Vergelijkende biologie
HOOFDSTUK 1. DE CEL
Celtheorie
Cellen ontdekt in 1665 door Robert Hooke. Eerste studies op cellen uitgevoerd door Mathias
Schleiden (1838) & Theodor Schwann (1839)
Celtheorie
1. Alle organismen zijn samengesteld uit cellen
2. Cellen zijn de kleinst levende dingen
3. Cellen onstaan alleen uit reeds bestaande cellen
Celgrootte is gelimiteerd → als celgrootte toeneemt, duurt het langer voor inkomend of uitkomend
materiaal om te diffunderen van celmembraan tot binnen in de cel
Cellen worden meestal alleen waargenomen met microscopen en na specifieke kleuring
• lichtmicroscopen
• electronenmicroscopen
Alle cellen hebben bepaalde structuren gemeen:
• genetisch materiaal – in kern of nucleus
• cytoplasma – een semivloeibare matrix
• plasmamembraan – een dubbele fosfolipide laag(1 kan waterlievend andere niet
waterlievend)
Prokaryote cellen
- geen echte kern, genetisch materiaal aanwezig in nucleoid of kernzoneµ
- cytoplasma
- plasmamembraan en celwand
- ribosomen
- geen membraan-omgeven organellen
- eenvoudig cytoskelet
- roterend flagellum
Twee typen van prokaryoten:
- archaea: geen peptidoglycaan in celwand
- bacteria: celwand bestaat uit peptidoglycaan
Gram positief of Gram negatief
Kunnen in een labo gehouden worden
,Studie van prokaryoten = microbiologie
Eukaryote cellen
- membraan-omgeven nucleus
- complexer dan prokaryote cellen
- cellulaire functies gecompartimentalizeerd in organellen en het endomembranair systeem
- cytoskelet voor steun en behoud van celstructuur
- dierlijke cellen en plantencellen
Studie van eukaryote cellen = celbiologie
Celkern
- bevat genetisch materiaal in de vorm van vele lineaire chromosomen (DNA vormt samen met
eiwitten chromatine (epigenetica))
- omgeven door een nucleaire enveloppe bestaande uit
2 dubbele fosfolipide lagen
- nucleaire lamina( vorming nucleaire envelope,
belangrijk voor celvorm en bij kerndeling
- nucleaire porieën( belangrijk voor passage eiwitten en
RNA)
- nucleoli (synthese van rRNA en rRNA-eiwit complexen)
- nucleolus = cluster van rRNA genen + rRNA + r
proteinen
,Ribosomen
- cellulaire machines van eiwitsynthese
- bestaan uit ribosomaal RNA en eiwitten
- in cytosol of cytoplasma, gebonden aan interne membranen
- universeel voorkomend in ALLE cellen
Endomembranair systeem
- een serie membranen doorheen het cytoplasma
- verdeelt cel in compartimenten met verschillende cellulaire functies
- bestaat uit: 1. endoplasmatisch reticulum (netwerk van kanalen) 2. Golgi apparaat 3.
Lysosomen
1. Endoplasmatisch reticulum
Ruw endoplasmatisch reticulum (RER)
- aanhechting van ribosomen geeft ruw uitzicht
- synthese van te secreteren eiwitten (bvb Ab’s), verder gezonden naar lysosomen of
plasmamembraan
Glad endoplasmish reticulum (SER)
- relatief weinig ribosomen aangehecht
- synthese van (membraan)lipiden
- Intracellulaire calcium opslag
- detoxificatie van vreemde substanties(bvb drugs) cfr lever
, 2. Golgi apparaat
- samengesteld uit Golgi cisternae
- platte structuur
- post-translationele modificaties
- voorkant = cis face - achterkant = trans face - inpakken en distributie van materiaal
- synthese van celwandcomponenten
3. Lysosomen
- membraan-omgeven vesikels die digestieve enzymes bevatten
- afbraak van macromoleculen
- afbraak van vreemde stoffen
Microbodies
- membraan-omgeven vesikels die enzymen bevatten
- kunnen ontstaan uit fusie van ER vesikels
- peroxisomen bevatten oxidatieve enzymen
Vacuolen
-membraan-omgeven (= tonoplast) structuren met uiteenlopende functies
- osmotische balans en opslag
- verschillende types:
1. centrale vacuole in plantencellen
2. contractiele vacuole in enkele protista
3. opslagvacuolen
Mitochondria
- bevatten enzymes voor het overbrengen van energie binnen macromolecules naar ATP
- komen in alle eukaryote cellen voor
- omgeven door 2 membranen
o gladde uitwendige membraan
o gevouwen inwendige membraan met lagen, cristae
- matrix gelegen binnen inwendige membraan
- intermembranaire ruimte
- bevat eigen DNA
- metaboliseren suiker omATP te genereren
- gedragen zich als cellenbinnen een cel, zijn
- niet autonoom
- Delen tijdens celdeling
,Chloroplasten
- aanwezig in cellen van planten en enkele andere eukaryoten
- bevatten chlorofyl voor fotosynthese
- omgeven door 2 membranen
- gecompartimentaliseerde membranen
- bevatten eigen DNA
