Wat is leven
Begrip leven is gekarakteriseerd a.d.h.v de volgende eigenschappen:
1. Unieke chemische samenstelling en bijbehorende macromoleculen
2. Onderverdeling in hiërarchische organisatieniveaus
Subcellulaire-moleculaire niveau
Cellulair niveau
Weefsels
Organen
Individuen
Populatie
Gemeenschap
Ecosysteem
3. Voortplanting, samenspel tussen erfelijkheid en variatie
4. Het bezitten van een genetische code en DNA
5. Metabolische processen zoals vertering, respiratie en synthese van nieuwe moleculen
6. Typische levenscyclus en individuele ontwikkeling
Indeling van et dierenrijk
Bevat 2 grote groepen : - Eukaryoten (volledige celbouw)
- prokaryoten (bacteriën en archeae- geen celkern)
De indeling van het dierenrijk volgt BAFPAP:
1. Bacteriën
2. Archeae
3. Fungi
4. Protista
5. Animalia
6. Plantae
Bacteriën omvatten o.a. de cyanobacteria (blauwwieren), proteobacteria (purperwieren) en
spirocheten, waaronder belangrijke ziekteverwekkers zoals het Leptospira genus. Er wordt vermoed
dat bacteriën in primitieve endosymbiose verantwoordelijk zijn voor het ontstaan van organellen.
Cyanobacteria Aanleiding tot chloroplasten
Proteobacteria Aanleiding tot mitochondria
Spirocheten Aanleiding tot Flagella
Archaea zijn vreemde groepen met extreem halofiele en thermoacidofiel bacteriën.
Fungi zijn volledig heterotroof en hebben geen mogelijkheid tot fotosynthese
Protista (ééncelligen) kunnen opgedeeld worden in Algae (foto-autotroof) en Protozoa
(heterotroof)
Animalia zijn meercellige eukaryoten met een hetrotrofe levenswijze, geen celwand
Plantae zijn meercellige eukaryoten met autotrofe levenswijze
Naast BAFPAP zijn er nog andere groepen met onduidelijke indeling te onderscheiden. Dit zijn de
virussen, viroiden en prions. Omdat deze afhankelijk zijn van andere organismen wordt aangenomen
dat deze later zijn ontstaan.
Fysiologie bestudeert interne processen en werking van organen. De belangrijke basis van
fysiologische processen zijn (VVVPUZ):
, 1. Voedselopname
2. Voortbeweging
3. Voortplanting
4. Prikkelwaarneming en overdracht
5. Uitscheiding en osmoregulatie
6. Zuurstofopname en transport
De dierlijke cel
De dierlijke cel bevat geen celwand (i.t.t. plantaardige cellen) maar in plaats daarvan een relatief
flexibele celmembraan. De vorm van de cel hangt in grote mate af van de functie van de cel. Een
dierlijke cel heeft gemiddeld 14 vlakken en het volume van dierlijke cellen is vrij constant. Een groter
organisme heeft dus geen grotere cellen, maar meer cellen.
Cellen bevatten meerdere organellen. De belangrijkste zijn:
1. Plasmamembraan ‘vervangende celwand’
2. Protoplasma= cytoplasma celvloeistof
3. Endoplasmatisch reticulum intracellulair transport
4. Ribosomen produceert eiwitten
5. Mitochondria respiratie
6. Golgi-apparaat concentratie en modificatie van eiwitten
7. Nucleus
Nucleoclus biogenese van ribosomen
Chromosomen bevat DNA
8. Lysosomen vertering
9. Peroxysomen afbraak vetzuren en aminozuren
10. Cytoskelet stevigheid
11. Centriolen vorming en werking van turbulaire structuren (cilia/flagella)
12. Cilia en flagella voortbeweging
Erfelijke informatie
Eiwitten of proteïnen zijn opgebouwd uit aminozuren (slechts 20 natuurlijk voorkomende soorten)
en zijn essentieel voor leven zoals wij het kennen. Een proteïne met 60 aminozuren kan dus 20 60
combinaties vormen. Eiwitten spelen de volgende cruciale rollen (VRITS):
