Inhoudsopgave
H1: Introductie tot cellen ........................................................................................................................ 2
H2: Chemische componenten van de cel ................................................................................................ 6
H3: Energie, katalyse en biosynthese .................................................................................................... 14
H4: De structuur en functie van eiwitten .............................................................................................. 21
H5: DNA en chromosomen .................................................................................................................... 43
H6: DNA replicatie ................................................................................................................................. 54
H7: Van DNA tot proteïne ..................................................................................................................... 64
H8: Regeling van genexpressie .............................................................................................................. 78
H9: Hoe genen en genomen evolueren ................................................................................................ 96
H11: Het belang van cellulaire membranen ........................................................................................ 115
H12: Principes van membraantransport ............................................................................................. 137
H13: Hoe kunnen cellen energie halen uit voedsel? ........................................................................... 179
H14: Mitochondriën en oxidatieve fosforylering ................................................................................ 203
H15: Intracellulaire compartimenten en transport ............................................................................. 213
H16: celcommunicatie ......................................................................................................................... 230
H17: Het cytoskelet ............................................................................................................................. 247
H18: Overzicht van de celcyclus .......................................................................................................... 267
H19: De voordelen van sexs ................................................................................................................ 287
H20: De extracellulaire matrix en bindweefsels ................................................................................. 299
,H1: Introductie tot cellen
Cytologie: beschrijving van celstructuur en organellen
Biochemie: chemie van de cel, metabolisme, signaaltransductie..
Genetica: erfelijke informatie (DNA)
Leven niet levende materie
- Alle ‘levende’ organismen
bestaan uit 1 of meerdere celle
- Cel
basisstructuur van leven
ontstaan uit andere cellen
- voorwaarde leven
als het zichzelf kan voortplanten
geen gastheer nodig
Basisstructuur
Cel ➔ weefsel ➔ organen
- onstaan diversiteit in levende wezens
Evolutie van microscopen
1. lichtmicroscoop
- niet te zien met blote oog
2. fluorescentie microscoop
- Obv lichtmicroscoop heeft men fluorescentie microscoop gemaakt
Licht word door spiegel gefilterd
Enkel licht van bepaalde golflengtes kan doorgaan
3. Laserstraal
- Afstralen van verschillende beelden en later terug samenvoegen, ontstaan van 3D beeld
Nog meer details in 3D
4. Confocale microscoop
- Overlapping van kleuren
5. elektronen microsoop
- Transmissie elektronen microsoop
Gebruik maken van elektronen om licht zichtbaar te maken
- Scanning elektronen microscoop
Opp scannen
,Basis – chemie
- Levende cellen hebben dezelfde basis – chemie
Elk levend organisme bevat DNA
DNA word verdubbeld
DNA word vertaald naar RNA (= transcriptie)
RNA word vertaald naar eiwitten (= translatie)
- Levende cellen kunnen zichzelf reproduceren via een auto-katalytisch proces
Geen hulp van buitenaf nodig
- Alle levende cellen
Komen van 1 voorouder – cel
De genetische informatie = verschillende vorm, functie en gedrag
Prokaryoten eukaryoten
Prokaryoten
- Bestaat uit:
Bacterien en archaea
- Meest divers + uitgebreid
- GEEN celorganellen
- DNA = los in plasmamembraam
,Eukaryoten
- WEL celorganellen
- Kern = daar zit DNA
- Dubbele kernmembraan = niet volledig gesloten, bevat kernporien, laten transport toe
- Nucleolus = donker gedeelte
- Als gedeeld is = compact opgeplooid/opgerold = donkere draden
Celorganellen
1. Mitochondrion
- Energiefabriek
- ATP (energie) opslaan
- Celademhaling
- Hebben eigen DNA (stammen wss af van bacterien)
