Introductie Biologie
HC1: Dag 1-1 De Levende Cel
Cellen komen voor in veel verschillende vormen
Het centrale dogma:
Cellen zijn de fundamentele eenheden van het leven. Aangenomen wordt dat alle huidige cellen zijn
geëvolueerd uit één voorouderlijke cel die meer dan 3 miljard jaar geleden bestond, argumenten
hiervoor zijn:
Endosymbiosetheorie: mitochondriën en chloroplasten waren ooit vrij levende bacteriën en
zijn later als organellen in andere cellen gaan leven.
Alle cellen zijn omgeven door een plasmamembraan, dat de binnenkant van de cel scheidt
van zijn omgeving.
Al het leven heeft nucleïne zuren als basis: Alle cellen bevatten DNA als opslagplaats van
genetische informatie en gebruiken het om de synthese van RNA-moleculen en eiwitten te
sturen. Deze moleculaire relatie ligt ten grondslag aan het vermogen van cellen om zichzelf
te repliceren.
Homologe functies van cellen in verschillende organismen
Genetische code overal dezelfde ‘vertaal code’
3 groepen:
Bacteriën = Prokaryoot
Archaea = Prokaryoot.
o Prokaryoten hebben geen kern en geen interne membranen.
o Prokaryoten lijken waarschijnlijk het meest op de oorspronkelijke voorouderlijke cel.
o Verschillende soorten prokaryoten zijn divers in hun chemische mogelijkheden en
bewonen een verbazingwekkend breed scala aan habitatten.
Eukaryoten
o Wel een kern en interne membranen.
o Cellen in een meercellig organisme, hoewel ze allemaal hetzelfde DNA bevatten,
kunnen heel verschillend zijn omdat ze verschillende sets genen aanzetten op basis
van hun ontwikkelingsgeschiedenis en signalen die ze van hun omgeving ontvangen.
o De kern bevat de belangrijkste genetische informatie van het eukaryote organisme,
opgeslagen in zeer lange DNA-moleculen.
Protozoa = Vrijlevende, eencellige eukaryote micro-organismen. Het zijn
complexe cellen, die in sommige gevallen kunnen zwemmen, paren, jagen en
andere micro-organismen kunnen verslinden.
1
,Dierlijke en plantaardige cellen zijn typisch 5-20 micrometer in diameter en kunnen worden gezien
met een lichtmicroscoop (kan details bekijken tot 200 nm, dit limiet komt omdat er geen kleinere
golflengte fotonen bestaat), die ook enkele van hun interne componenten onthult, inclusief de
grotere organellen. De elektronenmicroscoop (TEM (1nm) en SEM (3-20nm) elektronen hebben
een kleinere golflengte dan licht) onthult zelfs de kleinste organellen, maar specimina vereisen een
uitgebreide voorbereiding en kunnen niet worden bekeken terwijl ze leven. Met fluorescentie-
microscopie (Fluorescentiemicroscopie is een techniek die in biologisch en medisch onderzoek wordt
gebruikt waarbij fluorescerende kleurstoffen worden gebruikt die oplichten als ze worden bestraald
met licht van een kortere golflengte, objecten kleiner dan 200 nm kunnen worden gezien) kunnen
specifieke grote moleculen in vaste of levende cellen worden gelokaliseerd.
Buiten de door een membraan omsloten organellen in het cytoplasma bevindt zich het cytosol, een
sterk geconcentreerd mengsel van grote en kleine moleculen die veel essentiële biochemische
processen uitvoeren.
Cytoplasma = Alles in de cel behalve de celkern
Cytosol = alleen het vocht
Intracellulair = binnenin de cel
Extracellulair = buiten de cel
Functies Endoplasmatisch Reticulum (ER):
Ruw ER = met ribosomen: eiwitten maken
Glad ER = zonder ribosomen: toxische stoffen onschadelijk maken, hormoon synthese
(steroïdhormonen), membraansynthese.
Nucleair envelope = gespecialiseerd ER: maakt bepaalde reacties efficiënter.
Eiwitten voor secretie en intracellulair transport gaan van ER naar het Golgi systeem.
- Functies Golgi systeem = transport van eiwitten en modificatie van eiwitten.
Het cytoskelet zorgt voor verankering van organellen en transport in de cel.
Actine filamenten: structuur en spiercontractie
Microtubuli: transport en celdeling
Intermediaire filamenten: cel sterkte
The cell theory: all cells are formed by the division of pre-existing cells.
Endomembraan systeem = interconnected network of membrane-enclosed organelles in an
eukaryotic cell; includes the endoplasmic reticulum, Golgi apparatus, lysosomes, peroxisomes, and
endosomes deze onderdelen communiceren met elkaar via blaasjes
- chloroplasten en mitochondria behoren niet tot het endomembraan systeem
Lysosomen = Membraan-omsloten organel dat versleten eiwitten en organellen en andere
afvalstoffen afbreekt, evenals moleculen die worden opgenomen door endocytose; bevat
spijsverteringsenzymen die doorgaans het meest actief zijn bij de zure pH die in deze organellen
wordt aangetroffen.
