootte, afhankelijk van hun functie (wanneer de
celgrootte toeneemt, duurt het langer voor inkomend of uitkomend materiaal om te diffunderen van
celmembraan tot binnen in de cel
→Celwaarneming adhv microscopen en specifieke kleuring
- Lichtmicroscopen: onderscheiden structuren die 200nm van elkaar liggen
- Elektronenmicroscopen: onderscheiden structuren die 0.2nm van elkaar liggen (uitgebreider &
gedetailleerder)
→Celstructuur (gemeenschappelijk voor alle cellen):
- Genetisch materiaal: in kern of nucleus
- Cytoplasma: semi vloeibare matrix (cytosol & organellen)
- Plasmamembraan : een dubbele fosfolipide laag (eiwitten + cholesterol)
Celtypes (belangrijkste 2)
1. Prokaryote cellen (bv. bacteriën)
- Geen echte kern, genetisch materiaal aanwezig in de
kernzone (nucleoid)
- Cytoplasma
- Plasmamembraan en celwand
- Ribosomen
- Geen membraan-omgeven organellen
- Eenvoudig cytoskelet
- Roterend flagellum (om te bewegen)
→2 typen prokaryoten:
a. Archea: geen peptidoglycaan in celwand
b. Bacteria: celwand bestaat uit peptidoglycaan + Gram positief of Gram negatief
→Studie van prokaryoten = microbiologie
2. Eukaryote cellen
- Membraan-omgeven nucleus (hebben veel membranen)
- Complexer dan prokaryote cellen
- Cellulaire functies gecompartimentalizeerd in organellen en het endomembranair systeem
- Cytoskelet voor steun en behoud van celstructuur
- Dierlijke cellen en plantencellen
1
, →Studie van eukaryote cellen = celbiologie
Structuur van de eukaryote cellen:
1. Celkern:
- Bevat genetisch materiaal in de vorm van vele lineaire chromosomen (DNA vormt samen met eiwitten
chromatine)
- Omgeven door een nucleaire enveloppe bestaande uit 2 dubbele fosfolipide lagen
- Nucleaire poriën: brengen RNA naar de ribosomen voor de omzetting naar proteïnen (uit) en brengen
transcriptiefactoren naar de kern om te weten welk DNA moet omgezet worden in RNA (in)
- Nucleoli: synthese van rRNA en rRNA-eiwit complexen
- Nucleolus: kern in de kern→bevat het belangrijkste DNA + belangrijkste info voor functionerende
ribosomen
- Chromatine: zorgt dat DNA wordt opgewonden binnen de kern → Sterk opgewonden DNA is niet
leesbaar, zwak opgewonden DNA wel
- DNA:
➢ 4 baseparen: GC/AT en GC/AU
➢ mRNA = Messenger RNA → brengt de boodschap naar de cel/ ribosomen wat er in
proteïnen moet omgezet worden
➢ rRNA = Ribosomaal RNA
➢ tRNA = Transfer RNA → molecule dat aanwezig is tussen mRNA en eiwitsynthese
• Anticodon loop: hier bevinden zich 3 baseparen (bv. AUG)
• Acceptor end: hier bevinden zich de omgezette aminozuren
➢ DNA -----(transcriptie)----->RNA -----(vertaling)---->Proteïnen
G→C
A→U
C→G
T→A
2. Ribosomen
- Cellulaire machines van eiwitsynthese
- Bestaan uit ribosomaal RNA en eiwitten
- In cytosol of cytoplasma, gebonden aan interne membranen
- Komt voor in ALLE cellen
2
, 3. Endomembranair systeem
- Serie membranen doorheen het cytoplasma
- Verdeelt de cel in compartimenten met verschillende cellulaire functies
- Cisternale ruimte vs. Cytosol: Cytosol is de vloeistof die zich bevindt binnen de cel terwijl de cysternale
ruimte de vloeistof is die zich bevindt binnen de organellen (die zelf ook omringd worden door
membranen)
- Bestaat uit:
➢ Endoplasmatisch reticulum:
• Ruw endoplasmatisch reticulum (RER)
▪ Door aanhechting van ribosomen geeft het een ruw uitzicht
▪ Synthese van te secreteren eiwitten → worden verzonden naar
lysosomen of plasmamembraan
Aanmaak van eiwitten • Glad endoplasmatisch reticulum (SER)
▪ Relatief weinig ribosomen aangehecht
▪ Synthese van (membraan)lipiden
▪ Intracellulaire calcium opslag
▪ Detoxificatie van vreemde substanties (bv. drugs, alcohol) → belangrijk
