MK Week 1
Hoofdstuk 2 cellen
Cellen zijn zowel de basisbouwstenen (anatomische term) als de fundamentele
stofwisselingseenheden (fysiologische term) van een organisme. Met
stofwisseling ofwel metabolisme worden alle biochemische reactie bedoeld die
in de cellen kunnen optreden. Er zijn twee typen biochemische reacties:
- De anabole reactie worden kleine moleculen samengevoegd tot
grotere. Dit kost energie. Wordt ook wel assimilatie genoemd.
- De katabole reactie dit zijn omzettingen waarbij grotere moleculen
worden afgebroken tot kleinere. Bij deze reactie komt energie vrij. Wordt
ook wel dissimilatie genoemd..
Een veelvoorkomende afbraakreactie is de verbranding. Er is altijd zuurstof
nodig, daarom wordt verbranding aerobe dissimilatie genoemd. Verbranding in
de cel wordt vaak celademhaling genoemd. Het doel van verbranding in de cel
is het vrijmaken van energie, hierdoor kan de cel allerlei activiteiten uitvoeren.
Allereerst wordt geprobeerd om glucose te verbranden;
Glucose + zuurstof energie + water +koolstofdioxide.
Wanneer er geen glucose meer beschikbaar is gaat het lichaam over op
verbranding van vetten. Deze verbranding is minder schoon, aangezien er
afvalstoffen bij vrijkomen:
Vetten + zuurstof energie +water + koolstofdioxide + afvalstoffen
Soms is er geen zuurstof aanwezig op de plek waar wel verbranding moet plaats
vinden. Wanneer dat het geval is spreek je van anaerobe dissimilatie. Dit vindt
onder andere plaats in de spieren wanneer ze veel arbeid moeten verrichten. Het
voordeel is dat er wel energie vrij komt, maar de nadelen zijn, er komt minder
energie vrij en er zijn meer afvalstoffen.:
Glucose energie + melkzuur +afvalstoffen
De cel beschik voortdurend over energie. Daarom wordt energie vaak eerst
opgeslagen. Wanneer energie nodig is, bindt het zich aan adenosinedifosfaat,
kortweg ADP. Wanneer er een derde fosfaatmolecuul vrij komt, dan heet de stof
ATP. De derde fosfaat binding noem je dan ook een energierijke binding. ATP
bewaart de energie. De vorming van ADP in formule is:
ADP + P + energie ATP
Alle biochemische reacties in de cellen vinden plaats met behulp van
reactieversnellers, de enzymen. De belangrijkste kenmerken zijn:
- Altijd eiwitten
- Worden door het lichaam zelf gemaakt
- Kunnen de reacties razendsnel laten verlopen
- Zijn reactie specifiek
, - Zijn temperatuur specifiek
- Zijn zuurgraad specifiek
- Kunnen steeds opnieuw worden ingezet
- Hebben in veel gevallen een bepaalde stof nodig, die mee helpt de reactie
goed te laten lopen, een co-enzym
- Worden meestal genoemd naar de stof die ze splitsen of naar de reactie
die ze beïnvloeden
De bouw van de cel
Een cel is gevuld met cytoplasma ofwel protoplasma, een geleiachtige
vloeistof dat bestaat uit water waarin onder meer eiwitten koolhydraten vetten
en zouten zijn opgelost. Het cytoplasma bevat een groot aantal structuren, deze
worden ook wel organellen genoemd. Het waterige bestanddeel van de cel
wordt ook vaak aangeduid met het cytosol. Dit wordt allemaal omgeven door
een uiterst dun vliesje, de celmembraan respectievelijk plasmamembraan.
In de cel vind voortdurend stofwisselingsactiviteiten plaats. Het cytosol heeft een
aangepaste samenstelling die je het liefst zo constant mogelijk wil houden. De
celmembraan speelt hierbij een belangrijke rol. Deze schermt de intracellulaire
ruimte af van het omringende milieu in de extracellulaire ruimte en zorgt ervoor
dat er geen stoffen ‘zomaar’ uitlekken of ongewenste stoffen zomaar
binnendringen. De celmembraan is opgebouwd uit een dubbele laag fosfolipiden
en is vloeibaar en waterafstotend. De fosfaatgroep is hydrofiel
(wateraantrekkend) en het staatgedeelte is een vetverbinding en hydrofoob. De
cel bevat ook membraanporiën, deze dienen voor het transport van stoffen van
en naar het cytoplasma. De eiwitmoleculen die of naar binnen of buiten steken
dienen als soort antenne voor het ontvangen van boodschappen. Een
membraaneiwit met zo’n antennefunctie heeft een receptoreiwit. Koolhydraten
kunnen aan de buiten kan van het membraan vast zitten. Ze hechten zich aan de
eiwitten en vetten in de membraan en steken relatief ver uit. Zo’n complex van
het molecuul wordt een glucocalix genoemd. Deze heeft voor elk type cel een
kenmerkende structuur en bepaalt als zodanig de herkenbaarheid van de cel
voor andere cellen in de omgeving.
Het transport gaat via twee manieren, namelijk passief en actief transport.
Passief transport van stoffen via de celmembraan is gebaseerd op diffusie en
osmose. Er is hiervoor een permeabel celmembraan nodig, oftewel doorlaatbaar.
Hoe groter de concentratieverschillen, des te harder te oplossing water aanzuigt.