2. Endoplasmatisch reticulum (E.R.)
- Afsplitsen kleine vesikkels
3. Golgi – apparaat
- vesikkels afsplitsen met inhouden die naar andere organellen gaan
4. lysosomen en peroxysomen
- Lysosomen: vuilbak van de cel
- Peroxysomen: verwijderen van vrije zuurstofradicalen
5. Cytosol
- Celinhoud zonder organellen
6. Ribosomen
- Bestaat uit RNA en eiwitten
- Staan in voor translatie = aanmaak eiwitten
- Niet omgeven door membraan
- Ook prokaryoten hebben ribosomen, want zij maken ook eiwitten = zwemmen vrij los in cel
- Bij eukarioten op endoplasmatisch reticulum
,7. Cytoskelet
- Bestaat uit 3 delen:
Intermediaire filamenten
Microtubuli
Actine
- Intermediaire filamenten= kris kras door heel de cel
- Microtubuli= belangrijk bij de celdeling maar altijd aanwezig
- Actine= vooral onder plasmamembraan (heel veel in spiercellen)
,H2: Chemische componenten van de cel
- Atoom:
Kern (neutronen en protonen)
wolk (elektronen)
- massagetal
p+n
- isotopen
zelfde chemische eigenschappen
verschillende massa
gelijk # p
verschillende # n
- in mensenlichaam zit totaal andere atomen dan in de aarde
• soorten bindingen
- ionen binding
e afgegeven en opgenomen
uitwisseling van elektronen
- covalente binding
e gemeenschappelijk gesteld
hebben specifieke bindingshoek
specifieke bindingslengte
specifieke bindingsenergie
sterke bindingen
- Polaire bindingen
Zorgen voor ladingsverdeling
te wijten aan hoge electronegativiteit van O en N in vergelijking met C en H
Hoge wateroplosbaarheid!
- 2 polaire moleculen trekken elkaar
Gaan zwakke niet-covalente binding aan = waterstofbruggen
- Zwakke niet-covalente bindingen
zorgen voor heel wat interacties tussen moleculen in cellen
zwakker dan covalente
- 4 types:
Van der Waals bindingen
Waterstofbruggen
Ionische interacties (electrostatische interacties)
Hydrofobe interacties
➔ Veel zwakke bindingen geeft een sterke binding
, - Sterke covalente bindingen zijn essentieel voor het leven
Kunnen door UV licht gebroken worden
- Hydrofiele stoffen
polaire groepen vormen H-bruggen
als in ionen uit elkaar valt, ionen worden gehydrateerd
- Hydrofobe stoffen
niet oplosbaar, geen polaire bindingen
ongeladen
- Amfipatische stoffen
deels hydrofoob, deels polair/geladen
SAMENVATTING
- chemische moleculen bestaan uit beperkt aantal atomen
vnl. C, H, O en N
- elektronen op buitenste schil
bepalen hoe atomen kunnen interageren
- covalente bindingen
ontstaan omdat e worden gedeeld
- sommige covalente bindingen
ontstaan door delen van meer dan 1 elektronenpaar
- e in covalente bindingen
sterker aangetrokken door 1 van de 2 atomen
vorming polaire binding
- covalente bindingen
sterke bindingen
overleven condities in levende cellen
- ionische bindingen (niet – covalent)
gevormd door opnemen/afgeven e
- waterstofbruggen
niet – covalente bindingen
- sommige polaire bindingen
vormen zuren of base in water
krijgen pH
,• kleine moleculen in cel
- moleculen ingedeeld in:
suikers
vetzuren
aminozuren
nucleotide
➔ vormen bouwsteen van grote polymere molecule
- suikers ➔ polysacharide
- vetzuren ➔ vetten + membranen lipiden
- aminozuren ➔ eiwitten
- nucleotide ➔ nucleïne zuren (DNA en RNA)
- bacterie-cel
bestaat uit grootste deel uit water
kleiner deel chemicaliën
• suikers
- belangrijke energiebronnen (glucose)
- enkelvoudige suikers = bouwstenen van polysacharide
- glucose: C₆H₁₂O₆ KENNEN
- Ribose: C5H10O5 HERKENNEN
- Alle suikermoleculen hebben zelfde basisformule
(CH2O)n
- Suikers worden in 2 grote groepen verdeeld:
O
Aldose H – C → op uiteinde van keten
O
Ketose C → in keten
- 3 carbon = Triose
- 5 carbon = Pentose
- 6 carbon = Hexose
,• Isomeren
- Zelfde formule
MAAR hydroxylgroepen staan in andere positie
- Zijn toch verschillende suikers
Enzymen die hierop reageren kunnen deze specifieke dingen herkennen
Verschillend bij omzetting substraat
• Suiker derivaat
- Afgeleide van suikers waar hydroxylgroep vervangen word door andere groep
- Andere groepen gebonden dan hydroxylgroep:
Aminegroep
Carboxylgroep
- Suikers gaan aan elkaar gekoppeld worden
Door covalente bindingen = condensatie reactie (=word water afgesplitst)
Vormen covalente binding vraagt energie
- Dit kan gehydroliseerd worden (suikers komen terug los)
Terug toevoegen van water
Vraagt geen energie = spontane reactie
• Alfa en bèta links
- Hydroxylgroep staat in verschillende oriëntatie
