H1 – De Bouwstenen van het Leven
Alle levende organellen bestaan uit cellen. Elke cel heeft een celmembraan, cytoplasma en
DNA. Cellen verschillen in grootte, vorm en functie. Er zijn verschillende soorten cellen.
Elke cel heeft een functie (produceren, verbranden voor energie of elektrische golven).
De basisstructuur van een cel bestaat uit
● Celmembraan: beschermt de cel en regelt transport.
● Cytoplasma: gelachtige vloeistof waarin organellen drijven.
● DNA bevat: genetische instructies voor celactiviteiten.
Een cel doet zichzelf delen, dit heet zelfreplicatie. Hierbij delen de cellen na het groeien,
herstellen en planten ze zich voor. Alle cellen stammen af van een oorspronkelijke cel, maar
door mutaties tijdens de replicatie ontstaat er diversiteit.
2 soorten cellen zijn de prokaryoten en eukaryoten.Bacteriën zijn prokaryoten en eukaryoten
zijn dieren, planten, schimmels en protisten
Kenmerk Prokaryoten Eukaryoten
Kern Geen kern Wel kern
Organellen Geen Wel
Grootte 1–10 µm 10–100 µm
Organisme Eencellig Eencellig of meercellig
Cellen bestaan uit een paar onderdelen:
Onderdeel Functie
Chloroplasten ● Voeren fotosynthese uit.
● Geven planten hun groene kleur.
● Hebben een dubbele membraan.
Endoplasmatisch Reticulum (ER) ● Netwerk van membranen.
● Vervoert eiwitten door de cel
(snelwegfunctie).
Golgi-apparaat ● Stapel membraanzakken.
● Verwerkt en transporteert eiwitten en
lipiden.
Lysosomen ● Bevatten enzymen.
● Breken kapotte organellen en afval
af.
, Peroxisomen ● Bevatten enzymen.
● Breken vetzuren en giftige stoffen
(zoals alcohol) af.
Cytosol ● Vloeistof in het cytoplasma.
● Bouwt en slaat eiwitten op.
Cytoskelet ● Netwerk van eiwitfilamenten.
● Zorgt voor structuur, vorm en
beweging.
● Bestaat uit microtubuli,
microfilamenten en intermediaire
filamenten.
Mitochondriën ● Energiecentrales van de cel.
● Alleen in eukaryoten.
● Grootte: 0,5–1 µm.
● Hebben eigen DNA → kunnen
zichzelf delen.
Cellen hebben in de celkern DNA, dit bevat genetische codes voor eiwitten. Een gen is een
stukje DNA dat codeert voor een eiwit. Tijdens de genexpressie worden eiwitten omgezet in
eiwitten. Dit bepaalt het uiterlijk van een organisme. Niet alles uit de genen wordt tot
expressie gebracht. Alle cellen hebben hetzelfde DNA, maar verschillende genexpressies.
DNA is de basis van organismen. Er zijn drie hoofdgroepen van cellen;
● Bacteriën
○ Prokaryoten (geen celkern)
○ Eenvoudige, eencellige organismen
○ DNA ligt los in de cel
○ Komt overal voor, ook in extreme omstandigheden
● Archaea
○ Prokaryoten
○ Lijken op bacteriën maar hebben unieke eigenschappen
○ Leven vaak in extreme omgevingen (zoals hete bronnen, zoutmeren)
○ DNA ligt los in de cel
● Eukaryoten
○ Hebben DNA in een celkern.
○ Alle zichtbare organismen om ons heen behoren tot deze groep.
Escherichia coli (E.coli) is een bacterie die goed wordt begrepen op molecylair niveau. Dit is
een eencellige eukaryoot, waardoor die eenvoudig is en lijkt op andere eukaryoten. Dit maakt
het handig als model. Modelorganismen in de biologie
, Organisme Genoomgrootte Eiwitcoderende % coderend
(Mb) genen DNA
Mens (Homo sapiens) 3200 ~21.000 ~1.5%
Muis (Mus musculus) 2800 ~21.000 ~1.5%
Fruitvlieg 180 ~14.000 ~20%
(Drosophila)
Worm (C. elegans) 100 ~20.000 ~25%
Plant (Arabidopsis) 140 ~27.000 ~25%
Gist (S. cerevisiae) 12 ~6.000 ~70%
Bacterie (E. coli) 4.6 ~4.300 ~90%
Modelorganismen worden gebruikt, omdat deze snelle voortplanting hebben, eenvoudige
genetica hebben en goed te bestuderen zijn. Veel genen zijn conserved (komen voor in
meerdere soorten). De genen van bacteriën kunnen zelfs functioneren in menselijke cellen.
