HOOFDSTUK 1: DE STRUCTURELE
ORGANISATIE VAN CELLEN
1 Soorten cellen en evolutie
1.1 Classificatie van cellen
PROKARYOTEN EUKARYOTEN
Archaebacteriën en eubacteriën* Gisten, amoebes, groene algen, planten,
vertebraten
Geen kern Kern
Geen celorganellen Organellen
Geen cytoskelet cytoskelet
Celwand Soms celwand
Meestal 1-celligen 1-celligen en multicellulair
DNA: 1 circulair molecule DNA : 1 of meer lineaire moleculen
1 – 5 . 106 baseparen 1,5 . 107 – 5.109 baseparen
* eubacteriën: - zowel onschadelijke als ziekteverwekkende
- afmetingen: paar μm en sferisch/ staafvormig
- reproduceren snel
* archaebacteriën : - afgesplitst tijdens de evolutie
- voorkomen in extreme omstandigheden ( warmwaterbronnen 80°C ,
sedimenten in de zee zonder zuurstof , zuur milieu in maag van
herkauwer)
- lijken sterk op eukaryoten
1.2 Evolutie van de verschillende celtypes
Oorspronkelijk (4,2 biljoen jaar geleden):
1 prokaryoot celtype waaruit nadien 3 celtypes ontstaan zijn:
▪ Eubacteriën
▪ Archaebacteriën ⟶ meer verwant met eukaryoten dan eubacteriën
▪ Eukaryoten
Kritische stap
= het ontstaan van cellen die celorganellen bevatten.
↪ Aangenomen dat een prokaryoten cel geassocieerd heeft
met een voorloper cel van de eukaryoten.
↪ Argumenten voor deze theorie:
▪ Vermeerderen in aantal door te delen
▪ Hebben eigen DNA
▪ Mitochondriën en chloroplasten ~ even groot als bacteriën.
▪ Organellen hebben eigen ribosomen die meer op die van prokaryote cellen lijken
(bacteriën) dan op de ribosomen van eukaryote cellen.
,1.3 Multicellulaire organismen
Ontstaan: 1,7 biljoen jaar door associaties van eencellige eukaryoten.
VB: Volvox (groene algen)
Individuele cellen vormen kolonies waarbij honderden cellen ingebed
zijn in gelatineuse matrix.
⟹ ontstaan celspecialisaties en taakverdeling
⟹ complexe multicellulaire dieren en planten
Menselijk lichaam: 200 ≠ celtypes ⟶ 5 weefseltypes:
▪ Epitheelweefsel
▪ Bindweefsel
▪ Bloed
▪ Zenuwweefsel
▪ Spierweefsel
2 Compartimentalisatie van eukaryote
cellen
⊕ Efficiëntie van biochemische omzettingen ↗ als ze in
beperkte ruimte plaatsvinden.
⊕ Reacties die in 2 mogelijke richtingen kunnen gebeuren
moeten in ruimte van elkaar gescheiden zijn VB: opbouw en
afbraak van vetzuren.
⊕ Organellen met ≠ pH dan het cytosol om optimale werking
eiwitten mogelijk te maken.
⊖ Transportmechanismen moeten voorzien worden om
enzymes, substraten en reactieproducten door het
membraan te transporteren: dit kost de cel energie.
2.1 Plasmamembraan
Bevat: fosfolipiden, eiwitten en cholesterol
Kenmerken:
▪ Flexibel
▪ Vormen hydrofobe barrière ⟹ enkel apolaire moleculen zoals O2 , N2 , sommige hormonen
en kleine polaire moleculen kunnen door het membraan diffunderen.
▪ Transportmoleculen zijn ingebed in het membraan ⟹ doorgang grotere hydrofiele
(=wateroplosbare) moleculen mogelijk.
▪ Membraan is wel permeabel voor water ⟹ belangrijke gevolgen:
- HYPOTOON MILIEU: cellen in lagere concentratie aan opgeloste stoffen dan het
cytosol ↝ ze barsten.
- HYPERTOON MILIEU: cellen in hogere concentratie aan opgeloste stoffen dan in het
cytosol ↝ ze krimpen.
⟹ water zal zich zo verplaatsen dat de concentratie aan stoffen in de 2 compartimenten
gelijk wordt.
