Celbiologie en Immunologie
hoorcolleges
Celbiologie
Deeltentamen 1
28/10/2019
Les 1
Celcyclus
Cellen maken deel uit van weefsel en/of organen.
Groei:
Toenemen in grootte (hypertrofie)
Toegenomen grootte van hoeveelheid weefsel of orgaan, zonder dat aantal cellen heeft
toegenomen. Toename van cel volume.
Celdeling (Hyperplasie)
Toename aantal cellen celgrootte blijft gelijk.
Fysiologisch, een wond die moet herstellen. Je snijdt in je vingers een deel van het weefsel is
beschadigd cellen dood. Ontstaat opening die opgevuld moet worden met nieuwe cellen.
Fibroblasten scheiden signalen uit, ook signalen gegeven om plaatjes aan te trekken,
bloedstolling op gang, ontstekingscellen ernaartoe. Cellen moet allerlei signalen krijgen om
cellen te laten vermenigvuldigen heb je celcyclus nodig.
Pathologisch, poliepen bijvoorbeeld in darm of slijmvlies neus. Dan is dat lokale deling van
cellen die eigenlijk niet nodig is, en als dit lang duurt kan dit ontwikkelen tot een tumor.
Aantal cellen in orgaan/weefsel wordt bepaald door celdeling, celdood en cel differentiatie.
Vervangen en vernieuwen van bepaalde typen cellen gebeurt door stamcellen, normaal
wanneer je kijkt naar cellen kan een cel zich delen van 1 cel naar twee identieke
dochtercellen. Maar stamcel doet het anders, 1 dochtercel lijkt op de moedercel en de
andere dochtercel kan uiteindelijk na nog een keer delen differentiëren in de cel die nodig is.
Ieder type weefsel heeft zijn eigen stamcel. Stamcellen zorgen voor aanmaak alle
verschillende cellen, bijvoorbeeld endotheelcellen.
Toename van tussenstof (accretie)
In de biologie vaak combinatie van alle drie
Celdeling: proliferation. Verschillende stadiums die
gecontroleerd worden doorlopen.
Interfase
G1, belangrijk checkpoint wordt gekeken of de celcyclus
door kan gaan en DNA kan worden gekopieerd. Is dit niet zo,
dan stopt celcyclus om aantal stappen mogelijk te maken.
Problemen in G1 fase kunnen zijn dat omgeving niet genoeg
groeifactoren bevat of dat DNA is beschadigd. Er is constant
beetje p53 aanwezig, maar is cel niet beschadigd dan wordt
dit afgebroken. Resultaat fosfolyeren p53 is dat het niet wordt afgebroken maar dat p53
ophoopt, diffundeert naar celkern en kan fungeren als transcriptiefactor. Bindt aan p21 gen,
deze wordt afgeschreven Messenger RNA naar cytoplasma en wordt vertaald in p21 eiwit.
Gaat om G1 s-cdk complex heen zitten, en kan hele complex tegenhouden om zijn signaal
,door te geven aan enzymen. Wanneer die stop plaatsvindt worden er een aantal afwegingen
gemaakt, hangen af van chemische balans in die cel.
S, je hebt een actief S-cdk en dat is zelf een kinase en dat fosfaateert alle eiwitten die nodig
zijn om DNA-replicatie in gang te zetten. Als dat gebeurd is wordt S-cyclin afgebroken door
ubiquiterning, S-cdk blijft inactief achter en als checkpoint voor mitose doorlopen wordt M-
cdk gevormd, zorgt ervoor dat alle stapjes in mitose worden doorlopen en eind mitose valt
dit weer uit elkaar omdat cycline wordt afgebroken in proteasoom.
S cyclin neemt toe tijdens G1 maar blijft nog actief tijdens G2 fase, hij blijft langer dan 1 fase
actief. Je wilt niet een deling in M-Fase op moment dat DNA nog niet helemaal is
gerepliceerd of dat DNA aantal keer is gekopieerd. Dus S-cyclin eenmaal geactiveerd zorgt
voor repliceren DNA en zorgt ervoor dat replicatie maar 1 keer gebeurt.
