DEEL 1: Inleiding tot de celbiologie
1. Ontstaan van eukaryote cellen
Eerste sporen van leven: prokaryoten
> foto-autotrofie = zelf voedsel maken d.m.v. fotosynthese
nCO2 +nH2O + E à (CH2O)n + nO2
> eenvoudige structuur (celmembraan omgeven door celwand, cytosol)
> Bacteria en Archaea
Eukaryoten door belangrijke nieuwvormen
o Interne cytomembranen (bv. kernenvelop)
o Cytoskelet met bijhorende motorische systemen
o Ruimtelijke scheiding transcriptie en translatie
o Mitochondria, peroxisomen en plastiden (energie)
2. De chemische bouwstenen van cellen
a. Eiwitten
b. Nucleïnezuren
c. Polysachariden
d. Vetten / lipiden
Eiwitten
bestaan uit aminozuren gebonden door peptidebindingen
o Centraal C-atoom
o Aminogroep (NH2)
o Carboxylgroep (COOH)
o H-atoom
o Variabele groep (R)
Primaire structuur: opeenvolging AZ
Secundaire structuur: opvouwen van gelokaliseerde gedeelten van de polypeptideketen
Tertiare structuur: 3D schikking van AZ
Quaternaire structuur: aantal en relatieve posities van subunits
Denaturatie = het verbreken van de natuurlijke conformatie
Nucleïnezuren
(zie verder)
Polysachariden
bestaan uit monosachariden / koolhydraten (CH2O)n
Eiwitten en koolhydraten vaak in combinaties: glycoproteïnen en proteoglycanen
1
,Vetten
NIET gevormd door polymerisatie zoals voorgaande
Zes grote klassen qua chemische structuur
o Vetzuren
o Triglyceriden
o Fosfolipiden
o Glycolipiden
o Steroïden
o Terpenen
3. De energiehuishouding in de cel
Metabolisme = het geheel van alle chemische reacties die plaatsvinden in een cel
Metabolische pathways
> anabolische pathways / anabolisme: opbouw, E nodig
> kathabolische pathways / kathabolisme: afbraak, geeft E vrij
ATP (adenosine trifosfaat) & ADP (adenosine difosfaat): energie-opslag
à Aëroob – cellulaire respiratie: gehele afbraak, waarbij alle energie wordt vrijgegeven
à Anaëroob – fermentatie: gedeeltelijke afbraak, waarbij een deel van de energie vrijkomt
4. Enzymen: algemene principes
Enzymen = eiwitten die als katalysatoren optreden
Eigenschappen katalysatoren:
o Verhogen reactiesnelheid
o Vorming tijdelijk complex met substraatmoleculen
o Veranderen enkel snelheid, niet positie van evenwicht
Eigenschappen enzymen:
o Substraat-specifiek
o Enorme diversiteit
o T- en pH-gevoelig
5. Methoden voor de studie van cellen en hun componenten
Cytologie: bestudeert de cellulaire structuur, en steunt daarvoor op visualisatie-technieken
Biochemie: bestudeert de functies in/van de cel
Genetica: bestudeert de informatiestroom en de overerfbaarheid
2
,6. De eukaryote dierlijke cel
6.1. Inleiding
Protoplasma = kern + cytoplasma
Cytoplasma = organellen + cytoskelet + cytosol
Celmembraan: verschillende processen kunnen naast elkaar plaatsvinden
6.2. De celmembraan
Bouw
Omsluit de cel
Opgebouwd uit fosfolipiden-dubbellaag
à lipiden
Fosfaat, polair, hydrofiel
Glycerol
Vetzuren, apolair, hydrofoob
Fosfolipidenlaag is vloeibaar, afhankelijk van de verzadigingsgraad v/d vetzuren en de
cholesterolconcentratie
Lipid rafts = microdomeinen die eiwitten vangen betrokken in de cel-signalisatie
à Eiwitten
o Integrale membraaneiwitten /
transmembraan-eiwitten
o Perifere membraaneiwitten
o Gedeeltelijk verankerd in de lipiden-dubbellaag
Vb.
