Vergelijkende biologie (Prof. A. Lut)
1ste jaar BMW, 1ste semester
Hoofdstuk 1 – celstructuur
1.1. Celtheorie
- Alle organismen zijn samengesteld uit één of meer cellen.
- Cellen zijn de kleinste levende eenheden.
- Cellen ontstaan alleen uit reeds bestaande cellen.
➔ Alle vandaag levende cellen vormen een continue lijn van afstammelingen vanuit de eerste levende
cel.
Waarom is de celgrootte gelimiteerd?
Als celgrootte toeneemt, duurt het langer voor inkomend of uitkomend materiaal om te diffunderen van
celmembraan tot binnen in de cel.
Alle cellen hebben bepaalde structuren gemeen
- Genetisch materiaal: in kern of nucleus (nucleoid).
- Cytoplasma: een semi vloeibare matrix (cytosol en organellen).
- Plasmamembraan: een dubbele fosfolipidenlaag (eiwitten en cholesterol).
1.2. Prokaryote cellen
- Geen echte kern, genetisch materiaal aanwezig in
nucleoid of kernzone.
- Cytoplasma
- Plasmamembraan (soms organelachtige functies bv.
pigment voor fotosynthese) en celwand.
- Ribosomen
- Geen membraan omgeven organellen.
- Eenvoudig cytoskelet.
- Roterend flagellum (beweging).
Twee typen van prokaryoten
- Archaea: geen peptidoglycaan in celwand.
- Bacteria: celwand bestaat uit peptidoglycaan; gram
positief of gram negatief.
1.3. 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.
De celkern
- Bevat genetisch materiaal in de vorm van vele lineaire chromosomen (DNA vormt samen met
eiwitten chromatine).
- Omgeven door een nucleaire enveloppe bestaande uit twee dubbele fosfolipidenlagen.
- Nucleaire lamina.
- Nucleaire poriën.
1
, - Nucleoli (synthese van rRNA en rRNA eiwit complexen).
Nucleolus = cluster van rRNA genen + rRNA + proteïnen.
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.
1) Endoplasmatisch reticulum (ER)
Ruw endoplasmatisch reticulum (RER)
- Aanhechting van ribosomen geeft ruw uitzicht.
- Synthese van te secreteren eiwitten, verder gezonden naar lysosomen of plasmamembraan.
Glad endoplasmatisch reticulum (SER)
- Relatief weinig ribosomen aangehecht.
- Synthese van (membraan)lipiden.
- Intracellulaire Ca2+ opslag
- Detoxificatie van vreemde substanties.
2) Golgi apparaat
- Samengesteld uit Golgi cisternae.
- Platte structuur van geïnterconnecteerde membranen.
- Voorkant = cis face.
- Achterkant = trans face.
- Inpakken en distributie van materiaal naar verschillende delen van cel.
- Posttranslationele modificaties van eiwitten en lipiden voor afgifte via cisternae.
- Synthese van celwandcomponenten.
3) Lysosomen
- Membraan omgeven vesikels die digestieve enzymes bevatten.
- Afbraak van macromoleculen (= proteïnen, nucleïnezuur, lipiden) en oude celorganellen =
autofagie.
- Afbraak van vreemde stoffen door cel opgenomen via fagocytose.
- Zure pH via protonpomp activatie.
- ‘Lysosomal storage disorders’ vb. Tay-Sachs disease: verlies van één lysosomaal enzym dat
membraanglycolipide afbreekt, leidt tot aantasting van zenuwcel functie, resulterend in spierrigiditeit
en epileptische aanvallen.
Microbodies
- Membraan omgeven vesikels die enzymen bevatten.
- Kunnen ontstaan uit fusie van ER vesikels.
- Peroxisomen bevatten oxidatieve enzymen, nevenproductie van H2O2, wordt afgebroken door
catalase tot H2O en O2.
2
,Vacuolen
- Membraan omgeven (= tonoplast) structuren met uiteenlopende functies.
- Osmotische balans en opslag.
- Verschillende types: centrale vacuole in plantencellen; contractiele vacuole in enkele protista;
opslagvacuolen.