voor bv. de lever
➢ Golgi apparaat:
• Samengesteld uit Golgi cisternae
• Platte structuur van geïnterconnecteerde membranen
• Voorkant = cis face ( kant van de kern)
• Achterkant = trans face (kant van celmembraan)
• Eerst inpakken en distributie van materiaal naar verschillende delen van de cel
• Dan post-translationele (= na de vertaling van DNA → RNA → Proteïnen)
modificaties van eiwitten en lipiden voor afgifte via cisternae
• Tenslotte worden deze naar buiten gesecreteerd (via het plasmamembraan)
• Synthese van celwandcomponenten
➢ Lysosomen:
• Membraan-omgeven vesikels die digestieve enzymen bevatten
• Afbraak van macromoleculen (= proteïnen, nucleïnezuur, lipiden,
carbohydraten) en oude celorganellen → dit proces noemen we autofagie
• Afbraak van vreemde stoffen door cel opgenomen via fagocytose
• Zure pH via protonpomp activatie → dit om lysosoom te activeren & in werking
te brengen
• = opruimingssysteem binnen de cel
4. Microbodies
- Membraan-omgeven vesikels die enzymen bevatten
- Peroxisomen (= blaasjes waarin vetzuren worden afgebroken tot belangrijke bouwstenen voor de cel)
bevatten oxidatieve enzymen (maken dus zuurstof voor de cel)
5. Vacuolen
- Membraan-omgeven structuren met uiteenlopende functies
- Osmotische balans en opslag (geeft aan hoeveel opgeloste stoffen er aanwezig zijn in een bepaalde
vloeistof)
- Verschillende types:
➢ Centrale vacuole in plantencellen (opslag van water)
➢ Opslagvacuole (bv. voor vetcellen)
3
, 6. Mitochondria
- Bevatten enzymen voor oxidatief metabolisme nodig voor het overbrengen van energie binnen
macromolecules naar ATP (samengevat: gebruiken zuurstof die ze omzetten naar energie (=ATP,
vergelijkbaar met energiepakketje)
- Komen in alle eukaryote cellen voor
- Omgeven door 2 membranen:
➢ Glad uitwendig membraan
➢ Gevouwen inwendig membraan met lagen (= cristae)
- Matrix gelegen binnen inwendig membraan
- Intermembranaire ruimte (= ruimte tussen de buitenste en de binnenste membraan)
- Bevat eigen DNA
- Metaboliseren suiker om ATP te genereren
- Gedragen zich als een cel binnen een cel (want hebben eigen DNA en ribosomaal systeem) maar zijn
niet autonoom (overleven enkel via de cel)
- Delen tijdens celdeling
- Mitochondriaal DNA wordt enkel doorgegeven via de moeder
- = energiefabriek van de cel
7. Chloroplasten
- Aanwezig in cellen van planten en enkele andere eukaryoten
- Lijken hard op mitochondriën
- Bevatten chlorofyl voor fotosynthese
- Omgeven door 2 membranen
- Gecompartimentaliseerde membranen:
➢ Thylakoïden
➢ Grana (= stapels va, thylakoïden)
- Bevatten eigen DNA
- Gebruiken licht om suikers en ATP te genereren
- Delen zelf voor vermenigvuldiging
→Mitochondria & Chloroplasten zijn geëvolueerd langs dezelfde weg. Ze zijn ontstaan door endosymbiose (= 2
organismen van verschillende soorten die langdurig samenleven binnen de cellen of het lichaam van een
gastheerorganisme). Want:
- Hebben 2 membranen
- Bevatten eigen DNA en ribosomen
- Hebben de grootte van prokaryote cel
- Delen volgens een proces zoals bacteria (splijting)
8. Cytoskelet
- Netwerk van eiwitvezels
- Onderhoudt vorm van cel
- Houdt organellen in een vaste locatie
- Helpt bij beweging van materiaal in cel (motor proteïne)
- Dynamisch systeem (afbraak en opbouw)
- Bestaat uit polymeren van identieke eiwitsubeenheden:
➢ Actine filamenten = microfilamenten → geven de cel vorm en maken het mogelijk dat de cel
zich kan bewegen (a.d.h.v. cellulaire contracties, kruipen, “pinching”)
4
LES 1: INLEIDING EN DE CEL
DE CEL
Celtheorie : “wat is een cel?” (= het begin van al het leven)
1. Alle organismen zijn samengesteld uit cellen
