‘Algemene cel- en weefselleer van de huisdieren I’.
Niet-limitatieve lijst open theorievragen.
1. Cytologie:
1) Bespreek de opbouw van de nucleus en nucleolus.
De nucleus of de celkern is het controlecentrum van alle cellulaire activiteit. Alle
eukaryote cellen hebben een celkern, prokaryoten cellen hebben géén celkern. Normaal
gezien heb je één celkern per cel, maar er zijn uitzonderingen mogelijk. Skeletspiercellen
gaan fuseren waardoor ze verschillende kernen hebben, erythrocyten of rode bloedcellen
gaan hun kern uitstoten en bezitten er dus geen.
De kern bevat al het chromosomale DNA en een systeem voor RNA-synthese.
Genetisch materiaal is verpakt onder de vorm van chromosomen, tijdens de interfase
ligt het als chromatine in de kern. Chromatine is opgebouwd uit nucleosomen samen
met DNA en andere eiwitten. Een nucleosoom is een structuur van 8 histonen (H2A,
H2B, H3 en H4) waar het DNA rond gewikkeld zit. Dit maakt het DNA compacter zodat het
in de kern past, verstevigt het DNA en helpt bij de regulatie van genen.
Je hebt 2 soorten DNA-opslag van chromatine in de interfase:
Euchromatine: heel toegankelijk voor transcriptie, ligt in actieve delen van de
chromosoomfibrillen
o Bestaat uit genen die tot expressie kunnen komen
o Weinig elektronendens (licht in de microscoop)
Heterochromatine: dicht opeengepakt chromatine, sterk gecondenseerd,
inactieve cellen, ligt perifeer
De kern is nuttig bij het stellen van de juiste diagnose bij pathologische aandoeningen:
het geeft de status van de hele cel weer en zal als eerste veranderingen ondergaan als
de cel aan het afsterven is.
Pycnotische kern: in elkaar gekrompen & bevat veel heterochromatine, meestal
bij cellen die aan het afsterven is door necrose of apoptose. In de darm heb je een
hoge turnover (vernieuwing van cellen, wegduwen oppervlakkige lagen)
Hydropische kern: veel water en veel euchromatine, hoge transciptie-activiteit,
waardoor er ongecontroleerde celdeling is (tumorcellen)
Het kernmembraan of de nucleaire enveloppe vormt een barrière tussen de celkern
en het cytosol. Het bestaat eigenlijk uit 2 membranen met ertussen een perinucleaire
ruimte.
Het buitenste membraan is continue met de cisternen van het endoplastmatisch
reticulum. Het binnenste membraan bezit een netwerk van vezelige eiwitten, de
lamina densa die bestaat uit intermediaire flamenten, namelijk laminen a, b en c.
Het transport tussen celkern en cytoplasma (of omgekeerd) gebeurt door kernporiën. Ze
zijn ATP afhankelijk. Deze poriën zijn niet homogeen verdeeld over het membraan
en ook het aantal gaat variëren. Het hangt allemaal af van de activiteitentoestand en
het celtype. Daarnaast spelen ook parameters zoals veroudering of hormonale cyclus een
rol.
De nucleolus of het kernlichaampje heeft een ronde vorm. Ze kunnen in aantallen
variëren. Elke eukaryotische kern heeft ten minste één nucleolus, die kan zijn opgenomen
in dicht heterochromatinepatroon en dan moeilijk herkenbaar is. Bij actieve cellen zien we
grotere of meerdere nucleoli. Ze zijn duidelijk te onderscheiden in de kern.
In de nucleolus onderscheiden we 3 regio’s:
1
, Nucleolus-organizer regio’s
Pars fibrosa
Pars granulosa
Hierin worden subeenheden geproduceerd om uiteindelijk ribosomen te vormen dus er is
veel RNA en ribonucleoproteïne (rRNA) aanwezig, waardoor het organel sterk basofiel
aankleurt. In de nucleolus vindt omvorming plaats van RNA-precursors tot het rijpe rRNA,
waarbij eerst meer flamenteuze (pars fbrosa) en daarna meer granulaire
elementen (pars granulosa) worden gevormd, die in de EM zichtbaar zijn.
Nucleoli verdwijnen tijdens de mitose, maar worden na de mitose weer opnieuw
gevormd op de ‘nucleolus- organizer-regio’s van een bepaald aantal chromosomen.
Andere structuren in de kern zijn de cajal bodies, nuclear bodies, PML bodies, GEMs,
speckles en snRNP.
2) Bespreek ribosomen en de bouw en functie van ruw endoplasmatisch
reticulum
Ribosomen zijn terug te vinden in prokaryoten en eukaryoten cellen. Het zijn de plaatsen
waar de eiwitsynthese (translatie) plaatsgrijpt. Ze hangen aminozuren aan elkaar en
vormen zo eiwitten.
