Biologie Samenvatting
Hoofdstuk 2 : De cel
Microscopen :
Cellen worden bestudeerd met microscopen, die een venster geven op de microscopische wereld. De
studie van cellen kwam op gang in 17de eeuw met ontwikkeling van lichtmicroscoop (LM). Deze hebben
een lagere resolutie, maar kunnen wel gebruikt worden voor levende cellen.
Een LM gebruikt licht en glazen lenzen om een beeld te vergroten. De resolutie van een LM is 2
micrometer, dat is ongeveer de grootte van een kleine bacterie. Een LM kan ook tot 1000x vergroten. Een
LM kan volledige cellen zich, maar toont weinig details van interne structuren zoals organellen (= de
verschillende structuren binnen een cel, zoals energieproductie -> mitochondriën).
1. Resolutie : Hoe scherp het beeld is, de kleinste afstand waarbij punten nog apart zichtbaar zijn.
2. Vergroting : Hoeveel groter het beeld is dan het echte object.
Om kleinere structuren te bekijken gebruikt men een elektronenmicroscoop (EM), die gebruikt een bundel
elektronen i.p.v. licht, door hun kortere golflengte is de resolutie veel beter. Een EM kan theoretisch tot 0.1
nanometer gaan, hiermee kan men dus wel organellen bekijken, maar kunnen enkel gebruikt worden op
dode cellen door de gevaarlijke werking.
1. Transmissie elektronenmicroscopen (TEM) : Gebruikt om de interne structuur van cellen te
bestuderen. Een elektronenstraal gaat door een dunne doorsnede van het specimen en het
gebruikt van zware materialen verhoogt het contrast.
2. Scanning elektronenmicroscopen (SEM) : Gebruikt om oppervlaktestructuren te bekijken. Het
specimen wordt bedekt met een goudlaagje, hierna neemt een straal de oppervlakte weer.
Cytologie : De studie van celstructuren.
Biochemie : De studie van moleculen en chemische processen in het metabolisme.
Celfractionering :
Het doel van celfractionering is de belangrijkste organellen scheiden zodat hun individuele functies
beschreven kunnen worden. Dit proces wordt door een ultracentrifuge uitgevoerd. Fractionering begint
met homogenisatie, het openbreken van de cel om daarna het homogenaat in de centrifuge rond te
zwieren.
Zware onderdelen zakken naar beneden en vormen een pellet.
Lichtere onderdelen blijven bovenaan in de vloeistof, het
supernatans. Door herhalen en versnellen proces worden steeds
kleinere en lichtere organellen gescheiden. Afhankelijk van snelheid
en tijd in centrifuge bekomt men celkernen + celafval, mitochondriën,
microsomen of ribosomen (kleinste).
Waarom? : Zo kunnen wetenschapper elk celonderdeel apart
onderzoeken.
1
,Overzicht van de cel
1. Prokaryote en Eukaryote cellen :
Alle cellen worden omgeven door een plasmamembraan hierin bevindt men cytosol, een semi-vloeibare
substantie binnen het membraan dat de organellen bevat. Alle cellen bevatten ook chromosomen die
DNA bezitten, ribosomen die proteïnen aanmaken via instructies DNA.
-> Prokaryote cellen : Hebben geen celkern (nucleus), het DNA ligt vrij in een gebied : de
nucleoïde. Deze cellen hebben geen membraan gebonden organellen en zijn meestal klein en
eenvoudiger.
-> Eukaryote cellen : Hebben een celkern met een dubbel membraan, het DNA zit in de kern en
hebben membraangebonden organellen (rond organellen een membraan). Deze cellen zijn
meestal groter en complexer.
1.1 Prokaryote cel :
Capsule : Beschermlaag tegen extreme externe
omstandigheden. Kan breken bij hoge suiker- of
zoutconcentratie.
Celwand : geeft stevigheid en vorm aan bacterie.