2. Cellen zijn de kleinst levende eenheid
3. Cellen ontstaan alleen uit reeds bestaande cellen
→Celgrootte is gelimiteerd : verschillen in structuur en grootte, afhankelijk van hun functie (wanneer de
celgrootte toeneemt, duurt het langer voor inkomend of uitkomend materiaal om te diffunderen van
celmembraan tot binnen in de cel
→Celwaarneming adhv microscopen en specifieke kleuring
- Lichtmicroscopen: onderscheiden structuren die 200nm van elkaar liggen
- Elektronenmicroscopen: onderscheiden structuren die 0.2nm van elkaar liggen (uitgebreider &
gedetailleerder)
→Celstructuur (gemeenschappelijk voor alle cellen):
- Genetisch materiaal: in kern of nucleus
- Cytoplasma: semi vloeibare matrix (cytosol & organellen)
- Plasmamembraan : een dubbele fosfolipide laag (eiwitten + cholesterol)
Celtypes (belangrijkste 2)
1. Prokaryote cellen (bv. bacteriën)
- Geen echte kern, genetisch materiaal aanwezig in de
kernzone (nucleoid)
- Cytoplasma
- Plasmamembraan en celwand
- Ribosomen
- Geen membraan-omgeven organellen
- Eenvoudig cytoskelet
- Roterend flagellum (om te bewegen)
→2 typen prokaryoten:
a. Archea: geen peptidoglycaan in celwand
b. Bacteria: celwand bestaat uit peptidoglycaan + Gram positief of Gram negatief
→Studie van prokaryoten = microbiologie
2. Eukaryote cellen
- Membraan-omgeven nucleus (hebben veel membranen)
- Complexer dan prokaryote cellen
- Cellulaire functies gecompartimentalizeerd in organellen en het endomembranair systeem
- Cytoskelet voor steun en behoud van celstructuur
- Dierlijke cellen en plantencellen
1
, →Studie van eukaryote cellen = celbiologie
Structuur van de eukaryote cellen:
1. Celkern:
- Bevat genetisch materiaal in de vorm van vele lineaire chromosomen (DNA vormt samen met eiwitten
chromatine)
- Omgeven door een nucleaire enveloppe bestaande uit 2 dubbele fosfolipide lagen
- Nucleaire poriën: brengen RNA naar de ribosomen voor de omzetting naar proteïnen (uit) en brengen
transcriptiefactoren naar de kern om te weten welk DNA moet omgezet worden in RNA (in)
- Nucleoli: synthese van rRNA en rRNA-eiwit complexen
- Nucleolus: kern in de kern→bevat het belangrijkste DNA + belangrijkste info voor functionerende
ribosomen
- Chromatine: zorgt dat DNA wordt opgewonden binnen de kern → Sterk opgewonden DNA is niet
leesbaar, zwak opgewonden DNA wel
- DNA:
➢ 4 baseparen: GC/AT en GC/AU
➢ mRNA = Messenger RNA → brengt de boodschap naar de cel/ ribosomen wat er in
proteïnen moet omgezet worden
➢ rRNA = Ribosomaal RNA
➢ tRNA = Transfer RNA → molecule dat aanwezig is tussen mRNA en eiwitsynthese
• Anticodon loop: hier bevinden zich 3 baseparen (bv. AUG)
• Acceptor end: hier bevinden zich de omgezette aminozuren
➢ DNA -----(transcriptie)----->RNA -----(vertaling)---->Proteïnen
G→C
A→U
C→G
T→A
2. Ribosomen
- Cellulaire machines van eiwitsynthese
- Bestaan uit ribosomaal RNA en eiwitten
- In cytosol of cytoplasma, gebonden aan interne membranen
- Komt voor in ALLE cellen
2
, 3. Endomembranair systeem
- Serie membranen doorheen het cytoplasma
- Verdeelt de cel in compartimenten met verschillende cellulaire functies
- Cisternale ruimte vs. Cytosol: Cytosol is de vloeistof die zich bevindt binnen de cel terwijl de cysternale
ruimte de vloeistof is die zich bevindt binnen de organellen (die zelf ook omringd worden door
membranen)
- Bestaat uit:
➢ Endoplasmatisch reticulum:
• Ruw endoplasmatisch reticulum (RER)
▪ Door aanhechting van ribosomen geeft het een ruw uitzicht
▪ Synthese van te secreteren eiwitten → worden verzonden naar
lysosomen of plasmamembraan
Aanmaak van eiwitten • Glad endoplasmatisch reticulum (SER)
▪ Relatief weinig ribosomen aangehecht