Ribosomale eiwitten worden in de kern en in het kernlichaampje geïmporteerd. De
ribosomale eiwitten hechten zich aan het pre-rRNA. Tijdens de verdere verwerking van
het pre-rRNA worden er ribosomale eiwitten en 5S-rRNA aan toegevoegd waardoor er 2
pre-ribosomale partikeltjes ontstaan. Tijdens het laatste stadium migreren deze 2 pre-
ribosomale partikeltjes uit de kern naar het cytoplasma. Vanuit de nucleolus komen dus
een kleine en een grote subeenheid van het ribosoom.
De kleine subeenheid (40S) bevat 18S-rRNA en ongeveer 30 verschillende
eiwitten.
De grote subeenheid (60S) bevat 28S-rRNA, 5.8S-rRNA en 5S-rRNA en 45
verschillende eiwitten.
Het ribosoom scant het 5’-uiteinde van het mRNA dat identificeerbaar is via de 7-
methylguasinekop. Translatie start door een startcodon, de binding van het
methionyl tRNA en mRNA op de kleine ribosomale subeenheid. Uiteindelijk vervolledigt
de grote subeenheid dit complex en de polypeptide verlengt zich tot een stopcodon in
het mRNA wordt afgelezen. Het mRNA codeert per die nucleotiden één specifiek
aminozuur.
Door de initiatie zullen er verschillende ribosomen op hetzelfde mRNA op regelmatige
afstand aanhechten, zodat een polysoom wordt gevormd. Een polysoom kan vrij
voorkomen in het cytoplasma of zijn aangehecht aan de membraan van het ruw
endoplasmatisch reticulum.
Het ruw endoplasmatisch reticulum bestaat uit stapels afgeplatte membranen. De
ruimte tussen de membranen zijn de cisternen. Bij ruw endoplasmatisch reticulum zijn
ribosomen geassocieerd. Het heeft een nauwe relatie met een golgi-apparaat.
De functies van het RER kunnen omgeschreven worden als volgt:
Belangrijke rol in de biosynthese van eiwitten en vetten. In het RER gebeurt de
eerste aanmaak, de verdere verwerking gebeurt in het golgi-apparaat.
2
, Bijdrage in de aanmaak van de mitochondriale en peroxisomale membranen
Aanmaak van de extra-cellulaire matrix in het begin
Ribosomen kunnen dus vrij voorkomen of hechten aan het ruw endoplasmatisch
reticulum. Ze zullen door een peptide gekenmerkt worden, welke aangeeft waar ze
terecht gaan komen. Vrije ribosomen transporteren naar de kern, mitochondria,
peroxisomen of chondroblasten.
Ribosomen die ingebouwd worden in de cisternen van het RER of in het membraan van
het RER worden via vesikels naar het golgi-apparaat gestuurd. Vanuit daar kan het naar:
Het plasmamembraan, waar het ingebouwd wordt en kan dienen als
bijvoorbeeld een receptor
Extra-cellulaire omgeving via secretievesikels
Lysosomen, waar het als enzym gaat dienen die bedoelt zijn om stofen af te
breken.
Wanneer een ribosoom begint met afschrijven van mRNA, ontstaat er een
signaalsequentie. Deze wordt herkent door een klein eiwit, SRP of signal recognition
particle. De ribosoom wordt naar een cisterne geleid. SRP verankert met een SRP
receptor en de ribosoom komt net boven een porie van het celmembraan te liggen.
SRP laat los en de signaalsequentie dringt in de porie van de membraan van het ER. Aan
de binnenkant van het membraan ligt een signaal peptidase, die ervoor zorgt dat de
signaalsequentie afgeknipt wordt. Hierna start de translatie van het eiwit wat
uiteindelijk naar binnen geloodsd wordt en geplooid wordt.
3) Bespreek het verschil in opbouw en functie tussen het glad en ruw
endoplasmatisch reticulum.
Er zijn twee types van endoplasmatisch reticulum te onderscheiden.
Het ruw endoplasmatisch reticulum bestaat uit stapels afgeplatte membranen. De
ruimte tussen de membranen zijn de cisternen. Bij ruw endoplasmatisch reticulum zijn
ribosomen geassocieerd. Het heeft een nauwe relatie met een golgi-apparaat.
De functies van het RER kunnen omgeschreven worden als volgt:
Belangrijke rol in de biosynthese van eiwitten en vetten. In het RER gebeurt de
eerste aanmaak, de verdere verwerking gebeurt in het golgi-apparaat.