Menselijke cellen kunnen in een cultuur omgeving gekweekt worden. Deze worden gebruikt
voor onderzoek naar celdeling, differentiatie en ziekte. Stamcellen kunnen zich ontwikkelen
tot verschillende celtypes.
SARS-CoV-2 bindt aan ACE 2-receptoren op een menselijke cel via spike-eiwitten.
Genetisch onderzoek geeft snel nieuwe ontwikkelingen van vaccins voor dit virus. Het
begrijpen van virale replicatie en genetica was erg belangrijk bij het ontwikkelen van vaccins.
Zebravis worden gebruikt als modelorganismes, Bij een embryo ontwikkelt het lichaam zijn
transparantie. Dit is ideaal voor het volgen van cel ontwikkelingen bij gewervelden.
H2 - Chemische Componenten van Cellen
Alle levende organismen zijn opgebouwd uit chemische systemen. Er zijn geen
‘vitalistische’ kracht die levende materie kan onderscheiden van niet-levende. De diversiteit
van leven komt door eigenschappen van een aantal elementen die zich combineren tot veel
complexe moleculen. Deze elementen zijn verschillende soorten atomen.
→ Atomen bestaan uit een kern met protonen (positief) en neutronen (neutraal), omgeven
door elektronen (negatief). Het aantal protonen bepaalt het element (chemische reactiviteit).
Elektronen bevinden zich in energieniveaus; de buitenste elektronen (valentie-elektronen)
bepalen hoe atomen reageren en binden.
, Atomen vormen bindingen om hun buitenste schil te vullen (octetregel) en stabiliteit te
bereiken. Er zijn een paar soorten bindingen:
● Covalente bindingen: elektronen worden gedeeld.
● Ionische bindingen: elektronen worden overgedragen, wat leidt tot geladen ionen.
● Waterstofbindingen, Van der Waals-krachten, en hydrofobe interacties:
zwakkere, maar cruciale interacties in biologische systemen. Deze bindingen zijn erg
belangrijk voor eiwitvouwing, DNA-structuur en moleculaire herkenning. Meerdere
zwakke bindingen kunnen zorgen voor sterke specifieken interacties tussen
molecullen
Zowel kleine moleculen als grote moleculen zijn erg belangrijk voor de celstructuur en
functie. De structuur van molecuul bepaalt namelijk de eigenschappen en rol in biologische
processen.
Moleculen zoals H₂, O₂ en H₂O zijn voorbeelden van
covalente bindingen. Polaire covalente bindingen ontstaan
bij ongelijke elektronenverdeling, zoals in water.
Waterstof (H), koolstof (C), stikstof (N), en zuurstof (O) zijn
belangrijk in levende organismen. Deze elementen zijn
relatief schaars in de aardkorst, wat de chemie van leven
bijzonder maakt.
Bindingstypes beïnvloeden de lengte en sterkte. (1 ångström (1 Å) = 0,1 nanometer (nm) =
10⁻¹⁰ meter.)
● Enkelvoudige binding (ethaan): 1.54 Å
● Dubbele binding (etheen): 1.34 Å
● Drievoudige binding (ethyn): 1.20 Å
Elektronegativiteit bepaalt hoe sterk een atoom
elektronen aantrekt. Grote verschillen leiden tot polaire
covalente of ionische bindingen.
Zuren, basen en water; watermolecullen kunnen protonen
uitwisselen, zoals hieronder aangegeven.
H2O+H2O⇌H3O++OH-
Dit leidt tot vorming van hydroniumionen (H₃O⁺) en hydroxide-ionen (OH⁻), dit is basis
van pH en zuur-base chemie. Buffers (pH-stabilisatoren) helpen pH stabiel te houden in
cellen. In puur water is H3O+ aanwezig door spontane protonoverdracht tussen
watermoleculen.