▪ Synthese van (membraan)lipiden
▪ Intracellulaire calcium opslag
▪ Detoxificatie van vreemde substanties (bv. drugs, alcohol) → belangrijk
voor bv. de lever
➢ Golgi apparaat:
• Samengesteld uit Golgi cisternae
• Platte structuur van geïnterconnecteerde membranen
• Voorkant = cis face ( kant van de kern)
• Achterkant = trans face (kant van celmembraan)
• Eerst inpakken en distributie van materiaal naar verschillende delen van de cel
• Dan post-translationele (= na de vertaling van DNA → RNA → Proteïnen)
modificaties van eiwitten en lipiden voor afgifte via cisternae
• Tenslotte worden deze naar buiten gesecreteerd (via het plasmamembraan)
• Synthese van celwandcomponenten
➢ Lysosomen:
• Membraan-omgeven vesikels die digestieve enzymen bevatten
• Afbraak van macromoleculen (= proteïnen, nucleïnezuur, lipiden,
carbohydraten) en oude celorganellen → dit proces noemen we autofagie
• Afbraak van vreemde stoffen door cel opgenomen via fagocytose
• Zure pH via protonpomp activatie → dit om lysosoom te activeren & in werking
te brengen
• = opruimingssysteem binnen de cel
4. Microbodies
- Membraan-omgeven vesikels die enzymen bevatten
- Peroxisomen (= blaasjes waarin vetzuren worden afgebroken tot belangrijke bouwstenen voor de cel)
bevatten oxidatieve enzymen (maken dus zuurstof voor de cel)
5. Vacuolen
- Membraan-omgeven structuren met uiteenlopende functies
- Osmotische balans en opslag (geeft aan hoeveel opgeloste stoffen er aanwezig zijn in een bepaalde
vloeistof)
- Verschillende types:
➢ Centrale vacuole in plantencellen (opslag van water)
➢ Opslagvacuole (bv. voor vetcellen)
3
, 6. Mitochondria
- Bevatten enzymen voor oxidatief metabolisme nodig voor het overbrengen van energie binnen
macromolecules naar ATP (samengevat: gebruiken zuurstof die ze omzetten naar energie (=ATP,
vergelijkbaar met energiepakketje)
- Komen in alle eukaryote cellen voor
- Omgeven door 2 membranen:
➢ Glad uitwendig membraan
➢ Gevouwen inwendig membraan met lagen (= cristae)
- Matrix gelegen binnen inwendig membraan
- Intermembranaire ruimte (= ruimte tussen de buitenste en de binnenste membraan)
- Bevat eigen DNA
- Metaboliseren suiker om ATP te genereren
- Gedragen zich als een cel binnen een cel (want hebben eigen DNA en ribosomaal systeem) maar zijn
niet autonoom (overleven enkel via de cel)
- Delen tijdens celdeling
- Mitochondriaal DNA wordt enkel doorgegeven via de moeder
- = energiefabriek van de cel
7. Chloroplasten
- Aanwezig in cellen van planten en enkele andere eukaryoten
- Lijken hard op mitochondriën
- Bevatten chlorofyl voor fotosynthese
- Omgeven door 2 membranen
- Gecompartimentaliseerde membranen:
➢ Thylakoïden
➢ Grana (= stapels va, thylakoïden)
- Bevatten eigen DNA
- Gebruiken licht om suikers en ATP te genereren
- Delen zelf voor vermenigvuldiging
→Mitochondria & Chloroplasten zijn geëvolueerd langs dezelfde weg. Ze zijn ontstaan door endosymbiose (= 2
organismen van verschillende soorten die langdurig samenleven binnen de cellen of het lichaam van een
gastheerorganisme). Want:
- Hebben 2 membranen
- Bevatten eigen DNA en ribosomen
- Hebben de grootte van prokaryote cel
- Delen volgens een proces zoals bacteria (splijting)
8. Cytoskelet
- Netwerk van eiwitvezels
- Onderhoudt vorm van cel
- Houdt organellen in een vaste locatie
- Helpt bij beweging van materiaal in cel (motor proteïne)
- Dynamisch systeem (afbraak en opbouw)
- Bestaat uit polymeren van identieke eiwitsubeenheden:
➢ Actine filamenten = microfilamenten → geven de cel vorm en maken het mogelijk dat de cel
zich kan bewegen (a.d.h.v. cellulaire contracties, kruipen, “pinching”)
4
