Celbiologie
Hoofdstuk 1: Cellulaire architectuur en morfologie
Inleiding
Cellen kunnen verschillen in complexiteit, componenten, grootte en vorm.
We kunnen ze indelen obv
• Moleculariteit (RNA, suikers, eiwitten)
• Morfologie
• Functie
• Levensdomeinen: bacteria, archaea, eukarya
Deze stammen allen af van gemeenschappelijke voorouder, de
oercel
Indeling prokaryoot vs eukaryoot werkt niet → binnen de prokaryoten ook nog zeer veel
verschillen.
Celgrootte
Waarom is er een beperking in celgrootte?
• Oppervlakte/ volume verhouding
Als de cel te groot wordt, heeft het membraan niet genoeg capaciteit om de
enorme inhoud te bedienen.
• Diffusiesnelheid van moleculen
In een hele grote cel duurt het te lang voordat een molecuul van de ene naar de
andere kant is gereisd
• Voldoende hoge concentraties van moleculen
In een gigantisch volume is de kans kleiner dat de juiste stoffen elkaar raken.
Oppervlakte/volume verhouding
Hoe groter het volume van de cel, hoe meer moleculen uitgewisseld moeten worden. De
oppervlakte van de cel bepaalt de transportcapaciteit voor uitwisseling ECM.
Dus verhouding oppervlakte/volume liefst zo groot mogelijk houden.
Microvilli kunnen helpen in absorptiefunctie.
Diffusie van moleculen
= het willekeurig verplaatsen van moleculen van hoge naar lage concentratie in een cel.
Hoe groter de afstand, hoe groter de diffusietijd.
1
,Als de cel 2x groter is, kost het 4x langer de tijd voordat voedingsstoffen de celkern
bereiken.
De snelheid van een enzymatische reactie hangt af van concentraties reagentia en
enzymes. Hoe groter deze zijn, hoe meer kans ze hebben elkaar tegen te komen en te
reageren met elkaar.
Eukaryoten
• Plasmamembraan
• Kern
• Cytoplasma = interne volume van de cel behalve de kern
o Cytosol = semifluide vloeistof
o Organellen = compartimenten met specifieke functies
o Cytoskelet
Plasmamembraan
Glycocalix (suikerketens)
Fosfolipiden-dubbellaag, met polair en
apolair stuk
Cholesterol
Eiwitten als receptoren, kanalen en enzymes
• Is permabiliteitsbarrière en behoudt
samenstelling intracellulair compartiment
Membraanlipiden Membraaneiwitten
• Amfipatische moleculen • Amfipatisch
• Spontane vorming • Functies =
lipidendubbellaag Signaaltransductie
• Grote diversiteit Transport
Celadhesie
Metabolisme
2
,Kern
Bevat DNA → chromosomen → chromatine in interfase
Omgeven door kernenveloppe
• Dubbele membraan
• Kernporiën: transport RNA en eiwitten
• Nucleoli: rRNA synthese, ribosoom assemblage
Mitochondria
• Dubbele membraan
• Cristae = naar binnen gerichte plooien van
het binnenmembraan (oppervlakte-
vergroting)
• Tussenmembraanruimte
• Matrix = vloeistof binnen binnenmembraan
met eigen DNA en ribosomen
Functie: synthese van ATP → cellulaire
energievoorziening
Endoplasmatisch reticulum
= netwerk over ganse cytoplasma omgeven door een enkelvoudig membraan, die
continu is met buitenste membraan van kerenveloppe
Ruw ER Glad ER
• Bekleed met ribosomen • Zonder ribosomen
• Synthese membraaneiwitten en • Synthese lipiden en steroïden
secretorische eiwitten • Detoxificatiereacties
• Opslagplaats van Ca2+
Golgi apparaat
• Stapel van cisternae
• Perinucleair gelegen
• Onderverdeling in cis, mediaal en trans
Functie: onderdeel secretorische route,
modificering secretorische/membraaneiwitten,
sortering eiwitten in functie bestemming
(plasmamembraan, endosomen, lysosomen)
3
, Secretorische route
Ruw ER Synthese van eiwit
Golgi-complex Bewerking en sortering
Secretorische vesikels Transportblaasjes naar rand van de cel
Plasmamembraan Versmelting en lozing naar buiten
(exocytose)
Endolysosomaal compartiment Lysosomen die elementen afbreken voor
hergebruik
Vesiculair transport
= transport van organel tot organel langsheen cytoskelet via membraanblaasjes
• Endocytose = opname van moleculen
• Exocytose = afgave van moleculen
Lysosoom
• Vesikels met enkelvoudige membraan
• Lumen met zure pH van 4,5 ph van 7,2 in
cytosol → meeste moleculen kunnen hier niet
tegen
• Bevat zure hydrolasen
Functie: eindpunt endocytotische en fagocytotische
route, afbraak van DNA/RNA/eiwitten/lipiden…
(daarna vrijgave in cytosol)
Peroxisoom
• Vesikels met enkel membraan
• Lumen waar catalase plaatsvindt
Functie: afbraak H2O2, oxidering lange vertakte
vetzuren, afbraak toxische producten
Cytoskelet
= driedimensioneel netwerk van ‘kabels’
Bestaande uit
Microfilamenten (actine)
Microtubuli (tubuline)
Intermediaire filamenten (desmine, keratine)
Functie : vorm en stevigheid, kabels vesiculair transport, kern en celdeling, cellulaire
beweging, contractie spiercellen
4
Hoofdstuk 1: Cellulaire architectuur en morfologie
Inleiding
Cellen kunnen verschillen in complexiteit, componenten, grootte en vorm.
