Biologie samenvatting: module 1
1. Basis van het leven
Biologie = de wetenschappelijke studie van het leven (en verwante onderwerpen)
= virussen niet beschouwd als levend
= fossielen gemineraliseerde restanten van levende organismen
Leven?= relevante vraag voor:
Oorsprong v/h leven op Aarde: transitie van niet-levende naar levende materie (= Abiogenese)
Mogelijkheid van leven op andere planeten (= Astrobiologie)
DEF (NASA): het leven is een zichzelf in stand houdend systeem dat in staat is tot darwin-evolutie
Universele eig v/h leven:
1 Afhankelijk van water 7 In stand houden van stabiele interne fysische
en chemische condities (= homeostase)
2 Koolstof (C) als centraal element in de opbouw 8 Reactie op stimuli
v. macromoleculen en levende materie (receptoren)
3 Macromoleculen (DNA, RNA en proteïnen) en 9 Zelfstandige reproductie (asexueel of sexueel)
lipiden zijn universele componenten met DNA als erfelijk meteriaal
4 De cel als basiseenheid (leven = één- of 10 Groei en ontwikkeling (vnl. meercellige
meercellig) organismen)
5 DNA als blauwdruk voor eiwitsynthese 11 Evolutie en adaptatie
DNA RNA proteïne
6 Gebruik van energie
Leven =
1. Organisatie = het leven bestrijkt verschillende niveaus van organisatie, v/d moleculen en cellen waaruit
organismen bestaan tot de volledige Biosfeer. Deze niveaus vormen een hiërarchie van toenemende
complexheid
a. Gekenmerkt door emergente eig. = eig die ontbreken bij lagere niveaus en die ontstaan door
de interacties tussen componenten v/e lager organisatieniveau
b. Gekenmerkt door correlatie tussen structuur en functie -> verklaard door natuurlijke selectie
c. Cellen = laagste organisatieniveau basiseenheid van het leven
d. 2 groepen:
i. Prokaryote cellen :
1. Archaea
2. Bacteria
ii. Eukaryote cellen:
1. Eukarya (= dieren, planten, fungi…)
2. Informatie = Alle leven op Aarde wordt gekenmerkt door het uitdrukken en het doorgeven van
genetisch materiaal
a. Genetisch materiaal = één of meerdere chromosomen DNA (desoxyribonucleïnezuur)
= lineair of circulair
b. Chromosoom = 100-1000den genen
c. Genen: basiseenheden v/h erfelijke materiaal. Ze worden gekopieerd bij celdeling en
doorgegeven naar verdere generaties leveren informatie
1
, d. De sleutel tot de informatie = structuur DNA (= sequentie)
DNA-sequentie = reeks van 4 chemische bouwstenen (nucleotiden)
i. Adenine (A)
ii. Cytosine (C)
iii. Guanine (G)
iv. Thymine (T)
v. (Uracil (U)) alleen bij RNA
De sequentie is specifieke blauwdruk voor aanmaak proteïne/eiwitten
Aanmaak = GENEXPRESSIE:
Transcriptie: (DNA RNA) Gebeurt in elke levende cel
Translatie: (RNA proteïne)
3. Energie en materie = het leven wordt gekenmerkt door de overdracht en transformatie van energie en
materie
a. Alles vergt energie
b. Energie in systeem door fotosynthese (planten), zonne-energie chemische energie, door
autotrofen of producenten
c. Energie overdracht voedselketens (heterotrofen of consumenten)
d. Beetje verlies door warmte
4. Interacties = op alle niveaus van biologische organisatie spelen interacties een belangrijke rol
a. Vaak interacties = essentieel voor functioneren v/h systeem
b. Veel moleculaire processen steunen op zelfregulerende feed-back-mechanismen: de uitkomst
of het product v/h proces regelt het
proces zelf
Negatieve feedback: respons vermindert
de stimulus en dus indirect zichzelf
Positieve feedback: respons versterkt de
stimulus en indirect zichzelf
Lotka-Volterra vergelijkingen = een feedback mechanisme tussen prooi en roofdier
5. Evolutie = de verklaring voor zwel eenheid als diversiteit in het leven