Plasmamembraan : Regelt uitwisseling/transport van in- en
uitgaande stoffen zoals zuurstof en nutriënten en anderzijds
afvalstoffen. Cytoplasma bepaalt de behoefte voor deze
uitwisseling.
Nucleoïde : Gebied van DNA, geen echte celkern.
Ribosomen : Eiwitsynthese.
Pili : Kleine haartjes om zich vast te hechten aan oppervlakken of andere bacteriën.
Flagellen : Lange zweepachtige staarten voor beweging in vloeibare omgeving.
Als een cel groter wordt neemt het volume (binnenkant) sneller toe dan de oppervlakte. Maar de cel moet
via haar oppervlak voedingstoffen opnemen en afvalstoffen afgeven. Bij (te) grote cellen is er te weinig
oppervlak om alles snel genoeg uit te wisselen. Dit verklaart waarom cellen microscopisch klein zijn en
daarom hebben grotere organismen geen grotere cellen, maar simpelweg meer cellen.
1.2 Eukaryote cel :
Het plasmamembraan bestaat uit een dubbele laag van fosfolipiden, deze lagen zijn wateraantrekkend
(hydrofiel) en zitten aan de binnen- en buitenkant van de cel. Hiertussen ligt nog een hydrofobe
(waterafstotend) deel. In het membraan zitten proteïnes die functie hebben zoals transport en herkenning.
Aan de buitenkant zitten soms koolhydraatketens die een rol spelen bij celherkenning.
2
,2.1 Dierlijke cellen :
Examenvraag : Geef de functie van de verschillende onderdelen van een cel, gegeven de afbeelding en
namen van de verschillende onderdelen.
Nucleus : Kern van de cel die tevens de meeste genen bevat. Genen kunnen ook gelokaliseerd zijn in de
mitochondria en chloroplasten (niet van toepassing voor dierlijke cel). Nucleus is gescheiden van
cytoplasma door dubbel membraan. Nucleus bevat : nucleolus, nuclear enevelope en chromatine.
-> Nucleolus : Kernlichaampje, dit zit aangrenzend aan de chromatine en hierna worden
ribosomaal RNA gemaakt . De subeenheden gaan door de nucleaire poriën naar het cytoplasma
waar ze zich combineren tot ribosomen.
-> Nucleair enveloppe (kernmembraan) : Dit is het dubbele membraan rond de nucleus, het
beschermt DNA en bevat kernporiën waardoor stoffen in en uit de kern kunnen.
-> Chromatine : Het DNA samen met eiwitten in de kern. Wanneer de cel zicht gaat delen worden
chromatinen opgerold tot chromosomen Een mens heeft in totaal 46 chromosomen per cel
waarvan 2 geslachtschromosomen en 44 autosomen (verklaren andere eigenschappen dan
geslacht).
In de kern wordt DNA overgeschreven naar mRNA, dit noemen we transcriptie. mRNA verlaat de kern en bij
de ribosomen ‘leest’ men deze code en maakt men o.b.v. hiervan een eiwit (= translatie).
Ribosomen : Bevatten rRNA en proteïnen en houdt zich bezig met proteïnesynthese. Gebonden
ribosomen zijn gehecht aan de buitenkant van het endoplasmisch reticulum. Hiernaast heb je ook vrije
ribosomen. Er zijn 2 soorten ribosomen :
-> Vrije ribosomen : Zweven in het cytosol (vloeistof rond organellen) en maken
eiwitten die in de cel zelf gebruikt worden.
-> Gebonden ribosomen : Zitten vast aan ruw ER en maken eiwitten bestemd voor
celmembraan om uit de cel te exporteert buiten cel.
3
, Endoplasmisch reticulum : Uitgebreid netwerk van membranen (cisternen) in de cel dat verbonden is
met nucleaire enveloppe. Het speelt een rol in synthese/aanmaak van eiwitten en lipiden, transport
binnen de cel, detoxificatie en opbouw van membranen.
