Moleculaire celbiologie, deel 1
HOOFDSTUK 1. INTRODUCTIE TOT CELLEN .............................................................................. 3
HOOFDSTUK 2. CHEMISCHE COMPONENTEN VAN DE CEL ....................................................... 9
1. INLEIDING ..................................................................................................................................9
2. CHEMISCHE BEGRIPPEN .................................................................................................................9
3. SOORTEN BINDINGEN .................................................................................................................. 10
4. KLEINE MOLECULEN IN CELLEN ...................................................................................................... 13
4.1. Suikers ........................................................................................................................... 13
4.2. Vetzuren ......................................................................................................................... 15
4.3. Aminozuren .................................................................................................................... 17
4.4. Nucleotiden ................................................................................................................... 18
4.5. Van subeenheid naar macromolecule .............................................................................. 20
HOOFDSTUK 3. ENERGIE, KATALYSE & BIOSYNTHESE ..............................................................22
1. ENERGIEGEBRUIK IN CELLEN.......................................................................................................... 22
2. VRIJE ENERGIE & KATALYSE ............................................................................................................ 24
3. GEACTIVEERDE ENERGIE-OVERDRAGERS & BIOSYNTHESE ...................................................................... 26
HOOFDSTUK 4. DE STRUCTUUR & FUNCTIE VAN EIWITTEN ......................................................29
1. EIWITFUNCTIES .......................................................................................................................... 29
2. VORM & STRUCTUUR VAN EIWITTEN ................................................................................................. 30
2.1. Groepen van aminozuren ................................................................................................ 30
2.2. Peptide-ruggengraat ........................................................................................................ 31
2.3. Denaturatie & renaturatie van eiwitten .............................................................................. 31
2.4. Voorstellingswijzen vd structuur van eiwitten .................................................................... 32
2.5. Eiwitdomein ................................................................................................................... 33
2.6. Eiwitfamilies ................................................................................................................... 34
3. HOE WERKEN EIWITTEN ?.............................................................................................................. 35
3.1. Binding van andere moleculen ......................................................................................... 35
3.2. Enkele eiwitten met specifieke functies ............................................................................ 35
4. HOE WORDEN EIWITTEN GEREGELD ? ............................................................................................... 39
5. HOE WORDEN EIWITTEN BESTUDEERD ?............................................................................................ 41
5.1. Studie van aanmaak van eiwitten ..................................................................................... 41
5.2. Opzuivering van eiwitten .................................................................................................. 41
HOOFDSTUK 5. DNA & CHROMOSOMEN .................................................................................43
1. DE STRUCTUUR VAN DNA ............................................................................................................. 43
1.1. Waar zit genetisch materiaal? .......................................................................................... 43
1.2. De structuur van DNA ...................................................................................................... 44
2. STRUCTUUR VAN EUKARYOTE CHROMOSOMEN ................................................................................... 44
3. REGELING VAN CHROMATINESTRUCTUUR .......................................................................................... 47
HOOFDSTUK 6. DNA : REPLICATIE, FOUTENHERSTEL & RECOMBINATIE ....................................49
1. DNA REPLICATIE ........................................................................................................................ 49
1.1. Vinden van juiste model .................................................................................................. 49
1.2. Replicatie ....................................................................................................................... 50
1.3. DNA-polymerase ............................................................................................................ 51
1.4. Chromosoomuiteinden (telomeren) ................................................................................. 53
2. DNA BESCHADIGING & HERSTEL .................................................................................................... 53
,HOOFDSTUK 7. VAN DNA TOT PROTEÏNE .................................................................................55
1. DNA VS RNA ............................................................................................................................ 56
2. VAN DNA NAAR RNA .................................................................................................................. 56
2.1. Transcriptie .................................................................................................................... 56
3. VAN RNA NAAR PROTEÏNE ............................................................................................................. 60