Peroxisomen = Klein, door een membraan omgeven organel dat enzymen bevat die lipiden afbreken
en toxines vernietigen.
Endosomen = blaasjes die m.b.v. endocytose de cel in komen,
Organismen die als model worden gebruikt in onderzoek:
- Escherichia coli (E. coli) om de werking van bacteriën te begrijpen
- Saccharomyces cerevisiae (gistcellen) nauw verwant aan zowel dieren als planten
- Arabidopsis thaliana (common wall cress) helpt planten te begrijpen
2
, - Drosophila melanogaster (fruitvlieg) De fundamenten van de klassieke genetica
werden grotendeels gebouwd op studies van dit insect.
- Caenorhabditis elegans (aaltje) ontwikkelt zich in een precieze tijd van een
bevruchte eicel tot een volwassene met precies 959 lichaamscellen.
- Mus musculus (muis)
- Danio rerio (zebravis) transparant tijdens de eerste weken
Het menselijk genoom heeft ongeveer 19.000 eiwitcoderende genen, dat is ongeveer vijf keer zoveel
als E. coli en ongeveer 5000 meer dan de vlieg.
Oefenvragen en antwoorden:
Juiste volgorde van reacties: Replicatie, Transcriptie, Translatie
Belangrijke bacterie voor moleculaire biologie: E. coli
Wat bevindt zich in de nucleus van een eukaryote cel: Chromosomen
Drosophila melanogaster is een: Insect (fruitvlieg)
Wat houdt de cel theorie in: Alle cellen worden gevormd door de deling van reeds
bestaande cellen
Wat is de kleinste levende eenheid: de cel
Wat is waar over het ER: De oppervlakte van het ER membraan is veel groter dan
die van het plasma membraan
Wat bevindt zich niet in een prokaryote cel: een kern
Wat is er bijzonder aan Danio rerio (zebravis): Ze zijn transparant levensprocessen kunnen
makkelijk gevolgd worden
Wat behoort niet tot het endomembrane systeem: mitochondriën en chloroplasten
Waarin zijn alle cellen gelijk: Ze bewaren hun genetische instructies in DNA
3
HC1: Dag 1-1 De Levende Cel
Cellen komen voor in veel verschillende vormen
Het centrale dogma:
Cellen zijn de fundamentele eenheden van het leven. Aangenomen wordt dat alle huidige cellen zijn
geëvolueerd uit één voorouderlijke cel die meer dan 3 miljard jaar geleden bestond, argumenten
hiervoor zijn:
Endosymbiosetheorie: mitochondriën en chloroplasten waren ooit vrij levende bacteriën en
zijn later als organellen in andere cellen gaan leven.
Alle cellen zijn omgeven door een plasmamembraan, dat de binnenkant van de cel scheidt
van zijn omgeving.
Al het leven heeft nucleïne zuren als basis: Alle cellen bevatten DNA als opslagplaats van
genetische informatie en gebruiken het om de synthese van RNA-moleculen en eiwitten te
sturen. Deze moleculaire relatie ligt ten grondslag aan het vermogen van cellen om zichzelf
te repliceren.
Homologe functies van cellen in verschillende organismen
Genetische code overal dezelfde ‘vertaal code’
3 groepen:
Bacteriën = Prokaryoot
Archaea = Prokaryoot.
o Prokaryoten hebben geen kern en geen interne membranen.
o Prokaryoten lijken waarschijnlijk het meest op de oorspronkelijke voorouderlijke cel.
o Verschillende soorten prokaryoten zijn divers in hun chemische mogelijkheden en
bewonen een verbazingwekkend breed scala aan habitatten.
Eukaryoten
o Wel een kern en interne membranen.
o Cellen in een meercellig organisme, hoewel ze allemaal hetzelfde DNA bevatten,
kunnen heel verschillend zijn omdat ze verschillende sets genen aanzetten op basis
van hun ontwikkelingsgeschiedenis en signalen die ze van hun omgeving ontvangen.
o De kern bevat de belangrijkste genetische informatie van het eukaryote organisme,
opgeslagen in zeer lange DNA-moleculen.
Protozoa = Vrijlevende, eencellige eukaryote micro-organismen. Het zijn
complexe cellen, die in sommige gevallen kunnen zwemmen, paren, jagen en
andere micro-organismen kunnen verslinden.