- gebruiken licht om suikers
- en ATP te genereren
- Delen zelf voor vermenigvuldiging
Mitochondria & Chloroplasten
- geëvolueerd langs dezelfde weg
- hypothese: ontstaan door endosymbiose
Cytoskelet
- netwerk van eiwitvezels
- onderhoudt vorm van cel, houdt organellen in een vaste locatie, helpt bij beweging van
materiaal in cel
- bestaat uit polymeren
o actine filamenten
o microtubuli
o intermediaire filamenten
Extracellulaire structuren
- celwand van planten fungi, en sommige protista bevat cellulose, chitine bij fungi
- dierlijke cellen produceren extracellulaire matrix
Celbeweging Flagella en cilia
- Bij Eukaryoten de typische 2+9 microtubuli struktuur
Cel interacties
- Tight junction
- Adhesive junction
- Communicating junction
HOOFDSTUK 2. CELDELING
Celdeling bij bacteria
- Deling door binaire splijting
o enkelvoudig DNA wordt gerepliceerd
o replicatie begint aan oorsprong en
o verloopt bidirectioneel
o nieuwe chromosomen worden naar tegengestelde einden gebracht
o een septum vormt en splits cel in 2
o septatie onder controle van eiwitten
, = clonale reproductie
Eukaryote chromosomen
- lineaire chromosomen
- elk species heeft een verschillend aantal
chromosomen
- bestaan uit chromatine
o -heterochromatine
o -euchromatine
- Karyotype
- Homologe chromosomen
- -Zusterchromatiden
Eukaryote celcyclus
- Verdeeld over 5 stadia:
1. G1 (gap fase 1)
2. S (synthese)
3. G2 (gap fase 2) Interfase
4. M (mitose)
5. C (cytokinese)
De duur van een complete celcyclus varieert
Interfase
- G1 of gap fase 1 - celgroei
- S fase - synthese van DNA
• DNA replicatie
• productie van 2 zusterchromatiden
- G2 of gap fase 2
o chromosomen condenseren
o mitochondria & organellen repliceren
Mitose
1. Profase
• chromosomen blijven condenseren
• centriolen verplaatsen naar celpolen
• spoelfiguur wordt gevormd
• nucleaire envelope lost op
HOOFDSTUK 1. DE CEL
Celtheorie
Cellen ontdekt in 1665 door Robert Hooke. Eerste studies op cellen uitgevoerd door Mathias
Schleiden (1838) & Theodor Schwann (1839)
Celtheorie
1. Alle organismen zijn samengesteld uit cellen
2. Cellen zijn de kleinst levende dingen
3. Cellen onstaan alleen uit reeds bestaande cellen
Celgrootte is gelimiteerd → als celgrootte toeneemt, duurt het langer voor inkomend of uitkomend
materiaal om te diffunderen van celmembraan tot binnen in de cel
Cellen worden meestal alleen waargenomen met microscopen en na specifieke kleuring
• lichtmicroscopen
• electronenmicroscopen
Alle cellen hebben bepaalde structuren gemeen:
• genetisch materiaal – in kern of nucleus
• cytoplasma – een semivloeibare matrix
• plasmamembraan – een dubbele fosfolipide laag(1 kan waterlievend andere niet
waterlievend)
Prokaryote cellen
- geen echte kern, genetisch materiaal aanwezig in nucleoid of kernzoneµ
- cytoplasma
- plasmamembraan en celwand
- ribosomen
- geen membraan-omgeven organellen
- eenvoudig cytoskelet
- roterend flagellum
Twee typen van prokaryoten:
- archaea: geen peptidoglycaan in celwand
- bacteria: celwand bestaat uit peptidoglycaan
Gram positief of Gram negatief
Kunnen in een labo gehouden worden
,Studie van prokaryoten = microbiologie
Eukaryote cellen
- membraan-omgeven nucleus
- complexer dan prokaryote cellen
- cellulaire functies gecompartimentalizeerd in organellen en het endomembranair systeem
- cytoskelet voor steun en behoud van celstructuur
- dierlijke cellen en plantencellen
Studie van eukaryote cellen = celbiologie
Celkern
- bevat genetisch materiaal in de vorm van vele lineaire chromosomen (DNA vormt samen met
eiwitten chromatine (epigenetica))
- omgeven door een nucleaire enveloppe bestaande uit
2 dubbele fosfolipide lagen
- nucleaire lamina( vorming nucleaire envelope,
belangrijk voor celvorm en bij kerndeling
- nucleaire porieën( belangrijk voor passage eiwitten en
RNA)
- nucleoli (synthese van rRNA en rRNA-eiwit complexen)
- nucleolus = cluster van rRNA genen + rRNA + r
proteinen
,Ribosomen
- cellulaire machines van eiwitsynthese
- bestaan uit ribosomaal RNA en eiwitten
- in cytosol of cytoplasma, gebonden aan interne membranen
- universeel voorkomend in ALLE cellen
Endomembranair systeem
- een serie membranen doorheen het cytoplasma
- verdeelt cel in compartimenten met verschillende cellulaire functies
- bestaat uit: 1. endoplasmatisch reticulum (netwerk van kanalen) 2. Golgi apparaat 3.
