Opbouw van de cel
Cellulaire diversiteit
Wat is celbiologie
= studie van structuur en functie van cellen op moleculair niveau
= studie van chemische en fysische eigenschappen van cellen
= combinatie van cytologie, biochemie en genetica
Cytomics -> tracht inzicht te verwerven in functionele relaties tussen cellulaire fenotypes en metabole
reactiepaden die volgen uit een combinatie van genoom en de omgevingscondities (exposoom).
Relevantie celbiologie
• Alle ziekten ontstaan uit celniveau: veroudering, kanker…
• Nieuwe diagnostische en therapeutische strategieën zijn gebasseerd op cellen: differentiatie,
weefselgeneratie…
• Kennis over celbiologie helpt bij het maken van besluiten over maatschappelijk relevante
onderwerpen zoals forensische wetenschap, stamcellen, prenatale diagnostiek
• Voedingsindustrie maakt gebruik van cellen: fermentatie reactoren
Ontstaan van celtheorie
-> Leeuwenhoek beschreef eerste kleine wezentjes die hij als Animalcules beschreef
Celtheorie door Schwann en Schleiden
• Bouwsteen van alle levende wezens
• Functionele eenheid van leven. Alle functies die nodig zijn om te overleven vinden plaats in
een cel. Activiteit van een organisme is ook afhankelijk van activiteit van cellen in het
organisme.
-> na verloop van tijd is Virchow erbij gekomen:
• Cellen vinden hun oorsprong in andere cellen
1
,Gemeenschappelijke eigenschappen van cellen
1. Groei: cel kan selectief materiaal opnemen en accumuleren uit het milieu
2. Identiteit: afgesloten van de omgeving met een membraan
3. Organisatie: activiteiten zijn sterk gelokaliseerd
4. Metabolisme: afbraak en vorming complexe moleculen en energiedragers
5. Biochemie: alle cellen gebruiken dezelfde bouwstenen en maken gelijkaardige
macromoleculen en supramoleculaire complexen
6. Respons: een cel is in staat om te reageren op externe stimuli o.a. door beweging
7. Reproductie: verdelen verdubbeld genetisch materiaal naar dochtercellen.
8. Informatiestroom: cel slaat info op onder de vorm van DNA welke selectief afgeschreven
wordt als RNA die op haar beurt wordt vertaald in proteïnen
Fylogenetische boom = evolutionaire verwantschap o.b.v. moleculaire criteria
2
,Prokaryoten vs eukaryoten
Onderscheid o.b.v. structurele complexiteit
Eukaryoten:
-> organellen
-> kern
Prokaryoten:
-> eenvoudiger
IDENTITEIT
• Plasmamembraan opgebouwd uit fosfolipiden en proteïnen (amfipatische moleculen)
• Lipide dubbellaag -> zee waarin vlotten van glycoproteïnen dobberen
• Selectieve uitwisseling van materiaal via pompen en kanalen
• Interactie met omgeving: celherkenning, substraat adhesie, migratie
• Buitenzijde is bedekt met suikerlaag = glycocalyx
• Belangrijke rol in bescherming (epitheel) en celherkenning (bloedcellen)
Planten hebben nog een extra celwand
-> rigide structuur
-> nodig om turgor druk te weerstaan
-> selectief doorlaatbaar
Samenstelling:
-> cellulose
-> pectine
-> lignine
3
, ORGANISATIE
• Cellen voeren biochemische reacties uit om materiaal af te breken, aan te maken en/of te
hergebruiken
• Om interferentie te vermijden zijn cellen gecompartimentaliseerd, door vorming van
membraanomsloten organellen
• Organellen concentreren moleculen voor specifieke activiteiten
• Plantencellen verschillen van dierlijke cellen in een paar compartimenten: chloroplasten,
centrale vacuole, celwand
Endosymbiont theorie: bacteriële hebben hun oorsprong in organellen
-> beschrijft hoe de kern is ontstaan
-> oercel is invaginaties beginnen vertonen die het DNA zijn beginnen omgeven -> kern is zich zo
beginnen individualiseren
Hoe coördineert de cel haar activiteiten?
-> kern is centrale computer
- omsluit DNA
- selectieve transcriptie (mRNA)
- selectief transport door nucleaire poriën
- bepaald celfunctie en lot
DNA
• Opgeslagen als chromosoom
• Diploïde cel heeft 2x23 chromosomen
• DNA moet sterk opgevouwen worden
• Volledig gecondenseerde choromosomen zijn enkel zichtbaar tijdens celdeling (mitose)
• Typerend bandenpatroon
• Karyotype: topologische chromosoom samenstelling organisme
REPRODUCTIE: cellen groeien en vermenigvuldigen zich
• Niet alle cellen delen zicht (terminaal gedifferentieerd bv. spiercel, zenuwcel)
• DNA wordt verdubbeld en overgedragen naar dochtercellen
METABOLISME: cellen bouwen complexe moleculen
-> 70% cel H2O
-> proteïnen, vetten, suikers, nucleïnezuren
4
Cellulaire diversiteit
Wat is celbiologie
= studie van structuur en functie van cellen op moleculair niveau
= studie van chemische en fysische eigenschappen van cellen
= combinatie van cytologie, biochemie en genetica
Cytomics -> tracht inzicht te verwerven in functionele relaties tussen cellulaire fenotypes en metabole
reactiepaden die volgen uit een combinatie van genoom en de omgevingscondities (exposoom).
