A1 – Eukaryoten en membranaire organellen
1 Achtergrond
Ontstaan eerste leven (zie A2)
Reden tot grote diversiteit = evolutie ontstaat door mutaties van DNA
→ genetische info in een bevruchte eicel bepaalt volledig het multicellulaire organisme
→ diversiteit betekent niet dat fundamentele mechanismen anders zijn
2 Wat is een cel?
- basiseenheid voor het leven
- door een membraan omhuld
- waterige en geconcentreerde oplossing van (bio-)chemicaliën
- groeien en (in tweëen) delen
- zichzelf in stand houdend ecosysteempje
3 Wat is levende materie?
3.1 Levende versus niet – levende materie
- Erfelijkheid = hoe complex het organisme van de mens is, het start met 1 bevruchte eicel
- Verbruik van energie = complexe reacties katalyseren en interne organisatie bewaren
- Centraal dogma van de moleculaire biologie = genetische info zit gecodeerd in ons DNA, dit wordt
via transcriptie RNA, wat door translatie eiwitten wordt
3.2 Wat is celbiologie?
= studie van structuur, functie en gedrag van cellen (synoniem voor cytologie)
Stamboom van het leven
- Opmerkelijke variëteit tussen species en individuën (2 miljoen gekende soorten), maar toch
opmerkelijke gelijkenis van fundamentele mechanismen
3.3 Cellen bestuderen
- in vitro (lett. ‘in glas’)
• in een proefbuis, klein deeltje van het organisme
- in vivo (lett. ‘in het levend organisme’)
• in de cel, bv. muis in levend geheel bustuderen
- ex vivo
• levend weefsel bestuderen terwijl het tijdelijk uit het organisme werd gehaald
*neuronale doctrine
3.3.1 Typen cellen
Primaire cellen = direct opgezuiverd uit het organisme > terminaal gedifferentieerd (hebben hun
functie gekregen en verandert niet meer)
, - Gebeurt via fractionatie = het scheiden of zuiveren van cellen uit een weefsel
- Primaire cellen zijn ofwel terminaal gedifferentieerd (ze delen niet meer), of kunnen wel nog
een aantal keer delen.
- De passage van cellen = het verversen van het celmedium (de vloeistof waarin de cellen
gekweekt worden) en het verdunnen van de celcultuur zodat niet teveel cellen in de
kweekfles zitten = in kweek houden van cellen zodat ze gaan delen (sec cellen), behouden
vaak hun morfologie (differantiatie)
Embryonale stamcellen = pluripotent (ze kunnen nog differentiëren in verschillende celtypes bijv.
neuronen of epitheelcellen).
- Organoïde: een uit cellen en in vitro gecreëerd weefsel dat eigenschappen heeft van een
orgaan, dat lijkt (qua uitzicht of functie) op een orgaan
Cellijnen: dit zijn (veelal kanker-)cellen die blijven delen, en dus in een laboratoriumomgeving als
handige bron van (‘verse’) cellen kunnen gebruikt worden.
- De tabel bevat een oplijsting van typische cellijnen (zie ppt.)
Hybridomas (=> Immuniteit 2Ba!): fusie van twee soorten cellen, bijv. een terminaal gedifferentieerde
cel met een specifieke functie, en een geimmortaliseerde cellijn
4 Technieken om cellen te bestuderen
Celfractionatie
→ Grote organellen van een cel van elkaar scheiden door middel van een centrifuge
= Opdelen van weefsel in zijn bestandelen
= Bij een bepaalde G-kracht bepaalde componenten laten neerslaan / ronddraaien
(hoge Gkracht bij kleinste biomolec bv. ribosomen)
→ kern en celkern > mitochondriën en chloroplasten > microsoom > ribosomen
Zo kunnen we aan grote hoeveelheden organellen
komen om dan de samenstelling van deze organellen
te bestuderen
Microscopie
→ Cellen zijn te klein om met het blote oog te zien (mens ziet tot 0.2 mm)
Resolutie = hoe dicht 2 puntobjecten in het specimen tov elkaar kunnen zijn zodat ze nog te
onderscheiden zijn
Contrast = definieert het verschil in helderheid tussen het donkerste en lichtste deel van je
microscopiebeeld
, Vergroting = de verhouding van het beeld van een voorwerp tot de ware grootte van het
voorwerp
1) Lichtmicroscoop
- Zichtbaar licht doorheen het staal geleid en nadien door lenzen.
