Aantekeningen van de hoorcolleges van deeltentamen 1 van het vak Genen en Cellen van de studie gezondheidswetenschappen. Het document bevat handige afbeeldingen die ook in de colleges zijn gebruikt!
Genen en cellen deel 1 aantekeningen
HC 1 Cellen Celopbouw
Celtheorie
1. Een levend organisme bestaat uit minstens één cel
2. Cellen zijn de kleinste unit van leven
3. Nieuwe cellen komen voort uit ouder-cellen door celdeling
4. Cellen leven, omdat ze metabolisme hebben
Alle Organismen:
- Samengesteld uit dezelfde moleculen
- Hebben metabolisme en gebruiken energie
- Hebben interactie met de omgeving (milieu)
- Zijn stabiel (homeostase)
- Reproduceren op basis van de gegevens opgeslagen in het DNA (genoom)
- Kennen groei en ontwikkeling
- Staan onder invloed van evolutie
Metabolisme
Opbouw en afbraak van stoffen die het functioneren van levende cel mogelijk maken
• Anabolisme: opbouw van macromoleculen en structuren van de cel
• Katabolisme: afbraak van macromoleculen om energie of bouwstenen te produceren
• Deze processen worden uitgevoerd door enzymen (eiwitten)
Homeostase
Cellen staan in contact met hun omgeving
- Stress
- Voiding
- ontwikkeling
Homeostase: Reactie op omgeving en op interne processen zodanig dat cel zelf in stabiele
conditie blijft
- regulatie metabolism
- stress response
Diversiteit in het leven
Eigenschappen gecodeerd in het genoom
- Overerfbaar
- Bevat genen die coderen voor eiwitten
- Eiwitten voeren cellulaire processen uit
- Variatie in eigenschappen ontstaan door mutaties
- Mutatie leidt tot veranderd eiwit, met veranderde functie
- Omgeving bepaalt voordeel/nadeel van de mutatie
- Natuurlijke selectie / evolutie
1
,Twee mechanismen voor evolutie
Verticaal
• Doorgeven van genetische veranderingen aan nageslacht
• Veranderde soorten komen voort uit voorouders
• Natuurlijke selectie door omgeving
Horizontaal
• Uitwisseling genen tussen soorten
• Zeldzaam in hogere organismen → veelvoorkomend bij bacteriën
Basis celtypen:
Prokaryote cel: bacterien en archaea
Eukaryote cel: planten/ schimmels en dieren
Genoom en proteoom
Het genoom van een cel bevat de genen
• alle genen aanwezig in een cel
– coderen voor eiwitten
• informatie wordt niet altijd afgelezen → regulatie
Proteoom: verzameling eiwitten aanwezig in een cel
– op een bepaald moment
– onder specifieke omstandigheden
– wisselt per cel-type
Deze bepalen vorm en functie cel:
– Metabolisme: opbouw en afbraak bouwstenen
– Signalering en regulatie
Cytoplasma
Inhoud van een cel buiten de kern, maar binnen de plasmamembraan
• Ribosomen → translatie (eiwitproductie)
• Semi-autonome Organellen
– Mitochondriën
– Chloroplasten
• Endomembraan systeem
– ER, Golgi, lysosomen/peroxisomen
• Cytoskelet
• Cytosol (de oplossing waar dit alles in drijft)
2
,In het cytoplasma vindt metabolisme plaats
Mitochondrien
- Hoofdstuk 7
- Zijn de energie voorzieningen van de cel→ produceren ATP
- Hebben zuurstof nodig voor reacties
- Bevatten een dubbel membraan → zijn van oorsprong waarschijnlijk symbiotische
bacteriën
Endoplasmatisch reticulum
- Netwerk van membraanbuizen
o lumen afgeschermd van cytoplasma
o Ruw endoplasmic reticulum (rough ER)
o verbonden met ribosomen
o eiwitsynthese
o eiwitmodificatie → glycosylering, lipidering
o eiwit-kwaliteitscontrole (afbraak als niet goed)
o Biogenese van eiwitten die getransportereerd worden naar
1. plasmamembraan
2. extracellulaire ruimte
3. lysosomen en peroxisomen
▪ transport via vesicles
Glad ER
• Smooth endoplasmic reticulum (smooth ER)
– Geen ribosomen
– Detoxificatie van opgenomen moleculen (alcohol, hydrophobe moleculen; in
o.a. lever)
– Metabolisme van polysacchariden: bijv. glycogeen productie (in o.a. lever)
