Prokaryoten en Eukaryoten
Prokaryoten zijn organismen met cellen zonder celkern. Er zijn twee
groepen prokaryoten: de bacteriën en de archeae. De meeste prokaryoten
die we in ons dagelijks leven 'tegen komen', zoals in de bodem levende
soorten, of soorten die ons ziek maken, behoren tot de bacteriën.
Hiernaast zie je uit welke onderdelen een bacteriecel bestaat:
Het plasmamembraan, bestaand uit een dubbellaag fosfolipiden
en eiwitten. Dit membraan scheidt de cel van de omgeving, en
maakt selectief transport naar binnen en buiten mogelijk.
De celwand, die het plasmamembraan omgeeft. Deze celwand is
anders van samenstelling dan die van verschillende eukaryoten.
Het cytoplasma, dat zich binnen het plasmamembraan bevindt en
bestaat uit vloeibaar cytosol en daarin o.a. ribosomen. Prokaryoten
hebben geen door membranen omgeven organellen.
Het DNA, dat de erfelijke informatie bevat en bij prokaryoten los in
het cytoplasma ligt, in een regio die nucleoïde
genoemd wordt. De nucleoïde wordt dus niet
door een membraan omgeven. Het DNA van
prokaryoten is meestal cirkelvormig.
Ribosomen, die in het cytoplasma liggen en
eiwitten synthetiseren.
Veel bacteriën hebben een flagel, die roteert als
een propellor om zo de cel voorwaarts te laten
bewegen. Hoe deze beweging tot stand komt,
leer je in week 3 van deze cursus.
In tegenstelling tot prokaryote cellen, bevatten eukaryote cellen een
celkern, waarin het DNA ligt. De celkern is omgeven door een
dubbelmembraan dat poriën (nuclear pores) bevat. Daarnaast bevatten
eukaryote cellen verschillende membraan-omgeven organellen:
Mitochondriën, waarin cellulaire respiratie plaatsvindt, waarbij
energie in de vorm van ATP onstaat.
Het endoplasmatisch reticulum, dat een belangrijke rol speelt bij
de eiwitsynthese, eiwitmodficatie, en vetsynthese.
Het Golgi-apparaat, waarin eiwitten verder gemodificeerd worden
en kunnen worden voorzien van een signaal waardoor ze naar de
juiste plek zullen worden getransporteerd. Het Golgi-apparaat
bestaat uit het cis Golgi netwerk, cisternen, en het trans Golgi
netwerk. Hierover lees je straks meer.
Endosomen, die moleculen bevatten die door middel van
endocytose-vesikels aangeleverd worden. Vroege endosomen
ontwikkelen zich tot late endosomen en dienen als 'sorteercentrum'
voor moleculen die opgenomen zijn uit de extracellulaire ruimte.
Moleculen die moeten worden afgebroken, worden vanuit late
endosomen naar lysosomen getransporteerd (door middel van
vesikels).
, Lysosomen, die hydrolytische enzymen bevatten om onderdelen in
de cel af te breken. Bij plantencellen vindt deze afbraak van
macromoleculen plaats in de centrale vacuole.
Peroxisomen, die een belangrijke rol spelen bij het onschadelijk
maken van gifstoffen zoals waterstofperoxide.
Plantencellen bevatten daarnaast nog chloroplasten, waarin
fotosynthese plaatsvindt.
Bezorgen van eiwitten op de juiste plek: signalsequentie
In eukaryote cellen begint de synthese van vrijwel alle eiwitten aan
ribosomen in het cytosol. Er zijn enkele uitzonderingen: de eiwitten die
door ribosomen in mitochondriën of chloroplasten gevormd worden. De
meeste eiwitten in mitochondriën en chloroplasten worden echter in het
cytosol gevormd, en daarna geïmporteerd.
De bestemming van een eiwit hangt af van de aminozuurvolgorde, die een
signaalsequentie kan bevatten (een soort adres-label). Een eiwit dat
geen signaal sequentie bevat, blijft in het cytosol. Verschillende
signaalsequenties sturen eiwitten naar de celkern, mitochondriën,
chloroplasten (in planten), peroxisomen, en het ER.
Signaalsequenties zijn meestal 15-60 aminozuren lang. Hiernaast zie je
een signaalsequentie voor import van eiwitten in mitochondria. Dit
signaalpeptide is 18 aminozuren lang. De rood gemarkeerde aminozuren
zijn positief geladen. Als het eiwit is opgevouwen, komen deze positief
geladen aminozuren aan één kant van de helix te liggen. De geel
gemarkeerde aminozuren zijn apolair. Een helix met een apolaire en
geladen kant, wordt herkend door receptoren in het membraan van
mitochondriën.
Bezorgen van eiwitten op de juiste plek: receptor en
translocator
De signaalsequentie die als functie heeft een eiwit te importeren in een
mitochondrion, wordt herkend door een receptor eiwit in het
buitenmembraan van het mitochondrion.
Dit receptor eiwit is geassocieerd met een translocator eiwit.
Het complex van precursor eiwit, receptor eiwit, en translocator eiwit
beweegt door het membraan tot het een tweede translocator eiwit tegen
komt in het binnenmembraan.
De twee translocators transporteren het eiwit over zowel het buiten- als
binnenmembraan. Tijdens dit proces wordt het eiwit ontvouwen.
Tot slot wordt de signaalsequentie verwijderd door een signaal peptidase
enzym.
Transport van eiwitten naar chloroplasten gaat op vergelijkbare wijze.
, Het wel of niet bevatten van een ER-signaalsequentie
bepaalt waar een eiwit wordt gevormd
In tegenstelling tot eiwitten die bestemd zijn voor het cytosol, de celkern,
mitochondriën en chloroplasten, worden eiwitten die terecht moeten
komen in het ER, Golgi apparaat, endosomen, lysosomen én in secretie-
vesikels, niet door vrije ribosomen in het cytosol gevormd. De synthese
van deze eiwitten begint echter wel altijd in het cytosol.
Als voorbeeld van eiwit-bezorging op het juiste adres zullen we de route
van een secretie-eiwit stap voor stap bespreken. In het figuur hiernaast zie
je dat de synthese van eiwitten door ribosomen altijd in het cytoplasma
start, door vrije ribosomen in
het cytosol. Eiwitten die in
het cytosol moeten blijven,
worden daar volledig
gesynthetiseerd (boven).
Eiwitten die in het ER terecht
moeten komen (waaronder
eiwitten die door middel van
exocytose buiten de cel
worden gebracht), bevatten
een signaalsequentie.
Kort nadat een ribosoom is
begonnen met de synthese
van een dergelijk eiwit,
wordt deze ER
signaalsequentie (rood in het
plaatje) gevormd. Deze
signaalsequentie ligt
meestal op het eerste stukje
eiwit dat gemaakt wordt (de
N-terminus; rood in het plaatje).
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller VeerlePlug. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $3.74. You're not tied to anything after your purchase.