- Door die lens wordt het licht zo gebogen dat het beeld van het specimen vergroot wordt.
- Beeld kan rechtstreeks worden bekeken door in de microscoop te kijken of kan worden
geprojecteerd op een oppervlak
Nadeel → bezit maar scherpte van 0.2 µm
Oplossing → kleuringen met chemische stoffen
2) Elektronenmicroscoop
- I.p.v.. licht stuurt de EM een straal elektronen doorheen het specimen
- Resolutie bereiken van 0,002 µm/ongeveer 200 nanometer
- SEM = scanning, oppervlakte bekijken, wat komt er terug van e- / licht
- TEM = licht of e- die door het celmembraan gaan
Nadeel → organisme / staal moet dood zijn iets levend kan hier niet onder
Waarom niet altijd e-microscoop?
- Met LM kan je verschillende kleuringen tegelijk gebruiken bij EM niet
- Afhankelijk van onderzoeksvraag
- Org moet dood zijn
5 Intracellulaire organisatie
Eukaryoten Prokaryoten (bacterië)
Plasma membraan
Cytosol
Chromosomen (DNA)
Ribosomen
Cytoplasma*
Het Meeste DNA ligt in de Nucleus (omgeven door DNA is geconcentreerd in een regio in cytosol: het
dubbelmembraan) nucleoid ( niet omgeven door membraan)
*Cytoplasma: *Cytoplasma:
- regio tussen kernmembraan celmembraan. - het inwendige van een prokaryoot
- bevat celorganellen opgebouwd uit membranen - meestal geen celorganellen maar regio’s met
(in het cytostol) proteïnen waarin specifieke reacties plaatsvinden.
10-100 micrometer 1-5 micrometer
Hebben celwand (buiten mycoplasten) Enkel planten, schimmels en algen hebben celwand
, 5.1 Oppervlakte – volume verhouding
Grotere verhouding is beter → celcompartimentalisatie = de cel is verdeeld in kleinere onderdelen zo
ontstaat er een groter oppervlak in de cel
→ Hoe meer oppv, hoe beter je stoffen (afval / voeding) kan uitwisselen (gaat beter bij meerdere
kleine cellen dan 1 heel grote cel)
5.2 Overzicht dierlijke cel
Kern
Nucleus
Cytoskelet Chromatine
Endoplasmatisch reticulum
microfilamenten
tussenliggende Rum (met ribosomen
filamenten Golgi- apparaat
microtubuli
Centriole Celmembraan
Microvili
Peroxisoom Mitochondriën
Celmembraan (dubbel laag) = selectieve barrière
→ zorgt dat binnenkant en buitenkant niet mengen maar wel zorgen voor transport over
membraan = semipermeabele barrière
Nucleus = kern, harde schijf van de cel, bevat grootste aantal genen in eukaryoten cel
→ Nucleaire envelop
- Een dubbelmembraam, = elk een fosfolipide dubbellaag die de kern omsluit.
(beide dubbellagen liggen 20-40 nm van elkaar)
- Is op verscheidene plaatsen geperforeerd en een structuur van proteinen
(kernporiecoplex = zorgt voor in en uitgang ) omlijmt die poriën (100nm) → regelt de
uitwisseling van proteïnen, RNA’s en grote complexenvan macromoleculen.