We kunnen ze indelen obv
• Moleculariteit (RNA, suikers, eiwitten)
• Morfologie
• Functie
• Levensdomeinen: bacteria, archaea, eukarya
Deze stammen allen af van gemeenschappelijke voorouder, de
oercel
Indeling prokaryoot vs eukaryoot werkt niet → binnen de prokaryoten ook nog zeer veel
verschillen.
Celgrootte
Waarom is er een beperking in celgrootte?
• Oppervlakte/ volume verhouding
Als de cel te groot wordt, heeft het membraan niet genoeg capaciteit om de
enorme inhoud te bedienen.
• Diffusiesnelheid van moleculen
In een hele grote cel duurt het te lang voordat een molecuul van de ene naar de
andere kant is gereisd
• Voldoende hoge concentraties van moleculen
In een gigantisch volume is de kans kleiner dat de juiste stoffen elkaar raken.
Oppervlakte/volume verhouding
Hoe groter het volume van de cel, hoe meer moleculen uitgewisseld moeten worden. De
oppervlakte van de cel bepaalt de transportcapaciteit voor uitwisseling ECM.
Dus verhouding oppervlakte/volume liefst zo groot mogelijk houden.
Microvilli kunnen helpen in absorptiefunctie.
Diffusie van moleculen
= het willekeurig verplaatsen van moleculen van hoge naar lage concentratie in een cel.
Hoe groter de afstand, hoe groter de diffusietijd.
1
,Als de cel 2x groter is, kost het 4x langer de tijd voordat voedingsstoffen de celkern
bereiken.
De snelheid van een enzymatische reactie hangt af van concentraties reagentia en
enzymes. Hoe groter deze zijn, hoe meer kans ze hebben elkaar tegen te komen en te
reageren met elkaar.
Eukaryoten
• Plasmamembraan
• Kern
• Cytoplasma = interne volume van de cel behalve de kern
o Cytosol = semifluide vloeistof
o Organellen = compartimenten met specifieke functies
o Cytoskelet
Plasmamembraan
Glycocalix (suikerketens)
Fosfolipiden-dubbellaag, met polair en
apolair stuk
Cholesterol
Eiwitten als receptoren, kanalen en enzymes
• Is permabiliteitsbarrière en behoudt
samenstelling intracellulair compartiment
Membraanlipiden Membraaneiwitten
• Amfipatische moleculen • Amfipatisch
• Spontane vorming • Functies =
lipidendubbellaag Signaaltransductie
• Grote diversiteit Transport
Celadhesie
Metabolisme
2
,Kern
Bevat DNA → chromosomen → chromatine in interfase
Omgeven door kernenveloppe
• Dubbele membraan
• Kernporiën: transport RNA en eiwitten
• Nucleoli: rRNA synthese, ribosoom assemblage
Mitochondria
• Dubbele membraan
• Cristae = naar binnen gerichte plooien van
het binnenmembraan (oppervlakte-
vergroting)
• Tussenmembraanruimte
• Matrix = vloeistof binnen binnenmembraan
met eigen DNA en ribosomen
Functie: synthese van ATP → cellulaire
energievoorziening
Endoplasmatisch reticulum
= netwerk over ganse cytoplasma omgeven door een enkelvoudig membraan, die
continu is met buitenste membraan van kerenveloppe
Ruw ER Glad ER
• Bekleed met ribosomen • Zonder ribosomen
• Synthese membraaneiwitten en • Synthese lipiden en steroïden
secretorische eiwitten • Detoxificatiereacties
• Opslagplaats van Ca2+
Golgi apparaat
• Stapel van cisternae
• Perinucleair gelegen
• Onderverdeling in cis, mediaal en trans
Functie: onderdeel secretorische route,
modificering secretorische/membraaneiwitten,
sortering eiwitten in functie bestemming
(plasmamembraan, endosomen, lysosomen)
3
, Secretorische route
Ruw ER Synthese van eiwit
Golgi-complex Bewerking en sortering
Secretorische vesikels Transportblaasjes naar rand van de cel
Plasmamembraan Versmelting en lozing naar buiten
(exocytose)
Endolysosomaal compartiment Lysosomen die elementen afbreken voor
hergebruik
Vesiculair transport
= transport van organel tot organel langsheen cytoskelet via membraanblaasjes
• Endocytose = opname van moleculen
• Exocytose = afgave van moleculen
Lysosoom
• Vesikels met enkelvoudige membraan
• Lumen met zure pH van 4,5 ph van 7,2 in
cytosol → meeste moleculen kunnen hier niet
tegen
• Bevat zure hydrolasen
Functie: eindpunt endocytotische en fagocytotische
route, afbraak van DNA/RNA/eiwitten/lipiden…
(daarna vrijgave in cytosol)
Peroxisoom
• Vesikels met enkel membraan
• Lumen waar catalase plaatsvindt
Functie: afbraak H2O2, oxidering lange vertakte
vetzuren, afbraak toxische producten
Cytoskelet
= driedimensioneel netwerk van ‘kabels’
Bestaande uit
Microfilamenten (actine)
Microtubuli (tubuline)
Intermediaire filamenten (desmine, keratine)
Functie : vorm en stevigheid, kabels vesiculair transport, kern en celdeling, cellulaire
beweging, contractie spiercellen
4