Cellen hebben vier groepen van kleine organische moleculen;
● Suikers
● Vetzuren
Alle levende organellen bestaan uit cellen. Elke cel heeft een celmembraan, cytoplasma en
DNA. Cellen verschillen in grootte, vorm en functie. Er zijn verschillende soorten cellen.
Elke cel heeft een functie (produceren, verbranden voor energie of elektrische golven).
De basisstructuur van een cel bestaat uit
● Celmembraan: beschermt de cel en regelt transport.
● Cytoplasma: gelachtige vloeistof waarin organellen drijven.
● DNA bevat: genetische instructies voor celactiviteiten.
Een cel doet zichzelf delen, dit heet zelfreplicatie. Hierbij delen de cellen na het groeien,
herstellen en planten ze zich voor. Alle cellen stammen af van een oorspronkelijke cel, maar
door mutaties tijdens de replicatie ontstaat er diversiteit.
2 soorten cellen zijn de prokaryoten en eukaryoten.Bacteriën zijn prokaryoten en eukaryoten
zijn dieren, planten, schimmels en protisten
Kenmerk Prokaryoten Eukaryoten
Kern Geen kern Wel kern
Organellen Geen Wel
Grootte 1–10 µm 10–100 µm
Organisme Eencellig Eencellig of meercellig
Cellen bestaan uit een paar onderdelen:
Onderdeel Functie
Chloroplasten ● Voeren fotosynthese uit.
● Geven planten hun groene kleur.
● Hebben een dubbele membraan.
Endoplasmatisch Reticulum (ER) ● Netwerk van membranen.
● Vervoert eiwitten door de cel
(snelwegfunctie).
Golgi-apparaat ● Stapel membraanzakken.
● Verwerkt en transporteert eiwitten en
lipiden.
Lysosomen ● Bevatten enzymen.
● Breken kapotte organellen en afval
af.
, Peroxisomen ● Bevatten enzymen.
● Breken vetzuren en giftige stoffen
(zoals alcohol) af.
Cytosol ● Vloeistof in het cytoplasma.
● Bouwt en slaat eiwitten op.
Cytoskelet ● Netwerk van eiwitfilamenten.
● Zorgt voor structuur, vorm en
beweging.
● Bestaat uit microtubuli,
microfilamenten en intermediaire
filamenten.
Mitochondriën ● Energiecentrales van de cel.
● Alleen in eukaryoten.
● Grootte: 0,5–1 µm.
● Hebben eigen DNA → kunnen
zichzelf delen.
Cellen hebben in de celkern DNA, dit bevat genetische codes voor eiwitten. Een gen is een
stukje DNA dat codeert voor een eiwit. Tijdens de genexpressie worden eiwitten omgezet in
eiwitten. Dit bepaalt het uiterlijk van een organisme. Niet alles uit de genen wordt tot
expressie gebracht. Alle cellen hebben hetzelfde DNA, maar verschillende genexpressies.
DNA is de basis van organismen. Er zijn drie hoofdgroepen van cellen;
● Bacteriën
○ Prokaryoten (geen celkern)
○ Eenvoudige, eencellige organismen
○ DNA ligt los in de cel
○ Komt overal voor, ook in extreme omstandigheden
● Archaea
○ Prokaryoten
○ Lijken op bacteriën maar hebben unieke eigenschappen
○ Leven vaak in extreme omgevingen (zoals hete bronnen, zoutmeren)
○ DNA ligt los in de cel
● Eukaryoten
○ Hebben DNA in een celkern.
○ Alle zichtbare organismen om ons heen behoren tot deze groep.
Escherichia coli (E.coli) is een bacterie die goed wordt begrepen op molecylair niveau. Dit is
een eencellige eukaryoot, waardoor die eenvoudig is en lijkt op andere eukaryoten. Dit maakt
het handig als model. Modelorganismen in de biologie
, Organisme Genoomgrootte Eiwitcoderende % coderend
(Mb) genen DNA
Mens (Homo sapiens) 3200 ~21.000 ~1.5%
Muis (Mus musculus) 2800 ~21.000 ~1.5%
Fruitvlieg 180 ~14.000 ~20%
(Drosophila)
Worm (C. elegans) 100 ~20.000 ~25%
Plant (Arabidopsis) 140 ~27.000 ~25%
Gist (S. cerevisiae) 12 ~6.000 ~70%
Bacterie (E. coli) 4.6 ~4.300 ~90%
Modelorganismen worden gebruikt, omdat deze snelle voortplanting hebben, eenvoudige
genetica hebben en goed te bestuderen zijn. Veel genen zijn conserved (komen voor in
meerdere soorten). De genen van bacteriën kunnen zelfs functioneren in menselijke cellen.
