Hoofdstuk 1
Alle cellen hebben dezelfde biochemie: cellen bestaan merendeel uit water, al de rest zijn
macromoleculen -> dit is DNA, RNA, proteïnen, lipiden, suikers, metabolieten
Cellen zijn heel divers: 1. huidmondjes waardoor de cel kan ademen
2. spiercellen
3. fibroblast
4. E. coli bacterie
5. gistcellen
6. macrofaag die instaat is om andere op te nemen
7. macrofaag gehecht aan substraat
8. neuron
9. spermacel
10. bacterie
11. adipocyten
12. uitstulping van een plant
13. microvilli
14. eicel met spermacellen
15. rode bloedcel
fylogenetische boom = toename van complexiteit en verdere afstand van moleculaire
verwantschap: rode tak maakt het verschil tussen prokaryoten (bacteriën/eencelligen) en
eukaryoten ( meercellige/complex)
Pro- en eukaryoten verschillen in complexiteit
prokaryoten: hebben in het midden circulair DNA met daarrond andere celorganellen
eukaryoten: incompartimenten die celorganellen scheidt + heeft celkern
Kenmerken van de cel (IBGRRI)
Cel is een cel omdat ze een eigen identiteit heeft: ze kan alleen maar bestaan als ze
afgesloten is van haar omgeving
Biochemie
Groei en metabolisme: ze moeten materiaal opnemen om te kunnen groeien en
afbreken om bepaalde processen te kunnen ondergaan
Klonale verdubbeling van de cel zodat het volledig genoom kan doorgegeven worden
Cellen staan constant in communicatie met elkaar en reageren op chemische of fysische
impulsen -> signaalverwerving en vertaling
Cellen kunnen alleen hun taken uitvoeren als ze daarvoor geprogrammeerd zijn: slechts
een fractie van het volledige genoom, aanwezig in alle cellen, zal selectief w
aangesproken en vertaald
De eukaryote cel is gecompartimentaliseerd: in het midden hele grote ronde kern met
daarrond afgeplatte membranen die afsluiten de cel is heel gecompartimentaliseert en
dens
.
,Verschillen met plantencel: plantencellen hebben meer celorganellen, nl. chloroplasten ->
staan in voor de productie van zuurstof + organellen worden tegen de rand gedrukt door de
vacuole. Die gevuld is met water. Plantencel zuigt zich vol met water waardoor de
celorganellen aan de zijkant worden gedrukt. De cel kan niet ontploffen want die hebben
extra wand die daarvoor zorgt dat die niet openbarst
Dankzij plasmamembraan hebben cellen een celbinnenste , cytoplasma, en een buitenste,
extracellulair milieu. De buitenzijde van de cel is heel sterk versuikerd glycocalyx die de
cel mee beschermt
Plantencellen hebben bovenop die plasmamebraan, nog een stevigere wand liggen, de
celwand
De celkern is het informatiecentrum: de allergrootste stuctuur (10 micrometer)
De celkern omsluit het erfelijk materiaal: als 1 chromosoom volledig w losgerold is dat 4 cm
Het erfelijk materiaal wordt verdubbeld
links: al verdubbelde chromosomen en zijn klaar om verdeelt te worden tussen 2 nieuwe
dochtercellen
De celkern is het informatiecentrum: centraal dogma = DNA selectief afscheiden
Transcriptie gebeurt in de kern en translatie in het cytoplasma in ribosomen
Endomembraansysteem : reeks van organellen die met elkaar gekoppeld zijn en die eiwitten
voorbestemmen om naar buiten getransporteert te worden.
Het endomembraansysteem sorteert eiwitten: In de cel is constante aanvoer en afvoer van
materiaal en belangrijkste daarbij is eiwitten die gesynthetiseerd worden om naar buiten te
transporteren. Meestal wordt wat opgenomen wordt niet in de juiste vorm beschikbaar voor
de cel en moet dat nog afgebroken worden in zijn bouwstenen om daar trg macromoleculen
van te kunnen maken. Het w afgebroken in lysosomen en die kunnen ook celeigen materiaal
afbreken
Vervoer via vesikels: vervoer tussen de verschillende compartimenten = vesiculair transport
De cel haalt zijn energie om die processen te sturen van mitochondrium en bij de plantencel
ook choloplasten. Maken ATP aan. Mitochindrium hebben 2 membranen en hebben eigen
circulair DNA
Endosymbiont theorie: mitochondrium was vroeger oercel die alleen was en later
opgenomen als celorganel in de cel
Cytoskelet houdt de celorganellen in stand en voorziet van structuur
Motoreiwitten dragen vesikels over microtubuli doorheen de cel om gericht transport
mogelijk te maken. Die verbrandt energie terwijl die beweegt.
