GRONDSLAGEN VAN DE BIOLOGIE
Thema 1: De structuur van een cel
1.1 Celtheorie
=Wat is een cel?
Geschiedenis:
o Cellen ontdekt in 1665 door Robert Hooke
o Eerste studies op cellen uitgevoerd door Mathias Schleiden (1838) en Theodor Schwann (1839)
Celtheorie:
1. Alle organismen zijn samengesteld uit cellen
2. Cellen zijn de kleinst levende eenheid
3. Cellen ontstaan alleen uit reeds bestaande cellen à Alle vandaag levende cellen vormen een
continue lijn van afstammelingen vanuit de eerste levende cellen
Celgrootte is gelimiteerd: als de celgrootte toeneemt duurt het langer voor inkomend of uitkomend
materiaal om te diffunderen van celmembraan tot binnen in de cel
o Verschil in structuur en grootte afhankelijk van de functie van de cel
Cellen worden meestal alleen waargenomen met microscopen en na specifieke kleuring:
o Lichtmicroscopen: onderscheiden structuren die 200nm (=nanometer) van elkaar liggen
o Electronenmicroscopen: onderscheiden structuren die 0.2nm van elkaar liggen
• Meer detail waarnemen, celkern en celorganellen waarnemen
Alle cellen hebben bepaalde structuren gemeen:
o Genetisch materiaal: bevindt zich meestal in celkern of nucleus
o Cytoplasma: semivloeibare matrix, omgeving binnenin de cel
o Plasmamembraan: een dubbele fosfolipide laag bestaande uit eiwitten en cholesterol
1.2 Prokaryote en Eukaryote cellen
o Gemeenschappelijke kenmerken:
• Celmembraan
• Cytoplasma
• DNA
• Ribosomen
o Verschil: prokaryoten hebben geen celkern, eukaryoten wel
Prokaryote cellen: studie van prokaryoten= microbiologie
o Geen echte celkern, genetisch materiaal aanwezig in kernzone of nucleoïd
o Eenvoudig cytoskelet
o Roterend flagellum (beweging)
o 2 typen van prokaryoten:
1
Nina Hoevenaars (2023-2024)
, 1) Archea: geen peptidoglycaan in celwand
2) Bacteria: celwand bestaat uit peptidoglycaan à gram positief (meer peptidoglycaan
aanwezig) of gram negatief
Eukaryote cellen: studie van eukaryoten= celbiologie
o Membraan-omgeven nucleus
o Complexer dan prokaryote cellen à cellulaire functies gecompartimentalizeerd in organellen =
(“aparte fabriekjes met eigen functie binnen een cel”) en het endomembranair systeem (=systeem
dat aan de binnenkant van een cel zit, bestaat uit membranen die aan elkaar gelinkt zijn)
o Ctyoskelet voor steun en behoud van celstructuur
o Dierlijke cellen en plantencellen
1.3 De belangrijkste componenten van de cel
1. De celkern
o Bevat genetisch materiaal in de vorm van vele lineaire chromosomen (DNA vormt samen met
eiwitten chromatine)
o Omgeven door een nucleaire enveloppe bestaande uit twee dubbele fosfolipide lagen
o Nucleaire lamina
o Nucleaire poriën= voor de passage van eiwitten (in, transcriptiefactoren) en RNA (uit)
o Nucleoli: synthese van rRNA en rRNA-eiwit complexen
o Nucleolus:
2
Nina Hoevenaars (2023-2024)
, • Kern in de kern, bevat het belangrijkste DNA + belangrijke informatie voor functionerende
ribosomen
• Cluster van rRNA genen + rRNA + r proteïnen
o Basis van de genetica:
• DNA: helix van 2 strengen die aan elkaar verbonden zijn
• 4 verschillende baseparen (DNA: GC/AT en mRNA: GC/AU)
- Genetische code is in drievoud
• DNA ----(transcriptie)---> RNA----(translatie)---> proteïnen
• Verschillende soorten RNA:
1) mRNA: messenger RNA, boodschapper RNA: uitwisseling van informatie tussen de
kern en het cytoplasma voor verdere processing
2) rRNA: ribosomal RNA
3) tRNA: transfer RNA, verantwoordelijk voor detecteren drievoudige genetische code
+ bijhorende aminozuur naar het ribosoom te brengen
• Anticodon loop: hier bevinden zich 3 baseparen
• Acceptor end: hier bevinden zich de omgezette aminozuren
2. Ribosomen
o Cellulaire machines van eiwitsynthese
o Bestaan uit ribosomaal RNA en eiwitten
o In cytosol of cytoplasma, gebonden aan interne membranen
o Universeel voorkomend in alle cellen
o Grote eenheid (bovenste deel ribosoom) en kleine eenheid (onderste deel ribosoom)
3. Endomembranair syteem
o Een serie membranen doorheen het cytoplasma
o Verdeelt cel in compartimenten met verschillende cellulaire functies
