Basisconcepten en basisprocessen van de biologie
Hoofdstuk 1: Oorsprong van leven
1. Analogie volgens uurwerk in evolutionaire geschiedenis (Slide 2)
• Prokaryoten: eerste organismen met 1 cel en DNA in het open
• Zuurstofaccumulatie: fotosynthese evolueerde vroeg in prokaryote geschiedenis,
cyanobateria splijten water en produceren O2 (oxidatie)
• Eencellige eukaryoten: endosymbiotische prokaryoten evolueerden naar chloroplasten en
mitochondria (O2 omzetten voor cellulaire respiratie), hebben organellen, celwand,
celmembraan
• Meercellige eukaryoten: verschenen als fossielen
• Cambrium: explosieve evolutie van dieren (precambrium: kwallen en sponzen)
• Land: fungi helpen planten bij waterabsorpatie, zoogdieren en vogels uit reptielen, reptielen
uit amfibieen, vertebraten uit vissen. Protisten= voorlopers
2. Prokaryoten (Slide 9)
• Vroegste organismen, divergeerden, in 2 hoofdtakken: bacteria en archaea
• Geen kern, DNA open in de cel, los in cytoplasma
• Bewegen door zweepstaart
• 10% van zuurstof stijging zorgde voor de ondergang van veel prokaryoten (2,7M jaar
geleden)
• 2 rijke bronnen fossielen: stromalieten en sedimenten
• Extremofielen: 1) methanogenen: CO2 + H2 -> CH4 2) extreme halofielen
• Thermofielen: oxidatie/omzetten van zwavel (60-80 graden celsius)
• Ecologische impact:
o Omzettingen in cycli van elementen (Fe, S, N, H) in ecosysteem
o Decompositie van dood organisch materiaal
o Omzetten van anorganische tot organische componten
o Symbiose met eukaryoten
o Onderzoek in biologie en genetica
o Technologie (waterzuivering)
3. RNA (Slide 36)
• RNA heeft een functie van enzyme: knippen en plakken
• Belangrijke rol in coderen, overbrengen, reguleren, tot expressie brengen van genen
• Verschillende RNA monomeren vinden -> toevallige combinaties kan RNA geven
• RNA combos uit ACGO (adenine, cytosine, guanine, uracil)
• Hoe begon het leven? Monomeren -> labo -> linken van monomeren -> polymeren ->
complementaire polymeren -> DNA
• RNA katalysatoren, ribozymen, verwijderen introns van het RNA
,• Ribozymen helpen bij katalysatie van de synthese van nieuwe RNA polymeren
• Labo’s experimenten tonen aan dat RNA sequenties kunnen evolueren in abiotische
omgevingen
• rRNA (ribosomaal RNA) is onderdeel van ribosoom, katalyseert de reactie die eiwitten
verlengt
4. Protobionten (Slide 38)
• Eventuele voorloper van het leven, zijn aggregaten van abiotische geproduceerde moleculen
• Karakteristieken van leven: interne chemische omgeving, reproductie metabolisme
5. Rijkdommen van biodiversiteit (Slide 46)
• 5 onderverdeling: monera, protisten, plantae, fungi, animalia
• 3 onderverdeling: bacteria, archaea, eukarya
6. Gram-positieve en gram-negatieve bacterien (Slide 59)
• Gram-positieve: buitenste wand in polymeer van suikers (rood)
• Gram-negatieve: extra proteine laag (blauw)
• Antibiotica:
o werken op celwand, als de celwand stuk gaat, gaat heel de bacterie stuk
o werken goed op Gram-Pos, inhiberen synthese van de cross-links in peptidoglycaan
o bij Gram-Neg heb je veel resistentie
7. Cel en genoomorganisatie (aerobe prokaryoot) (Slide 64)
• Geen kern, kernmembraan, interne compartimenten met membranen
• Weinig of geen eiwitten (plasmiden) aan het DNA
• Wel gevouwen plasmamembraan voor respiratie en/of fotosynthese
• Ringvormige DNA als draden in nucleoide
8. Groei populaties van prokaryoten (Slide 67)
• Asexuele reproductie door bineaire deling
• Petrischaal: voedingsbodem om ze te laten groeien, vervolgens agar (bindmiddel) erbij
gieten, enten of inplaaten, en uiteindelijk incumberen (24-48u op 37 celsius)
• 2 petrischaaltjes, ene met antibiotica en andere zonder: om groei te meten
• Bij zieke patient: uitstrijkje op petrischaal om te kijken of het Gram-Pos of Gram-Neg is
• E Coli deelt om de 20 min, generatieduur is 1-3 uur
• Beperkingen van groei: 1) nutrienten opgebruikt, 2) vergiftiging door metabolische
afvalstoffen
• Mechanismen voor uitwisseling van genen:
o Transformatie: absorptie van DNA fragmenten uit omgeving
o Transductie: gen-transfer tussen prokaryoten via virussen
o Conjugatie: DNA transfer tussen cel naar cel
9. Diversiteit aan metabolismen en voedingswijzen (Slide 73)
• Energie- en koolstofwinning:
o Fotoautotroof: lichtenergie winnen van organische componenten
o Fotoheterotroof: lichtenergie voor ATP aanmaak
, o Chemoautotroof: alleen CO2 nodig als C-bron, energie bekomen uit oxidatie
o Chemoheterotroof: moeten organische moleculen consumeren voor energie en C-
bron
• N-metabolisme :
o Nitrificatie: NH4+ -> NO2-
o Denitrificatie : NO3- -> N2
o N2 – fixatie : N2 -> NH4+
• Ademhaling of gisting :
o Obligaat aeroob (ademhaling met verbruik van zuurstof)
Hoofdstuk 2: De cel
1. Celfractionering (Slide 2)
• Stap 1: neemt een hoopje cellen van een weefsel (bv. levercellen)
• Stap 2: geplet in proefbuizen en gemixt, gehomoniseerd
• Stap 3: centrifugatie = proefbuizen worden heel snel rondgedraaid; zware deeltjes naar
buiten, vloeistof blijft dicht bij middelpunt
• Alle belangrijke deeltjes zoals de nuclei, mitochrondrieen, microsomen en ribosomen zijn
beneden gescheiden
2. Functies van alle celdelen (Slide 7)
• In dierlijke cel:
o Flagel: zweepstaart (om te bewegen)
o Endoplasmatisch recticulum:
▪ Rough: ribosomen = kleine partikeltjes erop, worden proteinen gemaakt
▪ Smooth: geen ribosomen, hier worden lipiden (vetten) en hormonen
gemaakt. Vanuit glycogen wordt dan glucose aangemaakt + ontgifting
▪ Proteinen en lipiden worden gekopieerd naar een 2de cel
o In het midden ligt de kern:
▪ Kernwand: nucleair enveloppe
▪ Nucleolus: klein kernlichaampje, kern maakt proteinen
▪ Chromatin: het erfelijk materiaal
▪ Nucleus en ribosomen: netwerk eiwitdraden (filamenten = hele fijne draden
die structuur bij elkaar houden).
Ribosomen zijn kleine korreltjes op het membraan
o Ribosomen: maken proteinen aan
o Golgi – apparaat: uitscheidingsstelsel (zoals nieren), afvalstoffen worden in cups
ingepakt en uit de wand van de cel geduwd
o Plasmamembraan: houdt het plasma binnen
o Mitochondrien: ademen van de cel en leveren van energie
o Lysosomen: zorgen ervoor dat afvalstoffen afgebroken worden
