Week 1
Antonie van Leeuwenhoek & Robert Hooke hebben groten invloed gehad op de ontdekking van de
microscoop.
-> dit is belangrijk geweest voor de ontdekking van de cellen. Robert Hooke ontdekt kurkcellen (dode
cellen) en Anton van Leeuwenhoek ontdekte bacteriën.
Cel-theorie
Alle levende organismen bestaan uit 1 of meer cellen
Cellen zijn de fundamentele bouwstenen die structuur en organisatie aan organisme
biedt
Cellen ontstaan uit al bestaande cellen door groei en deling
Cellen variëren enorm maar hebben allemaal DNA moleculen
mRNA heeft de meeste RNA moleculen en word vertaald in eiwitten.
Microscopie
Het doel van de microscoop is het object vergroten en het object in meer detail bekijken .
Resolutie (=oplossend vermogen) is de kortste afstand waarbij twee punten kunnen worden
waargenomen als individuele punten.
Daarbij hoort de formule: d= 0.61 λ ÷ nsin ( α )
λ=golflengte van h et gebruikte lic h t
n = brekingsindex van het medium tussen de lens en het dekglas (n=1 voor lucht; 1.5 voor olie)
α =h alve openings h oek van de lic h tbundel die door de lens valt
nsin ( α )=N . A . ( deze staat vaak op de lens )
Als je meer wil zien in de microscopie moet je zorgen voor een hoger contrast. Hierdoor gaan alleen
de levende cellen wel vaak dood. (=helderveldmicroscoop)
Donkerveldmicroscoop = verschil in brekingsindex waardoor ook contrast ontstaat.
Fluorescentie microscopie
Een soort lichtmicroscoop
Een fluorescent molecuul (fluorofoor) absorbeert fotonen van een specifieke kleur
(excitatie) en produceert fotonen met een hogere golflengte/ minder energie
(emissie).
Elektronen microscopie
Geen licht maar elektronenbundel
Elektronen hebben een zeer kleine golflente dus het oplossend vermogen is veel beter
Elektronenmicroscoop (EM) Lichtmicroscoop (LM)
Absorptie en verstrooiing van Absorptie en verstrooiing
elektronen van fotonen (licht)
Magnetische lenzen Glaslenzen
Cellen in vacuüm (gefixeerd weefsel) Cellen in vloeistof
waardoor cellen dood gaan (levende cellen)
Zware metalen voor contrast (OsO4) Visualisatie van
dynamische processen
, Beperkte vergroting
(10^3x)
Prepareertechnieken
Meestal worden er dunne plakjes (coupes) gemaakt van het object.
LM: los mesje/microtoom -> 3-30 μm
EM: <100 μm
Maar voordat er coupes gesneden worden vind eerst een fixatie plaats, hierbij is het doel de
structuur van het object zoveel mogelijk behouden. Dit kan door cryofixatie (invriezen) of chemische
fixatie.
Om het vervolgens te kunnen snijden wordt het object ingebed in gemakkelijk te snijden materiaal
(parafinne of kunsthars). Dit dient om het object te ondersteunen. Voor het inbedden vind meestal
nog dehydratie plaats waarbij al het aanwezige water uit het preparaat wordt gehaald.
Om ook nog het contrast te verhogen wordt bij LM kleur toegevoegd en bij EM worden zware
metalen gebruikt.
Ook zijn er nog andere preparaattechnieken voor speciale doeleinden zoals bijvoorbeeld de
vriesbreektechniek, de spreidingstechniek en de 'shadow-cast'techniek.
Prokaryoten (bacteriën en archaea)
hebben beperkte interne organisatie
Geen celkern
Circulaire DNA streng is geconcentreerd in de nucleoide (niet omgeven door
kernmembraan)
Eiwit synthese vind plaats door ribosomen in het cytosol.
Enkel membraan
Sommige bacteriën (cyanobacteriën) zijn in staat tot fotosynthese. Deze zijn de voorlopers van
chloroplasten in planten.