G2
Mitose
M, dochtercellen worden uiteindelijk gesplitst.
Celcyclus heeft aantal checkpoints, gaat om optelsom van positieve en negatieve signalen
die de cel binnen komen en daaruit kan cel opmaken of de volgende fase van de cyclus de
cel ingaat of niet. DNA moet verdubbeld en niet beschadigd zijn.
Signalen zijn chemische signalen door moleculen Cdk. Als je een eicel neemt en injecteert
beetje cytoplasma uit cel in M-fase, dan gaat de cel waar je het cytoplasma in injecteert
delen. Doe je hetzelfde met cytoplasma uit interfase, dan gaat de cel niet delen.
Tijdens de mitose gaat M-Cdk omhoog, tijdens
interfase is Cdk niet actief en tijdens mitose
wordt die wel weer actief. Cdk eiwitten
concentratie blijft gelijk maar activiteit verschilt,
wordt actief tijdens mitose en inactief tijdens de
interfase. Activiteit Cdk is afhankelijk van een
cyclin. Constante concentratie van Cdk,
concentratie cyclin verandert om activiteit Cdk te beïnvloeden. Eind mitose cyclin
concentratie 0, tijdens interfase neemt die langzaam toe totdat er weer een concentratie is
die hoog genoeg is voor activiteit cdk.
Ubiquinering houdt in dat er enzymen zijn die ubiquitine op
enzym zetten, is een soort adreslabel om cyclin naar
proteasoom (breekt overtollige eiwitten af) in cel te leiden,
ubiquitine hecht aan cyclin en dan wordt Cdk inactief en
cyclin afgebroken.
Activiteit m-Cdk wordt geregeld door cyclin om complex te vormen, vormen
complex is nog niet genoeg om actief te zijn, je moet ook fosfaatgroep van
complex afhalen (fosfaatase). Op moment dat je actief M-Cdk hebt wordt al
het inactieve ook actief gemaakt. Postieve feedback.
Op moment dat je te veel delende cellen hebt of
te weinig cellen die doodgaan, krijg je
weefselgroei. Tumor ontstaat, stapjes die bij
elkaar optellen van signalen die van normale cel
,naar tumorcel gaan. Hoeft niet in bepaalde fase of stadium te ontstaan. Oorzaak
verstoringen vinden plaats op genetisch niveau, op niveau van 1 enkele cel krijg je
veranderingen die leiden tot tumorvorming.
Proto-oncogenen eiwitten die bijdragen aan celdeling en overleving. Als die gemuteerd
zijn worden het oncogenen = een dominante mutatie.
Tumor suppresor genen coderen voor eiwitten die celcyclus blokkeren en apoptose op
gang brengt. Recessieve mutatie, we hebben 2 allelen op ieder chromosoom 1, als je 1
mutatie hebt of mutatie op 1 allel dan heb je nog dat andere allel. 1 mutatie is niet erg, 2
mutaties leiden wel tot verhoogde kans op tumor.
28/10/2019
Les 2
Signaaltransductie hoofdstuk 16
Signaal buiten de cel, molecuul, bindt aan receptor en daarna wordt signaal doorgegeven op
verschillende manieren.
Hoe verloopt een signaaltransductie, de routes die signalen afleggen in de cel.
Cel signalering
1e stap signaal -> target
Soorten signaalmoleculen
Endocriene; hormonen, in het bloed, komt door alle
organen veel plekken waar die terecht kan komen.
Paracriene; lokale mediator, bijvoorbeeld
groeifactoren bij wond in cytoplasma.
Synaps; ruimte die zit tussen uiteinde zenuwcel en
spiercel, hele kleine ruimte. Hele kleine afstand.
Contact afhankelijk; cellen moeten tegen elkaar aan
liggen, moeten contact hebben.
Van allergrootste afstand naar kleinst
mogelijke afstand.
Als een cel geen receptor heeft voor bepaald signaalmolecuul, geen receptor
betekent geen ontvangst van dat molecuul dus geen respons in de cel.