Lysosomen
1. Endoplasmatisch reticulum
Ruw endoplasmatisch reticulum (RER)
- aanhechting van ribosomen geeft ruw uitzicht
- synthese van te secreteren eiwitten (bvb Ab’s), verder gezonden naar lysosomen of
plasmamembraan
Glad endoplasmish reticulum (SER)
- relatief weinig ribosomen aangehecht
- synthese van (membraan)lipiden
- Intracellulaire calcium opslag
- detoxificatie van vreemde substanties(bvb drugs) cfr lever
, 2. Golgi apparaat
- samengesteld uit Golgi cisternae
- platte structuur
- post-translationele modificaties
- voorkant = cis face - achterkant = trans face - inpakken en distributie van materiaal
- synthese van celwandcomponenten
3. Lysosomen
- membraan-omgeven vesikels die digestieve enzymes bevatten
- afbraak van macromoleculen
- afbraak van vreemde stoffen
Microbodies
- membraan-omgeven vesikels die enzymen bevatten
- kunnen ontstaan uit fusie van ER vesikels
- peroxisomen bevatten oxidatieve enzymen
Vacuolen
-membraan-omgeven (= tonoplast) structuren met uiteenlopende functies
- osmotische balans en opslag
- verschillende types:
1. centrale vacuole in plantencellen
2. contractiele vacuole in enkele protista
3. opslagvacuolen
Mitochondria
- bevatten enzymes voor het overbrengen van energie binnen macromolecules naar ATP
- komen in alle eukaryote cellen voor
- omgeven door 2 membranen
o gladde uitwendige membraan
o gevouwen inwendige membraan met lagen, cristae
- matrix gelegen binnen inwendige membraan
- intermembranaire ruimte
- bevat eigen DNA
- metaboliseren suiker omATP te genereren
- gedragen zich als cellenbinnen een cel, zijn
- niet autonoom
- Delen tijdens celdeling
,Chloroplasten
- aanwezig in cellen van planten en enkele andere eukaryoten
- bevatten chlorofyl voor fotosynthese
- omgeven door 2 membranen
- gecompartimentaliseerde membranen
- bevatten eigen DNA
- gebruiken licht om suikers
- en ATP te genereren
- Delen zelf voor vermenigvuldiging
Mitochondria & Chloroplasten
- geëvolueerd langs dezelfde weg
- hypothese: ontstaan door endosymbiose
Cytoskelet
- netwerk van eiwitvezels
- onderhoudt vorm van cel, houdt organellen in een vaste locatie, helpt bij beweging van
materiaal in cel
- bestaat uit polymeren
o actine filamenten
o microtubuli
o intermediaire filamenten
Extracellulaire structuren
- celwand van planten fungi, en sommige protista bevat cellulose, chitine bij fungi
- dierlijke cellen produceren extracellulaire matrix
Celbeweging Flagella en cilia
- Bij Eukaryoten de typische 2+9 microtubuli struktuur
Cel interacties
- Tight junction
- Adhesive junction
- Communicating junction
HOOFDSTUK 2. CELDELING
Celdeling bij bacteria
- Deling door binaire splijting
o enkelvoudig DNA wordt gerepliceerd
o replicatie begint aan oorsprong en
o verloopt bidirectioneel
o nieuwe chromosomen worden naar tegengestelde einden gebracht
o een septum vormt en splits cel in 2
o septatie onder controle van eiwitten
, = clonale reproductie
Eukaryote chromosomen
- lineaire chromosomen
- elk species heeft een verschillend aantal
chromosomen
- bestaan uit chromatine
o -heterochromatine
o -euchromatine
- Karyotype
- Homologe chromosomen
- -Zusterchromatiden
Eukaryote celcyclus
- Verdeeld over 5 stadia:
1. G1 (gap fase 1)
2. S (synthese)
3. G2 (gap fase 2) Interfase
4. M (mitose)
5. C (cytokinese)
De duur van een complete celcyclus varieert
Interfase
- G1 of gap fase 1 - celgroei
- S fase - synthese van DNA
• DNA replicatie
• productie van 2 zusterchromatiden
- G2 of gap fase 2
o chromosomen condenseren
o mitochondria & organellen repliceren
Mitose
1. Profase
• chromosomen blijven condenseren
• centriolen verplaatsen naar celpolen
• spoelfiguur wordt gevormd
• nucleaire envelope lost op
