Hoofdstuk 2: Structuur en functie van de cel en
de celorganellen
In levende cellen onderscheidt men:
• Cytoplasma = waterig milieu tussen de celorganellen, bevat een zeer grote variatie aan biochemische
verbindingen, enzymen en grotere componenten, zoals ribosomen.
• Protplasma = gedeelte van de cel dat ingesloten wordt door de celwand
Protoplasten = cellen waarvan de celwand op kunstmatige wijze is verwijderd.
Levende wezens worden in twee duidelijke groepen onder gedeeld:
• Prokaryoten
• Eukaryoten
➔ Een van de belangrijkste stappen in de evolutie van prokaryoten naar eukaryoten was het verkrijgen van
mitochondriën.
2.1. Algemene structuur van de prokaryote cel
Prokaryoten → bacteriën en de blauwwieren
- Eenvoudige opbouw van hun cellen
- Geen intracellulaire compartimentering
- Kernzone bestaat maar is niet afgescheiden van het cytoplasma
- Soms mesosomen en thylakoïdstructuren → instulpingen van het plasmalemma → functie: oppervlak
plasmalemma vergroten en thylakoïdstructuren doen dienst bij de fotosynthese
- 1 µm groot (even groot als de mitochondriën van de eukaryote cellen)
- Bolvormig, staafvormig, langgerekt, spiraalvormig → maar variatie van de vorm is wel meer beperkt
- Tussen celwand en het plasmalemma → periplastische ruimte → komen specifieke enzymen in voor
- Op het oppervlak zijn er dikwijls kleine uitstekels: pili en soms een of meerder flagellen.
1
,2.2. Algemene structuur van de eukaryote cel
- Zeer grote variabiliteit van de uitwendige vorm
- Interne compartimentering → verschillende types van compartimenten hebben een eigen structuur en
functie → celorganellen
- Voornaamste: kern, mitochondriën, Golgi-apparaat, endoplasmatisch reticulum, lysosomen (dieren), vacuole
en chloroplasten (planten)
- Minder algemeen voorkomen: peroxisomen en glyoxisomen
- Verloop van genexpressie is opgedeeld in tijd en ruimte → daarom trager dan bij de prokaryote.
- 10-20 µm groot
Golgi-apparaat, tussenstation in de secretieweg!!
Eiwitten voor secretie weg bevatten nooit Methionine.
In de lumen van het RER gebeurt de glycolysering = enzymatisch proces
waarbij suikergroepen gekoppeld worden aan een eiwit.
2
,Overzicht van de cellulaire structuren
Gemeenschappelijk Plantaardige cel Dierlijke cel
- Kern met nucleolus en kernporiën - Lysosomen - Chloroplasten (en/of
- Mitochondriën - Glycocalyx andere plastide types)
- Golgi-complex - Centrosoom bestaande uit - Grote centrale vacuole
- Endoplasmatisch reticulum (SER en RER) twee centriolen (ook bij - Celwand
- Vet- en oliedruppeltjes fungi) - glyoxisomen
- Microtubuli
- Peroxisomen
- Partikels van onopgeloste reservestoffen
- Vrije ribosomen (eventueel in groepjes
als polysomen)
Kern, mitochondriën en chloroplasten hebben een dubbel membraan, alle andere organellen een enkel membraan.
Functies van de verschillende cellulaire structuren
Kern Bevat het genetisch materiaal, replicatie (DNA-synthese) en transcriptie (RNA-synthese)
Kernporiën: transport van mRNA naar cytoplasma
Nucleolus: synthese van ribosomaal RNA
Mitochondriën Belangrijkste plaats van energieproductie, O2-ademhaling, Krebs-cyclus en
elektronentransportketen, vetzuurafbraak (β-oxidatieweg)
Chloroplasten Fotosynthese
Plasmamembraan Chemische grens van de cel, selectieve opname van voedingsstoffen, excretie van afval-
of andere stoffen
Golgi-complex Onderdeel van de secretieweg van proteïnen → vormt secretievesikels met proteïnen
voor verschillende bestemmingen.