-> Glad ER : ER dat glad lijkt door het ontbreken van ribosomen. Functies zijn maken van
fosolipiden/oliën en geslachtshormonen, detoxificatie, speelt rol bij vrijmaken glucose uit
glycogeen (koolhydraat) en calciumopslag.
-> Ruw ER : Lijkt ruw omdat ribosomen vastgehecht zitten aan buitenkant, incl. buitenkant
nucleair enveloppe. Functies zijn eiwitsynthese, vorming glycoproteïnen, transport eiwitten in
transportvesikels en helpt bij productie celmembranen (membraangebonden eiwitten).
Golgi apparaat : Het verwerkings- en verzendcentrum van de cel. Het ontvangt vesikels uit het ER,
bewerkt en sorteert ze, verpakt ze in nieuwe vesikels en verstuurt ze naar de juiste bestemming (zoals
celmembraan, lysosomen of buiten cel (secretie)). Structuur, het bestaat uit platte zakjes cisternen, de
cis-zijde ontvangt materiaal en de trans-zijde verstuurt het. Bij glycoproteïnen wordt het suikergedeelte
aangepast. Ook functies in metabolisme (bewerken moleculen) en afscheiden celwandmateriaal.
Lysosomen : Kleine blaasje in de cel die functioneren als verteringscompartiment. Ze bevatten enzymen
die grote moleculen zoals eiwitten afbreken, en deze werken het best bij een pH van 5. Ze veteren
opgenomen materiaal en breken oude of beschadigde organellen af via autofagie.
-> Ontstaan : Ze ontstaan uit enzymen die eerst in het ruw ER worden gemaakt en daarna in Golgi
apparaat worden verwerkt. Het ontbreken van lysosomen zorgt voor ophoping van afval, wat kan
leiden tot ziektes.
Vacuolen en vesikels zijn met membraan omgeven blaasjes in de cel met verschillende functies.
Voedselvacuolen helpen bij vertering van opgenomen voedsel, contractiele vacuolen pompen overtollig
water uit de cel. In plantencellen zorgt de centrale vacuole voor opslag water, stoffen, afvalstoffen of
bijproducten, etc en is omringt door tonoplast. Het kan ook pigmenten bevatten, opslaan
verdedigingsstoffen tegen dieren, en groei van cel door op te zwellen als het water opneemt.
Mitochondriën : Komen voor in bijna alle eukaryote cellen en zorgen voor de productie van ATP
(energiebron van de cel) via cellulaire respiratie. Ze breken suikers en andere af om zuurstof en energie vrij
te maken. Het bevat een buitenmembraan ter bescherming en een geplooid binnen membraan (cristae).
Binnen membraan (mitochondriale matrix) bevat enzymen, DNA en ribosomen die nodig zijn voor
energieproductie.
Peroxisomen : Kleine organellen die schadelijke stoffen afbreken. Ze breken vetzuren af tot suikers voor
energieproductie en helpen bij het ontgiften van alcohol en andere. Ze transformeren H naar O met 𝐻2 𝑂2
als afval.
Cytoskelet : Netwerk van eiwitvezels dat zich bevindt over het hele cytoplasma van een cel. Het geeft de
cel stevigheid en helpt bij organisatie van organellen en processen. Het is dynamisch, dus vorm
veranderend. Het speelt ook en rol bij transport vesikels en verplaatsing chromosomen tijdens celdeling.
Er zijn 3 hoofdsoorten vezels in het cytoskelet :
1. Microtubuli : Dikste vezels en opgebouwd uit eiwit tubuline. Ze zorgen voor transport in de cel
door verplaatsen vesikels en chromosomen tijdens celdeling. Ze worden gevormd vanuit een
centrosoom.
2. Microfilamenten : Dunste vezels, geven stevigheid aan cel en zijn belangrijk voor beweging en
contractie (korter en langer worden van de cel). Ze spelen een rol bij de vormverandering van cel
en cytoplasmatische stroming.
3. Intermediaire filamenten : Middelgroot, voor stevigheid en behouden vorm van cel zodat
organellen op hun plaats blijven.