1. Vervullen van bio-katalysatorische functie (enzymen)
2. Reguleren de cellulaire activiteiten (repressoren, hormonen etc.)
3. Immunologische afweer (antilichamen)
4. Transport en opslag van materialen
5. Structurele organisatie of celbouw
De code voor de synthese van alle voorkomende proteïnen zit opgeslagen in het DNA
(desoxyribonucleïnezuur). Het RNA (ribonucleïnezuur) is de overdrager en uitvoerder van deze code.
DNA bestaat uit 2 ketens, die als een dubbele helix rond elkaar draaien. Ze bevatten 4 nucleotiden,
die 2 combinaties kunnen vormen, nl: Guanine – Cytosine, en Thymine – Adenine. De volgorde van
nucleotiden bepaalt welke aminozuren samengevoegd worden. De code voor één aminozuur is
opgebouwd uit 3 achtereenvolgende nucleotiden, het stuk van het DNA wat een eiwit vormt noemt
men een gen.
De codes in het DNA worden overgebracht naar de ribosomen voor eiwitvorming met behulp van het
DNA. Door DNA-polymerase wijken voor 2 DNA ketens uiteen, waarna een RNA streng één van de 2
helften van de ketens complementeert en zo een negatief vormt, dat door de ribosomen wordt
afgelezen. Er zijn 3 soorten RNA:
, 1. Ribosomaal-RNA, vormt ribosomen
2. Transfer-RNA (t-RNA), transporteert de juiste aminozuren naar de ribosomen
3. Messenger-RNA (m-RNA), vormt het negatief van één van de 2 DNA-ketens en wordt
afgelezen door de ribosomen
Celdeling
Er zijn 2 soorten celdeling:
1. Mitose: ‘normale’ deling waarbij erfelijk materiaal gekopieerd wordt. Cel splitst 1x en vormt
2 nieuwe 2N cellen met hetzelfde genetische materiaal
2. Meiose: Deling die plaats vindt in het geval van geslachtcellen. Cel splitst 2x en vormt 4
nieuwe 1N cellen, met allen de helft van het genetische materiaal.
Mitose kent 6 fasen:
1. Interfase: weinig zichtbare activiteit. DNA verdubbeld d.m.v DNA-polymerase
2. Profase: toenemende verkorting van de chromatiden en migratie van centriolen
3. Prometafase: begin van desintegratie van de kernmembraan
4. Metafase: chromosomen liggen in het equatoriaalvlak en laatste DNA bij centromeer
verdubbelt
5. Anafase: chromosomen wijken uiteen en cel wordt gesplitst
6. Telofase: 2 dochtercellen ontstaan (cytokinesis), beide 2N met nieuwe kernmembraan
Bij zowel mitose als meiose verdubbeld het DNA door middel van DNA-polymerase. Het verschil is dat
zusterchromatiden elkaar opzoeken bij meiose, en langs elkaar gaan liggen, waarbij stukken DNA
elkaar overlappen en uitgewisseld worden (crossing over). De eerste deling trekt deze
zusterchromatiden weer uiteen, waarbij je dus 2x2N cellen overhoudt, met verschillende DNA
sequenties als de originele cel. De 2e deling splitst deze geshuffelde chromosomen uiteen, waarbij je
in totaal 4x1N cellen overhoudt. Het belang van meiose zit in het genereren van genetische variatie.
Dit gebeurt op 2 momenten. Tijdens de profase 1, wanneer crossing-over plaatsvindt en tijdens
anafase 1 bij de eerste cytokinese.