– Synthese en modificatie van lipiden (voor membranen en vetopslag)
Excretie en het golgi apparaat
• Golgi: stapel membraan compartimenten
• eiwitten reizen tussen de compartimenten in vesicles
3
,Functies golgi:
• Protein sorting:
– membraaneiwitten naar de plasma membraan
– excretie extracellulaire eiwitten
– lysosomen en peroxisomen
• Opdelen van eiwitketens in functionele units
– proteolyse door proteases (eiwitknippende enzymen)
Peroxisomen en lysosomen
Bevatten schadelijke enzymen en stoffen
• H2O2 (waterstofperoxide)
• Lysozyme (breekt suikerketens in celwand bacteriën af)
• Proteases (breken eiwitten af)
Zeer reactief en daarom ingepakt in vesicle
• Afgeschermd van rest cytoplasma
• Fuseren met vesicles met materiaal dat moet worden afgebroken
– Bacteriën/virussen in vesicles
– Oude organellen (lysosomen)
4
,HC 2 Cellen Chemie van de cel
Bouwstenen van de cel
- Atomen en chemische bindingen→ moleculen
- Macromoleculen:
• Koolhydraten
• Eiwitten
• vetten/ lipiden (membranen)
• Nucleine zuren/ DNA en RNA (genen)
Waarom kennis nodig?
- Cellen zijn opgebouwd uit sturcturen die bestaan uit atomen
- Cellen oefenen hun functie uit door deze structuren
- Cellen gebruiken daarbij energie
Structuren aanmaken: chemische bindingen aanleggen
- Eiwit bestaat uit aminozuren
- Een eiwit fucntioneerd als het gevouwen is (3d structuur)
Elementen vind je in bepaalde verhoudingen en hoeveelheden
Elementen in het lichaam:
- Cellen zijn vooral opgebouwd uit C, O, H en N
Wat zijn atomen:
- De kleinste deeltjes die de eigenschappen van een element hebben
- Die bestaan uit deeltjes: protonen, electronen, neutronen
Atoomnummer staat voor het aantal protonen (alle atomen van een element hebben
hetzelfde atoomnummer
Isotopen
- Atomen van hetzelfde element
• In kern: zelfde aantal protonen, verschillend aantal neutronen in kern
(atoomnummer hetzelfde)
Radio- isotoop:
- Nucleus van radio-isotopen is instabiel en vervalt
• Emissie energie (y straling)
• Emissie deeltjes (a en B straling)
- Emissie van deeltjes verandert het isotopp in een ander element
• Ander atoomnummer
• Verval verloopt constant (half waarde tijd)
- C14 wordt gebruikt voor dateringen, electron uitgezonden en neutron omgezet in
proton
- Worden gebruikt als tracers: gelabeld molecuul met radio-isotoop waarbij de energie
emissie detecteerbaar is→ de tracers worden vervolgens opgenomen door
organismen in de cel (substraat voor emtabolisme, afgebroken/ omgezet op bepaalde
plaats)
- PET scan: straling geven plaats tracer weer die wordt gemeten door de PET scanner
5
,PET scan:
• Patient wordt geinjecteerd met tracer en in PET scanner gemeten
• Cellen nemen tracer op
– Opname vooral in metabool activieve cellen
→behoefte aan energie
– Hoe meer hoe beter detecteerbaar
• Scanner detecteert locale stralings energie
• Beeld geeft de variatie in metabolism (veel/weinig) en abnormale activiteitspieken
– bijvoorbeeld in groeiende tumoren
Electronen bevinden zich in schillen rond de kern van een atoom:
- Eerste schil: Laagste energie, 1 orbital, ruimte voor 2 electronen
- Tweede schil: 4 orbitals,ruimte voor 8 electronen
- Derde schil: 9 orbitals, 18 electronen (8/10)→ orbital= schil
Moleculen bevatten 2 of meer atomen, verbindingen: moleculen bestaand uit meer dan 1
soort atoom
Chemische binding
Binding wordt bepaald door de electronen in de buitenste schil
• Als schillen vol zijn kan geen chemische binding met andere atomen worden
gevormd
– Element bestaat alleen als 1 atoom
• komt niet voor in moleculen en verbindingen
– Helium, Neon, Argon
• Moleculen en Verbindingen worden gevormd door interacties tussen de electronen
van atomen → Electronen proberen orbitals/schillen te vullen
Chemische bindingen