Bèta = naar boven
Alfa = naar onder
- Als ze gaan binden
Worden vastgelegd
• Dissacharide
- Als hydroxylgroep van ene gaat binden met andere
Maltose = glucose + glucose
Lactose = glucose + galactose
Sucrose = glucose + fructose
• Oligosacharide en polysacharide
- Suiker moleculen aan elkaar vormen keten
Korte keten: oligosacharide
Lange keten: polysacharide
- Wij gaan reserves aanleggen want we hebben niet al het suiker tegelijk nodig
Reserve = glycogeen
• Condensatie en hydrolyse
- Condensatie
Vorming covalente bindingen
Vraagt energie
- Hydrolyse
Spitsten met gebruik van water
Vraagt geen energie
, • Vetzuren
- Bouwstenen van membranen
- Energiebronnen
- Bestaat uit:
1. Hydrofobe staart
uit C en H
Niet geladen
2. Hydrofiele kop
uit carboxylgroep
Wel geladen
• Fosfolipiden
- Vetzuren = bouwstenen van membranen
Vetzuur vervangen door fosfaatgroep
Fosfaatgroep gaat binden aan choline
Andere gekoppeld aan ander vetzuur
- Membraan
Bestaat uit fosfolipide dubbellaag
hydrofiele koppen: aan buitenkant, gericht naar waterige omgeving
hydrofobe staarten: aan binnenkant, waar water wordt buitengesloten
- steroide
ringvormig
cholesterol
testosteron
- Cholesterol
Niet wateroplosbaar
Gaat willen binden met membranen
Bloedbaan gaat vernauwen
- 2 vormen van cholesterol
Slechte cholesterol: LDL: low density lipoprotein cholesterol
→ gaat vasthechten in bloedbaan
Goede cholesterol: HDL = high density lipoprotein cholesterol
→gaat niet aan membranen binden + voorkomen dat slechte vind
H1: Introductie tot cellen ........................................................................................................................ 2
H2: Chemische componenten van de cel ................................................................................................ 6
H3: Energie, katalyse en biosynthese .................................................................................................... 14
H4: De structuur en functie van eiwitten .............................................................................................. 21
H5: DNA en chromosomen .................................................................................................................... 43
H6: DNA replicatie ................................................................................................................................. 54
H7: Van DNA tot proteïne ..................................................................................................................... 64
H8: Regeling van genexpressie .............................................................................................................. 78
H9: Hoe genen en genomen evolueren ................................................................................................ 96
H11: Het belang van cellulaire membranen ........................................................................................ 115
H12: Principes van membraantransport ............................................................................................. 137
H13: Hoe kunnen cellen energie halen uit voedsel? ........................................................................... 179
H14: Mitochondriën en oxidatieve fosforylering ................................................................................ 203
H15: Intracellulaire compartimenten en transport ............................................................................. 213
H16: celcommunicatie ......................................................................................................................... 230
H17: Het cytoskelet ............................................................................................................................. 247
H18: Overzicht van de celcyclus .......................................................................................................... 267
H19: De voordelen van sexs ................................................................................................................ 287
H20: De extracellulaire matrix en bindweefsels ................................................................................. 299
,H1: Introductie tot cellen
Cytologie: beschrijving van celstructuur en organellen
Biochemie: chemie van de cel, metabolisme, signaaltransductie..