Meiose verloopt dus als volgt
1. (IIii) Beginfase
2. (IIIIiiii) (verdubbeling en zusterchromatiden vinden elkaar) interfase en profase 1
3. (XX, xx) (crossing-over) Profase 1
4. (Xx) (Xx) (splitsing 1) anafase 1
5. (Ii) (Ii) (Ii) (Ii) (splitsing 2) anafase 2
Meiose kent 12 fasen
1. Profase 1
2. Prometafase 1
3. Metafase 1
4. Anafase 1
5. Telofase 1 en interfase
6. Profase 2
7. Prometafase 2
8. Metafase 2
9. Anafase 2
10. Telofase 2
Voortplantingsvormen
Aseksueel
, Seksueel
Aseksuele voortplanting kan op 4 verschillende manieren plaatsvinden
1. Door middel van een binaire deling (mitose), wat algemeen is bij ééncelligen
2. Door middel van knopvorming, waarbij het nieuwe organisme zich als een knop op de ouder
vormt. Als de knop genoeg ontwikkeld is, wordt deze van het ouderdier afgesnoerd (vooral
neteldieren, Cnidaria)
3. Door middel van gemmulatie, waarbij een klompje cellen met een stevige membraan afgezet
wordt. Dit gebeurt veel bij sponzen, Porifera. De Gemmulae overwinteren eerst alvorens uit
te komen.
4. Bij fragmentatie ‘breekt’ het volwassen dier in 2 of meerdere stukken, waar nieuwe
individuen uit ontstaan (ongewervelden)
Seksuele voortplanting gebeurt door mddel van gameten (1N), spermatozoa en ova, die door meiose
gevormd worden tijdens de gametogenesis.
Een eicel bestaat uit een animale pool, waar de nucleus zich bevindt en een vegatatieve pool met
voedsel, de dooier ofwel deutoplasma/vitellus. Er zijn 4 soorten eicellen:
- Oligecitaal <1 mm Weinig dooier Mammalia, porifera, cnidaria
- Centrolecitaal 1-5 mm Veel dooier, centrale kern Arthopoda
- Mesolecitaal 1-10 mm Medium dooier Mollusca, wormen, vissen, amfibieën
- Telolecitaal 1 mm- 30 cm Veel dooier vogels en reptielen
Zaadcellen bevatten heel veel mitochondria voor energie, maar verder weinig organellen, omdat hun
enige taak het overbrengen van DNA is. Ze zijn i.t.t. eicellen zeer bewegelijk (bezitten fragellum) en
om de kern met het DNA heen (de kop) bevindt zich het acrosoom, een kap met enzymen bevat om
de wand van de eicel op te lossen.
Seksuele voortplanting gebeurt op 4 verschillende manieren
1. Versmelting man en vrouw
2. Biparentale voortplanting (bevruchting van eicel door sperma)
3. Parthenogenese ( ontwikkeling van eicel zonder bevruchting door sperma, vaak wel
stimulatie)
Ameiotische parthenogenese (eicellen gevormd door mitose)
Meiotische parthenogenese (eicellen gevormd door meiose)
4. Hermafroditisme (zelfde dier produceert eicel én sperma)
Sequentieel hermafroditisme (geslachtswisseling tijdens gedefinieerde levensfase(n))
Seks loont vanwege de genetische variatie die gecreëerd wordt tijdens de meiose en het versmelten
van gameten. Deze variatie zou ervoor kunnen zorgen dat nakomelingen beter in staat zijn zich aan te
passen aan nieuwe leefsituaties (grotere fitness) of kenmerken hebben die de voortplanting
bevorderen (grotere aantrekkingskracht). Daarnaast zou de variatie ook kunnen helpen bij de
‘wapenwedloop’ tussen roofdieren-prooidier en parasiet-gastheer relaties.
Aseksuele voorplanting kost minder energie en is daarom vaak geschikter voor het (snel) koloniseren
van nieuwe Habitats (vulkanische eilanden etc.) dan seksuele voortplanting, wat weer voordelen
geeft in gebieden met kleinere niches, meer competitie.