4
Hoofdstuk 2 : De cel
Microscopen :
Cellen worden bestudeerd met microscopen, die een venster geven op de microscopische wereld. De
studie van cellen kwam op gang in 17de eeuw met ontwikkeling van lichtmicroscoop (LM). Deze hebben
een lagere resolutie, maar kunnen wel gebruikt worden voor levende cellen.
Een LM gebruikt licht en glazen lenzen om een beeld te vergroten. De resolutie van een LM is 2
micrometer, dat is ongeveer de grootte van een kleine bacterie. Een LM kan ook tot 1000x vergroten. Een
LM kan volledige cellen zich, maar toont weinig details van interne structuren zoals organellen (= de
verschillende structuren binnen een cel, zoals energieproductie -> mitochondriën).
1. Resolutie : Hoe scherp het beeld is, de kleinste afstand waarbij punten nog apart zichtbaar zijn.
2. Vergroting : Hoeveel groter het beeld is dan het echte object.
Om kleinere structuren te bekijken gebruikt men een elektronenmicroscoop (EM), die gebruikt een bundel
elektronen i.p.v. licht, door hun kortere golflengte is de resolutie veel beter. Een EM kan theoretisch tot 0.1
nanometer gaan, hiermee kan men dus wel organellen bekijken, maar kunnen enkel gebruikt worden op
dode cellen door de gevaarlijke werking.
1. Transmissie elektronenmicroscopen (TEM) : Gebruikt om de interne structuur van cellen te
bestuderen. Een elektronenstraal gaat door een dunne doorsnede van het specimen en het
gebruikt van zware materialen verhoogt het contrast.
2. Scanning elektronenmicroscopen (SEM) : Gebruikt om oppervlaktestructuren te bekijken. Het
specimen wordt bedekt met een goudlaagje, hierna neemt een straal de oppervlakte weer.
Cytologie : De studie van celstructuren.
Biochemie : De studie van moleculen en chemische processen in het metabolisme.
Celfractionering :
Het doel van celfractionering is de belangrijkste organellen scheiden zodat hun individuele functies
beschreven kunnen worden. Dit proces wordt door een ultracentrifuge uitgevoerd. Fractionering begint
met homogenisatie, het openbreken van de cel om daarna het homogenaat in de centrifuge rond te
zwieren.
Zware onderdelen zakken naar beneden en vormen een pellet.
Lichtere onderdelen blijven bovenaan in de vloeistof, het
supernatans. Door herhalen en versnellen proces worden steeds
kleinere en lichtere organellen gescheiden. Afhankelijk van snelheid
en tijd in centrifuge bekomt men celkernen + celafval, mitochondriën,
microsomen of ribosomen (kleinste).
Waarom? : Zo kunnen wetenschapper elk celonderdeel apart
onderzoeken.
1
,Overzicht van de cel
1. Prokaryote en Eukaryote cellen :
Alle cellen worden omgeven door een plasmamembraan hierin bevindt men cytosol, een semi-vloeibare
substantie binnen het membraan dat de organellen bevat. Alle cellen bevatten ook chromosomen die
DNA bezitten, ribosomen die proteïnen aanmaken via instructies DNA.
-> Prokaryote cellen : Hebben geen celkern (nucleus), het DNA ligt vrij in een gebied : de
nucleoïde. Deze cellen hebben geen membraan gebonden organellen en zijn meestal klein en
eenvoudiger.
-> Eukaryote cellen : Hebben een celkern met een dubbel membraan, het DNA zit in de kern en
hebben membraangebonden organellen (rond organellen een membraan). Deze cellen zijn
meestal groter en complexer.
1.1 Prokaryote cel :
Capsule : Beschermlaag tegen extreme externe
omstandigheden. Kan breken bij hoge suiker- of
zoutconcentratie.
Celwand : geeft stevigheid en vorm aan bacterie.