o Receptoren
o Enzymen
o Transporteiwitten
o Membraaneiwitten betrokken in de intercellulaire communicatie
à Polysachariden
Buitenzijde plasmamembraan bedekt door polysacharidenmantel / glycocalyx / cell coat
3
, Functie
o Selectieve barrière waardoor het transport van stoffen naar binnen of buiten de cel
wordt geregeld. (permeabiliteit)
o Speelt een rol in de signalisatie tss de cellen onderling (herkenning/hechting)
o In beweeglijke cellen, speelt ook een rol in voortbeweging
à Transport
Passief transport
o Diffusie: hoge naar lage concentratie
o Osmose: speciale vorm van diffusie door semipermeabele membraan die enkel H2O
doorlaat
Transporteiwitten: laten grote en geladen moleculen door
Actief transport: tegen de concentratie- of ladingsgradiënt in, pomp en E nodig
Gefaciliteerde diffusie: in de richting van de concentratie- of ladingsgradiënt door carriers /
ionenkanalen
Aquaporines: specifieke kanaaleiwitten die water transporteren
Kan ook zonder membraan:
o Endocytose: pinocytose en fagocytose
o Exocytose
o Receptor-gemedieerde endocytose: macromolecule / ligand wordt aan receptor
gebonden à receptor-ligand complex wordt via endocytose opgenomen
à Signalisatie
Extracellulaire signaalmoleculen: controle van
o Metabolische processen binnen cellen
o Groei en differentiatie van weefsels
o Synthese en secretie van proteïnen
o Samenstelling van het ICM en ECM
Gesynthetiseerd en vrijgesteld door signaliserende cellen en produceren respons enkel in die
doelwitcellen die hiervoor specifieke receptoren bezitten
o Endocrien (bv. hormonen)
o Paracrien (bv. groeifactoren)
o Autocrien
Signaalmolecuul (= ligand) bindt op receptoreiwit aan het celoppervlak, sommige
diffunderen door membraan en activeren receptoren in de cel
Beiden = eerste boodschapper
Productie van nieuwe moleculen die het signaal ontvangen in de cel = tweede boodschapper
Leidt tot wijziging in identiteit of functie van de cel = signaaltransductie
4
1. Ontstaan van eukaryote cellen
Eerste sporen van leven: prokaryoten
> foto-autotrofie = zelf voedsel maken d.m.v. fotosynthese
nCO2 +nH2O + E à (CH2O)n + nO2
> eenvoudige structuur (celmembraan omgeven door celwand, cytosol)
> Bacteria en Archaea
Eukaryoten door belangrijke nieuwvormen
o Interne cytomembranen (bv. kernenvelop)
o Cytoskelet met bijhorende motorische systemen
o Ruimtelijke scheiding transcriptie en translatie
o Mitochondria, peroxisomen en plastiden (energie)
2. De chemische bouwstenen van cellen
a. Eiwitten
b. Nucleïnezuren
c. Polysachariden
d. Vetten / lipiden
Eiwitten
bestaan uit aminozuren gebonden door peptidebindingen
o Centraal C-atoom
o Aminogroep (NH2)
o Carboxylgroep (COOH)
o H-atoom
o Variabele groep (R)
Primaire structuur: opeenvolging AZ
Secundaire structuur: opvouwen van gelokaliseerde gedeelten van de polypeptideketen
Tertiare structuur: 3D schikking van AZ
Quaternaire structuur: aantal en relatieve posities van subunits
Denaturatie = het verbreken van de natuurlijke conformatie
Nucleïnezuren
(zie verder)
Polysachariden
bestaan uit monosachariden / koolhydraten (CH2O)n
Eiwitten en koolhydraten vaak in combinaties: glycoproteïnen en proteoglycanen
1
,Vetten
NIET gevormd door polymerisatie zoals voorgaande
Zes grote klassen qua chemische structuur
o Vetzuren
o Triglyceriden
o Fosfolipiden
o Glycolipiden
o Steroïden
o Terpenen
3. De energiehuishouding in de cel
Metabolisme = het geheel van alle chemische reacties die plaatsvinden in een cel
Metabolische pathways
> anabolische pathways / anabolisme: opbouw, E nodig