Begrip leven is gekarakteriseerd a.d.h.v de volgende eigenschappen:
1. Unieke chemische samenstelling en bijbehorende macromoleculen
2. Onderverdeling in hiërarchische organisatieniveaus
Subcellulaire-moleculaire niveau
Cellulair niveau
Weefsels
Organen
Individuen
Populatie
Gemeenschap
Ecosysteem
3. Voortplanting, samenspel tussen erfelijkheid en variatie
4. Het bezitten van een genetische code en DNA
5. Metabolische processen zoals vertering, respiratie en synthese van nieuwe moleculen
6. Typische levenscyclus en individuele ontwikkeling
Indeling van et dierenrijk
Bevat 2 grote groepen : - Eukaryoten (volledige celbouw)
- prokaryoten (bacteriën en archeae- geen celkern)
De indeling van het dierenrijk volgt BAFPAP:
1. Bacteriën
2. Archeae
3. Fungi
4. Protista
5. Animalia
6. Plantae
Bacteriën omvatten o.a. de cyanobacteria (blauwwieren), proteobacteria (purperwieren) en
spirocheten, waaronder belangrijke ziekteverwekkers zoals het Leptospira genus. Er wordt vermoed
dat bacteriën in primitieve endosymbiose verantwoordelijk zijn voor het ontstaan van organellen.
Cyanobacteria Aanleiding tot chloroplasten
Proteobacteria Aanleiding tot mitochondria
Spirocheten Aanleiding tot Flagella
Archaea zijn vreemde groepen met extreem halofiele en thermoacidofiel bacteriën.
Fungi zijn volledig heterotroof en hebben geen mogelijkheid tot fotosynthese
Protista (ééncelligen) kunnen opgedeeld worden in Algae (foto-autotroof) en Protozoa
(heterotroof)
Animalia zijn meercellige eukaryoten met een hetrotrofe levenswijze, geen celwand
Plantae zijn meercellige eukaryoten met autotrofe levenswijze
Naast BAFPAP zijn er nog andere groepen met onduidelijke indeling te onderscheiden. Dit zijn de
virussen, viroiden en prions. Omdat deze afhankelijk zijn van andere organismen wordt aangenomen
dat deze later zijn ontstaan.
Fysiologie bestudeert interne processen en werking van organen. De belangrijke basis van
fysiologische processen zijn (VVVPUZ):
, 1. Voedselopname
2. Voortbeweging
3. Voortplanting
4. Prikkelwaarneming en overdracht
5. Uitscheiding en osmoregulatie
6. Zuurstofopname en transport
De dierlijke cel
De dierlijke cel bevat geen celwand (i.t.t. plantaardige cellen) maar in plaats daarvan een relatief
flexibele celmembraan. De vorm van de cel hangt in grote mate af van de functie van de cel. Een
dierlijke cel heeft gemiddeld 14 vlakken en het volume van dierlijke cellen is vrij constant. Een groter
organisme heeft dus geen grotere cellen, maar meer cellen.
Cellen bevatten meerdere organellen. De belangrijkste zijn:
1. Plasmamembraan ‘vervangende celwand’
2. Protoplasma= cytoplasma celvloeistof
3. Endoplasmatisch reticulum intracellulair transport
4. Ribosomen produceert eiwitten
5. Mitochondria respiratie
6. Golgi-apparaat concentratie en modificatie van eiwitten
7. Nucleus
Nucleoclus biogenese van ribosomen
Chromosomen bevat DNA
8. Lysosomen vertering
9. Peroxysomen afbraak vetzuren en aminozuren
10. Cytoskelet stevigheid
11. Centriolen vorming en werking van turbulaire structuren (cilia/flagella)
12. Cilia en flagella voortbeweging
Erfelijke informatie
Eiwitten of proteïnen zijn opgebouwd uit aminozuren (slechts 20 natuurlijk voorkomende soorten)
en zijn essentieel voor leven zoals wij het kennen. Een proteïne met 60 aminozuren kan dus 20 60
combinaties vormen. Eiwitten spelen de volgende cruciale rollen (VRITS):