Plasmamembraan : Regelt uitwisseling/transport van in- en
uitgaande stoffen zoals zuurstof en nutriënten en anderzijds
afvalstoffen. Cytoplasma bepaalt de behoefte voor deze
uitwisseling.
Nucleoïde : Gebied van DNA, geen echte celkern.
Ribosomen : Eiwitsynthese.
Pili : Kleine haartjes om zich vast te hechten aan oppervlakken of andere bacteriën.
Flagellen : Lange zweepachtige staarten voor beweging in vloeibare omgeving.
Als een cel groter wordt neemt het volume (binnenkant) sneller toe dan de oppervlakte. Maar de cel moet
via haar oppervlak voedingstoffen opnemen en afvalstoffen afgeven. Bij (te) grote cellen is er te weinig
oppervlak om alles snel genoeg uit te wisselen. Dit verklaart waarom cellen microscopisch klein zijn en
daarom hebben grotere organismen geen grotere cellen, maar simpelweg meer cellen.
1.2 Eukaryote cel :
Het plasmamembraan bestaat uit een dubbele laag van fosfolipiden, deze lagen zijn wateraantrekkend
(hydrofiel) en zitten aan de binnen- en buitenkant van de cel. Hiertussen ligt nog een hydrofobe
(waterafstotend) deel. In het membraan zitten proteïnes die functie hebben zoals transport en herkenning.
Aan de buitenkant zitten soms koolhydraatketens die een rol spelen bij celherkenning.
2
,2.1 Dierlijke cellen :
Examenvraag : Geef de functie van de verschillende onderdelen van een cel, gegeven de afbeelding en
namen van de verschillende onderdelen.
Nucleus : Kern van de cel die tevens de meeste genen bevat. Genen kunnen ook gelokaliseerd zijn in de
mitochondria en chloroplasten (niet van toepassing voor dierlijke cel). Nucleus is gescheiden van
cytoplasma door dubbel membraan. Nucleus bevat : nucleolus, nuclear enevelope en chromatine.
-> Nucleolus : Kernlichaampje, dit zit aangrenzend aan de chromatine en hierna worden
ribosomaal RNA gemaakt . De subeenheden gaan door de nucleaire poriën naar het cytoplasma
waar ze zich combineren tot ribosomen.
-> Nucleair enveloppe (kernmembraan) : Dit is het dubbele membraan rond de nucleus, het
beschermt DNA en bevat kernporiën waardoor stoffen in en uit de kern kunnen.
-> Chromatine : Het DNA samen met eiwitten in de kern. Wanneer de cel zicht gaat delen worden
chromatinen opgerold tot chromosomen Een mens heeft in totaal 46 chromosomen per cel
waarvan 2 geslachtschromosomen en 44 autosomen (verklaren andere eigenschappen dan
geslacht).
In de kern wordt DNA overgeschreven naar mRNA, dit noemen we transcriptie. mRNA verlaat de kern en bij
de ribosomen ‘leest’ men deze code en maakt men o.b.v. hiervan een eiwit (= translatie).
Ribosomen : Bevatten rRNA en proteïnen en houdt zich bezig met proteïnesynthese. Gebonden
ribosomen zijn gehecht aan de buitenkant van het endoplasmisch reticulum. Hiernaast heb je ook vrije
ribosomen. Er zijn 2 soorten ribosomen :
-> Vrije ribosomen : Zweven in het cytosol (vloeistof rond organellen) en maken
eiwitten die in de cel zelf gebruikt worden.
-> Gebonden ribosomen : Zitten vast aan ruw ER en maken eiwitten bestemd voor
celmembraan om uit de cel te exporteert buiten cel.
3
, Endoplasmisch reticulum : Uitgebreid netwerk van membranen (cisternen) in de cel dat verbonden is
met nucleaire enveloppe. Het speelt een rol in synthese/aanmaak van eiwitten en lipiden, transport
binnen de cel, detoxificatie en opbouw van membranen.
