Samenvatting - Cel en weefselbiologie (J000485)

CELBIOLOGIE
1. ONTSTAAN VAN EUKARYOTE CELLEN
Foto autotrofie: organismen maken zelf hun voedsel door fotosynthese gebruikmakend van energie van
zonlicht
nCO2 + H2O + E  (CH2O)n +nO2

Tot dan toe hadden organismen eenvoudige structuur:
 Celmembraan omgeven door celwand
 Cytosol waarin alle zoorten anabolische en katabolische activiteiten uitgevoerd worden
 prokaryoten  omvatten 2 domeinen: archae (aangepast in extreme omstandigheden) & bacteria
 eukaryoten: vermoedelijk ontstaan uit archae-achtige voorouders

Eukaryoten:
 Ontstonden door aantal belangrijke adaptaties (onderscheiden van prokaryoten)
 Veel groter volume
 Tot de membranen behoort de kernenvelope
 Cytoskelet met bijbehorende motorische systemen  celcompartimentering & vermogen om
spontaan te bewegen mogelijk, steun geven, …
 Complexe organisatie vh genoom + ruimtelijke splitising v transcriptie & translatie  sterkere
diversificatie v gespecialiseerde eiwitten, celtypes & organismen
 Onstaan van mitochondria, peroxisomen en plastiden  interiorisatie van respiratie &
energieproductie
 organellen stammen af van aerobe prokaryote endosymbioten die werden opgenomen in het
cytoplasma ve anaerobe gastcel
Prokaryoten: Eukaryoten:
 Uitsluitend eencellig  Eencellig of meercellig
 Celmembraan én celwand  Celmembraan
 Geen kern (DNA in cytoplasma)  Kern
 Circulair chromosoom in cytosol  Chromosomen in kern
 Niet gecompartimenteerd  Organellen
 Deling door doorsnoering (binaire splitsing)  Deling door mitose of meiose



2. CHEMISCHE BOUWSTENEN VAN CELLEN
3 meest abundate biologische macromoleculen:
1. Eiwitten
2. Nucleïnezuren
3. Polysachariden
4. (vetten/lipiden)
2.1 EIWITTEN/PROTEÏNEN
 lineaire polymeren die uit aminozuren bestaan, gebonden door peptidebindingen
Korte ketens: peptiden
Lange ketens: polypeptiden
Eiwitten  polypeptiden met welbepaalde driedimensionale structuur
20 aminozuren gebruikt in eiwitsynthese met dezelde karakteristieke structuur:
 Centraal koolstofatoom
 4 verschillende chemische groepen:
o Amino groep (NH2)
o Carboxyl groep (COOH)
o Waterstofatoom (H)
o Variabele groep ® die de verschillende AZ onderscheid en bepaald chemische karakteristieken
toekent

,N-terminale: aminogroep aan het einde vd keten
C-terminale: carboxylgroep aan het einde vd keten

Primaire structuur: specifieke opeenvolging vd AZ of polypeptideketen
Secundaire structuur: opvouwen van gelokaliseerde gedeelten vd polypeptideketen
Tertiaire structuur: conformatie vd gehele polypeptideketens (driedimensionale schikking)
Quaternaire structuur: aantal en relatieve posities vd subunits

Conformatie: gebeurt spontaan  soms opvouwen bijgestaan door moleculaire chaperons
Denaturatie: natuurlijke conformatie verbroken wordt
2.2 NUCLEÏNEZUREN
2.3 POLYSACHARIDEN
Bouwstenen: eenvoudige suikers of monosachariden

Monosachariden: koolhydraten (covalent gebonden combinaties van koolstof en water in 1:1 verhouding
bv glucose.