R.E.R. Synthese van proteïnen die bestemd zijn voor secretie en voor de andere doelen van de
secretieweg → vorming van vesikels voor transport naar Golgi-apparaat
S.E.R. Synthese van lipiden, detoxificatiereacties
Lysosomen Afbraak van macromoleculen tot het niveau van hun bouwstenen
Microtubuli Vorming van het cytoskelet, intracellulaire beweging, beweging van ciliën en flagellen
Peroxisomen Oxidatiereacties, afbraak van H2O2
Glyoxisomen Glyoxylzuurcyclus (onderdeel van de metabolische omzetting van C2-verbindingen in
suikers
Centriolen Vorming van de spoelfiguur bij de celdeling van dieren en fungi
Celwand Stevig omhulsel van plantencellen
Glycocalyx Slijmerig omhulsel van dierlijke cellen
Partikels van Voorraad van onoplosbare reservestoffen in korrelvorm (polysacchariden of proteïnen)
reservestoffen
Ribosomen Proteïnesynthese
Vacuole Hele reeks functies, waaronder waterreserve, opstapeling van reservestoffen, afbraak
van macromoleculen…
Olie- en vetdruppeltjes Lipidereserve
Cytosol / grondplasma Meeste reacties van het metabolisme
3
, De meeste plantaardige of dierlijke cellen bezitten een groot aantal van deze celstructuren. Wanneer een cel zich
hoofdzakelijk gaat toeleggen op één enkele functie → wanneer ze zich gaat differentiëren, zal het relatieve aantal van
de verschillende celstructuren drastisch veranderen. De celstructuur die voor deze functie verantwoordelijk is zal veel
meer voorkomen of zelfs de overhand nemen.
- Cellen die veel energie nodig hebben, zoals spiercellen → veel mitochondriën
- Fagocyterende cellen → veel lysosomen
- Jonge (meristematische) plantencellen → geen vacuole
- Rijpe plantencellen → vacuole neemt grootste deel van de cel in beslag
- Veel dierlijke cellen → geen glycogeenpartikels
- Levercellen → grote aantallen glycogeenpartikels
- Cellen van dierlijk vetweefsel → de cel bestaat in essentie uit één grote vetdruppel
- Secretiecellen kunnen vrijwel de gehele cellen gevuld zijn met ER of met golgi-apparaten
- Wortelcellen of cellen binnenin de stengel → geen chloroplasten
- …
Extreem geval van celdifferentiatie → bij oudere plantencellen die een dikke secundaire celwand ontwikkelen → kan
zo dik worden dat de rest van de cel afsterft → celwand behoudt alleen nog zijn steunfunctie → de functie van de cel
als geheel is volledig herleid tot één van de functies van de celstructuren, in dit geval de celwand.
Dierlijke cellen geen celwand → wel gelatine-slijmachtige omhulsel, de glycocalyx → verschilt sterk van dikte van cel
tot cel → bij epitheelcellen van het darmstelsel is de glycocalyx sterk ontwikkeld en bij levercellen bijna niet.
In alle cellen komt een kern voor, behalve in de rode bloedcellen bij de mens → ze hebben zich zodanig op één
functie toegelegd (O2-transport d.m.v. hemoglobine) dat zij de genetische informatie van de kern zelfs niet meer
nodig hebben → hun mRNA-moleculen moeten vrij stabiel zijn en hun levensduur niet lang kan zijn → in alle cellen
treedt er een continue turnover (afbraak en opbouw) van de celcomponenten op
2.3. Structuur en functie bij virussen en andere primitieve organismen
Zijn virussen levende wezens? → antwoord hangt af van welke definitie men geeft aan
levende wezens en aan leven in het algemeen → algemene karakteristiek van levende
wezens is dat ze zichzelf reproduceren → virussen reproduceren zichzelf niet → ze laten
zichzelf reproduceren door andere organismen
Structuur van virussen:
- Zeer eenvoudig in vergelijking met die van de andere levende organismen
- Op zeer hoog niveau in vergelijking met structuren in de dode natuur
➔ Ze bezitten een kern van genetisch materiaal met daarrond een proteïnemantel voor een fysische bescherming.
Het genetisch materiaal bevat alle informatie die nodig is voor de vermenigvuldiging van het virus door een
levende cel. Wanneer het virus in contact komt met de levende cel wordt het genetisch materiaal in de cel
overgebracht en zal het de cel verplichten dit genetisch materiaal te vermenigvuldigen en er nieuwe
proteïnemantels rond te maken. Het oorspronkelijke proteïnemantel van het infecterende virus komt niet mee de
cel binnen → het virus bevat dus geen enzymen of systemen die het toelaat zichzelf te vermenigvuldigen en ze
vertonen geen metabolisme: geen voeding, ademhaling, biosynthese…
De vorm en grootte van de proteïnemantel is zeer verscheiden
4
de celorganellen
In levende cellen onderscheidt men:
• Cytoplasma = waterig milieu tussen de celorganellen, bevat een zeer grote variatie aan biochemische
verbindingen, enzymen en grotere componenten, zoals ribosomen.