De zuigende kracht die veroorzaakt wordt door zouten in oplossing wordt de
kristalloïd-osmotische waarde (KOM) genoemd. Eiwitten, die veel groten zijn
dan zouten, lossen niet op maar worden omringd door watermoleculen. Eiwitten
en water vormen zo een colloïdale oplossing. Ook deze oplossing veroorzaakt een
osmotische zuigkracht, die de colloïd-osmotische waarde (COW) heet.
Diffusie is de beweging van deeltjes
van een plaats waar ze in een hoge
concentratie voorkomen naar een
plaats waar de concentratie kleiner is.
Osmose is diffusie van water via een
,semipermeabele membraan. Wanneer een glas water in tweeën wordt gedeeld
door een vlies waar wel water, maar geen opgeloste stoffen door heen kunnen, is
het streven om de concentraties in beide ruimte even door te maken.
Bij actief transport moeten deeltjes van een ruimte met een lage concentratie
opgeloste stoffen naar een ruimte met een hoge concentratie opgeloste stoffen
worden gebracht. De deeltjes bewegen tegen de concentratiegradiënt in. Er zijn
twee typen actief transport;
- Bij een enzymatische pomp worden de te transporteren stoffen met
behulp van enzymen door de celmembraan geluisd. Deze enzymen,
transporteiwitten genoemd, zitten in de celmembraan. De enzymatische
pomp vervoert geladen deeltjes zoals calcium, waterstof of natriumionen.
In dat geval wordt dit transportmiddel ook vaak een ionenpomp
genoemd.
- Bij blaasjestransport stulpt de celmembraan om de te transporten stof
heen en vormt een blaasje. Er ontstaat een blaasje in het cytosol,
waardoor de ingesloten stof niet direct in contact komt met het
intracellulaire milieu. Haalt de cel op deze manier stoffen naar binnen dan
noem je dan endocytose. Als de opgenomen deeltjes een vaste stof
vormen heet het fagocytose. Als het een vloeistof is dan wordt het
pinocytose genoemd. Andersom kunnen via de blaasjes ook stoffen de cel
uitgewerkt worden, dit heet exocytose.
De fysische en chemische activiteiten die zich in de cel afspelen, vinden meestal
in gespecialiseerde organellen plaats. De nucleus (celkern) is het grootste
organel van de cel en stuurt alle stofwisselingsactiviteiten aan. Bevat alle
erfelijke eigenschappen. Bestaat uit nucleoplasma omgeven door
kernmembraan. In dit plasma zitten chromatinedraden, deze bestaan uit een
speciaal eiwit, genaamd histonen, met daaromheen een nucleïnezuur. Het
nucleïnezuur is van een bepaald type en heet desoxyribonucleïnezuur DNA.
Wanneer een cel deelt, worden de chromatinedraden dikker, en als ze dan met
de microscoop zichtbaar zijn worden ze chromosomen genoemd. In het
nucleoplasma bevinden zicht een of meerdere nucleoli (kernlichaampjes), waarin
een ander type nucleïnezuur gemaakt wordt: ribonucleïnezuur (RNA). De
aanmaak van eiwitten (eiwitsynthese) wordt door het DNA in de celkern
geregisseerd.
, Ribosomen zijn kleine bolvormige organellen die of los rondzweven in het
cytosol of vastzitten aan het membraansyteem, het endoplasmatisch reticulum.
Ribosomen bevatten een ‘eigen’ RNA, dat ribosomaal-RNA (rRNA) genoemd
wordt. Ribosomen spelen een essentiële rol bij eiwitsynthese.
Endoplasmatisch reticulum (ER) betekent letterlijk: netwerk in het plasma. Er
zijn twee typen ER; ruw en glad ER. Aan ruw ER zitten aan het buitenoppervlak
veel ribosomen vast. De eiwitten die in deze ribosomen zijn gesynthetiseerd
worden in het kanalensysteem van het ER opgenomen en kunnen uiteindelijk via
het golgicomplex door de cel naar buiten afgegeven worden. Glad ER speelt een
rol bij de cholesterol- en lipide aanmaak voor celmembranen en is betrokken bij
bepaalde biochemische processen in het cytosol.
Het golgicomplex bestaat uit een stapeltje holle schijven die met elkaar in
verbinding staan. De functie houdt verband met de werking van het ER. Je kunt
het golgicomplex beschouwen als een drukke werkplaats waar allerlei
halfproducten na verwerking in blaasjes afgevoerd worden, ofwel de cel uit, ofwel
naar een ander organel, zoals het mitochondrium,
Lysosomen zijn door het golgicomplex gevormde kleine blaasjes, die veel
verschillende enzymen kunnen bevatten. Deze enzymen zijn betrokken bij de
katabolen processen. Ze spelen een belangrijke rol bij de intracellulaire vertering
van voedseldeeltjes die via endocytose de cel binnenkomen. Houden zich bezig
met het opruimen van ongerechtigheden in de cel. Soms gaan lysosomen lekken,
waardoor de agressieve enzymen organellen of eiwitten in het cytosol kunnen
afbreken. Dat wordt autolyse genoemd.
Mitochondriën zijn de energieleveranciers van de cel. De inhoud bestaat
voornamelijk uit heel veel enzymen die voor de celademhaling zorgen. De
verbranding verloopt via een lange keten van reacties, aangeduide met
citroenzuurcyclus. Het belangrijkste product van de cyclus is ATP.
Elke cel heeft een centrosoom (spoellichaampje) bestaande uit twee identieke