- Word overal (behalve aan perforaties) ondersteund door nucleair lamina
(netwerk van proteinefilamenten)
→ kern behoud zijn vorm doordat de nucleaire envelop ondersteund wordt
→ Nucleolus
= prominente structuur in de kern
Plaats voor synthese van ribosomaal RNA (rRNA) met instructies van DNA
Er worden ook proteïnen vanuit het cytoplasma bevestigd aan rRNA, dit vormen dan grote of
kleine subunits van de ribosomen. → subunits zullen de kern verlaten (via poriën) en in het
cytoplasma een ribosoom vormen
*soms 2 of meer nucleoli’s
1 Achtergrond
Ontstaan eerste leven (zie A2)
Reden tot grote diversiteit = evolutie ontstaat door mutaties van DNA
→ genetische info in een bevruchte eicel bepaalt volledig het multicellulaire organisme
→ diversiteit betekent niet dat fundamentele mechanismen anders zijn
2 Wat is een cel?
- basiseenheid voor het leven
- door een membraan omhuld
- waterige en geconcentreerde oplossing van (bio-)chemicaliën
- groeien en (in tweëen) delen
- zichzelf in stand houdend ecosysteempje
3 Wat is levende materie?
3.1 Levende versus niet – levende materie
- Erfelijkheid = hoe complex het organisme van de mens is, het start met 1 bevruchte eicel
- Verbruik van energie = complexe reacties katalyseren en interne organisatie bewaren
- Centraal dogma van de moleculaire biologie = genetische info zit gecodeerd in ons DNA, dit wordt
via transcriptie RNA, wat door translatie eiwitten wordt
3.2 Wat is celbiologie?
= studie van structuur, functie en gedrag van cellen (synoniem voor cytologie)
Stamboom van het leven
- Opmerkelijke variëteit tussen species en individuën (2 miljoen gekende soorten), maar toch
opmerkelijke gelijkenis van fundamentele mechanismen
3.3 Cellen bestuderen
- in vitro (lett. ‘in glas’)
• in een proefbuis, klein deeltje van het organisme
- in vivo (lett. ‘in het levend organisme’)
• in de cel, bv. muis in levend geheel bustuderen
- ex vivo
• levend weefsel bestuderen terwijl het tijdelijk uit het organisme werd gehaald
*neuronale doctrine
3.3.1 Typen cellen
Primaire cellen = direct opgezuiverd uit het organisme > terminaal gedifferentieerd (hebben hun
functie gekregen en verandert niet meer)
, - Gebeurt via fractionatie = het scheiden of zuiveren van cellen uit een weefsel
- Primaire cellen zijn ofwel terminaal gedifferentieerd (ze delen niet meer), of kunnen wel nog
een aantal keer delen.
- De passage van cellen = het verversen van het celmedium (de vloeistof waarin de cellen
gekweekt worden) en het verdunnen van de celcultuur zodat niet teveel cellen in de
kweekfles zitten = in kweek houden van cellen zodat ze gaan delen (sec cellen), behouden
vaak hun morfologie (differantiatie)
Embryonale stamcellen = pluripotent (ze kunnen nog differentiëren in verschillende celtypes bijv.
neuronen of epitheelcellen).
- Organoïde: een uit cellen en in vitro gecreëerd weefsel dat eigenschappen heeft van een
orgaan, dat lijkt (qua uitzicht of functie) op een orgaan
Cellijnen: dit zijn (veelal kanker-)cellen die blijven delen, en dus in een laboratoriumomgeving als
handige bron van (‘verse’) cellen kunnen gebruikt worden.
- De tabel bevat een oplijsting van typische cellijnen (zie ppt.)
Hybridomas (=> Immuniteit 2Ba!): fusie van twee soorten cellen, bijv. een terminaal gedifferentieerde
cel met een specifieke functie, en een geimmortaliseerde cellijn
4 Technieken om cellen te bestuderen
Celfractionatie
→ Grote organellen van een cel van elkaar scheiden door middel van een centrifuge
= Opdelen van weefsel in zijn bestandelen
= Bij een bepaalde G-kracht bepaalde componenten laten neerslaan / ronddraaien
(hoge Gkracht bij kleinste biomolec bv. ribosomen)
→ kern en celkern > mitochondriën en chloroplasten > microsoom > ribosomen
Zo kunnen we aan grote hoeveelheden organellen
komen om dan de samenstelling van deze organellen
te bestuderen
Microscopie
→ Cellen zijn te klein om met het blote oog te zien (mens ziet tot 0.2 mm)
Resolutie = hoe dicht 2 puntobjecten in het specimen tov elkaar kunnen zijn zodat ze nog te
onderscheiden zijn
Contrast = definieert het verschil in helderheid tussen het donkerste en lichtste deel van je
microscopiebeeld
, Vergroting = de verhouding van het beeld van een voorwerp tot de ware grootte van het
voorwerp
1) Lichtmicroscoop
- Zichtbaar licht doorheen het staal geleid en nadien door lenzen.