o Cisternale ruimte versus cytosol: cytosol is de vloeistof die zich bevindt binnen de cel, de cisternale
ruimte is de vloeistof die zich bevindt binnen de organellen
o Bestaat uit:
3
Nina Hoevenaars (2023-2024)
, 1) Endoplasmatisch reticulum
• Ruw endoplasmatisch reticulum (RER)
- Functie: helpen proteïnen aanmaken
- Door aanhechting van ribosomen geeft
het een ruw uitzicht
- Synthese van te secreteren eiwitten à
worden verder gezonden naar lysosomen
of plasmamembraan
• Glad endoplasmatisch reticulum (SER)
- Relatief weinig ribosomen aangehecht
- Synthese van (membraan)lipiden
- Intercellulaire calcium opslag
- Detoxicatie van vreemde substanties (bv. drugs, alcohol)
2) Golgi apparaat
• Samengesteld uit Golgi cisternae
• Platte structuur van geïnterconnecteerde membranen
• Voorkant= cis face (kant van de kern)
• Achterkant= trans face (kant van celmembraan)
• Eerst inpakken en distributie van materiaal naar
verschillende delen van de cel
• Dan post-translationele modificaties (= na de
vertaling van DNA à RNA à proteïnen) van
eiwitten en lipiden voor afgifte van cisternae
• Synthese van celwandcomponenten
3) Lysosomen
• = opruimingssysteem binnen de cel
• Membraan-omgeven vehikels die digestieve enzymen bevatten
• Afbraak van macromoleculen (= proteïnen, nucleïnezuur, lipiden, carbohydraten) en
oude celorganellen à dit proces= autofagie
• Afbraak van vreemde stoffen door cel opgenomen via fagocytose
• Zure pH via protonpomp activatie à dient om lysosoom te activeren en in werking
te brengen
• ‘Lysosomal storage disorders’: verlies van 1 lysosomaal enzyme dat
membraanglycolipide afbreekt, leidt tot aantasting van zenuwcelfunctie, resulterend
in spierrigiditeit en epileptische aanvallen
4. Microbodies
o Membraan-omgeven vehikels die enzymen bevatten
o Kunnen ontstaan uit fusie van ER vehikels
o Peroxisomen= blaasjes waarin vetzuren worden afgebroken tot belangrijke bouwstenen voor de cel
• Bevatten oxidatieve enzymen (voorzien de cel dus van zuurstof)
4
Nina Hoevenaars (2023-2024)
Thema 1: De structuur van een cel
1.1 Celtheorie
=Wat is een cel?
Geschiedenis:
o Cellen ontdekt in 1665 door Robert Hooke
o Eerste studies op cellen uitgevoerd door Mathias Schleiden (1838) en Theodor Schwann (1839)
Celtheorie:
1. Alle organismen zijn samengesteld uit cellen
2. Cellen zijn de kleinst levende eenheid
3. Cellen ontstaan alleen uit reeds bestaande cellen à Alle vandaag levende cellen vormen een
continue lijn van afstammelingen vanuit de eerste levende cellen
Celgrootte is gelimiteerd: als de celgrootte toeneemt duurt het langer voor inkomend of uitkomend
materiaal om te diffunderen van celmembraan tot binnen in de cel
o Verschil in structuur en grootte afhankelijk van de functie van de cel
Cellen worden meestal alleen waargenomen met microscopen en na specifieke kleuring:
o Lichtmicroscopen: onderscheiden structuren die 200nm (=nanometer) van elkaar liggen
o Electronenmicroscopen: onderscheiden structuren die 0.2nm van elkaar liggen
• Meer detail waarnemen, celkern en celorganellen waarnemen
Alle cellen hebben bepaalde structuren gemeen:
o Genetisch materiaal: bevindt zich meestal in celkern of nucleus
o Cytoplasma: semivloeibare matrix, omgeving binnenin de cel
o Plasmamembraan: een dubbele fosfolipide laag bestaande uit eiwitten en cholesterol
1.2 Prokaryote en Eukaryote cellen
o Gemeenschappelijke kenmerken:
• Celmembraan
• Cytoplasma
• DNA
• Ribosomen
o Verschil: prokaryoten hebben geen celkern, eukaryoten wel
Prokaryote cellen: studie van prokaryoten= microbiologie
o Geen echte celkern, genetisch materiaal aanwezig in kernzone of nucleoïd
o Eenvoudig cytoskelet
o Roterend flagellum (beweging)
o 2 typen van prokaryoten:
1
Nina Hoevenaars (2023-2024)
, 1) Archea: geen peptidoglycaan in celwand
2) Bacteria: celwand bestaat uit peptidoglycaan à gram positief (meer peptidoglycaan
aanwezig) of gram negatief
Eukaryote cellen: studie van eukaryoten= celbiologie
o Membraan-omgeven nucleus
o Complexer dan prokaryote cellen à cellulaire functies gecompartimentalizeerd in organellen =