Genetica: erfelijke informatie (DNA)
Leven niet levende materie
- Alle ‘levende’ organismen
bestaan uit 1 of meerdere celle
- Cel
basisstructuur van leven
ontstaan uit andere cellen
- voorwaarde leven
als het zichzelf kan voortplanten
geen gastheer nodig
Basisstructuur
Cel ➔ weefsel ➔ organen
- onstaan diversiteit in levende wezens
Evolutie van microscopen
1. lichtmicroscoop
- niet te zien met blote oog
2. fluorescentie microscoop
- Obv lichtmicroscoop heeft men fluorescentie microscoop gemaakt
Licht word door spiegel gefilterd
Enkel licht van bepaalde golflengtes kan doorgaan
3. Laserstraal
- Afstralen van verschillende beelden en later terug samenvoegen, ontstaan van 3D beeld
Nog meer details in 3D
4. Confocale microscoop
- Overlapping van kleuren
5. elektronen microsoop
- Transmissie elektronen microsoop
Gebruik maken van elektronen om licht zichtbaar te maken
- Scanning elektronen microscoop
Opp scannen
,Basis – chemie
- Levende cellen hebben dezelfde basis – chemie
Elk levend organisme bevat DNA
DNA word verdubbeld
DNA word vertaald naar RNA (= transcriptie)
RNA word vertaald naar eiwitten (= translatie)
- Levende cellen kunnen zichzelf reproduceren via een auto-katalytisch proces
Geen hulp van buitenaf nodig
- Alle levende cellen
Komen van 1 voorouder – cel
De genetische informatie = verschillende vorm, functie en gedrag
Prokaryoten eukaryoten
Prokaryoten
- Bestaat uit:
Bacterien en archaea
- Meest divers + uitgebreid
- GEEN celorganellen
- DNA = los in plasmamembraam
,Eukaryoten
- WEL celorganellen
- Kern = daar zit DNA
- Dubbele kernmembraan = niet volledig gesloten, bevat kernporien, laten transport toe
- Nucleolus = donker gedeelte
- Als gedeeld is = compact opgeplooid/opgerold = donkere draden
Celorganellen
1. Mitochondrion
- Energiefabriek
- ATP (energie) opslaan
- Celademhaling
- Hebben eigen DNA (stammen wss af van bacterien)
2. Endoplasmatisch reticulum (E.R.)
- Afsplitsen kleine vesikkels
3. Golgi – apparaat
- vesikkels afsplitsen met inhouden die naar andere organellen gaan
4. lysosomen en peroxysomen
- Lysosomen: vuilbak van de cel
- Peroxysomen: verwijderen van vrije zuurstofradicalen
5. Cytosol
- Celinhoud zonder organellen
6. Ribosomen
- Bestaat uit RNA en eiwitten
- Staan in voor translatie = aanmaak eiwitten
- Niet omgeven door membraan
- Ook prokaryoten hebben ribosomen, want zij maken ook eiwitten = zwemmen vrij los in cel
- Bij eukarioten op endoplasmatisch reticulum
,7. Cytoskelet
- Bestaat uit 3 delen:
Intermediaire filamenten
Microtubuli
Actine
- Intermediaire filamenten= kris kras door heel de cel
- Microtubuli= belangrijk bij de celdeling maar altijd aanwezig
- Actine= vooral onder plasmamembraan (heel veel in spiercellen)
,H2: Chemische componenten van de cel
- Atoom:
Kern (neutronen en protonen)
wolk (elektronen)
- massagetal
p+n
- isotopen
zelfde chemische eigenschappen
verschillende massa
gelijk # p
verschillende # n
- in mensenlichaam zit totaal andere atomen dan in de aarde
• soorten bindingen
- ionen binding
e afgegeven en opgenomen
uitwisseling van elektronen
- covalente binding
e gemeenschappelijk gesteld
hebben specifieke bindingshoek
specifieke bindingslengte
specifieke bindingsenergie
sterke bindingen
- Polaire bindingen
Zorgen voor ladingsverdeling
te wijten aan hoge electronegativiteit van O en N in vergelijking met C en H
Hoge wateroplosbaarheid!