,2.2 Celwand
Bevat: lange aaneenschakeling van suikermoleculen en korte peptiden die een 3D-netwerk vormen
Kenmerken:
▪ Bij prokaryoten rond het celmembraan
▪ Bij plantencellen: bestaat uit cellulose (aaneenschakeling glucose), eiwitten en andere
polysachariden.
▪ Bij dierlijke cellen geen celwand aanwezig
▪ Permeabel voor de meeste moleculen
Functie: Verleent stevigheid aan de cel ⟹ voorkomt dat de cel in hypotoon milieu zal barsten:
TUGORDRUK ontstaat in de cel.
OPM: de celwand is niet essentieel voor het overleven vd cel, zolang deze in een isotoon milieu
vertoeft.
2.3 Cytosol
= Waterig milieu / gel bestaande uit vele kleine en grote moleculen waarin celorganellen zich in
bevinden.
Functie: gebeuren van een groot aantal biochemische omzettingen.
⟹ synthese van eiwitten uitgaande van RNA moleculen op ribosomen (worden waargenomen met
de elektronenmicroscoop in het cytosol)
2.4 Kern
= Grootste organel in een eukaryote cel
Structuur:
▪ Omgeven door dubbel membraan = NUCLEAIRE ENVELOPE
↪ aanwezigheid van grote poriën in het membraan om transport
tussen cytosol en kernvocht mogelijk te maken.
▪ Buitenste membraan: in verbinding met endoplasmatisch reticulum
▪ Bevat de genetische info in de vorm van DNA dat omgeven is door
eiwitten, vaak over meerdere chromosomen verdeelt.
▪ Bevat de nucleus: hier worden ribosomen aangemaakt en naar het
cytosol getransporteerd ⟶ niet omgeven door een membraan.
Functie: DNA replicatie en DNA transcriptie gebeuren hier.
2.5 Mitochondriën
Structuur:
▪ Staafvormig en enkele μm lang
▪ Omgeven door een dubbel membraan: binnenste membraan vertoont
diepe inkepingen = CRISTAE ↝ oppervlaktevergroting.
▪ Bevatten een kleine hoeveelheid DNA, maar zo weinig dat maar een
klein aantal van de mitochondriale eiwitten gecodeerd wordt door
mitochondriaal DNA.
, Functies:
▪ Energiefabriekjes van de cel: synthese van ATP dat nodig is voor allerhande activiteiten
(beweging cel, transportprocessen, chemische omzettingen, …)
▪ Metabole omzettingen: afbraak vetzuren, Krebscyclus, stikstofmetabolisme, …
▪ Apoptose of geprogrammeerde celdood.
2.6 Chloroplasten
Functie: Fotosynthese
Structuur:
▪ Grote groene organellen die enkel voorkomen in plantencellen en algen.
▪ Hebben een dubbel membraan + thylakoïd membraan ⟹ verdeeld in 3 interne
compartimenten.
▪ Bevatten DNA ⟹ verondersteld dat dit ontstond door incorporatie ve bacterie.
2.7 Endoplasmatisch reticulum (ER)
= netwerk van membranen die een lumen omgeven & een reservoir van Ca²+
Onderverdeling:
▪ Ruw ER (RER): aan de cytosolische zijde van het ER membraan waar ribosomen liggen.
↪ Synthese van eiwitten die in het plasmamembraan terecht moeten komen of buiten de
cel gesecreteerd moeten worden. Maar ook modificatie/afwerking van deze eiwitten.
▪ Smooth ER (SER):
↪ Reacties van het lipidenmetabolisme
2.8 Golgi-apparaat
Structuur:
▪ Dicht bij het ruw ER gelegen ⟹ cis-golgi
▪ Opeengestapelde langwerpige platen omgeven door een
membraan
▪ Andere zijde ver van ruw ER ⟹ trans-golgi
Functie: na productie van eiwitten op RER worden deze hier
verder gemodificeerd en gesorteerd.
↪ sommige blijven ter plaatse, andere worden opgenomen in
lysosomen en naar het plasmamembraan getransporteerd.
2.9 Lysosomen
Structuur:
▪ Vesikels die afsplitsen van het Golgi apparaat.