- Door die lens wordt het licht zo gebogen dat het beeld van het specimen vergroot wordt.
- Beeld kan rechtstreeks worden bekeken door in de microscoop te kijken of kan worden
geprojecteerd op een oppervlak
Nadeel → bezit maar scherpte van 0.2 µm
Oplossing → kleuringen met chemische stoffen
2) Elektronenmicroscoop
- I.p.v.. licht stuurt de EM een straal elektronen doorheen het specimen
- Resolutie bereiken van 0,002 µm/ongeveer 200 nanometer
- SEM = scanning, oppervlakte bekijken, wat komt er terug van e- / licht
- TEM = licht of e- die door het celmembraan gaan
Nadeel → organisme / staal moet dood zijn iets levend kan hier niet onder
Waarom niet altijd e-microscoop?
- Met LM kan je verschillende kleuringen tegelijk gebruiken bij EM niet
- Afhankelijk van onderzoeksvraag
- Org moet dood zijn
5 Intracellulaire organisatie
Eukaryoten Prokaryoten (bacterië)
Plasma membraan
Cytosol
Chromosomen (DNA)
Ribosomen
Cytoplasma*
Het Meeste DNA ligt in de Nucleus (omgeven door DNA is geconcentreerd in een regio in cytosol: het
dubbelmembraan) nucleoid ( niet omgeven door membraan)
*Cytoplasma: *Cytoplasma:
- regio tussen kernmembraan celmembraan. - het inwendige van een prokaryoot
- bevat celorganellen opgebouwd uit membranen - meestal geen celorganellen maar regio’s met
(in het cytostol) proteïnen waarin specifieke reacties plaatsvinden.
10-100 micrometer 1-5 micrometer
Hebben celwand (buiten mycoplasten) Enkel planten, schimmels en algen hebben celwand
, 5.1 Oppervlakte – volume verhouding
Grotere verhouding is beter → celcompartimentalisatie = de cel is verdeeld in kleinere onderdelen zo
ontstaat er een groter oppervlak in de cel
→ Hoe meer oppv, hoe beter je stoffen (afval / voeding) kan uitwisselen (gaat beter bij meerdere
kleine cellen dan 1 heel grote cel)
5.2 Overzicht dierlijke cel
Kern
Nucleus
Cytoskelet Chromatine
Endoplasmatisch reticulum
microfilamenten
tussenliggende Rum (met ribosomen
filamenten Golgi- apparaat
microtubuli
Centriole Celmembraan
Microvili
Peroxisoom Mitochondriën
Celmembraan (dubbel laag) = selectieve barrière
→ zorgt dat binnenkant en buitenkant niet mengen maar wel zorgen voor transport over
membraan = semipermeabele barrière
Nucleus = kern, harde schijf van de cel, bevat grootste aantal genen in eukaryoten cel
→ Nucleaire envelop
- Een dubbelmembraam, = elk een fosfolipide dubbellaag die de kern omsluit.
(beide dubbellagen liggen 20-40 nm van elkaar)
- Is op verscheidene plaatsen geperforeerd en een structuur van proteinen
(kernporiecoplex = zorgt voor in en uitgang ) omlijmt die poriën (100nm) → regelt de
uitwisseling van proteïnen, RNA’s en grote complexenvan macromoleculen.
- Word overal (behalve aan perforaties) ondersteund door nucleair lamina
(netwerk van proteinefilamenten)
→ kern behoud zijn vorm doordat de nucleaire envelop ondersteund wordt
→ Nucleolus
= prominente structuur in de kern
Plaats voor synthese van ribosomaal RNA (rRNA) met instructies van DNA
Er worden ook proteïnen vanuit het cytoplasma bevestigd aan rRNA, dit vormen dan grote of
kleine subunits van de ribosomen. → subunits zullen de kern verlaten (via poriën) en in het
cytoplasma een ribosoom vormen
*soms 2 of meer nucleoli’s