Menselijke cellen kunnen in een cultuur omgeving gekweekt worden. Deze worden gebruikt
voor onderzoek naar celdeling, differentiatie en ziekte. Stamcellen kunnen zich ontwikkelen
tot verschillende celtypes.
SARS-CoV-2 bindt aan ACE 2-receptoren op een menselijke cel via spike-eiwitten.
Genetisch onderzoek geeft snel nieuwe ontwikkelingen van vaccins voor dit virus. Het
begrijpen van virale replicatie en genetica was erg belangrijk bij het ontwikkelen van vaccins.
Zebravis worden gebruikt als modelorganismes, Bij een embryo ontwikkelt het lichaam zijn
transparantie. Dit is ideaal voor het volgen van cel ontwikkelingen bij gewervelden.
H2 - Chemische Componenten van Cellen
Alle levende organismen zijn opgebouwd uit chemische systemen. Er zijn geen
‘vitalistische’ kracht die levende materie kan onderscheiden van niet-levende. De diversiteit
van leven komt door eigenschappen van een aantal elementen die zich combineren tot veel
complexe moleculen. Deze elementen zijn verschillende soorten atomen.
→ Atomen bestaan uit een kern met protonen (positief) en neutronen (neutraal), omgeven
door elektronen (negatief). Het aantal protonen bepaalt het element (chemische reactiviteit).
Elektronen bevinden zich in energieniveaus; de buitenste elektronen (valentie-elektronen)
bepalen hoe atomen reageren en binden.
, Atomen vormen bindingen om hun buitenste schil te vullen (octetregel) en stabiliteit te
bereiken. Er zijn een paar soorten bindingen:
● Covalente bindingen: elektronen worden gedeeld.
● Ionische bindingen: elektronen worden overgedragen, wat leidt tot geladen ionen.
● Waterstofbindingen, Van der Waals-krachten, en hydrofobe interacties:
zwakkere, maar cruciale interacties in biologische systemen. Deze bindingen zijn erg
belangrijk voor eiwitvouwing, DNA-structuur en moleculaire herkenning. Meerdere
zwakke bindingen kunnen zorgen voor sterke specifieken interacties tussen
molecullen
Zowel kleine moleculen als grote moleculen zijn erg belangrijk voor de celstructuur en
functie. De structuur van molecuul bepaalt namelijk de eigenschappen en rol in biologische
processen.
Moleculen zoals H₂, O₂ en H₂O zijn voorbeelden van
covalente bindingen. Polaire covalente bindingen ontstaan
bij ongelijke elektronenverdeling, zoals in water.
Waterstof (H), koolstof (C), stikstof (N), en zuurstof (O) zijn
belangrijk in levende organismen. Deze elementen zijn
relatief schaars in de aardkorst, wat de chemie van leven
bijzonder maakt.
Bindingstypes beïnvloeden de lengte en sterkte. (1 ångström (1 Å) = 0,1 nanometer (nm) =
10⁻¹⁰ meter.)
● Enkelvoudige binding (ethaan): 1.54 Å
● Dubbele binding (etheen): 1.34 Å
● Drievoudige binding (ethyn): 1.20 Å
Elektronegativiteit bepaalt hoe sterk een atoom
elektronen aantrekt. Grote verschillen leiden tot polaire
covalente of ionische bindingen.
Zuren, basen en water; watermolecullen kunnen protonen
uitwisselen, zoals hieronder aangegeven.
H2O+H2O⇌H3O++OH-
Dit leidt tot vorming van hydroniumionen (H₃O⁺) en hydroxide-ionen (OH⁻), dit is basis
van pH en zuur-base chemie. Buffers (pH-stabilisatoren) helpen pH stabiel te houden in
cellen. In puur water is H3O+ aanwezig door spontane protonoverdracht tussen
watermoleculen.
Cellen hebben vier groepen van kleine organische moleculen;
● Suikers
● Vetzuren