▪ Bevatten enzymen die DNA, RNA, eiwitten, suikers,
lipiden, … afbreken ⟹ werken optimaal bij een pH van 5:
extra beveiliging zodat deze enzymen niet werken
wanneer ze vrijkomen in het cytosol (pH = 7,4)
Functie:
▪ Opruimen van oude cel componenten
▪ Afbraak van externe substanties tot bouwstenen
ORGANISATIE VAN CELLEN
1 Soorten cellen en evolutie
1.1 Classificatie van cellen
PROKARYOTEN EUKARYOTEN
Archaebacteriën en eubacteriën* Gisten, amoebes, groene algen, planten,
vertebraten
Geen kern Kern
Geen celorganellen Organellen
Geen cytoskelet cytoskelet
Celwand Soms celwand
Meestal 1-celligen 1-celligen en multicellulair
DNA: 1 circulair molecule DNA : 1 of meer lineaire moleculen
1 – 5 . 106 baseparen 1,5 . 107 – 5.109 baseparen
* eubacteriën: - zowel onschadelijke als ziekteverwekkende
- afmetingen: paar μm en sferisch/ staafvormig
- reproduceren snel
* archaebacteriën : - afgesplitst tijdens de evolutie
- voorkomen in extreme omstandigheden ( warmwaterbronnen 80°C ,
sedimenten in de zee zonder zuurstof , zuur milieu in maag van
herkauwer)
- lijken sterk op eukaryoten
1.2 Evolutie van de verschillende celtypes
Oorspronkelijk (4,2 biljoen jaar geleden):
1 prokaryoot celtype waaruit nadien 3 celtypes ontstaan zijn:
▪ Eubacteriën
▪ Archaebacteriën ⟶ meer verwant met eukaryoten dan eubacteriën
▪ Eukaryoten
Kritische stap
= het ontstaan van cellen die celorganellen bevatten.
↪ Aangenomen dat een prokaryoten cel geassocieerd heeft
met een voorloper cel van de eukaryoten.
↪ Argumenten voor deze theorie:
▪ Vermeerderen in aantal door te delen
▪ Hebben eigen DNA
▪ Mitochondriën en chloroplasten ~ even groot als bacteriën.
▪ Organellen hebben eigen ribosomen die meer op die van prokaryote cellen lijken
(bacteriën) dan op de ribosomen van eukaryote cellen.
,1.3 Multicellulaire organismen
Ontstaan: 1,7 biljoen jaar door associaties van eencellige eukaryoten.
VB: Volvox (groene algen)
Individuele cellen vormen kolonies waarbij honderden cellen ingebed
zijn in gelatineuse matrix.
⟹ ontstaan celspecialisaties en taakverdeling
⟹ complexe multicellulaire dieren en planten
Menselijk lichaam: 200 ≠ celtypes ⟶ 5 weefseltypes:
▪ Epitheelweefsel
▪ Bindweefsel
▪ Bloed
▪ Zenuwweefsel
▪ Spierweefsel
2 Compartimentalisatie van eukaryote
cellen
⊕ Efficiëntie van biochemische omzettingen ↗ als ze in
beperkte ruimte plaatsvinden.
⊕ Reacties die in 2 mogelijke richtingen kunnen gebeuren
moeten in ruimte van elkaar gescheiden zijn VB: opbouw en
afbraak van vetzuren.
⊕ Organellen met ≠ pH dan het cytosol om optimale werking
eiwitten mogelijk te maken.
⊖ Transportmechanismen moeten voorzien worden om
enzymes, substraten en reactieproducten door het
membraan te transporteren: dit kost de cel energie.
2.1 Plasmamembraan
Bevat: fosfolipiden, eiwitten en cholesterol
Kenmerken:
▪ Flexibel
▪ Vormen hydrofobe barrière ⟹ enkel apolaire moleculen zoals O2 , N2 , sommige hormonen
en kleine polaire moleculen kunnen door het membraan diffunderen.
▪ Transportmoleculen zijn ingebed in het membraan ⟹ doorgang grotere hydrofiele
(=wateroplosbare) moleculen mogelijk.
▪ Membraan is wel permeabel voor water ⟹ belangrijke gevolgen:
- HYPOTOON MILIEU: cellen in lagere concentratie aan opgeloste stoffen dan het
cytosol ↝ ze barsten.
- HYPERTOON MILIEU: cellen in hogere concentratie aan opgeloste stoffen dan in het
cytosol ↝ ze krimpen.
⟹ water zal zich zo verplaatsen dat de concentratie aan stoffen in de 2 compartimenten
gelijk wordt.
,2.2 Celwand
Bevat: lange aaneenschakeling van suikermoleculen en korte peptiden die een 3D-netwerk vormen
Kenmerken:
▪ Bij prokaryoten rond het celmembraan
▪ Bij plantencellen: bestaat uit cellulose (aaneenschakeling glucose), eiwitten en andere
polysachariden.
