H1 – Cellulaire architectuur en morfologie
1 Eigenschappen van cellen
1.1 Celindeling
De huidige indeling van levensvormen = bacteria <-> archaea <-> eukarya. Vroeger
werd archaea niet meegenomen en werden cellen ingedeeld op basis van
aan/afwezigheid van een membraanomgeven kern. Maar is te sterke nadruk + houdt
geen rekening met moleculaire/functionele diversiteit van prokaryoten.
Bacteria Archaea Eukarya
Grootte Klein (1-5µm) Klein (1-5µm) Groot (10-100µm)
Nucleus en Neen Neen Ja
organellen
Transcriptie initiatie Bacterie type Eukaryoot type Eukaryoot type
Translatie initiatie Bacterie type Eukaryoot type Eukaryoot type
Ribosomen 70S met 54 EW 70S met 65 EW en 80S met 80 EW en
en 3 rRNA’s 3-4 rRNA’s 4 rRNA’s
Archaea vinden we op extreme plekken (koude, warmte, diepe oceaan, extreme
zoutconc.,… De ribosomen zijn dus bij alle 3 NIET GELIJK (enige wat verschillend is).
1.2 Celgrootte
De micrometer schaal is ideaal voor cellulaire functie door:
1.2.1 Oppervlakte/volume verhouding
Hoe groter de cel, hoe kleiner de verhouding (hoeveelheid volume veel groter dan
hoeveelheid membraan) dus hoe moeilijker het is om stoffen op te nemen en afvalstoffen
uit te scheiden (kleinere transportcapaciteit).
Soms heb je als cel een grotere verhouding nodig, maar kan die niet kleiner worden. Dit
wordt opgelost door het membraanoppervlak te vergroten via uitspulpingen (microvili
in cellen met absorptiefunctie zoals darmepitheel). In de darmen kunnen voedingsstoffen
enkel aan de bovenkant door de cel naar de bloedzijde. Om dit te vergroten hebben
epitheelcellen mcirovili = meer ionenkanalen = grotere transportcapaciteit.
Formules niet vanbuiten kennen maar begrijpen, zie H3
voor deze formule
1.2.2 Diffusiesnelheid van moleculen
Moleculen bewegen in het cytoplasma door diffusie (passief proces van hoge conc. naar
lage). Hoe groter de afstand, hoe langer de diffusietijd (tijd die nodig is voor een stofje
om van de ene kant naar de andere te gaan). Kleinere cel is dus ideaal want anders zou
glucose te lang overdoen om tot de kern bv. te geraken.
,H1 – Cellulaire architectuur en morfologie
1.2.3 Voldoende hoge concentratie van moleculen
Enzymen en substraten moeten elkaar kunnen binden en vinden. Een bepaalde
concentratie is nodig zodanig ze zich makkelijk vinden -> hangt af van het volume van
de cel. Hier 8x hogere glucose conc. nodig in een 2x grotere cel.
In de cel vindt er ook compartimentalisering plaats door middel van organellen =
lokale domeinen met hoge conc. ionen, enzymen,… Bv. de lysosomen die een pH van 4,5
hebben, glad ER die een hoge conc. aan Ca2+ heeft ivm. het cytosol,…
1.3 Bacteria vs eukarya
Bacteria Eukarya
Geen membraanomgeven kern, Membraanomgeven kern, linair DNA (chromosomen en
circulair DNA (geen histonen) en histonen) en RNA processing.
geen RNA processing.
Geen organellen Organellen (ER, Golgi, lysosomen,…) die functionele
specialisatie hebben.
/ Cytoskelet die zorgen voor structuur en vorm van de
cel alsook beweging (chromosomen, vesikels,…) zie
verder.