Eukaryoten
(dubbel)Membraan omgeven organellen
Cytoplasma (inclusief organellen, behalve de celkern) en cytosol (cytoplasma exclusie
de organellen (blauw)).
o Plantencellen
Plastiden
Celwand
Grote vacuole
Veel golgi lichaampjes
Geen lysosomen
o Dierlijke cellen (zie plaatje)
lysosomen
De verschillende compartimenten zorgen voor een hogere efficiëntie, specialisatie in functie en het
isoleren van processen die schadelijk zijn voor de rest van de cel.
Een schimmelcel bevat een celkern, celwand, mitochondriën maar geen chloroplasten.
Membraan
,De begrenzing van de cel of organel bestaande uit een dubbele laag fosfolipiden. Als je het onder een
microscoop bekijkt is het bij hoge vergroting zichtbaar als een unit membraan: de plasmamembraan
Door middel van de vriesbreekmethode ontstaat een breukvlak in het unit-membraan. De PF
(plasmatische fractuur) ligt aan de kant van het cytoplasma en de EF (extracellulaire fractuur) ligt aan
de kant van de celwand.
Coated pits = plek op het plasmamembraan (aan de cytoplasma kant) die bezet is door het eiwit
clathrine. De clathrine vormt vijf (kromming) en zeshoeken (platte structuur). Bij vijfhoeken wordt
daarom een vesikel afgesnoerd en de clathrine keert weer terug.
Nucleus (celkern)
Groot, onregelmatig van vorm of bolvormig
Herkennen aan de kernporien en het DNA
Omgeven door twee membranen: buiten en binnen (kernenvelop)
Kernporiën zijn voor selectieve inport en export
Bevat de nucleolus (kernlichaampje) waar r-RNA wordt geproduceerd
o Bestaat uit fibrillaire (draadachtige) en granulaire (korrelige) delen
Eukaryoten zijn geëvolueerd uit prokaryoten.
Het DNA wordt verpakt zodat het in de celkern past
Euchromatine (lichte delen) zijn getranscribeerd
Heterochromatine (donkere delen) bevatten weinig genen en zijn sterk gecondenseerd
dat er geen transiptie plaats kan vinden
Nucleolus (donker gecentreerd gebied) waar speciaal r(ibosomaal) RNA gemaakt
wordt. Diit verlaat gewoon de kern en wordt niet getranscribeerd. In het kernlichaam
worden als wat eiwitten toegevoegd aan het rna om pre-ribosomen te vormen en deze
verlaat de kern door de kernporiën.
Ribosomen worden gemaakt door eiwitten en rRNA.
Endoplasmatisch reticulum (ER)
Het ER membraan is continu met het buitenste kern membraan
Bestaat uit ruw ER (RER) en glad ER (SER)
Functies
Synthese van fosfolipiden (SER)
Aanhechtingsplaats voor ribosomen (RER)
Eiwitvouwing en -modificatie (RER)
Synthese van steroïdhormonen (SER)
Opslagplaats voor calcium ionen (SER)
Golgi apparaat
Bestaat uit meerdere dictyosomen die weer uit cisternen bestaan
membraan omgeven platte 'zakjes'(cisternen)
moleculen die gemaakt zijn in het ER modificeren en sorteren
transport naar andere organellen, het plasmamembraan en de extracellulaire ruimte.
Het golgi apparaat bestaat uit:
o Cis cisterna: aankomst vanuit het ER
o Medial cisterna: modificatie door enzymen
o Trans cisterna: eiwitten sorteren en verpakken in vesikels
, Mitochondria
Twee membraan waarbij het binnen membraan heel erg geplooid is
De twee membranen creeren twee verschillende compartimenten.
In het binnen membraan (cristae) biedt ruimte aan ATP synthase. Dit zorgt voor de
chemische brandstof en wordt ook wel de cellulaire respiratie genoemd.
Bevatten DNA en ribosomen (waarschijnlijk geevolueerd uit een prokaryoot)
Chloroplasten
vindt fotosynthese plaats.
Omgeven door twee membranen
Bevatten een derde membraan, dat sterk gevouwen is en opgestapeld tot grana
Grana is verbonden en omgeven door stroma
het thylakoid-membraan bevat het groene chlorophyl.
Chloroplasten behoren tot een groep plantenorganellen die in elkaar over kunnen gaan (plastiden)
Zo kan er opslag plaats vinden in bijvoorbeeld een amyloplast.
