2 Cellen
Inleiding
Kleinste eenheid waaruit lichaam is opgebouwd: de cel. 60 miljoen x miljard cellen, die zowel
basisbouwstoffen (anatomisch) als fundamentele stofwisselingseenheden (fysiologisch) van een
organisme zijn. Ze hebben de kenmerken van het leven: ademhaling, voedselvertering, stofwisseling
en reacties op veranderingen in omgeving. Veel celtypen kunnen zich vermeerderen.
Veel verschillende celtypen, elk met een karakteristieke bouw en functie, hoewel ze altijd een aantal
overeenkomsten vertonen.
2.1 Metabolisme
Met stofwisseling ofwel metabolisme worden alle biochemische reacties bedoeld die in cellen
kunnen optreden. Twee typen: anabole en katabole reacties. Bij anabole reacties worden kleine
moleculen samengevoegd tot grotere. Deze reacties kosten energie. De zo gevormde moleculen
worden tijdelijk ingebouwd in cellen en gebruikt voor groei, onderhoud en reparatie van weefsels
(opbouwstofwisseling / assimilatie). Katabole reacties zijn omzettingen waarbij grotere moleculen
afgebroken worden tot kleinere. Hierbij komt energie vrij die gebruikt kan worden voor
opbouwstofwisseling of andere energievragende processen als beweging en warmteproductie.
Omdat er sprake is van afbraak van stoffen wordt dit aangeduid met afbraakstofwisseling
(dissimilatie).
Verbranding
Veelvoorkomende afbraakreactie waarbij energierijke stof (brandstof (meestal glucose)) reageert
met zuurstof (aerobe dissimilatie). Verbranding in cel is celademhaling en het doel daarbij is
vrijmaken van energie, waarmee de cel allerlei activiteiten kan uitvoeren.
Afvalstoffen bij verbranding: koolstofdioxide (in uitademing) en water (hergebruikt in cellen).
glucose + zuurstof -> energie + water + koolstofdioxide
Wanneer geen glucose beschikbaar, kunnen cellen ook vetten verbranden (minder 'schoon' -> meer
afvalstoffen):
vetten + zuurstof -> energie + water + koolstofdioxide + afvalstoffen
Soms is er in cel geen zuurstof voorhanden, maar is er toch behoefte aan energie. Dan schakelt cel
over op afbraak van energierijke stoffen (anaerobe dissimilatie). In vergelijking met aeroob is
energieopbrengst veel lager en zijn er meer afvalstoffen, zoals melkzuur, organische stof die z.s.m.
afgebroken moet worden, want giftig (duurt enige tijd -> spierpijn (melkzuur in spiercellen)).
glucose -> energie + water + melkzuur
, Energie
Verbranding in cellen gebeurt continu, waardoor cel voortdurend over energie beschikt. Meestal
wordt energie eerst opgeslagen doordat er in cel energierijkende bindingen worden gevormd. De
stof die energie kan 'opladen' heeft adenosinedifosfaat (ADP): twee fosfaatmoleculen vast aan eiwit
adenosine. In cel zweven ook losse fosfaatmoleculen rond. Zodra er energie door verbranding
vrijkomt, kan er een derde fosfaatmolecuul aan ADP worden gebonden: adenosinetrifosfaat (ATP).
Tegelijk met fosfaatmolecuul wordt er een beetje energie opgeslagen (energierijke binding). ADP is
nu 'opgeladen'; ATP 'bewaart' de energie (soort bioaccu).
ADP + P + energie -> ATP
Kan overal in de cel. Zodra ergens in cel energie nodig is, wordt het derde fosfaatmolecuul heel snel
losgekoppeld en komt de opgeslagen energie vrij:
ATP -> ADP + P + energie
Enzymen
Alle biochemische reacties in cellen vinden plaats met behulp van reactieversnellers, de enzymen.