Mitochondriën
- Bevatten enzymes voor oxidatief metabolisme nodig voor het overbrengen van energie binnen
macromolecules naar ATP.
- Komen in alle eukaryote cellen voor.
- Omgeven door twee membranen.
- Gladde uitwendige membraan.
- Gevouwen inwendige membraan met lagen, cristae.
- Matrix gelegen binnen inwendige membraan.
- Intermembranaire ruimte.
- Bevat eigen DNA.
- Metaboliseren suiker om ATP te genereren.
- Gedragen zich als cellen binnen een cel, zijn niet autonoom.
- Delen tijdens celdeling.
Chloroplasten
- Aanwezig in cellen van planten en enkele andere eukaryoten.
- Bevatten chlorofyl voor fotosynthese.
- Omgeven door twee membranen.
- Gecompartimentaliseerde membranen:
• Thylakoiden
• Grana
- Bevatten eigen DNA.
- Gebruiken licht om suikers en ATP te genereren.
- Delen zelf voor vermenigvuldiging.
Chloroplast + amyloplast + leukoplast = plastiden.
Cytoskelet
- Netwerk van eiwitvezels.
- Onderhoudt vorm van cel.
- Houdt organellen in een vaste locatie.
- Helpt bij beweging van materiaal in cel.
- Dynamisch systeem (in afbraak en opbouw).
- Bestaat uit polymeren van identieke eiwit subeenheden:
• Actine filamenten = microfilamenten.
Cellulaire contracties, kruipen en pinching.
• Microtubuli = α- en β-tubuline.
Organisatie en beweging in cel gevormd vanuit centriolen in centrosoom.
• Intermediaire filamenten.
Structurele stabiliteit.
Extracellulaire structuren
- Celwand van planten, fungi, en sommige protista; bevat cellulose bij planten en protista, chitine bij
fungi.
- Dierlijke cellen produceren extracellulaire matrix (ECM), een complex van glycoproteïnen en
fibreuze eiwitten geconnecteerd met cytoplasma via integrines, aanwezig in plasmamembraan.
3
, 4
1ste jaar BMW, 1ste semester
Hoofdstuk 1 – celstructuur
1.1. Celtheorie
- Alle organismen zijn samengesteld uit één of meer cellen.
- Cellen zijn de kleinste levende eenheden.
- Cellen ontstaan alleen uit reeds bestaande cellen.
➔ Alle vandaag levende cellen vormen een continue lijn van afstammelingen vanuit de eerste levende
cel.
Waarom is de celgrootte gelimiteerd?
Als celgrootte toeneemt, duurt het langer voor inkomend of uitkomend materiaal om te diffunderen van
celmembraan tot binnen in de cel.
Alle cellen hebben bepaalde structuren gemeen
- Genetisch materiaal: in kern of nucleus (nucleoid).
- Cytoplasma: een semi vloeibare matrix (cytosol en organellen).
- Plasmamembraan: een dubbele fosfolipidenlaag (eiwitten en cholesterol).
1.2. Prokaryote cellen
- Geen echte kern, genetisch materiaal aanwezig in
nucleoid of kernzone.
- Cytoplasma
- Plasmamembraan (soms organelachtige functies bv.
pigment voor fotosynthese) en celwand.
- Ribosomen
- Geen membraan omgeven organellen.
- Eenvoudig cytoskelet.
- Roterend flagellum (beweging).
Twee typen van prokaryoten
- Archaea: geen peptidoglycaan in celwand.
- Bacteria: celwand bestaat uit peptidoglycaan; gram
positief of gram negatief.
1.3. 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.
De celkern
- Bevat genetisch materiaal in de vorm van vele lineaire chromosomen (DNA vormt samen met
eiwitten chromatine).
- Omgeven door een nucleaire enveloppe bestaande uit twee dubbele fosfolipidenlagen.
- Nucleaire lamina.
- Nucleaire poriën.
1
, - Nucleoli (synthese van rRNA en rRNA eiwit complexen).
Nucleolus = cluster van rRNA genen + rRNA + proteïnen.
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.