Mitochondria en chloroplasten hebben veel overeenkomsten;
Omgeven door twee membranen
DNA (circulair) en ribosomen binnen het binnenmebraan
Een groot aantal genen is verplaatst naar de celkern van de gastheercel
Peroxisomen en lysosomen zijn betrokken bij respectievelijk het onschadelijk maken van gifstoffen
en de afbraak van macromoleculen
Drie manieren van eiwit-import door organellen
1. Transport van en naar de celkern door kernporiën
o Kern-eiwitten worden volledig gesynthetiseerd in het cytosol
o Na eiwit-vouwing worden de eiwitten uit het cytosol naar de kern geïmporteerd via
kernporiën
Eiwitten die in de kern functioneren bevatten een nuclear localization signal
(NLS)
Er is een speciale aminozuursequentie die een eiwit naar een specifieke locatie
in de cel dirigeert
De eiwiiten blijven gevouwen tijdens het transport naar de kern
2. Transport door membranen
o De eiwitten moeten eerst ontvouwen worden voor dit type transport
o Mitochondria en chloroplasten (ze produceren zelf wel eiwitten maar dit is maar een
klein percentage, de meeste eiwitten worden geïmporteerd vanuit het cytosol.
Een specifieke signaal sequentie wordt herkend (aminozuren) door een import
receptor die gekoppeld is aan een eiwit-translocator. (dit gebeurd zowel op het
buiten als het binnenmembraan)
Transport door beide membranen vindt tegelijkertijd plaats
De signaal sequentie wordt verwijderd na translocatie door peptidase en wordt
weer opgevouwen.
3. Transport door vesikels (blaasjes)
o Het endomembraan-systeem (ER, Golgi, endosomen, lysosomen en peroxisomen)
maakt vooral gebruik van vesikels
o Het is een soort lopende band: een productie- en transportsysteem
o Transport van en naar het plasmamembraan vindt plaats door vesikels.
Ribosomen worden naar het ER gestuurd door een ER signaal-sequentie
Antonie van Leeuwenhoek & Robert Hooke hebben groten invloed gehad op de ontdekking van de
microscoop.
-> dit is belangrijk geweest voor de ontdekking van de cellen. Robert Hooke ontdekt kurkcellen (dode
cellen) en Anton van Leeuwenhoek ontdekte bacteriën.
Cel-theorie
Alle levende organismen bestaan uit 1 of meer cellen
Cellen zijn de fundamentele bouwstenen die structuur en organisatie aan organisme
biedt
Cellen ontstaan uit al bestaande cellen door groei en deling
Cellen variëren enorm maar hebben allemaal DNA moleculen
mRNA heeft de meeste RNA moleculen en word vertaald in eiwitten.
Microscopie
Het doel van de microscoop is het object vergroten en het object in meer detail bekijken .
Resolutie (=oplossend vermogen) is de kortste afstand waarbij twee punten kunnen worden
waargenomen als individuele punten.
Daarbij hoort de formule: d= 0.61 λ ÷ nsin ( α )
λ=golflengte van h et gebruikte lic h t
n = brekingsindex van het medium tussen de lens en het dekglas (n=1 voor lucht; 1.5 voor olie)
α =h alve openings h oek van de lic h tbundel die door de lens valt
nsin ( α )=N . A . ( deze staat vaak op de lens )
Als je meer wil zien in de microscopie moet je zorgen voor een hoger contrast. Hierdoor gaan alleen
de levende cellen wel vaak dood. (=helderveldmicroscoop)
Donkerveldmicroscoop = verschil in brekingsindex waardoor ook contrast ontstaat.
Fluorescentie microscopie
Een soort lichtmicroscoop
Een fluorescent molecuul (fluorofoor) absorbeert fotonen van een specifieke kleur
(excitatie) en produceert fotonen met een hogere golflengte/ minder energie
(emissie).