• Protplasma = gedeelte van de cel dat ingesloten wordt door de celwand
Protoplasten = cellen waarvan de celwand op kunstmatige wijze is verwijderd.
Levende wezens worden in twee duidelijke groepen onder gedeeld:
• Prokaryoten
• Eukaryoten
➔ Een van de belangrijkste stappen in de evolutie van prokaryoten naar eukaryoten was het verkrijgen van
mitochondriën.
2.1. Algemene structuur van de prokaryote cel
Prokaryoten → bacteriën en de blauwwieren
- Eenvoudige opbouw van hun cellen
- Geen intracellulaire compartimentering
- Kernzone bestaat maar is niet afgescheiden van het cytoplasma
- Soms mesosomen en thylakoïdstructuren → instulpingen van het plasmalemma → functie: oppervlak
plasmalemma vergroten en thylakoïdstructuren doen dienst bij de fotosynthese
- 1 µm groot (even groot als de mitochondriën van de eukaryote cellen)
- Bolvormig, staafvormig, langgerekt, spiraalvormig → maar variatie van de vorm is wel meer beperkt
- Tussen celwand en het plasmalemma → periplastische ruimte → komen specifieke enzymen in voor
- Op het oppervlak zijn er dikwijls kleine uitstekels: pili en soms een of meerder flagellen.
1
,2.2. Algemene structuur van de eukaryote cel
- Zeer grote variabiliteit van de uitwendige vorm
- Interne compartimentering → verschillende types van compartimenten hebben een eigen structuur en
functie → celorganellen
- Voornaamste: kern, mitochondriën, Golgi-apparaat, endoplasmatisch reticulum, lysosomen (dieren), vacuole
en chloroplasten (planten)
- Minder algemeen voorkomen: peroxisomen en glyoxisomen
- Verloop van genexpressie is opgedeeld in tijd en ruimte → daarom trager dan bij de prokaryote.
- 10-20 µm groot
Golgi-apparaat, tussenstation in de secretieweg!!
Eiwitten voor secretie weg bevatten nooit Methionine.
In de lumen van het RER gebeurt de glycolysering = enzymatisch proces
waarbij suikergroepen gekoppeld worden aan een eiwit.
2
,Overzicht van de cellulaire structuren
Gemeenschappelijk Plantaardige cel Dierlijke cel
- Kern met nucleolus en kernporiën - Lysosomen - Chloroplasten (en/of
- Mitochondriën - Glycocalyx andere plastide types)
- Golgi-complex - Centrosoom bestaande uit - Grote centrale vacuole
- Endoplasmatisch reticulum (SER en RER) twee centriolen (ook bij - Celwand
- Vet- en oliedruppeltjes fungi) - glyoxisomen
- Microtubuli
- Peroxisomen
- Partikels van onopgeloste reservestoffen
- Vrije ribosomen (eventueel in groepjes
als polysomen)
Kern, mitochondriën en chloroplasten hebben een dubbel membraan, alle andere organellen een enkel membraan.
Functies van de verschillende cellulaire structuren
Kern Bevat het genetisch materiaal, replicatie (DNA-synthese) en transcriptie (RNA-synthese)
Kernporiën: transport van mRNA naar cytoplasma
Nucleolus: synthese van ribosomaal RNA
Mitochondriën Belangrijkste plaats van energieproductie, O2-ademhaling, Krebs-cyclus en
elektronentransportketen, vetzuurafbraak (β-oxidatieweg)
Chloroplasten Fotosynthese
Plasmamembraan Chemische grens van de cel, selectieve opname van voedingsstoffen, excretie van afval-
of andere stoffen
Golgi-complex Onderdeel van de secretieweg van proteïnen → vormt secretievesikels met proteïnen
voor verschillende bestemmingen.