.
,De cel streeft naar homeostase: 2 heel belangrijke processen: moleculaire schakelaars die
zoals een lichtknop aan - en uit gezet kunnen worden die constant gebruikt worden bij al die
processen.
1. fosforylatie switch: een fosfaatgroep op of af een eiwit nemen -> voldoende op een eiwit
te in of de activeren
2. GTP-ase = enzym die GTP kan verbranden/binden -> zal heel snel iets actief of inactief
kunnen maken
Cellen vormen fysieke verbindingen: De cel hecht niet met zijn volledig oppervlak, maar met
vingertipjes aan een oppervlak (P-selectines). De cel is mechanisch verbonden met de
buitenwereld en haar binnenste via dergelijke verbindingen
Concepten van deze les:
Dat cellen divers zijn maar kunnen verbonden worden op basis van evolutionair
verwantschap
Dat er verschillende gemeenschappelijke aspecten aan alle cellen en dat sommige cellen
gegroeid zijn tot de eukaryote cel die er nu is, waarschijnlijk door de endosymbiose
https://www.youtube.com/watch?v=yKW4F0Nu-UY
Hoofdstuk 2
De cel heeft haar identiteit en die verwerft ze bij gratie van een omhulsel -> de
plasmamembraan
Geel aangeduide structuur = plasmamembraan
Functies:
1. barrière vormen tussen interne en externe milieus van de cel => Voordeel barrière:
selectief transport / uitwisselings proces
2. Op verschillende plaatsen openingen/gereguleerde mechanismen om materiaal te gaan
opnemen van buitenwereld en af te geven
3. Membranen niet enkel gelimiteerd tot enkel de buitenste plasmamembraan maar vinden
we ook terug bij enkele kleinere organellen zoals mitochondria, peroxisomen, choloplasten,
celkern grote voordeel: het maakt dat er kleinere volumes zijn waarin bepaalde processen
zich kunnen gaan voordoen, daardoor kunnen verschillende processen naast elkaar binnenin
dat zelfde compartiment gebeuren vb. eenderzijds energiesynthese in mitochondria en
anderzijds afbraak v materiaal in lysosomen
Doordat het veel kleinere volumes zijn, vraagt het veel minder energie voor dat proces,
gebeurd dus veel sneller en is dus efficienter
4. Plasmamembraan dient ook als interfase, communicatiemiddel van de cel -> op die
membraan zitten receptoren/ontvangers/sensoren waarmee de cel haar omgeving kan
aftasten en kan reageren door signalen te registreren -> signaalcaptaciemechanisme
5. Cel cel interacties
Samenstelling van de membraan, geldt ook voor de interne membranen van de organellen
.
,Viskeuze zee, olieachtige zee die de volledige cel omhult -> vormt scheiding tussen 2
waterige milieus , de buitenwereld en de interne cytoplasma
Binnenin die lipiden achtige substantie drijven ijsbergen van proteïnen rond (ijsbergtheorie)
50% van de totale massa van het membraan zijn eiwitten (paarse structuren)
Dus 2 grote componenten: lipiden en proteïnen
Membraanlipiden: bestaan uit 2 grote domeinen: heel lange koolwaterstofverbindingen met
een hydrofiele kop en hydrofobe staart (waterafstotend)
Bij cc in water gaan die proberen hun vetzuurstaarten zo ver mog. weg te richten van het
water -> hydrofiele kop gericht naar het water
Ontstaan van dubbele laag: kop gericht naar hydrofiele, waterige omgeving en die hydrofobe
staarten steken weg in het binnenste
Zowel hydrofiel als hydrofoob = amfipatisch karakter
Daardoor is dit een goede barrière want alle mogelijke opgeloste molecule die beetje
hydrofiel zijn gaan nooit zomaar doorheen deze kunnen
Door een thermodynamisch evenwicht dat ontstaat wnr amfipatische lipiden in contact
komen met waterige milieu sferische structuur
3 grote types van lipiden in de plasmamembraan: fosfolipide, sterolen en glycolipiden
Het merendeel van alle lipiden in het membraan zijn fosfolipiden: bestaat uit ruggegraat van
glycerol met daarop 2 lange vetzuurstaartketens gebonden en een hydrofiele molecule
gebonden (kan aminozuur of suikergroep zijn) die gekoppeld is met dat glycerol via een
fosfaatgroep
Te kennen fosfolipiden: fosfatidylcholine, fosfatidylethanolamine, fosfatidylserine,
fosfatidylinositol
Glycolipiden hebben backbone van serine en hebben 2 lange vetzuurstaartketens met
hydrofiel domein (altijd een suiker) , er is geen fosfaatverbinding maar die is rechtstreeks
gebonden aan serine
Alles wat een suikergroep heeft zit aan de buitenkant van het plasmamembraan, die dienen
voor bescherming en herkenning. Vb van herkenning : bloedgroepen: de RBC hebben aan de
buitenzijde een glycolipide dat zal dienen voor celherkenning van celeigen materiaal ->
bloedgroepen A, B, AB, O is bepaald door type van glycolipide
Mensen met bloedgroep type A hebben een specifiek glycolipide dat type A w genoemd,
hetzelfde voor B, AB en O. Wanneer wij geconfronteerd worden met een bloedgroeptype
waar wij niet over beschikken, dan gaan we imuunrespons tegen beschikken. We maken
onze imuunrespons door antilichamen aan te maken tegen de andere cathegorie.