Elektronen microscopie
Geen licht maar elektronenbundel
Elektronen hebben een zeer kleine golflente dus het oplossend vermogen is veel beter
Elektronenmicroscoop (EM) Lichtmicroscoop (LM)
Absorptie en verstrooiing van Absorptie en verstrooiing
elektronen van fotonen (licht)
Magnetische lenzen Glaslenzen
Cellen in vacuüm (gefixeerd weefsel) Cellen in vloeistof
waardoor cellen dood gaan (levende cellen)
Zware metalen voor contrast (OsO4) Visualisatie van
dynamische processen
, Beperkte vergroting
(10^3x)
Prepareertechnieken
Meestal worden er dunne plakjes (coupes) gemaakt van het object.
LM: los mesje/microtoom -> 3-30 μm
EM: <100 μm
Maar voordat er coupes gesneden worden vind eerst een fixatie plaats, hierbij is het doel de
structuur van het object zoveel mogelijk behouden. Dit kan door cryofixatie (invriezen) of chemische
fixatie.
Om het vervolgens te kunnen snijden wordt het object ingebed in gemakkelijk te snijden materiaal
(parafinne of kunsthars). Dit dient om het object te ondersteunen. Voor het inbedden vind meestal
nog dehydratie plaats waarbij al het aanwezige water uit het preparaat wordt gehaald.
Om ook nog het contrast te verhogen wordt bij LM kleur toegevoegd en bij EM worden zware
metalen gebruikt.
Ook zijn er nog andere preparaattechnieken voor speciale doeleinden zoals bijvoorbeeld de
vriesbreektechniek, de spreidingstechniek en de 'shadow-cast'techniek.
Prokaryoten (bacteriën en archaea)
hebben beperkte interne organisatie
Geen celkern
Circulaire DNA streng is geconcentreerd in de nucleoide (niet omgeven door
kernmembraan)
Eiwit synthese vind plaats door ribosomen in het cytosol.
Enkel membraan
Sommige bacteriën (cyanobacteriën) zijn in staat tot fotosynthese. Deze zijn de voorlopers van
chloroplasten in planten.
Eukaryoten
(dubbel)Membraan omgeven organellen
Cytoplasma (inclusief organellen, behalve de celkern) en cytosol (cytoplasma exclusie
de organellen (blauw)).
o Plantencellen
Plastiden
Celwand
Grote vacuole
Veel golgi lichaampjes
Geen lysosomen
o Dierlijke cellen (zie plaatje)
lysosomen
De verschillende compartimenten zorgen voor een hogere efficiëntie, specialisatie in functie en het
isoleren van processen die schadelijk zijn voor de rest van de cel.
Een schimmelcel bevat een celkern, celwand, mitochondriën maar geen chloroplasten.
Membraan
,De begrenzing van de cel of organel bestaande uit een dubbele laag fosfolipiden. Als je het onder een
microscoop bekijkt is het bij hoge vergroting zichtbaar als een unit membraan: de plasmamembraan
Door middel van de vriesbreekmethode ontstaat een breukvlak in het unit-membraan. De PF
(plasmatische fractuur) ligt aan de kant van het cytoplasma en de EF (extracellulaire fractuur) ligt aan
de kant van de celwand.
Coated pits = plek op het plasmamembraan (aan de cytoplasma kant) die bezet is door het eiwit
clathrine. De clathrine vormt vijf (kromming) en zeshoeken (platte structuur). Bij vijfhoeken wordt
daarom een vesikel afgesnoerd en de clathrine keert weer terug.
Nucleus (celkern)
Groot, onregelmatig van vorm of bolvormig
Herkennen aan de kernporien en het DNA
Omgeven door twee membranen: buiten en binnen (kernenvelop)
Kernporiën zijn voor selectieve inport en export
Bevat de nucleolus (kernlichaampje) waar r-RNA wordt geproduceerd
o Bestaat uit fibrillaire (draadachtige) en granulaire (korrelige) delen
Eukaryoten zijn geëvolueerd uit prokaryoten.
Het DNA wordt verpakt zodat het in de celkern past
Euchromatine (lichte delen) zijn getranscribeerd
Heterochromatine (donkere delen) bevatten weinig genen en zijn sterk gecondenseerd
dat er geen transiptie plaats kan vinden
Nucleolus (donker gecentreerd gebied) waar speciaal r(ibosomaal) RNA gemaakt
wordt. Diit verlaat gewoon de kern en wordt niet getranscribeerd. In het kernlichaam
worden als wat eiwitten toegevoegd aan het rna om pre-ribosomen te vormen en deze
verlaat de kern door de kernporiën.