1. Vervullen van bio-katalysatorische functie (enzymen)
2. Reguleren de cellulaire activiteiten (repressoren, hormonen etc.)
3. Immunologische afweer (antilichamen)
4. Transport en opslag van materialen
5. Structurele organisatie of celbouw
De code voor de synthese van alle voorkomende proteïnen zit opgeslagen in het DNA
(desoxyribonucleïnezuur). Het RNA (ribonucleïnezuur) is de overdrager en uitvoerder van deze code.
DNA bestaat uit 2 ketens, die als een dubbele helix rond elkaar draaien. Ze bevatten 4 nucleotiden,
die 2 combinaties kunnen vormen, nl: Guanine – Cytosine, en Thymine – Adenine. De volgorde van
nucleotiden bepaalt welke aminozuren samengevoegd worden. De code voor één aminozuur is
opgebouwd uit 3 achtereenvolgende nucleotiden, het stuk van het DNA wat een eiwit vormt noemt
men een gen.
De codes in het DNA worden overgebracht naar de ribosomen voor eiwitvorming met behulp van het
DNA. Door DNA-polymerase wijken voor 2 DNA ketens uiteen, waarna een RNA streng één van de 2
helften van de ketens complementeert en zo een negatief vormt, dat door de ribosomen wordt
afgelezen. Er zijn 3 soorten RNA:
, 1. Ribosomaal-RNA, vormt ribosomen
2. Transfer-RNA (t-RNA), transporteert de juiste aminozuren naar de ribosomen
3. Messenger-RNA (m-RNA), vormt het negatief van één van de 2 DNA-ketens en wordt
afgelezen door de ribosomen
Celdeling
Er zijn 2 soorten celdeling:
1. Mitose: ‘normale’ deling waarbij erfelijk materiaal gekopieerd wordt. Cel splitst 1x en vormt
2 nieuwe 2N cellen met hetzelfde genetische materiaal
2. Meiose: Deling die plaats vindt in het geval van geslachtcellen. Cel splitst 2x en vormt 4
nieuwe 1N cellen, met allen de helft van het genetische materiaal.
Mitose kent 6 fasen:
1. Interfase: weinig zichtbare activiteit. DNA verdubbeld d.m.v DNA-polymerase
2. Profase: toenemende verkorting van de chromatiden en migratie van centriolen
3. Prometafase: begin van desintegratie van de kernmembraan
4. Metafase: chromosomen liggen in het equatoriaalvlak en laatste DNA bij centromeer
verdubbelt
5. Anafase: chromosomen wijken uiteen en cel wordt gesplitst
6. Telofase: 2 dochtercellen ontstaan (cytokinesis), beide 2N met nieuwe kernmembraan
Bij zowel mitose als meiose verdubbeld het DNA door middel van DNA-polymerase. Het verschil is dat
zusterchromatiden elkaar opzoeken bij meiose, en langs elkaar gaan liggen, waarbij stukken DNA
elkaar overlappen en uitgewisseld worden (crossing over). De eerste deling trekt deze
zusterchromatiden weer uiteen, waarbij je dus 2x2N cellen overhoudt, met verschillende DNA
sequenties als de originele cel. De 2e deling splitst deze geshuffelde chromosomen uiteen, waarbij je
in totaal 4x1N cellen overhoudt. Het belang van meiose zit in het genereren van genetische variatie.
Dit gebeurt op 2 momenten. Tijdens de profase 1, wanneer crossing-over plaatsvindt en tijdens
anafase 1 bij de eerste cytokinese.