Iemand met bloedgroeptype AB zal geen antilichamen aanmaken omdat die over die beide
epitopen beschikt = universele acceptor, heeft geen imuunrespons tegen beide
Iemand met bloedgroeptype O heeft geen van beide epitopen en zal dus de perfecte
universele donor zijn want dat bloed zal niet herkent en vernietigd worden door de acceptor
.
, Heel eenvoudige test om te weten welke bloedgroeptype je bent: antilichamen bij een
druppeltje bloed voegen. Indien er herkenning is, zal die antilichaam zich vasthangen aan die
cellen en zal samenklonteren -> aglunitatie : dat type bloedcel/bloedgroep is aanwezig
Sterolen is heel hydrofobe molecule, maar is toch amfipatisch omdat die nog beschikt over
hydrofiele hydroxyl groep
Sterolen zijn veel kleiner en bevinden zich dan ook tussen die grote fosfolipiden en
glycolipiden nestelen. Ze verstevigen het membraan, zonder sterolen vallen die uiteen.
Hoe verhoudingen/ bevinden zich in het membraan: Membraan is continu in flux. Geen
enkel van die lipiden is met elkaar verankerd, die kunnen overal tussen navigeren maar best
moeilijk. Die kunnen perfect rond hun as draaien en er is mogelijkheid tot diffusie. Wat niet
vlot verloopt is een beweging van de bovenste laag naar de onderste laag, want de
hydrofiele groep kan moeilijk doorheen die hydrofobe staart = flipflop -> gebeurt wel zeer
vaak maar is energetisch veel eisend dus wordt geholpen door enzymen; energetisch niet
efficient, kost teveel energie
Temperatuursafhankelijkheid: Wanneer we die membraan enorm zouden afkoelen, wordt
die niet meer viskeus maar gelei achtig (hard)
De transitie dat gebeurt om van vloeibaar/viskeus naar vast/gel-achtig gaan = fase-transitie
temperatuur
Hoe lager die fase-transitie temperatuur is, hoe langer dat die membraan zijn viskeuziteit
bewaard. Dit is essentieel want alles in de cel hoort te bewegen, als dit niet meer kan
gebeuren is de cel dood. We moeten ten alle tijden vermijden dat we naar die harde/gel-
achtige situatie gaan
Wij als mensen zijn warmbloedig en kunnen ons lichaamstemperatuur reguleren dus geen
probleem. Maar sommige koudbloedige dieren hebben niet echt een manier om hun
temperatuur te reguleren: dan kan je de samenstelling van het membraan veranderen om
die fase transitie temperatuur te verlagen. Een manier om ervoor te zorgen dat die
membraan niet hard wordt, is om ervoor te zorgen dat die lipideketens wat meer open staan
door meer polyonverzadigdheden toe te voegen (dubbele bindingen) in membraan.
2e manier: lengte van de koolwaterstofketens verkorten, dan gaan die meer open staan ->
lagere fase-transitie temperatuur
3e manier: cholesterol verstevigd de membraan, dus de aanwezigheid van cholestol maakt
het membraan minder viskeus maakt bij 37 graden. Dus hoe meer cholestrol we toevoegen,
hoe lager de fase-transitie temperatuur
Andere eigenschappen van die vetten in die membraan:
- die zijn niet homogeen verdeeld dus heterogeen
Stel we mengen in water fosfatidylcholine samen met sfingomyeline -> 1 op 1 verhouding :
er ontstaat rode bol, homogeen verdeelt
Maar als we daaraan cholestol toevoegen (1:1:1 verhouding) -> ontstaan patches, dus geen
homogene verdeling, bepaalde vetten beginnen te accumuleren
Verdikkingen van membraan, gaan specifieke lipiden zoals glycolipiden ophopen = lipid rafts
- membranen zijn asymetrisch: buitenste lipidenlaag is niet hetzelfde als de binnenste qua
samenstelling. Want alles wat suiker bevat zit aan de buitenkant, dus de binnenkant heeft
.