3.1. tRNA .............................................................................................................................. 61
3.2. Translatie in eukaryoten ................................................................................................. 62
3.3. Translatie bij prokaryoten ............................................................................................... 64
3.4. Overzicht eiwitsynthese in eukaryoten .............................................................................. 65
3.5. Evolutie .......................................................................................................................... 66
HOOFDSTUK 13. HOE KUNNEN CELLEN E HALEN UIT VOEDSEL ? ...............................................67
1. AFBRAAK & GEBRUIK VAN VETTEN & SUIKERS ...................................................................................... 67
1.1. Metabolisme .................................................................................................................. 67
2. GLYCOLYSE ............................................................................................................................... 69
2.2. Krebcyclus ..................................................................................................................... 76
3. AANMAAK VAN GLUCOSE .............................................................................................................. 80
3.1. Gluconeogenese ............................................................................................................ 80
3.2. Afbraak van glycogeenreserves ........................................................................................ 81
3.3. 3 E-systemen voor spierarbeid ......................................................................................... 82
2
, Hoofdstuk 1. Introductie tot cellen
Cytologie : beschrijving van celstructuur & organellen (optische technieken)
Biochemie : chemie van de cel (macromoleculen + bouwstenen), metabolisme,
signaaltransductie, …
Genetica : erfelijke informatie (DNA)
Levend organisme : bestaan uit 1 of meerdere cellen
Cel = basisstructuur van het leven
Cel → weefsel → organen
Cellen onder de microscoop
Lichtmicroscoop -> al van 17e eeuw
-> nog altijd zelfde concept
-> ook al celdeling kunnen tekenen
Resolutie = hoever moeten objecten gescheiden zijn om ze als afzonderlijke entiteiten te
kunnen waarnemen
Detectie van fluorecente kleurstoffen :
Confocale fluorescentie microscoop
‘-> gebruik van laserstraal om
fluorescent gekleurd object
te scannen
Levende cellen hebben zelfde basis-chemie & reproduceren zichzelf mbv auto-katalytisch proces
3
, Prokaryote vs eukaryote cel
Prokaryoten : vormen meest diverse cellen & uitgebreidste groep op aarde
Bacteriën & archaea
Hebben geen celorganellen
Eukaryoten : planten & dieren & fungi
Hebben celorganellen
Prokaryoten
Escherichia coli = model organisme / bacterie
Sulfaat bacterie -> E van waterstofsulfide (H2S) <-‘
-> photosynthese
Archeale cel
Houdt via membraanuitstulpingen enkele prokaryoten cellen vast
Eukaryoten
Gistcellen = modelorganisme
-> delen door afsplitsen van ‘knop’
Celorganellen :
1. Celkern
Omgeven door celmembraan
4
HOOFDSTUK 1. INTRODUCTIE TOT CELLEN .............................................................................. 3
HOOFDSTUK 2. CHEMISCHE COMPONENTEN VAN DE CEL ....................................................... 9
1. INLEIDING ..................................................................................................................................9
2. CHEMISCHE BEGRIPPEN .................................................................................................................9
3. SOORTEN BINDINGEN .................................................................................................................. 10
4. KLEINE MOLECULEN IN CELLEN ...................................................................................................... 13
4.1. Suikers ........................................................................................................................... 13
4.2. Vetzuren ......................................................................................................................... 15
4.3. Aminozuren .................................................................................................................... 17
4.4. Nucleotiden ................................................................................................................... 18
4.5. Van subeenheid naar macromolecule .............................................................................. 20
HOOFDSTUK 3. ENERGIE, KATALYSE & BIOSYNTHESE ..............................................................22
1. ENERGIEGEBRUIK IN CELLEN.......................................................................................................... 22
2. VRIJE ENERGIE & KATALYSE ............................................................................................................ 24
3. GEACTIVEERDE ENERGIE-OVERDRAGERS & BIOSYNTHESE ...................................................................... 26
HOOFDSTUK 4. DE STRUCTUUR & FUNCTIE VAN EIWITTEN ......................................................29
1. EIWITFUNCTIES .......................................................................................................................... 29
2. VORM & STRUCTUUR VAN EIWITTEN ................................................................................................. 30
2.1. Groepen van aminozuren ................................................................................................ 30
2.2. Peptide-ruggengraat ........................................................................................................ 31
2.3. Denaturatie & renaturatie van eiwitten .............................................................................. 31
2.4. Voorstellingswijzen vd structuur van eiwitten .................................................................... 32
2.5. Eiwitdomein ................................................................................................................... 33
2.6. Eiwitfamilies ................................................................................................................... 34