(“aparte fabriekjes met eigen functie binnen een cel”) en het endomembranair systeem (=systeem
dat aan de binnenkant van een cel zit, bestaat uit membranen die aan elkaar gelinkt zijn)
o Ctyoskelet voor steun en behoud van celstructuur
o Dierlijke cellen en plantencellen
1.3 De belangrijkste componenten van de cel
1. De celkern
o Bevat genetisch materiaal in de vorm van vele lineaire chromosomen (DNA vormt samen met
eiwitten chromatine)
o Omgeven door een nucleaire enveloppe bestaande uit twee dubbele fosfolipide lagen
o Nucleaire lamina
o Nucleaire poriën= voor de passage van eiwitten (in, transcriptiefactoren) en RNA (uit)
o Nucleoli: synthese van rRNA en rRNA-eiwit complexen
o Nucleolus:
2
Nina Hoevenaars (2023-2024)
, • Kern in de kern, bevat het belangrijkste DNA + belangrijke informatie voor functionerende
ribosomen
• Cluster van rRNA genen + rRNA + r proteïnen
o Basis van de genetica:
• DNA: helix van 2 strengen die aan elkaar verbonden zijn
• 4 verschillende baseparen (DNA: GC/AT en mRNA: GC/AU)
- Genetische code is in drievoud
• DNA ----(transcriptie)---> RNA----(translatie)---> proteïnen
• Verschillende soorten RNA:
1) mRNA: messenger RNA, boodschapper RNA: uitwisseling van informatie tussen de
kern en het cytoplasma voor verdere processing
2) rRNA: ribosomal RNA
3) tRNA: transfer RNA, verantwoordelijk voor detecteren drievoudige genetische code
+ bijhorende aminozuur naar het ribosoom te brengen
• Anticodon loop: hier bevinden zich 3 baseparen
• Acceptor end: hier bevinden zich de omgezette aminozuren
2. Ribosomen
o Cellulaire machines van eiwitsynthese
o Bestaan uit ribosomaal RNA en eiwitten
o In cytosol of cytoplasma, gebonden aan interne membranen
o Universeel voorkomend in alle cellen
o Grote eenheid (bovenste deel ribosoom) en kleine eenheid (onderste deel ribosoom)
3. Endomembranair syteem
o Een serie membranen doorheen het cytoplasma
o Verdeelt cel in compartimenten met verschillende cellulaire functies
o Cisternale ruimte versus cytosol: cytosol is de vloeistof die zich bevindt binnen de cel, de cisternale
ruimte is de vloeistof die zich bevindt binnen de organellen
o Bestaat uit:
3
Nina Hoevenaars (2023-2024)
, 1) Endoplasmatisch reticulum
• Ruw endoplasmatisch reticulum (RER)
- Functie: helpen proteïnen aanmaken
- Door aanhechting van ribosomen geeft
het een ruw uitzicht
- Synthese van te secreteren eiwitten à
worden verder gezonden naar lysosomen
of plasmamembraan
• Glad endoplasmatisch reticulum (SER)
- Relatief weinig ribosomen aangehecht
- Synthese van (membraan)lipiden
- Intercellulaire calcium opslag
- Detoxicatie van vreemde substanties (bv. drugs, alcohol)
2) Golgi apparaat
• Samengesteld uit Golgi cisternae
• Platte structuur van geïnterconnecteerde membranen
• Voorkant= cis face (kant van de kern)
• Achterkant= trans face (kant van celmembraan)
• Eerst inpakken en distributie van materiaal naar
verschillende delen van de cel
• Dan post-translationele modificaties (= na de
vertaling van DNA à RNA à proteïnen) van
eiwitten en lipiden voor afgifte van cisternae
• Synthese van celwandcomponenten
3) Lysosomen
• = opruimingssysteem binnen de cel
• Membraan-omgeven vehikels die digestieve enzymen bevatten
• Afbraak van macromoleculen (= proteïnen, nucleïnezuur, lipiden, carbohydraten) en
oude celorganellen à dit proces= autofagie
• Afbraak van vreemde stoffen door cel opgenomen via fagocytose
• Zure pH via protonpomp activatie à dient om lysosoom te activeren en in werking
te brengen
• ‘Lysosomal storage disorders’: verlies van 1 lysosomaal enzyme dat
membraanglycolipide afbreekt, leidt tot aantasting van zenuwcelfunctie, resulterend
in spierrigiditeit en epileptische aanvallen
4. Microbodies
o Membraan-omgeven vehikels die enzymen bevatten
o Kunnen ontstaan uit fusie van ER vehikels
o Peroxisomen= blaasjes waarin vetzuren worden afgebroken tot belangrijke bouwstenen voor de cel
• Bevatten oxidatieve enzymen (voorzien de cel dus van zuurstof)
4
Nina Hoevenaars (2023-2024)