Koolhydraten vormen in waterige oplossingen vaak ringstructuren waarbij een aldehyde groep of keton
groep reageert met een hydroxyl groep

Disachariden: twee monosachariden bv maltose & sucrose
Polysachariden: glycogeen, zetmeel en cellulose

Glycoproteïnen: eiwitten covalent gebonden met koolhydraatketens bv proteoglycanen


2.4 VETTEN
 horen eig niet in het rijtje want ze worden niet door stapsgewijze polymerisatie gevormd
Belangrijk in eukaryote cel
6 grote klassen van vetten:
 Vetzuren: bestaat uit hydrofobe koolwaterstofketen gehecht aan een carboxylgroep
 Triglyceriden: glycerol molecule gebonden aan 3 vetzuurketens
 Fosfolipiden: fosfoglyceriden en sfingolipiden
 Glycolipiden: vergelijkbaar met fosfolipiden maar met koolhydraatgroep ipv fosfaatgroep
 Steroïden: met als belangrijkste vertegenwoordiger in het menselijke lichaam cholesterol
 Terpenen: met onder meer de carotenoïden zoals provitamine A; veel plantgeproduceerde
terpenen hebben belangrijke therapeutische effecten, bv taxol
3. DE ENERGIEHUISHOUDING IN DE CEL
Cellen kunnen alleen overleven met een bron van energie & bron van chemische bouwstenen
Metabolisme: geheel van alle reacties die plaatsvinden in een cel bestaande uit vele veschillende
pathways:
 Anabolische pathways: synthese (opbouw) van celcomponenten, vergen energie
 Katabolische pathways: afbraak van celcomponenten, geven energie vrij

ATP (adenosine trifosfaar): kan energie stockeren en weer vrijgeven
ATP  ADP (adenosine difosfaat): afsplitsen van een fosfaatgroep door hydrolysen dat energie vrijgeeft

Tijdens fotosynthese: elektromagnetische stralingsenergie omgezet in chemische energie
1. ATP aangemaakt door afsplitsing van water met vrijgave van zuurstof
2. ATP wordt gebruikt voor aanmaak v koolhydraten (=anabole reactie)
3. Voedselcomponenten worden geoxideerd  e- overgedragen op een elektronenacceptor

, Aërobe respiratie volledige oxidatie van glucose in koolstofdioxide en water in de
aanwezigheid van zuurstof

Respiratie opname van zuurstof gekoppeld is aan de productie van
koolstofdioxide

Glycolyse elektronen onttrokken van één intermediair in de pathway en weer
toegevoegd aan een ander intermediair later in de pathway

Fermentatie partieel afbreken van moleculen met vrijstelling van energie, in
afwezigheid van zuurstof (anaëroob proces)



4. ENZYMES: ALGEMENE PRINCIPES

Enzym: eiwitten die als katalysatoren optreden in reacties die in de cel plaatsvinden
Substraat: waaraan het enzym bindt dat de chemische verandering vd molecule bevordert

Eigenschappen van katalysatoren:
 Verhogen de reactiesnelheid door het verlagen vd activatie-energie
 Vormen een tijdelijk complex met substraatmoleculen en binden hierop zodat dat hun interactue
vergemakkelijkt wordt
 Veranderen enkel de snelheid waarmee een reactie-evenwicht bereikt wordt, niet de positie vh
evenwicht
Actieve plaats: 2 gebieden in elk enzym:
1. Staat in voor de herkenning van & binding met het substraat
2. Reactie kataliseert eenmaal het substraat is gebonden

Kenmerken van enzymen:
 Bezitten een grote substraat-specificiteit
 Enorme diversiteit door hoge specificiteit & groot aantal reacties
 Temperatuur- en PH-gevoelig
Ribozymen: enzymen bestaande uit RNA


5. METHODEN VOOR DE STUDIE VAN CELLEN EN HUN COMPONENTEN

Cytologie:
 Bestudeert de cellulaire structuur  visualisatie-technieken
 Gedurenden lange tijd enkel bestudeerd mbv een microscoop (steeds waardevol instrument)
o Gebruik v kleurstoffen die specifiek aan DNA binden om op die manier de chromosomen te
visualiseren
o Visualiseren van bepaalde eiwitten in cellen door hen te merken met antilichamen

Biochemie:
 Bestudeert functies in en van de cel (bv studie van individuele macromoleculen)
 Fractionatie: de inhoud van cellen extraheren en de bestanddelen scheiden op basis van hun
chemische of fysiche eigenschappen
 Chromatografie: moleculen scheiden op basis van grootte, lading & affiniteit voor specifieke
moleculen of functionele groepen
 Elektroforese: een elektrisch veld wordt gebruikt om moleculen te scheiden op basis van hun
mobiliteit
 Gel-elektroforese: veelgebruikte methode in de fractionatie en karakterisatie van eiwitten