Bijdrage in de aanmaak van de mitochondriale en peroxisomale membranen
Aanmaak van de extra-cellulaire matrix in het begin
Ribosomen kunnen dus vrij voorkomen of hechten aan het ruw endoplasmatisch
reticulum. Ze zullen door een peptide gekenmerkt worden, welke aangeeft waar ze
terecht gaan komen. Vrije ribosomen transporteren naar de kern, mitochondria,
peroxisomen of chondroblasten.
Ribosomen die ingebouwd worden in de cisternen van het RER of in het membraan van
het RER worden via vesikels naar het golgi-apparaat gestuurd. Vanuit daar kan het naar:
Het plasmamembraan, waar het ingebouwd wordt en kan dienen als
bijvoorbeeld een receptor
Extra-cellulaire omgeving via secretievesikels
Lysosomen, waar het als enzym gaat dienen die bedoelt zijn om stofen af te
breken.
Het glad endoplasmatisch reticulum heeft dezelfde opbouw maar is niet geassocieerd
met ribosomen. Het is dus glad. De functies van het SER (smooth endoplasmatic
reticulum) zijn als volgt:
Steroïde hormonen produceren
3
, Detoxificatie
Opbouw van vetten
Intracellulaire calciumopslag bij spiercellen
4) Bespreek het Golgi-apparaat.
Het golgi-apparaat is terug te vinden in alle eukaryote cellen. Het is opgebouwd uit een
aantal cisternen. Producten worden door het ER afgeleverd en gaan door de
verschillende cisternen, worden gemodificeerd en uiteindelijk verder getransporteerd. De
functies van het golgi-apparaat zijn de volgende:
Rol bij modifcatie van macromoleculen door suikers toe te voegen
Proteolyse: stukken, meestal peptiden, worden van stofen gehaald waardoor
enzymen actief kunnen worden.
Sorteren van macromoleculen
Er is een cis-zijde of bolle kant (gezien vanaf ER). Dit is de onrijpe kant van het Golgi-
Apparaat. De trans-zijde of holle kant (gezien vanaf ER) vertegenwoordigd de rijpe
kant. De laatste cisterne wordt aangeduid als het trans-golgi-netwerk of TGN en
vervuld een speciale taak in verzenden van het materiaal. In het centrale mediale
golgi-gedeelte is de hoogste metabole activiteit terug te vinden.
De membranen worden van cis naar trans iets dikker en bereiken geleidelijk aan de dikte
van het celmembraan.
Er zijn twee verschillende transportmodellen. Het is nog onduidelijk welke precies
juist is: het vesiculair transport of het cisternisch transport.
In het Golgi-apparaat worden producten gesorteerd voor 3 bestemmingen: het
plasmamembraan, de lysosomen of het extracellulaire milieu. De sleutel bij deze
sorteringsprocessen is manose-6-fosfaat, dat producten voor lysosomen adresseert.
Het bindt aan de trans-zijde van het GA met manose-6-fosfaatreceptoren, die het
membraan overspannen. De adaptoreiwitten kunnen aan clathrine binden. Clathrine
bestaat uit 3 eiwitketens die met elkaar verbonden zijn tot een korfvormig rooster
dat de membraan vervormt en het afknoppen van de blaasjes reguleert.
De adressering voor het celmembraan of voor de secretie berust op de
afwezigheid van manose-6-fosfaat en op eventuele hechting van moleculen aan de
membraan.
5) Bespreek het zure vesikelsysteem
Het ZVS bevat meer dan 30 specifeke hydrolasen. Het is betrokken bij de degredatie
van eiwitten, nucleïnezuren, polysacchariden en vetten. Het is een groep van vesikels,
zo genoemd wegens hun gemeenschappelijke membraan H+-ATPase
(protonenpomp), die de luminale pH kan verlagen tot 5. Het systeem bestaat uit
lysosomen, hydrolase-vesikels, endolysosomen, fagolysosomen en telolysosomen.
Lysosomen: rond, heterogeen van inhoud en elektronen dicht. Ze bevatten
hydrolytische enzymen (hydrolasen) aangevoerd vanuit het golgi-complex. Het
te verteren materiaal bereikt hun via heterofagie (endocytose) of autofagie
(afbreken eigen cytoplasma of organellen).
Hydrolase-vesikels: hebben nog geen protonenpomp ingebouwd en zijn net van
het GA gekomen. Vroeger werd dit een primaire lysosoom genoemd
Endolysosomen: hydrolase-vesikels gaan fusioneren met endosomen waardoor
ze wel een protonenpomp hebben, zodat de pH kan dalen en de lysosomale
enzymen geactiveerd worden. Vroeger werd dit een secundaire lysosoom
genoemd.
Fagolysosomen: Endolysosomen kunnen fuseren met andere endosomen, die
afkomstig zijn van fagocytose waardoor fagolysosomen ontstaan. Ze gaan de
4