-> Glad ER : ER dat glad lijkt door het ontbreken van ribosomen. Functies zijn maken van
fosolipiden/oliën en geslachtshormonen, detoxificatie, speelt rol bij vrijmaken glucose uit
glycogeen (koolhydraat) en calciumopslag.
-> Ruw ER : Lijkt ruw omdat ribosomen vastgehecht zitten aan buitenkant, incl. buitenkant
nucleair enveloppe. Functies zijn eiwitsynthese, vorming glycoproteïnen, transport eiwitten in
transportvesikels en helpt bij productie celmembranen (membraangebonden eiwitten).
Golgi apparaat : Het verwerkings- en verzendcentrum van de cel. Het ontvangt vesikels uit het ER,
bewerkt en sorteert ze, verpakt ze in nieuwe vesikels en verstuurt ze naar de juiste bestemming (zoals
celmembraan, lysosomen of buiten cel (secretie)). Structuur, het bestaat uit platte zakjes cisternen, de
cis-zijde ontvangt materiaal en de trans-zijde verstuurt het. Bij glycoproteïnen wordt het suikergedeelte
aangepast. Ook functies in metabolisme (bewerken moleculen) en afscheiden celwandmateriaal.
Lysosomen : Kleine blaasje in de cel die functioneren als verteringscompartiment. Ze bevatten enzymen
die grote moleculen zoals eiwitten afbreken, en deze werken het best bij een pH van 5. Ze veteren
opgenomen materiaal en breken oude of beschadigde organellen af via autofagie.
-> Ontstaan : Ze ontstaan uit enzymen die eerst in het ruw ER worden gemaakt en daarna in Golgi
apparaat worden verwerkt. Het ontbreken van lysosomen zorgt voor ophoping van afval, wat kan
leiden tot ziektes.
Vacuolen en vesikels zijn met membraan omgeven blaasjes in de cel met verschillende functies.
Voedselvacuolen helpen bij vertering van opgenomen voedsel, contractiele vacuolen pompen overtollig
water uit de cel. In plantencellen zorgt de centrale vacuole voor opslag water, stoffen, afvalstoffen of
bijproducten, etc en is omringt door tonoplast. Het kan ook pigmenten bevatten, opslaan
verdedigingsstoffen tegen dieren, en groei van cel door op te zwellen als het water opneemt.
Mitochondriën : Komen voor in bijna alle eukaryote cellen en zorgen voor de productie van ATP
(energiebron van de cel) via cellulaire respiratie. Ze breken suikers en andere af om zuurstof en energie vrij
te maken. Het bevat een buitenmembraan ter bescherming en een geplooid binnen membraan (cristae).
Binnen membraan (mitochondriale matrix) bevat enzymen, DNA en ribosomen die nodig zijn voor
energieproductie.
Peroxisomen : Kleine organellen die schadelijke stoffen afbreken. Ze breken vetzuren af tot suikers voor
energieproductie en helpen bij het ontgiften van alcohol en andere. Ze transformeren H naar O met 𝐻2 𝑂2
als afval.
Cytoskelet : Netwerk van eiwitvezels dat zich bevindt over het hele cytoplasma van een cel. Het geeft de
cel stevigheid en helpt bij organisatie van organellen en processen. Het is dynamisch, dus vorm
veranderend. Het speelt ook en rol bij transport vesikels en verplaatsing chromosomen tijdens celdeling.
Er zijn 3 hoofdsoorten vezels in het cytoskelet :
1. Microtubuli : Dikste vezels en opgebouwd uit eiwit tubuline. Ze zorgen voor transport in de cel
door verplaatsen vesikels en chromosomen tijdens celdeling. Ze worden gevormd vanuit een
centrosoom.
2. Microfilamenten : Dunste vezels, geven stevigheid aan cel en zijn belangrijk voor beweging en
contractie (korter en langer worden van de cel). Ze spelen een rol bij de vormverandering van cel
en cytoplasmatische stroming.
3. Intermediaire filamenten : Middelgroot, voor stevigheid en behouden vorm van cel zodat
organellen op hun plaats blijven.
4