Meiose verloopt dus als volgt
1. (IIii) Beginfase
2. (IIIIiiii) (verdubbeling en zusterchromatiden vinden elkaar) interfase en profase 1
3. (XX, xx) (crossing-over) Profase 1
4. (Xx) (Xx) (splitsing 1) anafase 1
5. (Ii) (Ii) (Ii) (Ii) (splitsing 2) anafase 2
Meiose kent 12 fasen
1. Profase 1
2. Prometafase 1
3. Metafase 1
4. Anafase 1
5. Telofase 1 en interfase
6. Profase 2
7. Prometafase 2
8. Metafase 2
9. Anafase 2
10. Telofase 2
Voortplantingsvormen
Aseksueel
, Seksueel
Aseksuele voortplanting kan op 4 verschillende manieren plaatsvinden
1. Door middel van een binaire deling (mitose), wat algemeen is bij ééncelligen
2. Door middel van knopvorming, waarbij het nieuwe organisme zich als een knop op de ouder
vormt. Als de knop genoeg ontwikkeld is, wordt deze van het ouderdier afgesnoerd (vooral
neteldieren, Cnidaria)
3. Door middel van gemmulatie, waarbij een klompje cellen met een stevige membraan afgezet
wordt. Dit gebeurt veel bij sponzen, Porifera. De Gemmulae overwinteren eerst alvorens uit
te komen.
4. Bij fragmentatie ‘breekt’ het volwassen dier in 2 of meerdere stukken, waar nieuwe
individuen uit ontstaan (ongewervelden)
Seksuele voortplanting gebeurt door mddel van gameten (1N), spermatozoa en ova, die door meiose
gevormd worden tijdens de gametogenesis.
Een eicel bestaat uit een animale pool, waar de nucleus zich bevindt en een vegatatieve pool met
voedsel, de dooier ofwel deutoplasma/vitellus. Er zijn 4 soorten eicellen:
- Oligecitaal <1 mm Weinig dooier Mammalia, porifera, cnidaria
- Centrolecitaal 1-5 mm Veel dooier, centrale kern Arthopoda
- Mesolecitaal 1-10 mm Medium dooier Mollusca, wormen, vissen, amfibieën
- Telolecitaal 1 mm- 30 cm Veel dooier vogels en reptielen
Zaadcellen bevatten heel veel mitochondria voor energie, maar verder weinig organellen, omdat hun
enige taak het overbrengen van DNA is. Ze zijn i.t.t. eicellen zeer bewegelijk (bezitten fragellum) en
om de kern met het DNA heen (de kop) bevindt zich het acrosoom, een kap met enzymen bevat om
de wand van de eicel op te lossen.
Seksuele voortplanting gebeurt op 4 verschillende manieren
1. Versmelting man en vrouw
2. Biparentale voortplanting (bevruchting van eicel door sperma)
3. Parthenogenese ( ontwikkeling van eicel zonder bevruchting door sperma, vaak wel
stimulatie)
Ameiotische parthenogenese (eicellen gevormd door mitose)
Meiotische parthenogenese (eicellen gevormd door meiose)
4. Hermafroditisme (zelfde dier produceert eicel én sperma)
Sequentieel hermafroditisme (geslachtswisseling tijdens gedefinieerde levensfase(n))
Seks loont vanwege de genetische variatie die gecreëerd wordt tijdens de meiose en het versmelten
van gameten. Deze variatie zou ervoor kunnen zorgen dat nakomelingen beter in staat zijn zich aan te
passen aan nieuwe leefsituaties (grotere fitness) of kenmerken hebben die de voortplanting
bevorderen (grotere aantrekkingskracht). Daarnaast zou de variatie ook kunnen helpen bij de
‘wapenwedloop’ tussen roofdieren-prooidier en parasiet-gastheer relaties.
Aseksuele voorplanting kost minder energie en is daarom vaak geschikter voor het (snel) koloniseren
van nieuwe Habitats (vulkanische eilanden etc.) dan seksuele voortplanting, wat weer voordelen
geeft in gebieden met kleinere niches, meer competitie.
