Deel I: Inleiding tot de celbiologie
1. Ontstaan van eukaryote cellen
° aarde = 4,6 miljard jaar geleden
Eerste sporen van leven: in rotsen (Australië en Z-Afrika) ontdekte
men microfossielen, lijkend op bacteriën, foto-autotrofe
organismen (= zelf voedsel maken door fotosynthese, gebruik
maken van de E van zonlicht)
In evolutie: ontstonden eerst prokaryoten
- Celmembraan omgeven door celwand
- Cytosol waarin katabolische en anabolische activiteiten
gebeuren
2 domeinen in prokaryoten:
- Archaea: prokaryoten die in externe milieus leven
- Bacteria
Uit prokaryoten eukaryoten ontstaan (onstaan uit archaea-achtige
voorouders)
Eukaryoten
- Uitgebreid systeem van interne cytomembranen1 E cel
veel groter volume (kernenvelop(= kernmembraan))
- Cytoskelet2 + motorisch systeem cel compartimentering
mogelijk + vermogen spontaan te bewegen (celmobiliteit)
+ steun`
- Complexe organisatie genoom + stikte ruimtelijke scheiding
van transcriptie en translatie sterke diversificatie van
gespecialiseerde eiwitten, celtypes en organismen
- ° mitochondriën, peroxisomen en plastiden (in planten)
energieproductie, ademhaling …. Deze organellen stammen
af van aërobe prokaryote endosymbionten die werden
opgenomen in cytoplasma aërobe gastcel. Dit leverde: zeer
eco energiebron + bescherming tegen reactieve O2,
waarvan de conc in de atmosfeer sterk was toegenomen.
Prokaryoten Eukaryoten
1-cellig 1-of meercellig
Celmembraan en celwand Celmembraan
Geen kern Kern
Circulair chromosoom in cytosol Chromosomen in kern
Niet gecompartimenteerd Organellen
Deling door doorsnoering Deling door mitose of meiose
1
= Celmembraan
2
Bestaat uit microfilamenten, microtubuli en intermediaire filamenten
1
,Deze cursus enkel eukaryote cel behandeld. Bacteriën en virussen.
2. De chemische bouwstenen van cellen
3 meest abundante biologische macromoleculen:
1) Eiwitten
2) Nucleïnezuren
3) Polysachariden
= polymeren = veel covalent gebonden monomeren
Eiwitten (proteïnen)
Lineaire polymeren
Tiental tot duizenden AZ
Gebonden door peptidebindingen
o Korte ketens (< 20-30 AZ) = peptide
o Langere ketens (tot 4000 AZ) = polypeptiden
Met eiwit bedoelt men polypeptide (of complex van
polypeptiden) met welbepaalde driedimensionale
structuur
Individueel AZ in keten = residu
o Karakteristieke structuur:
Centraal: koolstofatoom
4 chemische groepen
Amino groep (NH2)
Carboxyl groep (COOH)
H
Variabele groep (R), die de AZ onderscheidt en
bepaalde chemische karakteristieken toekent
o N-terminale (N-terminus) en C-terminale (C-terminus)
o Optische isomeren: L- als D-vormen (eiwitten enkel L-vormen)
(behalve glycine)
o Primaire structuur: wordt bepaald door specifieke
opeenvolging AZ/ polypeptideketens
o Secundaire structuur: ° door opvouwing gelokaliseerde
delen
o Tertiaire structuur: driedimensionale schikking van alle AZ
o Quaternaire structuur: beschrijft # en relatieve posities van
subnits
o Vormen driedimensionale structuur = conformatie gebeurd
spontaan
Soms vouwen bijgestaan door moleculaire chaperons3.
3
Moleculaire helper of chaperon zorgt Hsp90 ervoor dat andere eiwitten in de cel correct
gevouwen worden, en stabiliseert het ze bij hitte of andere problemen
2
, o Nat conformatie verbroken = denaturatie
Nucleïnezuren
Polysachariden
Bouwsteen = monosacharide
Monosachariden = koolhydraten, covalent gebonden combinaties
van C en water in 1:1 verhouding (CH2O)n (n= 3,4,5,6 of 7)
In waterige oplossingen vormen koolhydraten vaak ringstructuren
waarbij aldehyde of keton groep reageert met hydroxyl groep
Disachariden (vb. maltose, sucrose)
Polysachariden (vb. glycogeen, zetmeel, cellulose)
Glycoproteïnen = eiwitten met covalent gebonden
koolhydraatketens
Proteoglycanen = eiwit-koolhydraat combinaties met
gespecialiseerde polysacharideketens (glycosaminoglycanen of
GAGs)
Vetten (lipiden)
6 grote klassen qua structuur
Vetzuren = hydrofobe koolwaterstofketen gehecht aan
carboxylgroep (-COOH)
Afh. van of er geen, 1 of meerdere dubbele bindingen zijn tussen C-
atomen verzadigd, onverzadigde of poly-onverzadigde vetzuren
Triglyceriden (= triacylglycerols) = glycerol molecule gebonden
aan 3 vetzuurketens (het typische ‘vet’)
Fosfolipiden = fosfoglyceriden en sfingolipiden
Glycolipiden = vergelijkbaar met fosfolipiden maar met
koolhydraatgroep ipv. fosfaatgroep
Steroïden = als belangrijkste vertegenwoordiger in menselijk
lichaam cholesterol
Terpenen = met onder meer de carotenoïden zoals provitamine A
Veel plant geproduceerde terpenen hebben belangrijke
therapeutische effecten
3
1. Ontstaan van eukaryote cellen
° aarde = 4,6 miljard jaar geleden
Eerste sporen van leven: in rotsen (Australië en Z-Afrika) ontdekte
men microfossielen, lijkend op bacteriën, foto-autotrofe
organismen (= zelf voedsel maken door fotosynthese, gebruik
maken van de E van zonlicht)
In evolutie: ontstonden eerst prokaryoten
- Celmembraan omgeven door celwand
- Cytosol waarin katabolische en anabolische activiteiten
gebeuren
2 domeinen in prokaryoten:
- Archaea: prokaryoten die in externe milieus leven
- Bacteria
Uit prokaryoten eukaryoten ontstaan (onstaan uit archaea-achtige
voorouders)
Eukaryoten
- Uitgebreid systeem van interne cytomembranen1 E cel
veel groter volume (kernenvelop(= kernmembraan))
- Cytoskelet2 + motorisch systeem cel compartimentering
mogelijk + vermogen spontaan te bewegen (celmobiliteit)
+ steun`
- Complexe organisatie genoom + stikte ruimtelijke scheiding
van transcriptie en translatie sterke diversificatie van
gespecialiseerde eiwitten, celtypes en organismen
- ° mitochondriën, peroxisomen en plastiden (in planten)
energieproductie, ademhaling …. Deze organellen stammen
af van aërobe prokaryote endosymbionten die werden
opgenomen in cytoplasma aërobe gastcel. Dit leverde: zeer
eco energiebron + bescherming tegen reactieve O2,
waarvan de conc in de atmosfeer sterk was toegenomen.