Belangrijkste kenmerken:
• altijd eiwitten
• worden door lichaam zelf gemaakt
• kunnen biochemische reacties razendsnel laten verlopen
• zijn reactiespecifiek: voor elk soort reactie bestaat een eigen enzym
• zijn temperatuurspecifiek: elk enzym werkt het best bij de optimumtemperatuur
(meestal rond de 37 °C)
• zijn zuurgraadspecifiek: ze hebben een optimale werking bij een bepaalde pH
• worden zelf niet verbruikt of chemisch veranderd bij de reacties die ze beïnvloeden
(kunnen dus steeds weer ingezet worden)
• hebben meestal bepaalde stof nodig die helpt de reactie goed te laten verlopen (co-
enzym; een metaal of organisch molecuul)
• worden meestal genoemd naar de stof die ze splitsen of naar de reactie die ze
beïnvloeden (vaak uitgang -ase)
2.2. Bouw van een cel
Cel is gevuld met cytoplasma ofwel protoplasma, een geleiachtig vocht, dat bestaat uit water waarin
onder meer eiwitten, koolhydraten, vetten en zouten zijn opgelost. Bovendien bevat het een groot
aantal structuren (organellen), elk gespecialiseerd in het uitoefenen van een bepaalde functie
(functioneel te vergelijken met organen). Het waterige bestanddeel van de cel wordt ook vaak
aangeduid met het cytosol. Het cytoplasma en de meeste organellen worden omgeven door een
uiterst dun vliesje, de celmembraan respectievelijk plasmamembraan.
2.2.1 De celmembraan
Bijna vloeibaar, vervormbaar en waterafstotend vlies met een dikte van 6 tot 10 nm. Celmembraan
schermt intracellulaire ruimte af van het omringende milieu in extracellulaire ruimte en zorgt ervoor
dat er geen ongewenste stoffen uitlekken of binnendringen. Het bestaat uit een dubbele laag
fosfolipiden, met daartussen, afhankelijk van type cel, meer of minder cholesterolmoleculen. Een
fosfolipide is een vetmolecuul met kop- en staartgedeelte. Het kopgedeelte wordt de fosfaatgroep
Inleiding
Kleinste eenheid waaruit lichaam is opgebouwd: de cel. 60 miljoen x miljard cellen, die zowel
basisbouwstoffen (anatomisch) als fundamentele stofwisselingseenheden (fysiologisch) van een
organisme zijn. Ze hebben de kenmerken van het leven: ademhaling, voedselvertering, stofwisseling
en reacties op veranderingen in omgeving. Veel celtypen kunnen zich vermeerderen.
Veel verschillende celtypen, elk met een karakteristieke bouw en functie, hoewel ze altijd een aantal
overeenkomsten vertonen.
2.1 Metabolisme
Met stofwisseling ofwel metabolisme worden alle biochemische reacties bedoeld die in cellen
kunnen optreden. Twee typen: anabole en katabole reacties. Bij anabole reacties worden kleine
moleculen samengevoegd tot grotere. Deze reacties kosten energie. De zo gevormde moleculen
worden tijdelijk ingebouwd in cellen en gebruikt voor groei, onderhoud en reparatie van weefsels
(opbouwstofwisseling / assimilatie). Katabole reacties zijn omzettingen waarbij grotere moleculen
afgebroken worden tot kleinere. Hierbij komt energie vrij die gebruikt kan worden voor
opbouwstofwisseling of andere energievragende processen als beweging en warmteproductie.
Omdat er sprake is van afbraak van stoffen wordt dit aangeduid met afbraakstofwisseling
(dissimilatie).
Verbranding
Veelvoorkomende afbraakreactie waarbij energierijke stof (brandstof (meestal glucose)) reageert
met zuurstof (aerobe dissimilatie). Verbranding in cel is celademhaling en het doel daarbij is
vrijmaken van energie, waarmee de cel allerlei activiteiten kan uitvoeren.