> kathabolische pathways / kathabolisme: afbraak, geeft E vrij
ATP (adenosine trifosfaat) & ADP (adenosine difosfaat): energie-opslag
à Aëroob – cellulaire respiratie: gehele afbraak, waarbij alle energie wordt vrijgegeven
à Anaëroob – fermentatie: gedeeltelijke afbraak, waarbij een deel van de energie vrijkomt
4. Enzymen: algemene principes
Enzymen = eiwitten die als katalysatoren optreden
Eigenschappen katalysatoren:
o Verhogen reactiesnelheid
o Vorming tijdelijk complex met substraatmoleculen
o Veranderen enkel snelheid, niet positie van evenwicht
Eigenschappen enzymen:
o Substraat-specifiek
o Enorme diversiteit
o T- en pH-gevoelig
5. Methoden voor de studie van cellen en hun componenten
Cytologie: bestudeert de cellulaire structuur, en steunt daarvoor op visualisatie-technieken
Biochemie: bestudeert de functies in/van de cel
Genetica: bestudeert de informatiestroom en de overerfbaarheid
2
,6. De eukaryote dierlijke cel
6.1. Inleiding
Protoplasma = kern + cytoplasma
Cytoplasma = organellen + cytoskelet + cytosol
Celmembraan: verschillende processen kunnen naast elkaar plaatsvinden
6.2. De celmembraan
Bouw
Omsluit de cel
Opgebouwd uit fosfolipiden-dubbellaag
à lipiden
Fosfaat, polair, hydrofiel
Glycerol
Vetzuren, apolair, hydrofoob
Fosfolipidenlaag is vloeibaar, afhankelijk van de verzadigingsgraad v/d vetzuren en de
cholesterolconcentratie
Lipid rafts = microdomeinen die eiwitten vangen betrokken in de cel-signalisatie
à Eiwitten
o Integrale membraaneiwitten /
transmembraan-eiwitten
o Perifere membraaneiwitten
o Gedeeltelijk verankerd in de lipiden-dubbellaag
Vb.
o Receptoren
o Enzymen
o Transporteiwitten
o Membraaneiwitten betrokken in de intercellulaire communicatie
à Polysachariden
Buitenzijde plasmamembraan bedekt door polysacharidenmantel / glycocalyx / cell coat
3
, Functie
o Selectieve barrière waardoor het transport van stoffen naar binnen of buiten de cel
wordt geregeld. (permeabiliteit)
o Speelt een rol in de signalisatie tss de cellen onderling (herkenning/hechting)
o In beweeglijke cellen, speelt ook een rol in voortbeweging
à Transport
Passief transport
o Diffusie: hoge naar lage concentratie
o Osmose: speciale vorm van diffusie door semipermeabele membraan die enkel H2O
doorlaat
Transporteiwitten: laten grote en geladen moleculen door
Actief transport: tegen de concentratie- of ladingsgradiënt in, pomp en E nodig
Gefaciliteerde diffusie: in de richting van de concentratie- of ladingsgradiënt door carriers /
ionenkanalen
Aquaporines: specifieke kanaaleiwitten die water transporteren
Kan ook zonder membraan:
o Endocytose: pinocytose en fagocytose
o Exocytose
o Receptor-gemedieerde endocytose: macromolecule / ligand wordt aan receptor
gebonden à receptor-ligand complex wordt via endocytose opgenomen
à Signalisatie
Extracellulaire signaalmoleculen: controle van
o Metabolische processen binnen cellen
o Groei en differentiatie van weefsels
o Synthese en secretie van proteïnen
o Samenstelling van het ICM en ECM
Gesynthetiseerd en vrijgesteld door signaliserende cellen en produceren respons enkel in die
doelwitcellen die hiervoor specifieke receptoren bezitten
o Endocrien (bv. hormonen)
o Paracrien (bv. groeifactoren)
o Autocrien
Signaalmolecuul (= ligand) bindt op receptoreiwit aan het celoppervlak, sommige
diffunderen door membraan en activeren receptoren in de cel
Beiden = eerste boodschapper
Productie van nieuwe moleculen die het signaal ontvangen in de cel = tweede boodschapper
Leidt tot wijziging in identiteit of functie van de cel = signaaltransductie
4