Prokaryoten Eukaryoten
1-cellig 1-of meercellig
Celmembraan en celwand Celmembraan
Geen kern Kern
Circulair chromosoom in cytosol Chromosomen in kern
Niet gecompartimenteerd Organellen
Deling door doorsnoering Deling door mitose of meiose
1
= Celmembraan
2
Bestaat uit microfilamenten, microtubuli en intermediaire filamenten
1
,Deze cursus enkel eukaryote cel behandeld. Bacteriën en virussen.
2. De chemische bouwstenen van cellen
3 meest abundante biologische macromoleculen:
1) Eiwitten
2) Nucleïnezuren
3) Polysachariden
= polymeren = veel covalent gebonden monomeren
Eiwitten (proteïnen)
Lineaire polymeren
Tiental tot duizenden AZ
Gebonden door peptidebindingen
o Korte ketens (< 20-30 AZ) = peptide
o Langere ketens (tot 4000 AZ) = polypeptiden
Met eiwit bedoelt men polypeptide (of complex van
polypeptiden) met welbepaalde driedimensionale
structuur
Individueel AZ in keten = residu
o Karakteristieke structuur:
Centraal: koolstofatoom
4 chemische groepen
Amino groep (NH2)
Carboxyl groep (COOH)
H
Variabele groep (R), die de AZ onderscheidt en
bepaalde chemische karakteristieken toekent
o N-terminale (N-terminus) en C-terminale (C-terminus)
o Optische isomeren: L- als D-vormen (eiwitten enkel L-vormen)
(behalve glycine)
o Primaire structuur: wordt bepaald door specifieke
opeenvolging AZ/ polypeptideketens
o Secundaire structuur: ° door opvouwing gelokaliseerde
delen
o Tertiaire structuur: driedimensionale schikking van alle AZ
o Quaternaire structuur: beschrijft # en relatieve posities van
subnits
o Vormen driedimensionale structuur = conformatie gebeurd
spontaan
Soms vouwen bijgestaan door moleculaire chaperons3.
3
Moleculaire helper of chaperon zorgt Hsp90 ervoor dat andere eiwitten in de cel correct
gevouwen worden, en stabiliseert het ze bij hitte of andere problemen
2
, o Nat conformatie verbroken = denaturatie
Nucleïnezuren
Polysachariden
Bouwsteen = monosacharide
Monosachariden = koolhydraten, covalent gebonden combinaties
van C en water in 1:1 verhouding (CH2O)n (n= 3,4,5,6 of 7)
In waterige oplossingen vormen koolhydraten vaak ringstructuren
waarbij aldehyde of keton groep reageert met hydroxyl groep
Disachariden (vb. maltose, sucrose)
Polysachariden (vb. glycogeen, zetmeel, cellulose)
Glycoproteïnen = eiwitten met covalent gebonden
koolhydraatketens
Proteoglycanen = eiwit-koolhydraat combinaties met
gespecialiseerde polysacharideketens (glycosaminoglycanen of
GAGs)
Vetten (lipiden)
6 grote klassen qua structuur
Vetzuren = hydrofobe koolwaterstofketen gehecht aan
carboxylgroep (-COOH)
Afh. van of er geen, 1 of meerdere dubbele bindingen zijn tussen C-
atomen verzadigd, onverzadigde of poly-onverzadigde vetzuren
Triglyceriden (= triacylglycerols) = glycerol molecule gebonden
aan 3 vetzuurketens (het typische ‘vet’)
Fosfolipiden = fosfoglyceriden en sfingolipiden
Glycolipiden = vergelijkbaar met fosfolipiden maar met
koolhydraatgroep ipv. fosfaatgroep
Steroïden = als belangrijkste vertegenwoordiger in menselijk
lichaam cholesterol
Terpenen = met onder meer de carotenoïden zoals provitamine A
Veel plant geproduceerde terpenen hebben belangrijke
therapeutische effecten
3