• Covalente binding (gemeenschappelijke elektronen paren)
• Ion binding
• Waterstofbrug
– Tussen moleculen
– Binnen een (macro)molecuul
• (Van der Waals interacties) (elekctromagnetische krachten tussen moleculen)
6
,Elektronegativiteit:
• Een atoom heeft geen lading
• Een atoom dat een e- opneemt of afgeeft krijgt lading (Ion)
• Electronegativiteit (“Electronegativity”):
– Eigenschap om e- van andere atomen aan te trekken
– Verbindingen krijgen stabiliteit door schillen op te vullen
Ion binding:
Niet volledig gevulde schillen kunnen electronen opnemen of afstaan
• Een Atoom heeft evenveel electronen als protonen
– geen lading
Bij Ion binding gaat electron over van ene atoom naar andere atoom
• Een Atoom dat een electron verliest wordt positief geladen
• Een Atoom dat een electron opneemt wordt negatief geladen
• Een Atoom met een lading heet een Ion
• Tegengesteld geladen Ionen trekken elkaar aan
Radicalen:
Moleculen met een ongepaard electron in buitenste schil
Vb.: (waterstof peroxide; O2)
H2O2 → OH• + OH•
• Een ongepaard electron is uiterst reactief (heeft hoog energie niveau)
– Schade aan membranen en eiwitten
– Breuk in DNA
→ In peroxisomen voor afbraak
→ In cytoplasma bestreden met antioxidanten/enzymen
2H2O2 → 2H2O + O2
Covalente binding:
• Atomen v.e. verbinding missen een electron in buitenste schil
• Electronen in schil worden vervolgens gedeeld
• Sterkste chemische binding
– vanwege de gedeelde electronen
7
, – apolair
polair en apolair
• a-polaire covalente bindingen kennen een evenredige ladingsverdeling
– weinig verschil in electronegativiteit
– electronen verdelen zich over hele molecuul
• Polaire covalente bindingen
– tussen twee atomen groot verschil in electronegativiteit
– beinvloedt de plaats van electronen
Polaire covalente binding
• Zuurstof kan 2 e- opnemen in buitenste schil
• 2 Waterstof atomen nemen ieder een e- op
• Twee covalente bindingen
• Polair: Zuurstof heeft meer protonen en trekt de e- meer zijn schil in
Water absorbeerd temperatuurstijging
• Water absorbeert hitte en vertraagt temperatuur stijging
– Temperatuur: beweging van moleculen
– Energie/hitte verbreekt eerst de H-bonds in water en leidt daarna to meer
beweging
Verdamping:
• Water moleculen breken uit vloeistof
• Moleculen nemen energie mee
• Temperatuur blijft laag
Hydrofiel en hydrofoob
Hydrofiele moleculen
– Polair
– H-bruggen met water
• Voorbeeld: suiker
Hydrofobe moleculen
– a-polair
– Afgestoten door water
8
, • Voorbeeld: olie, lipiden
– Amphipathische
• Voorbeeld: lipiden en sommige eiwitten
• kennen hydrophoob en hydrophiel deel
interacties tussen gelijke eigenschap
afstoten van tegengestelde eigenschap
• voorbeeld: phospholipiden in membranen
Zuren en basen
• Acids/Zuren
– Doneren H+ bij oplossen in water
– Zure oplossingen: pH < 7
• Bases/Basen (2 soorten)
– 1. Doneren OH- bij oplossen in water
– 2. Nemen H+ op uit water
– Basische oplossingen: pH > 7
PH
• Geeft de H+ (H3O+) concentratie van een vloeistof
• 1 pH unit betekent een 10X hogere of lagere H+ concentratie (logarithmisch)
Highest H+ Lowest H+
0---------------------7-------------------14
Acidic Neutral Basic
PH van oplossingen
Beïnvloedt cellulaire processen:
– Vorm en lading van moleculen
• H+ gebonden of niet geeft ladingsverschil
• Beïnvloedt interacties tussen moleculen
• Beïnvloedt dus vorm van enzymen
– Verloop chemische reacties
– Verandert de oplosbaarheid van moleculen
– Heeft allemaal met lading te maken
9
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, creditcard of Stuvia-tegoed voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper Anouk152. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €4,99. Je zit daarna nergens aan vast.