1
,Dierlijke en plantaardige cellen zijn typisch 5-20 micrometer in diameter en kunnen worden gezien
met een lichtmicroscoop (kan details bekijken tot 200 nm, dit limiet komt omdat er geen kleinere
golflengte fotonen bestaat), die ook enkele van hun interne componenten onthult, inclusief de
grotere organellen. De elektronenmicroscoop (TEM (1nm) en SEM (3-20nm) elektronen hebben
een kleinere golflengte dan licht) onthult zelfs de kleinste organellen, maar specimina vereisen een
uitgebreide voorbereiding en kunnen niet worden bekeken terwijl ze leven. Met fluorescentie-
microscopie (Fluorescentiemicroscopie is een techniek die in biologisch en medisch onderzoek wordt
gebruikt waarbij fluorescerende kleurstoffen worden gebruikt die oplichten als ze worden bestraald
met licht van een kortere golflengte, objecten kleiner dan 200 nm kunnen worden gezien) kunnen
specifieke grote moleculen in vaste of levende cellen worden gelokaliseerd.
Buiten de door een membraan omsloten organellen in het cytoplasma bevindt zich het cytosol, een
sterk geconcentreerd mengsel van grote en kleine moleculen die veel essentiële biochemische
processen uitvoeren.
Cytoplasma = Alles in de cel behalve de celkern
Cytosol = alleen het vocht
Intracellulair = binnenin de cel
Extracellulair = buiten de cel
Functies Endoplasmatisch Reticulum (ER):
Ruw ER = met ribosomen: eiwitten maken
Glad ER = zonder ribosomen: toxische stoffen onschadelijk maken, hormoon synthese
(steroïdhormonen), membraansynthese.
Nucleair envelope = gespecialiseerd ER: maakt bepaalde reacties efficiënter.
Eiwitten voor secretie en intracellulair transport gaan van ER naar het Golgi systeem.
- Functies Golgi systeem = transport van eiwitten en modificatie van eiwitten.
Het cytoskelet zorgt voor verankering van organellen en transport in de cel.
Actine filamenten: structuur en spiercontractie
Microtubuli: transport en celdeling
Intermediaire filamenten: cel sterkte
The cell theory: all cells are formed by the division of pre-existing cells.
Endomembraan systeem = interconnected network of membrane-enclosed organelles in an
eukaryotic cell; includes the endoplasmic reticulum, Golgi apparatus, lysosomes, peroxisomes, and
endosomes deze onderdelen communiceren met elkaar via blaasjes
- chloroplasten en mitochondria behoren niet tot het endomembraan systeem
Lysosomen = Membraan-omsloten organel dat versleten eiwitten en organellen en andere
afvalstoffen afbreekt, evenals moleculen die worden opgenomen door endocytose; bevat
spijsverteringsenzymen die doorgaans het meest actief zijn bij de zure pH die in deze organellen
wordt aangetroffen.
Peroxisomen = Klein, door een membraan omgeven organel dat enzymen bevat die lipiden afbreken
en toxines vernietigen.
Endosomen = blaasjes die m.b.v. endocytose de cel in komen,
Organismen die als model worden gebruikt in onderzoek:
- Escherichia coli (E. coli) om de werking van bacteriën te begrijpen
- Saccharomyces cerevisiae (gistcellen) nauw verwant aan zowel dieren als planten
- Arabidopsis thaliana (common wall cress) helpt planten te begrijpen
2
, - Drosophila melanogaster (fruitvlieg) De fundamenten van de klassieke genetica
werden grotendeels gebouwd op studies van dit insect.
- Caenorhabditis elegans (aaltje) ontwikkelt zich in een precieze tijd van een
bevruchte eicel tot een volwassene met precies 959 lichaamscellen.
- Mus musculus (muis)
- Danio rerio (zebravis) transparant tijdens de eerste weken
Het menselijk genoom heeft ongeveer 19.000 eiwitcoderende genen, dat is ongeveer vijf keer zoveel
als E. coli en ongeveer 5000 meer dan de vlieg.
Oefenvragen en antwoorden:
Juiste volgorde van reacties: Replicatie, Transcriptie, Translatie
Belangrijke bacterie voor moleculaire biologie: E. coli
Wat bevindt zich in de nucleus van een eukaryote cel: Chromosomen
Drosophila melanogaster is een: Insect (fruitvlieg)
Wat houdt de cel theorie in: Alle cellen worden gevormd door de deling van reeds
bestaande cellen
Wat is de kleinste levende eenheid: de cel
Wat is waar over het ER: De oppervlakte van het ER membraan is veel groter dan
die van het plasma membraan
Wat bevindt zich niet in een prokaryote cel: een kern
Wat is er bijzonder aan Danio rerio (zebravis): Ze zijn transparant levensprocessen kunnen
makkelijk gevolgd worden
Wat behoort niet tot het endomembrane systeem: mitochondriën en chloroplasten
Waarin zijn alle cellen gelijk: Ze bewaren hun genetische instructies in DNA
3