▪ Bij dierlijke cellen geen celwand aanwezig
▪ Permeabel voor de meeste moleculen
Functie: Verleent stevigheid aan de cel ⟹ voorkomt dat de cel in hypotoon milieu zal barsten:
TUGORDRUK ontstaat in de cel.
OPM: de celwand is niet essentieel voor het overleven vd cel, zolang deze in een isotoon milieu
vertoeft.
2.3 Cytosol
= Waterig milieu / gel bestaande uit vele kleine en grote moleculen waarin celorganellen zich in
bevinden.
Functie: gebeuren van een groot aantal biochemische omzettingen.
⟹ synthese van eiwitten uitgaande van RNA moleculen op ribosomen (worden waargenomen met
de elektronenmicroscoop in het cytosol)
2.4 Kern
= Grootste organel in een eukaryote cel
Structuur:
▪ Omgeven door dubbel membraan = NUCLEAIRE ENVELOPE
↪ aanwezigheid van grote poriën in het membraan om transport
tussen cytosol en kernvocht mogelijk te maken.
▪ Buitenste membraan: in verbinding met endoplasmatisch reticulum
▪ Bevat de genetische info in de vorm van DNA dat omgeven is door
eiwitten, vaak over meerdere chromosomen verdeelt.
▪ Bevat de nucleus: hier worden ribosomen aangemaakt en naar het
cytosol getransporteerd ⟶ niet omgeven door een membraan.
Functie: DNA replicatie en DNA transcriptie gebeuren hier.
2.5 Mitochondriën
Structuur:
▪ Staafvormig en enkele μm lang
▪ Omgeven door een dubbel membraan: binnenste membraan vertoont
diepe inkepingen = CRISTAE ↝ oppervlaktevergroting.
▪ Bevatten een kleine hoeveelheid DNA, maar zo weinig dat maar een
klein aantal van de mitochondriale eiwitten gecodeerd wordt door
mitochondriaal DNA.
, Functies:
▪ Energiefabriekjes van de cel: synthese van ATP dat nodig is voor allerhande activiteiten
(beweging cel, transportprocessen, chemische omzettingen, …)
▪ Metabole omzettingen: afbraak vetzuren, Krebscyclus, stikstofmetabolisme, …
▪ Apoptose of geprogrammeerde celdood.
2.6 Chloroplasten
Functie: Fotosynthese
Structuur:
▪ Grote groene organellen die enkel voorkomen in plantencellen en algen.
▪ Hebben een dubbel membraan + thylakoïd membraan ⟹ verdeeld in 3 interne
compartimenten.
▪ Bevatten DNA ⟹ verondersteld dat dit ontstond door incorporatie ve bacterie.
2.7 Endoplasmatisch reticulum (ER)
= netwerk van membranen die een lumen omgeven & een reservoir van Ca²+
Onderverdeling:
▪ Ruw ER (RER): aan de cytosolische zijde van het ER membraan waar ribosomen liggen.
↪ Synthese van eiwitten die in het plasmamembraan terecht moeten komen of buiten de
cel gesecreteerd moeten worden. Maar ook modificatie/afwerking van deze eiwitten.
▪ Smooth ER (SER):
↪ Reacties van het lipidenmetabolisme
2.8 Golgi-apparaat
Structuur:
▪ Dicht bij het ruw ER gelegen ⟹ cis-golgi
▪ Opeengestapelde langwerpige platen omgeven door een
membraan
▪ Andere zijde ver van ruw ER ⟹ trans-golgi
Functie: na productie van eiwitten op RER worden deze hier
verder gemodificeerd en gesorteerd.
↪ sommige blijven ter plaatse, andere worden opgenomen in
lysosomen en naar het plasmamembraan getransporteerd.
2.9 Lysosomen
Structuur:
▪ Vesikels die afsplitsen van het Golgi apparaat.
▪ Bevatten enzymen die DNA, RNA, eiwitten, suikers,
lipiden, … afbreken ⟹ werken optimaal bij een pH van 5:
extra beveiliging zodat deze enzymen niet werken
wanneer ze vrijkomen in het cytosol (pH = 7,4)
Functie:
▪ Opruimen van oude cel componenten
▪ Afbraak van externe substanties tot bouwstenen