Afvalstoffen bij verbranding: koolstofdioxide (in uitademing) en water (hergebruikt in cellen).
glucose + zuurstof -> energie + water + koolstofdioxide
Wanneer geen glucose beschikbaar, kunnen cellen ook vetten verbranden (minder 'schoon' -> meer
afvalstoffen):
vetten + zuurstof -> energie + water + koolstofdioxide + afvalstoffen
Soms is er in cel geen zuurstof voorhanden, maar is er toch behoefte aan energie. Dan schakelt cel
over op afbraak van energierijke stoffen (anaerobe dissimilatie). In vergelijking met aeroob is
energieopbrengst veel lager en zijn er meer afvalstoffen, zoals melkzuur, organische stof die z.s.m.
afgebroken moet worden, want giftig (duurt enige tijd -> spierpijn (melkzuur in spiercellen)).
glucose -> energie + water + melkzuur
, Energie
Verbranding in cellen gebeurt continu, waardoor cel voortdurend over energie beschikt. Meestal
wordt energie eerst opgeslagen doordat er in cel energierijkende bindingen worden gevormd. De
stof die energie kan 'opladen' heeft adenosinedifosfaat (ADP): twee fosfaatmoleculen vast aan eiwit
adenosine. In cel zweven ook losse fosfaatmoleculen rond. Zodra er energie door verbranding
vrijkomt, kan er een derde fosfaatmolecuul aan ADP worden gebonden: adenosinetrifosfaat (ATP).
Tegelijk met fosfaatmolecuul wordt er een beetje energie opgeslagen (energierijke binding). ADP is
nu 'opgeladen'; ATP 'bewaart' de energie (soort bioaccu).
ADP + P + energie -> ATP
Kan overal in de cel. Zodra ergens in cel energie nodig is, wordt het derde fosfaatmolecuul heel snel
losgekoppeld en komt de opgeslagen energie vrij:
ATP -> ADP + P + energie
Enzymen
Alle biochemische reacties in cellen vinden plaats met behulp van reactieversnellers, de enzymen.
Belangrijkste kenmerken:
• altijd eiwitten
• worden door lichaam zelf gemaakt
• kunnen biochemische reacties razendsnel laten verlopen
• zijn reactiespecifiek: voor elk soort reactie bestaat een eigen enzym
• zijn temperatuurspecifiek: elk enzym werkt het best bij de optimumtemperatuur
(meestal rond de 37 °C)
• zijn zuurgraadspecifiek: ze hebben een optimale werking bij een bepaalde pH
• worden zelf niet verbruikt of chemisch veranderd bij de reacties die ze beïnvloeden
(kunnen dus steeds weer ingezet worden)
• hebben meestal bepaalde stof nodig die helpt de reactie goed te laten verlopen (co-
enzym; een metaal of organisch molecuul)
• worden meestal genoemd naar de stof die ze splitsen of naar de reactie die ze
beïnvloeden (vaak uitgang -ase)
2.2. Bouw van een cel
Cel is gevuld met cytoplasma ofwel protoplasma, een geleiachtig vocht, dat bestaat uit water waarin
onder meer eiwitten, koolhydraten, vetten en zouten zijn opgelost. Bovendien bevat het een groot
aantal structuren (organellen), elk gespecialiseerd in het uitoefenen van een bepaalde functie
(functioneel te vergelijken met organen). Het waterige bestanddeel van de cel wordt ook vaak
aangeduid met het cytosol. Het cytoplasma en de meeste organellen worden omgeven door een
uiterst dun vliesje, de celmembraan respectievelijk plasmamembraan.
2.2.1 De celmembraan
Bijna vloeibaar, vervormbaar en waterafstotend vlies met een dikte van 6 tot 10 nm. Celmembraan
schermt intracellulaire ruimte af van het omringende milieu in extracellulaire ruimte en zorgt ervoor
dat er geen ongewenste stoffen uitlekken of binnendringen. Het bestaat uit een dubbele laag
fosfolipiden, met daartussen, afhankelijk van type cel, meer of minder cholesterolmoleculen. Een
fosfolipide is een vetmolecuul met kop- en staartgedeelte. Het kopgedeelte wordt de fosfaatgroep