a. Evolutie = proces van verandering waarbij soorten doorheen de tijd nieuwe kenmerken
verkrijgen ten opzichte van hun voorouders, vaak als aanpassing (= adaptatie) aan nieuwe
omstandigheden
b. Diversiteit kan verklaard worden door nieuwe evolutieve veranderingen sinds ze divergeerden
van hun LCA (laatst gemeenschappelijke voorouder)
c. delen ze sommige kenmerken wel, door hun LCA (= eenheid)
Homologe kenmerken = de eenheid wordt verklaart door het bewaren van gemeenschappelijke kenmerken
met eenzelfde evolutieve oorsprong
d. In 19de eeuw: Charles Darwin & Alfred Russel Wallence natuurlijke selectie
De diversiteit v/h leven wordt meestal uitgedrukt in soorten
Gekende soorten: 1,8 miljoen
Taxonomie= het benoemen, beschrijven en klasseren van groepen levende organismen
Soort: Naam_v/h_geslacht uniek_voor_de_soort_binnen_het_genus
Fylogenie = gekende evolutieve verwantschappen van de relevante soorten
2
, Streven naar monofyletische taxa
CA van parafyletische groep:
B+C+D Parafyletisch: omvat de gemeenschappelijke
voorouder en sommige, maar niet alle,
nakomelingen van de voorouder
CA van polyfelytische groep:
E+F+G Polyfyletisch: omvat niet de
gemeenschappelijke voorouder van de groep
Monofyletisch: omvat de gemeenschappelijke
voorouder en alle nakomelingen van die
voorouder
CA van monofyletische groep:
H+I+J
Boom van het leven
Leven op Aarde 3 Domeinen:
- Bacteria (prokaryoten)
- Archaea (prokaryoten)
- Eukarya (eukaryoten)
De “Drie domeinen” hypothese stelt dat elk domein een aparte monofyletische groep vormt in de “Boom Van
Het Leven” LUCA (Last Universal Common Ancestor)
Nieuwe fylogenetische studies betwijfelen drie domeinen hypothese…
== “Eocyte” hypothese stelt dat sommige Archaea nauwer verwant zijn aan Eukarya dan aan Archaea
Diversiteit definiëren:
Taxonomie
Fylogenetisch
Functionele diversiteit
3
1. Basis van het leven
Biologie = de wetenschappelijke studie van het leven (en verwante onderwerpen)
= virussen niet beschouwd als levend
= fossielen gemineraliseerde restanten van levende organismen
Leven?= relevante vraag voor:
Oorsprong v/h leven op Aarde: transitie van niet-levende naar levende materie (= Abiogenese)
Mogelijkheid van leven op andere planeten (= Astrobiologie)
DEF (NASA): het leven is een zichzelf in stand houdend systeem dat in staat is tot darwin-evolutie
Universele eig v/h leven:
1 Afhankelijk van water 7 In stand houden van stabiele interne fysische
en chemische condities (= homeostase)
2 Koolstof (C) als centraal element in de opbouw 8 Reactie op stimuli
v. macromoleculen en levende materie (receptoren)
3 Macromoleculen (DNA, RNA en proteïnen) en 9 Zelfstandige reproductie (asexueel of sexueel)
lipiden zijn universele componenten met DNA als erfelijk meteriaal
4 De cel als basiseenheid (leven = één- of 10 Groei en ontwikkeling (vnl. meercellige
meercellig) organismen)
5 DNA als blauwdruk voor eiwitsynthese 11 Evolutie en adaptatie
DNA RNA proteïne
6 Gebruik van energie
Leven =
1. Organisatie = het leven bestrijkt verschillende niveaus van organisatie, v/d moleculen en cellen waaruit
organismen bestaan tot de volledige Biosfeer. Deze niveaus vormen een hiërarchie van toenemende
complexheid
a. Gekenmerkt door emergente eig. = eig die ontbreken bij lagere niveaus en die ontstaan door
de interacties tussen componenten v/e lager organisatieniveau
b. Gekenmerkt door correlatie tussen structuur en functie -> verklaard door natuurlijke selectie
c. Cellen = laagste organisatieniveau basiseenheid van het leven
d. 2 groepen:
i. Prokaryote cellen :
1. Archaea
2. Bacteria
ii. Eukaryote cellen:
1. Eukarya (= dieren, planten, fungi…)
