Samenvatting Cel- en weefselbiologie

Deel 1: Inleiding tot de celbiologie

1. Ontstaan van eukaryote cellen
*microfossielen≈ bacteriën eerste teken leven3,5 miljard j/g
*foto-autotrofiezelf voedsel aanmakenfotosyntheseE zonlicht

n CO 2+ n H 2 O+ E → ( CH 2 O ) n+ nO 2 omzetting dr fotosynthetisch pigment


*organismen toeneenvoudige structuur:
-celmembraan + celwand
-cytosolanabolische & katabolische activiteiten
prokaryoten:
-Archaeaextreme milieus
-BacteriaEscherichia coli, Streptococcus

*uit Archeae-achtige vooroudersEukarya/eukaryoten
*adaptaties eukaryoten ≠ prokaryoten:

-systeem interne cytomembranengroter volumekernenvelop=kernmembraan
-cytoskeletmotorische systemencel compartimentering + spontaan bewegen
celsteuninsluiting in dubbel membraan
-complexe organisatie genoom + ruimtelijke scheiding transcriptie &
translatiediversificatie gespecialiseerde eiwitten, celtypes & organismen
-mitochondria, peroxisomen, plastidenrespiratie + energieproductieafstammen
aërobe prokaryote endosymbiontenenergiebron + bescherming tegen reactieve O2

Prokaryoten Eukaryoten
Uitsluitend eencellig Eencellig of meercellig
Celmembraan & celwand Celmembraan
Geen kern Kern
Circulair chromosoom in cytosol Chromosoom in kern
Niet gecompartimenteerd Organellen
Deling dr insnoering Deling dr mitose of meiose

2. Chemische bouwstenen van cellen

*macromoleculen:
1. eiwitten
2. nucleïnezuren polymerenuit monomeren (bijna identiek, covalent gebonden)
3. polysachariden

,1. eiwitten/proteïnen
-10-1000 AZgebonden dr peptidebindingen
-peptidenkorte ketens<20-30 AZ
-polypeptidenlange ketenstot 4000 AZ
-eiwitten= complex polypeptiden met 3D-structuur
-residu= individuele AZ in keten
-in cel60 ≠ AZ20eiwitsynthese= karakteristieke structuur

-amino NH2 groep
-carboxyl COOH groep
-waterstof H groep
-variabele R groep≠ aminozuren onderscheiden + chemische karakteristieken

H H

H O
N C C
H O
R


*keten AZN-terminale (aminogroep) & C-terminale (carboxylgroep) einde keten
*AZoptische isomerenL/D-vormenLeiwitten
*primaire structuurspecifieke opeenvolging AZ of polypeptideketenopvouwen
ketensecundaireconformatie (vormen 3D structuurspontaan) gehele ketentertiaire
*multimere eiwittentwee of meer polypeptiden of subunits# relatieve posities
subunitsquaternaire
*soms opvouwen bijgestaanmoleculaire chaperonesnatuurlijke conformatie
verbrokendenaturatie

3.polysachariden
-bouwstenen monosacharidenkoolhydratenC & H2O(CH2O)n (n=3-7)
-glucosemonosacharide
-waterige oplossingenkoolhydratenringstructurenaldehyde of keton reageert met
hydroxyl
-disachariden2 monosacharidenmaltose & sucrose
-polysacharidenglycogeenn, zetmeel, cellulose
-eiwitten & koolhydraten vaak samen voor
glycoproteïneneiwitten m. covalent gebonden koolhydraatketens
proteoglycaneneiwit-koolhydraat combinaties m. gespecialiseerde
polysacharidenketens=glycosaminoglycanen/GAGs

,4.vetten/lipiden
-niet gevormd door polymerisatie
-6 grote klassen:
vetzurenhydrofobe koolwaterstofketen aan COOH groep verzadigde/onverzadigde/
poly-onverzadigdadhv. = bindingfluïditeit celmembranen
triglyceridenglycerol aan 3 vetzuurketens
fosfolipidenfosfoglyceriden & sfingolipiden
glycolipiden≈ fosfolipiden + koolhydraatgroep
steroïdencholesterol
terpenencarotenoïdenplantgeproduceerde terpenentherapeutische effecten