- 2 polaire moleculen trekken elkaar
Gaan zwakke niet-covalente binding aan = waterstofbruggen
- Zwakke niet-covalente bindingen
zorgen voor heel wat interacties tussen moleculen in cellen
zwakker dan covalente
- 4 types:
Van der Waals bindingen
Waterstofbruggen
Ionische interacties (electrostatische interacties)
Hydrofobe interacties
➔ Veel zwakke bindingen geeft een sterke binding
, - Sterke covalente bindingen zijn essentieel voor het leven
Kunnen door UV licht gebroken worden
- Hydrofiele stoffen
polaire groepen vormen H-bruggen
als in ionen uit elkaar valt, ionen worden gehydrateerd
- Hydrofobe stoffen
niet oplosbaar, geen polaire bindingen
ongeladen
- Amfipatische stoffen
deels hydrofoob, deels polair/geladen
SAMENVATTING
- chemische moleculen bestaan uit beperkt aantal atomen
vnl. C, H, O en N
- elektronen op buitenste schil
bepalen hoe atomen kunnen interageren
- covalente bindingen
ontstaan omdat e worden gedeeld
- sommige covalente bindingen
ontstaan door delen van meer dan 1 elektronenpaar
- e in covalente bindingen
sterker aangetrokken door 1 van de 2 atomen
vorming polaire binding
- covalente bindingen
sterke bindingen
overleven condities in levende cellen
- ionische bindingen (niet – covalent)
gevormd door opnemen/afgeven e
- waterstofbruggen
niet – covalente bindingen
- sommige polaire bindingen
vormen zuren of base in water
krijgen pH
,• kleine moleculen in cel
- moleculen ingedeeld in:
suikers
vetzuren
aminozuren
nucleotide
➔ vormen bouwsteen van grote polymere molecule
- suikers ➔ polysacharide
- vetzuren ➔ vetten + membranen lipiden
- aminozuren ➔ eiwitten
- nucleotide ➔ nucleïne zuren (DNA en RNA)
- bacterie-cel
bestaat uit grootste deel uit water
kleiner deel chemicaliën
• suikers
- belangrijke energiebronnen (glucose)
- enkelvoudige suikers = bouwstenen van polysacharide
- glucose: C₆H₁₂O₆ KENNEN
- Ribose: C5H10O5 HERKENNEN
- Alle suikermoleculen hebben zelfde basisformule
(CH2O)n
- Suikers worden in 2 grote groepen verdeeld:
O
Aldose H – C → op uiteinde van keten
O
Ketose C → in keten
- 3 carbon = Triose
- 5 carbon = Pentose
- 6 carbon = Hexose
,• Isomeren
- Zelfde formule
MAAR hydroxylgroepen staan in andere positie
- Zijn toch verschillende suikers
Enzymen die hierop reageren kunnen deze specifieke dingen herkennen
Verschillend bij omzetting substraat
• Suiker derivaat
- Afgeleide van suikers waar hydroxylgroep vervangen word door andere groep
- Andere groepen gebonden dan hydroxylgroep:
Aminegroep
Carboxylgroep
- Suikers gaan aan elkaar gekoppeld worden
Door covalente bindingen = condensatie reactie (=word water afgesplitst)
Vormen covalente binding vraagt energie
- Dit kan gehydroliseerd worden (suikers komen terug los)
Terug toevoegen van water
Vraagt geen energie = spontane reactie
• Alfa en bèta links
- Hydroxylgroep staat in verschillende oriëntatie
Bèta = naar boven
Alfa = naar onder
- Als ze gaan binden
Worden vastgelegd
• Dissacharide
- Als hydroxylgroep van ene gaat binden met andere
Maltose = glucose + glucose
Lactose = glucose + galactose
Sucrose = glucose + fructose
• Oligosacharide en polysacharide
- Suiker moleculen aan elkaar vormen keten
Korte keten: oligosacharide
Lange keten: polysacharide
- Wij gaan reserves aanleggen want we hebben niet al het suiker tegelijk nodig
Reserve = glycogeen
• Condensatie en hydrolyse
- Condensatie
Vorming covalente bindingen
Vraagt energie
- Hydrolyse
Spitsten met gebruik van water
Vraagt geen energie
, • Vetzuren
- Bouwstenen van membranen
- Energiebronnen
- Bestaat uit:
1. Hydrofobe staart
uit C en H
Niet geladen
2. Hydrofiele kop
uit carboxylgroep
Wel geladen
• Fosfolipiden
- Vetzuren = bouwstenen van membranen
Vetzuur vervangen door fosfaatgroep
Fosfaatgroep gaat binden aan choline
Andere gekoppeld aan ander vetzuur
- Membraan
Bestaat uit fosfolipide dubbellaag
hydrofiele koppen: aan buitenkant, gericht naar waterige omgeving
hydrofobe staarten: aan binnenkant, waar water wordt buitengesloten
- steroide
ringvormig
cholesterol
testosteron
- Cholesterol
Niet wateroplosbaar
Gaat willen binden met membranen
Bloedbaan gaat vernauwen
- 2 vormen van cholesterol
Slechte cholesterol: LDL: low density lipoprotein cholesterol
→ gaat vasthechten in bloedbaan
Goede cholesterol: HDL = high density lipoprotein cholesterol
→gaat niet aan membranen binden + voorkomen dat slechte vind