2. Informatie = Alle leven op Aarde wordt gekenmerkt door het uitdrukken en het doorgeven van
genetisch materiaal
a. Genetisch materiaal = één of meerdere chromosomen DNA (desoxyribonucleïnezuur)
= lineair of circulair
b. Chromosoom = 100-1000den genen
c. Genen: basiseenheden v/h erfelijke materiaal. Ze worden gekopieerd bij celdeling en
doorgegeven naar verdere generaties leveren informatie
1
, d. De sleutel tot de informatie = structuur DNA (= sequentie)
DNA-sequentie = reeks van 4 chemische bouwstenen (nucleotiden)
i. Adenine (A)
ii. Cytosine (C)
iii. Guanine (G)
iv. Thymine (T)
v. (Uracil (U)) alleen bij RNA
De sequentie is specifieke blauwdruk voor aanmaak proteïne/eiwitten
Aanmaak = GENEXPRESSIE:
Transcriptie: (DNA RNA) Gebeurt in elke levende cel
Translatie: (RNA proteïne)
3. Energie en materie = het leven wordt gekenmerkt door de overdracht en transformatie van energie en
materie
a. Alles vergt energie
b. Energie in systeem door fotosynthese (planten), zonne-energie chemische energie, door
autotrofen of producenten
c. Energie overdracht voedselketens (heterotrofen of consumenten)
d. Beetje verlies door warmte
4. Interacties = op alle niveaus van biologische organisatie spelen interacties een belangrijke rol
a. Vaak interacties = essentieel voor functioneren v/h systeem
b. Veel moleculaire processen steunen op zelfregulerende feed-back-mechanismen: de uitkomst
of het product v/h proces regelt het
proces zelf
Negatieve feedback: respons vermindert
de stimulus en dus indirect zichzelf
Positieve feedback: respons versterkt de
stimulus en indirect zichzelf
Lotka-Volterra vergelijkingen = een feedback mechanisme tussen prooi en roofdier
5. Evolutie = de verklaring voor zwel eenheid als diversiteit in het leven
a. Evolutie = proces van verandering waarbij soorten doorheen de tijd nieuwe kenmerken
verkrijgen ten opzichte van hun voorouders, vaak als aanpassing (= adaptatie) aan nieuwe
omstandigheden
b. Diversiteit kan verklaard worden door nieuwe evolutieve veranderingen sinds ze divergeerden
van hun LCA (laatst gemeenschappelijke voorouder)
c. delen ze sommige kenmerken wel, door hun LCA (= eenheid)
Homologe kenmerken = de eenheid wordt verklaart door het bewaren van gemeenschappelijke kenmerken
met eenzelfde evolutieve oorsprong
d. In 19de eeuw: Charles Darwin & Alfred Russel Wallence natuurlijke selectie
De diversiteit v/h leven wordt meestal uitgedrukt in soorten
Gekende soorten: 1,8 miljoen
Taxonomie= het benoemen, beschrijven en klasseren van groepen levende organismen
Soort: Naam_v/h_geslacht uniek_voor_de_soort_binnen_het_genus
Fylogenie = gekende evolutieve verwantschappen van de relevante soorten
2
, Streven naar monofyletische taxa
CA van parafyletische groep:
B+C+D Parafyletisch: omvat de gemeenschappelijke
voorouder en sommige, maar niet alle,
nakomelingen van de voorouder
CA van polyfelytische groep:
E+F+G Polyfyletisch: omvat niet de
gemeenschappelijke voorouder van de groep
Monofyletisch: omvat de gemeenschappelijke
voorouder en alle nakomelingen van die
voorouder
CA van monofyletische groep:
H+I+J
Boom van het leven
Leven op Aarde 3 Domeinen:
- Bacteria (prokaryoten)
- Archaea (prokaryoten)
- Eukarya (eukaryoten)
De “Drie domeinen” hypothese stelt dat elk domein een aparte monofyletische groep vormt in de “Boom Van
Het Leven” LUCA (Last Universal Common Ancestor)
Nieuwe fylogenetische studies betwijfelen drie domeinen hypothese…
== “Eocyte” hypothese stelt dat sommige Archaea nauwer verwant zijn aan Eukarya dan aan Archaea
Diversiteit definiëren:
Taxonomie
Fylogenetisch
Functionele diversiteit
3
