samenvatting celbiologie + lijst met structuren, gegeven door Winnok De Vos en Benjamin Vervaet

De cel, inleiding
Celbiologie = de studie van structuur en functie van cellen op moleculair niveau
= de studie van chemische en fysische eigenschappen van cellen
= een combinatie van cytologie, biochemie en genetica

Cytomics: inzicht verwerven in de fuctionele relaties tussen cellulaire fenotypes (het cytoom) en
metabole reactiepaden (proteoom) die volgen uit een combinatie van genetisch gedefineerde
mechanismen (genoom) en omgevingscondities (exposoom)

Cellulaire diversiteit
2 grote groepen
eigenschap Prokaryoten Eukaryoten
Organellen Geen Veel verschillende
DNA In cytoplasma In kern
Evolutie Primitief Complex
Organisatie Individueel Samenwerking met
andere cellen


Cellen (functies)
1. identiteit
Cellen zijn individueel afgescheiden entiteiten

 Afgezonderd van hun omgeving door een
plasmembraan
 Selectieve uitwisseling van materiaal via pompen
 Buitenste cel bedekt met suikerlaag= glycocalyx (rol in bescherming en celherkenning)

2. organisatie
cellen zijn georganiseerde entiteiten
organellen laten een cel toe om verschillende activiteiten tegelijk uit te voeren

extra eigenschappen plantencel
 Celwand= stevigheid
 Vacuole= turgordruk
 Chloroplast= fotosynthese

Endosymbiont theorie: bacteriële oorsprong van organellen
De endosymbiont theorie zegt dat de organellen ontstaan zijn door bacteriën die door endosymbiose
prokarioten opnemen.

3. Hoe coördineert de cel haar activiteiten?
 de kern is de centrale computer

4. reproductie
Cellen groeien en vermenigvuldigen zich

1. Interfase: inhoud cel verdubbelen= voorbereiding
op splitsing
2. Mitose: eigenlijk splitsing in 2 dochtercellen

,5. metabolisme: cellen bouwen complexe moleculen
6. respons: cellen reageren op een wijzigende omgeving
7. structuur de organisatie wordt in stand gehouden en gewijzigd
 Cytoskelet: beweeglijke matrix van filamenten
 Cytosol: vloeistof

8. cellen zijn met elkaar verbonden in weefsels


Take home messages
 Cellen hebben uiteenlopende vormen maar hebben veel gemeenschappelijke eigenschappen
 Cellen worden edefineerd door een selectief permeabele membraan
 Cellen zijn goed georganiseerde entiteiten, eukaryote cellen hebben organellen
 Cellen bepalen activiteiten door productie van proteïnen, de functionele instrumenten
 Proteïnen worden gecodeerd door het DNA dat zich in de celkern bevindt
 Cellen groeien en delen
 Cellen reageren op wijzigende omgevingscondities via chemische pathways en machanische
activitieten
 Om deze activiteiten te onderhouden maken ze energie, meestal in de vorm van ATP

,De chemie van de cel
Koolstof
Eigenschap: valentie 4 (kan 4 covalente bindingen aangaan om buitenste
schil te vullen)
o Covalente bindingen (=elektonenpaar delen) met O, N, S, H, .. en C
o Kan met 4 atomen binden  keten en ringvorming mogelijk

Stabiel: hoge bindingsenergie (=energie nodig om 1 mol bindingen te breken)

Functionele groepen: gevormd door covalente bindingen

Koolwaterstoffen: indien enkel C en H atomen (slecht
oplosbaar in water)

Stereo-isomeren
Tetrahedrale configuratie
 Chiraal koolstof= 4 verschillende groepen gebonden
 Stereoisomeren= spiegelbeelden

Water
= zuurstof covalent gebonden aan 2 waterstoffen

Polair= partiële landingsverdeling door specifieke hoek

Waterstofbrug= niet covalent (10x zwakker), zorgt voor dynamisch 3D netwerk
 Hoog cohesief karakter
 Hoge warmtecapacitiet (trage opwarming en afkoeling, eerst waterstofbruggen breken)
 Warmteverlies bij verdamping

Uitstekend solvent
Door polair karakter kunnen anorganische ionen dissociëren in water  kationen en
anionen omgeven door watermantel
 Hydrofiel: polaire organische moleculen lossen beter op in water
 Hydrofoob: apolaire organische moleculen lossen slecht op in water
 Amfipatische moleculen: hebben zowel polair als apolair deel

Comparimentalisatie door membranen
Compartimentalisatie: cel/ organel heeft fysische barrière met omgeving nodig
 Fysische scheiding mag niet absoluut zijn  permeobiliteitsbarière

Membranen
= een lipide-dubbellaag (amfipatisch) waarin eiwitten zijn ingebed
 Hydrofiele buitenkant, hydrofobe tussenlaag
 Eiwitten in de dubbellaag  talrijke functies (transport,
communicatie,…)
 Eiwitten bewegen ‘vrij’ in lipidenlaag  vloeibaar mozaïek model

Sythese door polymerisatie
Meeste macromoleculen kunnen niet doorheen membraan getransporteerd worden = probleem

, Oplossing= polimerisatie: repetitieve aaneenschakeling van ‘kleine’ transporteerbare
wateroplosbare organische moleculen
3 soorten macromoleculen
Macromolecule Eiwitten Nucleïnezuren Polysachariden
Monomeer Aminozuren Nucleotiden Monosaccharide
Aantal verschillende 20 4 Een of meer
monomeren

Principe
1. Activatie monomeer dmv ATP of
verwante hoog-energetische
verbindingen
2. Condensatiereactie tussen 2
geactiveerde monomeren
3. Herhaling in een bapaalde
syntheserichting

Zelf assemblage
= zelf opvouwen van polymeer tot een
structurele, functionele entiteit (gebeurt
spontaan tijden biosynthese)

= thermodynamische stabiele vorm (natuurlijke
configuratie)
Energie voor zelf-assemblage zit ‘vervat’ in
macromolecule