1) Endoplasmatisch reticulum (ER)
Ruw endoplasmatisch reticulum (RER)
- Aanhechting van ribosomen geeft ruw uitzicht.
- Synthese van te secreteren eiwitten, verder gezonden naar lysosomen of plasmamembraan.
Glad endoplasmatisch reticulum (SER)
- Relatief weinig ribosomen aangehecht.
- Synthese van (membraan)lipiden.
- Intracellulaire Ca2+ opslag
- Detoxificatie van vreemde substanties.
2) Golgi apparaat
- Samengesteld uit Golgi cisternae.
- Platte structuur van geïnterconnecteerde membranen.
- Voorkant = cis face.
- Achterkant = trans face.
- Inpakken en distributie van materiaal naar verschillende delen van cel.
- Posttranslationele modificaties van eiwitten en lipiden voor afgifte via cisternae.
- Synthese van celwandcomponenten.
3) Lysosomen
- Membraan omgeven vesikels die digestieve enzymes bevatten.
- Afbraak van macromoleculen (= proteïnen, nucleïnezuur, lipiden) en oude celorganellen =
autofagie.
- Afbraak van vreemde stoffen door cel opgenomen via fagocytose.
- Zure pH via protonpomp activatie.
- ‘Lysosomal storage disorders’ vb. Tay-Sachs disease: verlies van één lysosomaal enzym dat
membraanglycolipide afbreekt, leidt tot aantasting van zenuwcel functie, resulterend in spierrigiditeit
en epileptische aanvallen.
Microbodies
- Membraan omgeven vesikels die enzymen bevatten.
- Kunnen ontstaan uit fusie van ER vesikels.
- Peroxisomen bevatten oxidatieve enzymen, nevenproductie van H2O2, wordt afgebroken door
catalase tot H2O en O2.
2
,Vacuolen
- Membraan omgeven (= tonoplast) structuren met uiteenlopende functies.
- Osmotische balans en opslag.
- Verschillende types: centrale vacuole in plantencellen; contractiele vacuole in enkele protista;
opslagvacuolen.
Mitochondriën
- Bevatten enzymes voor oxidatief metabolisme nodig voor het overbrengen van energie binnen
macromolecules naar ATP.
- Komen in alle eukaryote cellen voor.
- Omgeven door twee membranen.
- Gladde uitwendige membraan.
- Gevouwen inwendige membraan met lagen, cristae.
- Matrix gelegen binnen inwendige membraan.
- Intermembranaire ruimte.
- Bevat eigen DNA.
- Metaboliseren suiker om ATP te genereren.
- Gedragen zich als cellen binnen een cel, zijn niet autonoom.
- Delen tijdens celdeling.
Chloroplasten
- Aanwezig in cellen van planten en enkele andere eukaryoten.
- Bevatten chlorofyl voor fotosynthese.
- Omgeven door twee membranen.
- Gecompartimentaliseerde membranen:
• Thylakoiden
• Grana
- Bevatten eigen DNA.
- Gebruiken licht om suikers en ATP te genereren.
- Delen zelf voor vermenigvuldiging.
Chloroplast + amyloplast + leukoplast = plastiden.
Cytoskelet
- Netwerk van eiwitvezels.
- Onderhoudt vorm van cel.
- Houdt organellen in een vaste locatie.
- Helpt bij beweging van materiaal in cel.
- Dynamisch systeem (in afbraak en opbouw).
- Bestaat uit polymeren van identieke eiwit subeenheden:
• Actine filamenten = microfilamenten.
Cellulaire contracties, kruipen en pinching.
• Microtubuli = α- en β-tubuline.
Organisatie en beweging in cel gevormd vanuit centriolen in centrosoom.
• Intermediaire filamenten.
Structurele stabiliteit.
Extracellulaire structuren
- Celwand van planten, fungi, en sommige protista; bevat cellulose bij planten en protista, chitine bij
fungi.
- Dierlijke cellen produceren extracellulaire matrix (ECM), een complex van glycoproteïnen en
fibreuze eiwitten geconnecteerd met cytoplasma via integrines, aanwezig in plasmamembraan.
3
, 4