Ribosomen worden gemaakt door eiwitten en rRNA.
Endoplasmatisch reticulum (ER)
Het ER membraan is continu met het buitenste kern membraan
Bestaat uit ruw ER (RER) en glad ER (SER)
Functies
Synthese van fosfolipiden (SER)
Aanhechtingsplaats voor ribosomen (RER)
Eiwitvouwing en -modificatie (RER)
Synthese van steroïdhormonen (SER)
Opslagplaats voor calcium ionen (SER)
Golgi apparaat
Bestaat uit meerdere dictyosomen die weer uit cisternen bestaan
membraan omgeven platte 'zakjes'(cisternen)
moleculen die gemaakt zijn in het ER modificeren en sorteren
transport naar andere organellen, het plasmamembraan en de extracellulaire ruimte.
Het golgi apparaat bestaat uit:
o Cis cisterna: aankomst vanuit het ER
o Medial cisterna: modificatie door enzymen
o Trans cisterna: eiwitten sorteren en verpakken in vesikels
, Mitochondria
Twee membraan waarbij het binnen membraan heel erg geplooid is
De twee membranen creeren twee verschillende compartimenten.
In het binnen membraan (cristae) biedt ruimte aan ATP synthase. Dit zorgt voor de
chemische brandstof en wordt ook wel de cellulaire respiratie genoemd.
Bevatten DNA en ribosomen (waarschijnlijk geevolueerd uit een prokaryoot)
Chloroplasten
vindt fotosynthese plaats.
Omgeven door twee membranen
Bevatten een derde membraan, dat sterk gevouwen is en opgestapeld tot grana
Grana is verbonden en omgeven door stroma
het thylakoid-membraan bevat het groene chlorophyl.
Chloroplasten behoren tot een groep plantenorganellen die in elkaar over kunnen gaan (plastiden)
Zo kan er opslag plaats vinden in bijvoorbeeld een amyloplast.
Mitochondria en chloroplasten hebben veel overeenkomsten;
Omgeven door twee membranen
DNA (circulair) en ribosomen binnen het binnenmebraan
Een groot aantal genen is verplaatst naar de celkern van de gastheercel
Peroxisomen en lysosomen zijn betrokken bij respectievelijk het onschadelijk maken van gifstoffen
en de afbraak van macromoleculen
Drie manieren van eiwit-import door organellen
1. Transport van en naar de celkern door kernporiën
o Kern-eiwitten worden volledig gesynthetiseerd in het cytosol
o Na eiwit-vouwing worden de eiwitten uit het cytosol naar de kern geïmporteerd via
kernporiën
Eiwitten die in de kern functioneren bevatten een nuclear localization signal
(NLS)
Er is een speciale aminozuursequentie die een eiwit naar een specifieke locatie
in de cel dirigeert
De eiwiiten blijven gevouwen tijdens het transport naar de kern
2. Transport door membranen
o De eiwitten moeten eerst ontvouwen worden voor dit type transport
o Mitochondria en chloroplasten (ze produceren zelf wel eiwitten maar dit is maar een
klein percentage, de meeste eiwitten worden geïmporteerd vanuit het cytosol.
Een specifieke signaal sequentie wordt herkend (aminozuren) door een import
receptor die gekoppeld is aan een eiwit-translocator. (dit gebeurd zowel op het
buiten als het binnenmembraan)
Transport door beide membranen vindt tegelijkertijd plaats
De signaal sequentie wordt verwijderd na translocatie door peptidase en wordt
weer opgevouwen.
3. Transport door vesikels (blaasjes)
o Het endomembraan-systeem (ER, Golgi, endosomen, lysosomen en peroxisomen)
maakt vooral gebruik van vesikels
o Het is een soort lopende band: een productie- en transportsysteem
o Transport van en naar het plasmamembraan vindt plaats door vesikels.
Ribosomen worden naar het ER gestuurd door een ER signaal-sequentie