R.E.R. Synthese van proteïnen die bestemd zijn voor secretie en voor de andere doelen van de
secretieweg → vorming van vesikels voor transport naar Golgi-apparaat
S.E.R. Synthese van lipiden, detoxificatiereacties
Lysosomen Afbraak van macromoleculen tot het niveau van hun bouwstenen
Microtubuli Vorming van het cytoskelet, intracellulaire beweging, beweging van ciliën en flagellen
Peroxisomen Oxidatiereacties, afbraak van H2O2
Glyoxisomen Glyoxylzuurcyclus (onderdeel van de metabolische omzetting van C2-verbindingen in
suikers
Centriolen Vorming van de spoelfiguur bij de celdeling van dieren en fungi
Celwand Stevig omhulsel van plantencellen
Glycocalyx Slijmerig omhulsel van dierlijke cellen
Partikels van Voorraad van onoplosbare reservestoffen in korrelvorm (polysacchariden of proteïnen)
reservestoffen
Ribosomen Proteïnesynthese
Vacuole Hele reeks functies, waaronder waterreserve, opstapeling van reservestoffen, afbraak
van macromoleculen…
Olie- en vetdruppeltjes Lipidereserve
Cytosol / grondplasma Meeste reacties van het metabolisme
3
, De meeste plantaardige of dierlijke cellen bezitten een groot aantal van deze celstructuren. Wanneer een cel zich
hoofdzakelijk gaat toeleggen op één enkele functie → wanneer ze zich gaat differentiëren, zal het relatieve aantal van
de verschillende celstructuren drastisch veranderen. De celstructuur die voor deze functie verantwoordelijk is zal veel
meer voorkomen of zelfs de overhand nemen.
- Cellen die veel energie nodig hebben, zoals spiercellen → veel mitochondriën
- Fagocyterende cellen → veel lysosomen
- Jonge (meristematische) plantencellen → geen vacuole
- Rijpe plantencellen → vacuole neemt grootste deel van de cel in beslag
- Veel dierlijke cellen → geen glycogeenpartikels
- Levercellen → grote aantallen glycogeenpartikels
- Cellen van dierlijk vetweefsel → de cel bestaat in essentie uit één grote vetdruppel
- Secretiecellen kunnen vrijwel de gehele cellen gevuld zijn met ER of met golgi-apparaten
- Wortelcellen of cellen binnenin de stengel → geen chloroplasten
- …
Extreem geval van celdifferentiatie → bij oudere plantencellen die een dikke secundaire celwand ontwikkelen → kan
zo dik worden dat de rest van de cel afsterft → celwand behoudt alleen nog zijn steunfunctie → de functie van de cel
als geheel is volledig herleid tot één van de functies van de celstructuren, in dit geval de celwand.
Dierlijke cellen geen celwand → wel gelatine-slijmachtige omhulsel, de glycocalyx → verschilt sterk van dikte van cel
tot cel → bij epitheelcellen van het darmstelsel is de glycocalyx sterk ontwikkeld en bij levercellen bijna niet.
In alle cellen komt een kern voor, behalve in de rode bloedcellen bij de mens → ze hebben zich zodanig op één
functie toegelegd (O2-transport d.m.v. hemoglobine) dat zij de genetische informatie van de kern zelfs niet meer
nodig hebben → hun mRNA-moleculen moeten vrij stabiel zijn en hun levensduur niet lang kan zijn → in alle cellen
treedt er een continue turnover (afbraak en opbouw) van de celcomponenten op
2.3. Structuur en functie bij virussen en andere primitieve organismen
Zijn virussen levende wezens? → antwoord hangt af van welke definitie men geeft aan
levende wezens en aan leven in het algemeen → algemene karakteristiek van levende
wezens is dat ze zichzelf reproduceren → virussen reproduceren zichzelf niet → ze laten
zichzelf reproduceren door andere organismen
Structuur van virussen:
- Zeer eenvoudig in vergelijking met die van de andere levende organismen
- Op zeer hoog niveau in vergelijking met structuren in de dode natuur
➔ Ze bezitten een kern van genetisch materiaal met daarrond een proteïnemantel voor een fysische bescherming.
Het genetisch materiaal bevat alle informatie die nodig is voor de vermenigvuldiging van het virus door een
levende cel. Wanneer het virus in contact komt met de levende cel wordt het genetisch materiaal in de cel
overgebracht en zal het de cel verplichten dit genetisch materiaal te vermenigvuldigen en er nieuwe
proteïnemantels rond te maken. Het oorspronkelijke proteïnemantel van het infecterende virus komt niet mee de
cel binnen → het virus bevat dus geen enzymen of systemen die het toelaat zichzelf te vermenigvuldigen en ze
vertonen geen metabolisme: geen voeding, ademhaling, biosynthese…
De vorm en grootte van de proteïnemantel is zeer verscheiden
4
