samenvatting biochemie & moleculaire biologie NIEUW CURRICULUM

1. Introductie tot celbiologie

De cel als basiseenheid van het leven

Kenmerken van levende wezens:
 Gestructureerd: cellen, celorganellen, macromoleculen, bouwstenen
 Dynamisch evenwicht: metabolisme, signaaloverdracht
 Groei + reproductie: synthese van macromoleculen, celdeling, vorming geslachtscellen

1.1 korte geschiedenis van de celtheorie

 Robert Hooke (1665): eerste keer iets gezien door de microscoop
o Boxvormige deeltjes (honinggraad)  ‘cellen’
o Cellula (kamertje)
o Bestudeerde kurk  cellen = dood
 Waren geen cellen maar compartimenten gevormd door celwand
o Andere plantencellen waren gevuld met ‘sap’
o Observaties waren gelimiteerd door microscoop  30x inzoomen




 Antonie van Leeuwenhoek (eind 17e eeuw): voor het eerst levende cellen
o Betere microscoop  300x vergroting

 Rond 1830: microscoop bestaande uit 2 delen
1. Lens 1: oogdeel
2. Lens 2: objectief
o Hogere vergroting + betere resolutie
o 1 micrometer zichtbaar

 Mathias Schleiden (1838): alle planten bestaan uit cellen

 Theodor Schwann (1839): alle dieren bestaan uit cellen
o Ontkrachting van vorige speculaties dat dierlijke en plantencellen niet op elkaar lijken
o Doordat celwand erg duidelijk te zien is bij planten  dierlijke; geen celwanden

 Celtheorie door Schwann (1839)
1. Alle organismen bestaan uit 1 of meerdere cellen
2. De cel is de basiseenheid van het leven
3. Alle cellen ontstaan uit andere cellen (omnis cellula e cellula)  1855 (Virchow)
Cellen hebben veel diversiteit in vorm en grootte
1.2 het ontstaan van de moderne celbiologie

1

,Verstrenging van 3 elementen
1. Cytologie = het beschrijven van celstructuur en organellen (optische technieken) (door de microscoop)
2. Biochemie = chemie van de cel (macromoleculen + bouwstenen), metabolisme,..
3. Genetica = erfelijke informatie (DNA) in de cel




µm (10-6 m) (micro)  cellen en organellen
nm (10-9 m) (nano)  moleculen, celmembraan en subcellige structuren
Angstrom (10-10 m)  dimensies binnenin proteïne

Bacterie: geen organellen, membraan + veel kleiner
 Lijkt chemisch op planten- en dierlijke cel (bv. Replicatie)

a) Cytologische streng: microscopie
= visualisatie van cellen en componenten

Principe: beeld wordt gevormd doordat het specimen de fysische karakteristieken van een fotonen- of
elektronenbundel wijzigt.
 de graad van interactie tussen lichtbron en specimen is afhankelijk van verband tussen de grootte vh object en
de golflengte van de ‘lichtbron’

Resolutie = hoe ver moeten objecten gescheiden zijn om ze afzonderlijk waar te nemen?
 Recht evenredig met golflengte van de lichtbron
 Lichtmicroscopie: > 200 nm (vergroting: < 1000x)
 Elektronenmicroscopie: > 0,2 – 2 nm (vergroting: 100 000x)
 Oog: > 0,2 mm
Elektronenmicroscoop Lichtmicroscoop
Bron Elektronenstroom Licht
Elektromagnetisch veld Lens
Resolutie Grootst – 100x beter/ 2nm Kleiner
 doordat golflengte van elektronen
veel kleiner is




2

,Lichtmicroscopie:
 Helderveld-microscopie: gewoon zoals de cel is
o Weinig contrast  meeste cellen hebben geen kleur
o Dode cellen  evt fixatie en kleuring
o Wit licht doorheen specimen en opgelichte achtergrond

 Fase-contrast en differentiële interferentie-contrast microscopie:
o Toont verschillend relief
o Contrast verhoogt door verschillen in dikte en refractie-index (maat van
verandering van snelheid en licht) van het licht in verschillende regio’s
te exploiteren
o fase van het licht  positie van minima en maxima  vanuit
veranderingen hierin
o Levende cellen

 Fluorescentie microscopie:
o Absorptie van UV (lage golflengte) en emissie van licht (hoge golflengte)
o Detecteren van aanwezigheid specifieke moleculen; DNA, proteïne, …
 Gefluoresceerd gemaakt door fluorescente kleurstoffen of binden aan gefluoresceerd labelt
antilichaam (fluorescente ‘probes’)
 Antilichaam = proteïnemolecule geproduceerd door het immuunsysteem dat bindt
aan een specifiek doelwit molecule (antigen




3

, GFP: green fluorescent protein
 Eiwit viseren en volgen in de cel
 Bio fluorescente kwal  van nature fluorescent eiwit
 Phalloidin; niet van nature fluorescent  gebruik van marker
 Interactie met actine microfilamenten
o Soms wazig  doordat je enkel kan focussen op 1 vlak en het licht komt
erdoor


 Confocale microscopie: laser verlicht 1 vlak van een fluorescent specimen
o structuren kunnen onderscheiden worden qua hoogte


key technique: het gebruik van antilichamen

 Primaire immunofluorescentie
eiwit detecteren?
 Antilichaam kopen tegen eiwit
 Marker binden aan constant
gedeelte vh antilichaam
 Variabele delen binden aan
antigen (eiwit)




 Constante regio; hetzelfde voor alle antilichamen van een bep soort
 Variabele regio; identiek aan elkaar maar uniek per antilichaam




 Secundaire immunofluorescentie




4