Als ieder signaal 1 eigen respons had, had je heel veel verschillende
receptoren nodig. Maar in de biologie wil je zo min mogelijk energie dus er
zijn verschillende signalen die in verschillende celtypen een andere respons
geven. Beperkt dus aantal moleculen dat je nodig hebt in je lichaam.
Als je verschillende signalen in verschillende combinaties geeft kan je ook
verschillende responsen krijgen.
Twee verschillende typen;
1. Groot of hydrofiel, kunnen membraan niet passeren receptor op celmembraan
(grote groep)
2. Klein of hydrofoob, kunnen membraan wel passeren intercellulaire receptor
(bijvoorbeeld steroïde hormonen)
Signaal cascade = route van receptor naar respons
, Drie verschillende klassen cell-surface receptoren
1. Ion kanalen receptoren
2. G-protein coupled receptoren, vooral bij medicijnen. Ze hebben transmembranen, ze
gaan 7 keer door het membraan heen. Delen die door het membraan heen gaan zijn
in eiwit opgevouwen als alfahelix, is stukje primaire structuur, in zon alfa helix kan de
receptor makkelijk. Bij binden aan receptordeel van G-protein treedt aan de
binnenkant een conformatie verandering van receptor op waardoor het alfa deel van
G-protein ineens kan binden aan de receptor. Bij die binding wordt GDP uitgewisseld
voor GTP. Door binding van signaalmolecuul aan receptor wordt inactief G-eiwit
actief. Zolang signaalmolecuul er is blijft het door gaan. Op moment dat
signaalmolecuul er niet meer is gaat signaal vanzelf uit doordat actieve alfa sub unit
zichzelf inactiveert door gebonden GTP te hydrolyseren en om te zetten in GDP.
Bijvoorbeeld acetylcholine in hartspiercel
3. Enzym coupled receptoren, enzymen bevinden
zich in het membraan en receptor bestaat uit sub
units die niet bij elkaar zitten zolang het signaal
molecuul niet in de buurt is. Signaalmolecuul
brengt de twee sub units van receptor bij elkaar,
op dat moment gaat kinase activiteit de
naastgelegen sub unit fosfolyeren, rechter
fosfolyeert de linker en andersom. Naam is afhankelijk van aminozuur waar
fosfaatgroepen op komen.
1e stap = signaal < > receptor, minimaal twee receptor moleculen nodig, twee sub
units gaan elkaar fosfolyeren. 2e stap = deze worden overgedragen op moleculaire
switches (kunnen inactief en actief worden) en deze geven het signaal verder door.
Second Messenger
Ze zorgen ervoor dat het signaal doorgegeven wordt dieper de cel in
omdat ze niet meer gebonden zijn aan het celmembraan, bijvoorbeeld
ATP wordt omgezet tot cAMP. Versterken het signaal. Voordeel hiervan
is dat 1 geactiveerde alfa sub unit enzym kan activeren tot het doen van
heel veel omzettingen versterking signaal. Versterking van signaal
zorgt ervoor dat de moleculen naar verschillende kanten kunnen en
verschillende targets kunnen doorgeven.
Signaalmolecuul van buitenaf, signaal wordt doorgegeven in
verschillende stappen, leidt uiteindelijk tot genexpressie verandering.
Als acetylcholine bindt aan bloedvatepitheel wordt enzym NO-synthase
geactiveerd, zorgt voor productie NO gas, gaat naar naastgelegen cellen
kan door celmembraan. Kan in het cytoplasma aan enzym guanylyl
cyclase binden GTP wordt omgezet in cyclisch AMP bloedvat verwijdt. NO is second
Messenger dat zijn actie heeft in naastgelegen cel.
WNT-route = een belangrijke signaal route in regulatie van deling stamcellen in de darm.
Defecten in deze route resulteren vaak in ontstaan darmkanker. Stamcellen hebben voor het
stimuleren van celcyclus een signaal nodig, wnt stimuleert een transcriptiefactor en deze