3. HOE WERKEN EIWITTEN ?.............................................................................................................. 35
3.1. Binding van andere moleculen ......................................................................................... 35
3.2. Enkele eiwitten met specifieke functies ............................................................................ 35
4. HOE WORDEN EIWITTEN GEREGELD ? ............................................................................................... 39
5. HOE WORDEN EIWITTEN BESTUDEERD ?............................................................................................ 41
5.1. Studie van aanmaak van eiwitten ..................................................................................... 41
5.2. Opzuivering van eiwitten .................................................................................................. 41
HOOFDSTUK 5. DNA & CHROMOSOMEN .................................................................................43
1. DE STRUCTUUR VAN DNA ............................................................................................................. 43
1.1. Waar zit genetisch materiaal? .......................................................................................... 43
1.2. De structuur van DNA ...................................................................................................... 44
2. STRUCTUUR VAN EUKARYOTE CHROMOSOMEN ................................................................................... 44
3. REGELING VAN CHROMATINESTRUCTUUR .......................................................................................... 47
HOOFDSTUK 6. DNA : REPLICATIE, FOUTENHERSTEL & RECOMBINATIE ....................................49
1. DNA REPLICATIE ........................................................................................................................ 49
1.1. Vinden van juiste model .................................................................................................. 49
1.2. Replicatie ....................................................................................................................... 50
1.3. DNA-polymerase ............................................................................................................ 51
1.4. Chromosoomuiteinden (telomeren) ................................................................................. 53
2. DNA BESCHADIGING & HERSTEL .................................................................................................... 53
,HOOFDSTUK 7. VAN DNA TOT PROTEÏNE .................................................................................55
1. DNA VS RNA ............................................................................................................................ 56
2. VAN DNA NAAR RNA .................................................................................................................. 56
2.1. Transcriptie .................................................................................................................... 56
3. VAN RNA NAAR PROTEÏNE ............................................................................................................. 60
3.1. tRNA .............................................................................................................................. 61
3.2. Translatie in eukaryoten ................................................................................................. 62
3.3. Translatie bij prokaryoten ............................................................................................... 64
3.4. Overzicht eiwitsynthese in eukaryoten .............................................................................. 65
3.5. Evolutie .......................................................................................................................... 66
HOOFDSTUK 13. HOE KUNNEN CELLEN E HALEN UIT VOEDSEL ? ...............................................67
1. AFBRAAK & GEBRUIK VAN VETTEN & SUIKERS ...................................................................................... 67
1.1. Metabolisme .................................................................................................................. 67
2. GLYCOLYSE ............................................................................................................................... 69
2.2. Krebcyclus ..................................................................................................................... 76
3. AANMAAK VAN GLUCOSE .............................................................................................................. 80
3.1. Gluconeogenese ............................................................................................................ 80
3.2. Afbraak van glycogeenreserves ........................................................................................ 81
3.3. 3 E-systemen voor spierarbeid ......................................................................................... 82
2
, Hoofdstuk 1. Introductie tot cellen
Cytologie : beschrijving van celstructuur & organellen (optische technieken)
Biochemie : chemie van de cel (macromoleculen + bouwstenen), metabolisme,
signaaltransductie, …
Genetica : erfelijke informatie (DNA)
Levend organisme : bestaan uit 1 of meerdere cellen
Cel = basisstructuur van het leven
Cel → weefsel → organen
Cellen onder de microscoop
Lichtmicroscoop -> al van 17e eeuw
-> nog altijd zelfde concept
-> ook al celdeling kunnen tekenen
Resolutie = hoever moeten objecten gescheiden zijn om ze als afzonderlijke entiteiten te
kunnen waarnemen
Detectie van fluorecente kleurstoffen :
Confocale fluorescentie microscoop
‘-> gebruik van laserstraal om
fluorescent gekleurd object
te scannen
Levende cellen hebben zelfde basis-chemie & reproduceren zichzelf mbv auto-katalytisch proces
3
, Prokaryote vs eukaryote cel
Prokaryoten : vormen meest diverse cellen & uitgebreidste groep op aarde
Bacteriën & archaea
Hebben geen celorganellen
Eukaryoten : planten & dieren & fungi
Hebben celorganellen
Prokaryoten
Escherichia coli = model organisme / bacterie
Sulfaat bacterie -> E van waterstofsulfide (H2S) <-‘
-> photosynthese
Archeale cel
Houdt via membraanuitstulpingen enkele prokaryoten cellen vast
Eukaryoten
Gistcellen = modelorganisme
-> delen door afsplitsen van ‘knop’
Celorganellen :
1. Celkern
Omgeven door celmembraan
4
