Celbiologie
Hoofdstuk 1: Oorsprong van het leven
INLEIDING
● ‘wat is leven’ → geen eenvoudig antwoord
- ‘Leven is een speciale vorm van materie, die in een bepaald stadium tijdens
de historische ontwikkeling ontstaan is’
- ‘Het levende onderscheidt zich van het levenloze door zijn organisatie, zijn
chemische samenstelling, zijn werking en zijn vermogen tot voortplanten’
(C. Bernard, 1813-1878)
● algemene eigenschappen leven:
- cellulaire organisatie: alle organismen zijn samengesteld uit 1 of meerdere
cellen
- groei & metabolisme: alle levende wezens nemen energie op & gebruiken
deze voor gecontroleerde groei
- voortplanting
- homeostasis: evenwicht van interne orde, door het reageren op inwendige en
uitwendige prikkels
- erfelijkheid: adaptatie/evolutie
(! probleem virussen: bestaan uit DNA of RNA, maar geen cellulaire structuur, groeien niet,
planten zich niet zelfstandig voort)
● panspermieleer = hypothese die stelt dat de oorsprong v/h leven ontstaan is op
andere planeten
UNIEKE EIGENSCHAPPEN VAN KOOLSTOF
● C,H,O,N,P,S,Ca = 92% v/d levende materie
● C (koolstof) → belangrijke rol:
- groot bindingsvermogen met andere elementen (heteronuclear) & zichzelf
(homonuclear) dmv. covalente bindingen
= basis voor leven op aarde
WAAR KOMT ACTIEF LEVEN VOOR
● biosfeer = dunne mantel tussen ca. 11 km onder en 9 km boven het zeeniveau
(ook niet-actieve (ingekapselde) levensvormen hier buiten)
● water in vloeibare toestand
→ spin van onze aarde is snel genoeg zodat de nachtelijke afkoeling niet te
aanzienlijk is
KOSMISCHE EVOLUTIE - PREBIOTISCHE ERA
● 4.6 miljard jaar geleden: ontstaan Aarde & andere hemellichamen
→ afkoeling gassen tot vloeibare massa
→ hoge druk: grootste deel blijft vloeibaar, enkel dunne korst stolt tot vast gesteente
● condensatie van waterdamp: aanhoudende stormen
→ enorme energie-ontlading dmv. bliksem
→ regen erodeert korst → oplossing van mineralen in de oceaan
● afkoeling aarde: vrijkomen van gassen & materiaal-uitstoot door vulkanen
→ ontstaan wolk rond Aarde vastgehouden door zwaartekracht → eerste atmosfeer
- atmosfeer = water (H2O), stikstof (N2), koolstofdioxide (CO2), waterstof (H2),
methaan (CH4), ammoniak (NH3), waterstofsulfide (H2S)
● geen vrije zuurstof aanwezig: zeer reactief → reageert onmiddellijk met H2 om H2O te
vormen & met aardkorst om silicaten enz. te vormen
→ gedurende 1 miljard jaar = prebiotische era (reducerende atmosfeer)
CHEMISCHE EVOLUTIE
Ontstaan belangrijke moleculen
● voor ozonlaag Aarde beschermde tegen UV-straling: zeer sterke flux van UV-energie
→ moleculen reageren tot vorming van eenvoudige organische verbindingen
- blauwzuur (HCN)
- formaldehyde (HCOH)
→ overvloedige energie werd vastgelegd onder de vorm van chemische energie
● 1953: belangrijk experiment Miller & Urey
= reactieprocessen van de vroege atmosfeer werden nagebootst
- 2 elektroden: elektrische vonken door
gasmengeling = nabootsing bliksem
=> resultaat: 15% v/h methaangas was terug te
vinden in complexere moleculen (bv: aminozuren)
,Ontstaan eerste cellen
● vele moleculen eigenschap om zich in water te verzamelen → microsferen
● oplossing van eiwitten & polysacchariden in water → stabiel druppels in 2 fasen:
- inwendige kern van eiwitten & polysacchariden
- rond kern: oplossing van eiwitten & polysacchariden in lagere concentratie
● coacervaten = microsferen met verschillende buiten- & binnenkant
- lipiden toegevoegd: vormen buitenste begrenzing, bestaande uit 2 lagen
- groeien door opname van moleculen
- doen aan knopvorming
- bevatten vaak enzymen
→ splitsen in nieuwe generaties met uiteenlopende eigenschappen → eigenschap
van erfelijkheid verworven → ontstaan eerste leven
ONTSTAAN EERSTE LEVENDE WEZENS
Generatio spontanea
● = levende wezens kunnen zich ontwikkelen uit levenloze materie
● synoniem: abiogenesis
Zelf-replicerende RNA moleculen
● replicators = structuren die zichzelf kunnen vermenigvuldigen
● RNA = eerste replicator
- zichzelf vermenigvuldigen
- katalytische werking
● in oersoep genoeg nucleotiden aanwezig zodat polymerisatie van nucleïnezuren kon
doorgaan → in oersoep eerder door onmogelijk door waterig mileu
→ wel in organische bezinksels in ondiepe uitgedroogde poeltjes
=> RNA wereld
● RNA kom eiwitten maken, maar eiwitten begonnen functies over te nemen van RNA
→ RNA onstabiel → stevigere vorm: DNA, nam genetische functie van RNA over
(DNA enkel in een stabiel hydrofoob milieu → DNA kon zich pas ontwikkelen als
cellen gevormd waren)
● LUCA (last universal common ancestor) = primitiefste cel waarbij genetische
informatie werd bewaard door DNA
De vroegste cellen
● -3.5 miljard jaar: eerste fossielen vondsten van eenvoudige cellen
→ prokaryoten (geen celkern) (nu: bacteriën) → enige levensvorm gedurende 2
miljard jaar
● sommige specialiseerde in methaanproductie = anaërobe bacteriën
→ essentiële componenten werden schaars in oersoep → noodzaak om zelf
substanties op te bouwen → fotosynthese
, ● fotosynthese = capteren van zonne-energie (adhv. pigmenten) om die te gebruiken
voor de omzetting H2O & CO2 in ATP met O2 als bijproduct
● Cyanobacteriën (= blauw-groenwieren): deden aan fotosynthese adhv. het pigment
chlorofyl
→ 3 miljard jaar geleden: overgang van reducerende naar oxiderende atmosfeer
- stromatolieten = gefossiliseerde kolonies cyanobacteriën
● opstapeling O2 → organismen passen zich aan en ontwikkelde respiratie
● ontstaan eukaryoten: 2 miljard jaar na prokaryoten
- kern met erfelijk materiaal
- complexere structuur → meer aanpassingen aan omgeving mogelijk
- specialisaties → grote verscheidenheid aan eencelligen → verenigen &
aggregeren → aanleiding tot meercelligen
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 marenbergen. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $9.21. You're not tied to anything after your purchase.