/ Vesiculair transport (EW, enzymen,…) langsheen het
cytoskelet (transport tussen organellen, endo- of
exocytose,…)
2 Organellen van eukaryote cellen
2.1 Plasmamembraan
Omgeeft elke cel en is de grens tussen intra en extracellulair -> dient als
permeabiliteitsbarrière en behoudt de samenstelling intracellulair. Bestaat uit een
fosfolipidedubbellaag vormen met een hydrofobe kern (water gaat er moeilijk door).
,H1 – Cellulaire architectuur en morfologie
De membraanlipiden (hydrofiele groep en hydrofobe vetzuurstaarten) zijn amfipatisch
(polair als apolaire kant) en gaan spontaan een lipidendubbellaag vormen in water. De
membraaneiwitten hebben verschillende functies waaronder signaaltransductie,
transport, celadhesie en metabolisme.
2.2 Kern
Meest prominente structuur eukaryote cel. Bevat DNA, chromosomen en chromatine in
interfase. Is omgeven door kernenveloppe = 2 lipide dubbellagen met kernporiën
(transport RNA en EW). Deze zorgen voor interactie van het cytosol met de kern, zijn
groot en NIET selectief.
2.3 Cytoplasma
Cytoplasma = interne volume van de cel ZONDER kern; cytosol = semifluide vloeistof
rond de organellen; organellen = compartimenten met specifieke functies; cytoskelet
= onderdeel cytoplasma maar niet cytosol.
2.4 Mitochondriën
Zorgt voor synthese van ATP voor de cellulaire energievoorziening. Bv. achter hoofdje
van een spermacel voor de slagbeweging en bij myofibrillen voor contractie van de
spieren. Bevat 2 lipide dubbellagen waarbij het binnenste membraan uitstulpingen
bevat => opp. vergroting van de cel (heeft dus meer membraan dan buitenste laag) dus
meer energie/ATP dat je kunt genereren.
2.5 Endoplasmatisch reticulum
= netwerk verspreid over ganse cytoplasma wat 1 lipide dubbellaag bevat. Er bestaan 2
functionele types:
- Ruw ER = bekleed met ribosomen -> synthese membraan- en secretorische EW
- Glad ER = zonder ribosomen -> synthese van lipiden en steroïden, detoxificatiereacties
en opslagplaats Ca2+ voor signaaltransductie.
, H1 – Cellulaire architectuur en morfologie
2.6 Golgi apparaat
Stapel van cisternae = platte vesikels met een enkel membraan. Is perinucleair gelegden
(direct naast de kern!). Onderverdeeld in cis (ingang), mediaal en trans-golgi
(uitgang). Modificeert membraan- en secretorischeEW en sorteert EW in functie van hun
bestemming (plasmamembraan, endosomen en lysosomen).
2.7 Secretorische route
Ruw ER (synthese EW) -> golig apparaat (tegen de kern, hier vertekend beeld;
modificatie en sortering) -> secretorische vesikels (opslag en transport) ->
plasmamembraan (afgave in extracellulaire ruimte of plasmamembraan).
2.8 Lysosoom
= vesikels met enkelvoudig membraan en pH van 4,5 (ivm. cytosol van 7,2). Zure pH is
nodig om bepaalde enzymen te laten werken zoals zure hydrolasen. Zijn eindpunt in
endocytotische en fagocytotische route; afbraak DNA, RNA, EW,… -> vrijstelling
afbraakproducten in cytosol voor recyclage (AZ, monosachariden),…
2.9 Peroxisoom
Ook vesikels met enkel membraan welke catalase bevatten -> zet 2 H2O2 om tot 2 H2O
+ O2. Is toxisch bijproduct wat dus hier afgebroken wordt zodat de rest van de cel geen
schade oploopt.
2.10 Cytoskelet
= driedimensioneel netwerk van 3 EW:
- Microfilamenten -> actine Kabels vesiculair transport, rol kern- en celdeling (transport
chromosomen, dochtercellen,…), cellulaire beweging
- Microtubuli -> tubuline (spermacel, cilia longen,…) en contractie spiercellen.
- Intermediaire filamenten -> desmine, keratine => vorm en stevigheid