Relevantie celbiologie
• Alle ziekten ontstaan uit celniveau: veroudering, kanker…
• Nieuwe diagnostische en therapeutische strategieën zijn gebasseerd op cellen: differentiatie,
weefselgeneratie…
• Kennis over celbiologie helpt bij het maken van besluiten over maatschappelijk relevante
onderwerpen zoals forensische wetenschap, stamcellen, prenatale diagnostiek
• Voedingsindustrie maakt gebruik van cellen: fermentatie reactoren
Ontstaan van celtheorie
-> Leeuwenhoek beschreef eerste kleine wezentjes die hij als Animalcules beschreef
Celtheorie door Schwann en Schleiden
• Bouwsteen van alle levende wezens
• Functionele eenheid van leven. Alle functies die nodig zijn om te overleven vinden plaats in
een cel. Activiteit van een organisme is ook afhankelijk van activiteit van cellen in het
organisme.
-> na verloop van tijd is Virchow erbij gekomen:
• Cellen vinden hun oorsprong in andere cellen
1
,Gemeenschappelijke eigenschappen van cellen
1. Groei: cel kan selectief materiaal opnemen en accumuleren uit het milieu
2. Identiteit: afgesloten van de omgeving met een membraan
3. Organisatie: activiteiten zijn sterk gelokaliseerd
4. Metabolisme: afbraak en vorming complexe moleculen en energiedragers
5. Biochemie: alle cellen gebruiken dezelfde bouwstenen en maken gelijkaardige
macromoleculen en supramoleculaire complexen
6. Respons: een cel is in staat om te reageren op externe stimuli o.a. door beweging
7. Reproductie: verdelen verdubbeld genetisch materiaal naar dochtercellen.
8. Informatiestroom: cel slaat info op onder de vorm van DNA welke selectief afgeschreven
wordt als RNA die op haar beurt wordt vertaald in proteïnen
Fylogenetische boom = evolutionaire verwantschap o.b.v. moleculaire criteria
2
,Prokaryoten vs eukaryoten
Onderscheid o.b.v. structurele complexiteit
Eukaryoten:
-> organellen
-> kern
Prokaryoten:
-> eenvoudiger
IDENTITEIT
• Plasmamembraan opgebouwd uit fosfolipiden en proteïnen (amfipatische moleculen)
• Lipide dubbellaag -> zee waarin vlotten van glycoproteïnen dobberen
• Selectieve uitwisseling van materiaal via pompen en kanalen
• Interactie met omgeving: celherkenning, substraat adhesie, migratie
• Buitenzijde is bedekt met suikerlaag = glycocalyx
• Belangrijke rol in bescherming (epitheel) en celherkenning (bloedcellen)
Planten hebben nog een extra celwand
-> rigide structuur
-> nodig om turgor druk te weerstaan
-> selectief doorlaatbaar
Samenstelling:
-> cellulose
-> pectine
-> lignine
3
, ORGANISATIE
• Cellen voeren biochemische reacties uit om materiaal af te breken, aan te maken en/of te
hergebruiken
• Om interferentie te vermijden zijn cellen gecompartimentaliseerd, door vorming van
membraanomsloten organellen
• Organellen concentreren moleculen voor specifieke activiteiten
• Plantencellen verschillen van dierlijke cellen in een paar compartimenten: chloroplasten,
centrale vacuole, celwand
Endosymbiont theorie: bacteriële hebben hun oorsprong in organellen
-> beschrijft hoe de kern is ontstaan
-> oercel is invaginaties beginnen vertonen die het DNA zijn beginnen omgeven -> kern is zich zo
beginnen individualiseren
Hoe coördineert de cel haar activiteiten?
-> kern is centrale computer
- omsluit DNA
- selectieve transcriptie (mRNA)
- selectief transport door nucleaire poriën
- bepaald celfunctie en lot
DNA
• Opgeslagen als chromosoom
• Diploïde cel heeft 2x23 chromosomen
• DNA moet sterk opgevouwen worden
• Volledig gecondenseerde choromosomen zijn enkel zichtbaar tijdens celdeling (mitose)
• Typerend bandenpatroon
• Karyotype: topologische chromosoom samenstelling organisme
REPRODUCTIE: cellen groeien en vermenigvuldigen zich
• Niet alle cellen delen zicht (terminaal gedifferentieerd bv. spiercel, zenuwcel)
• DNA wordt verdubbeld en overgedragen naar dochtercellen
METABOLISME: cellen bouwen complexe moleculen
-> 70% cel H2O
-> proteïnen, vetten, suikers, nucleïnezuren
4