3. De energiehuishouding in de cel

*cellenenergie + chemische bouwstenen nodig
*fototrofenproduceren eigen voedselsommige bacteriën, algen en groene planten
*chemotrofenvoedsel opnemen door organismenfungi, >bacteriën, alle dieren
*taak celgekatalyseerd enzymen
*metabolisme= geheel chemische reactiespathways:
1. anabolische pathwayssynthese celcomponentenE nodig
2. katabolische pathwaysafbraak celcomponentenE + bouwstenen vrijdeel vrije
Evoor anabolische reacties

*ATP (adenosine trifosfaat)E stockeren + vrijgevenafsplitsing P-groep dr
hydrolyseADP (adenosine difosfaat)E vrijdag
*ADPATPE nodig + energiedragers NADPH & NADH
E↑
ATP+ H 2 O ⇄ ADP+ Pi +2 H +¿¿
+E

*fototrofe organismenstralingsenergie zonchemische energie
1. splitsing H2OATPO2 vrij
2. ATPaanmaak koolhydratenanabole reactie
3. aanwezigheid O2voedselcomponenten geoxideerde- overgedragen op e—
acceptorw. gereduceerd
4. vele substantiessubstraat voor oxidatiekoolhydraten, vetten, eiwittenglucose!
substraat

*volledige oxidatie glucose in CO2 + H2O in aanwezigheid O2 = aërobe
respiratie/(cel)respiratie
*respiratie= opname O2 + productie CO2
*geen aanwezigheid O2toch energie uit glucose halenglycolyse= e- onttrokken van 1
intermediair in pathwaytoegevoegd aan ander intermediair
*glycolysevorm fermentatie= partieel afbreken van moleculen + E vrij in afwezigheid
O2anaëroobkatabolismeveel > energie-opbrengst

, 4. Enzymen: algemene principes

*reactiestussenkomst eiwittenkatalysatoren= enzymenbevordert chemische
verandering substraat= molecule waaraan enzym bindt
*ribozymen= enzymen uit RNA

*katalysatoren3 eigenschappen:
-verhogen reactiesnelheiddr verlagen activatie-energie (extra E om binding te
destabiliseren + chemische reactie starten)
-complex met substraatmol. + bindeninteractie makkelijker
-enkel snelheid reactie-evenwicht bereikt verandertniet positie ev.

*enzymactieve plaats:
1. gebied herkenning + binding substraat
2. gebied reactie katalyseert na binding

*kenmerken enzymen:
-substraat-specificiteit
-diversiteitdr specificiteit + > reacties gekatalyseerd
-T- & PH-gevoelig

5. methoden voor de studie van cellen en hun componenten

*cytologie= celullaire structuur bestuderenvisualisatie-technieken
vb. kleurstoffen aan DNA binden
eiwitten visualiserenmerken met antilichamengezuiverde antilichamen chemische
gebonden aan ‘vlag’ (fluorescente molecule)in fluorescentiemicroscoopplaats binding
antilichaam zien= immuunhistochemie

*biochemie= functies cel bestuderen
fractionatie= scheiden bestanddelen cellen o.b.v. chemische/fysische eigenschappen
chromatografie= moleculen scheiden o.b.v. grootte, lading, affiniteit voor specifieke
moleculen/functionele groepen
elektroforese= elektrisch veldmoleculen scheiden o.b.v. mobiliteit
gel-elektroforese/SDS-PAGE=methode in fractionatie + karakterisatie
eiwittenmembraaneiwitten isoleren + typeren

*genetica= informatiestroom + overerfbaarheid bestuderen
scheiding DNA moleculen + fragmenten
hybridisatie nucleïnezuren
recombinant DNA technologie
analyse grote datasetsdr DNA sequeneringbio-informaticain silico
in vitro=in glas= in leven houden/kweken buiten lichaam van cellen/weefselscellen
bestuderen onder strikte toestanden (vrij van fysiologische factoren)steriel