Anatomie & fysiologie week 37
2.1 Metabolisme
Metabolisme (stofwisseling) = alle biochemische reacties die in cellen plaatsvinden
Twee typen biochemische reacties:
1. Anabole reacties
Kleine moleculen worden samengevoegd tot grotere (kost energie)
Worden ingebouwd in cellen en gebruikt voor groei, onderheid, reparatie van weefsels
Ook wel opbouwstofwisseling (= assimilatie)
2. Katabole reacties
Grotere moleculen worden afgebroken tot kleinere (komt energie vrij)
Energie wordt gebruikt voor assimilatie/andere energievragende processen (bewegen,
warmteproductie)
Ook wel afbraakstofwisseling (= dissimilatie)
Verbranding
Een veel voorkomende afbraakreactie is verbranding. De brandstof voor verbranding is meestal glucose. Na
verbranding ontstaan naast energie ook afvalstoffen (CO 2, H2O). Als er geen glucose beschikbaar is, kunnen
cellen ook vetten verbranden. Deze verbranding is minder schoon.
Aerobe dissimilatie = zuurstofrijk (bijv. verbranding)
Anaerobe dissimilatie = afbraak van energierijke stoffen, zonder dat zuurstof wordt gebruikt, zuurstofarm
(gebeurt bijv. in de spieren als ze veel arbeid moeten verrichten)
Celademhaling = verbranding in de cel doel = vrijmaken van energie
Energie
De stof die energie kan ‘opladen’ heet adenosinedifosfaat (ADP). Er zitten 2 fosfaatmoleculen vast aan het eiwit
adenosine. Zodra er energie door de verbranding ontstaat, wordt er een derde fosfaatmolecuul aan ADP
vastgebonden. Dan heet de stof adenosinetrifosfaat (ATP). De derde fosfaatverbinding noem je een
energierijke binding. ADP is nu ‘opgeladen’. ATP ‘bewaart’ de energie. Zodra ergens in een celenergie nodig is,
wordt het 3e fosfaatmolecuul losgekoppeld en komt de opgeslagen energie vrij.
Vorming ATP-formule ADP + P + energie ATP
Vrijmaken energie uit ATP ATP ADP + P + energie
Enzymen
Enzymen = laten biochemische reacties sneller verlopen
Belangrijkste kenmerken enzymen:
- Zijn altijd eiwitten - Worden zelf niet verbruikt of chemisch
- Worden door lichaam zelf gemaakt veranderd
- Kunnen reacties snel laten verlopen - Hebben stof (ijzer of klein organisch
- Zijn reactiespecifiek molecuul) nodig om reactie goed te laten
- Zijn tempratuurspecifiek verlopen (= co-enzym)
- Zijn zuurgraadspecifiek - Worden genoemd naar reactie die ze
beïnvloeden
2.2 Bouw van cel
Een cel is gevuld met cytoplasma (= protoplasma), een geleiachtig vocht, dat bestaat uit water waarin eiwitten,
koolhydraten, vetten en zouten zijn opgelost. Het cytoplasma bevat een groot aantal organellen die elk
gespecialiseerd zijn in het uitoefenen van een bepaalde functie. Het waterige bestanddeel van de cel heet
cytosol. Het dunne vliesje dat om het cytoplasma en de meeste organellen zit, heet de celmembraan.
2.2.1 De celmembraan
Functies celmembraan:
- Schermt intracellulaire ruimte af van het omringende milieu in de extracellulaire ruimte
- Zorgt ervoor dat er geen stoffen zomaar uitlekken of ongewenste stoffen binnendringen
De celmembraan bestaat uit een dubbele laag fosfolipiden, met daartussen cholesterolmoleculen.
Fosfolipiden = vetmoleculen dat een kop- en staartgedeelte hebben
, - De kop is hydrofiel (wateraantrekkend) en de staart is hydrofoob (waterafstotend)
- Cholesterolmoleculen zijn vetten met een hydrofiele en hydrofobe kant (liggen tussen
fosfolipidemoleculen en verstevigen de celmembraan)
Membraaneiwitten = eiwitmoleculen die tussen de dubbele fosfolipidenlaag ‘dobberen’
Membraanporiën = afsluitbare kanaaltjes die zorgen voor het transport van stoffen van en naar het cytoplasma
Receptoreiwit = membraaneiwit die zorgen voor het ontvangen van boodschappen
Aan de buitenkant van het celmembraan kunnen koolhydraten zitten die zich hechten aan de eiwitten en
vetten in de membraan (steken relatief ver uit). Zo’n complex van moleculen heet een glycocalix.
2.2.2 Transport via de celmembraan
Stoffen gaan op verschillende manieren de cel in en uit. Water en gassen passeren de celmembraan zonder dat
de cel daarbij een actieve rol speelt (= passief transport). Dit kost geen energie. De meeste stoffen worden
actief getransporteerd. Dit kost de cel wel energie.
Passief transport
- Gebaseerd op diffusie en osmose
- Stoffen als CO2 en O2 diffunderen ongehinderd via de celmembraan
- Voor deze stoffen is celmembraan permeabel (= doorlaatbaar)
- Water wordt volgens osmose vervoerd
Hoe snel het water wordt verplaatst hangt af v/d concentratieverschillen binnen en buiten de
cel (gaat vooral om concentratieverschillen van zouten in oplossing en eiwitmoleculen)
Eiwitmoleculen worden niet opgelost, ze worden omringd door H 2O-moleculen
Kristalloïd-osmotische druk (KOD) = zuigende kracht die wordt veroorzaakt door zouten in oplossing
Colloïd-osmotische druk (COD) = osmotische zuigkracht van colloïdale oplossing (eiwitten + water)
Diffusie = beweging van deeltjes van een plaats waar ze in hoge concentratie voorkomen naar een plaats waar
de concentratie kleiner is
Actief transport
- Deeltjes van een ruimte met een lage concentratie opgeloste stoffen moeten naar een ruimte met een
hoge concentratie opgeloste stoffen gebracht worden (hierbij is ATP nodig)
- 2 typen actief transport: enzymatische pomp en blaasjestransport
Enzymatische pomp
Stoffen worden m.b.v. enzymen door de celmembraan gesluisd
Deze enzymen heten transporteiwitten
Enzymatische pomp vervoert geladen deeltjes (Ca 2+, H+, K+, Na+, Cl-) ionenpomp
Blaasjestransport
Celmembraan gaat om de 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 (= endocytose)
Fagocytose = als de opgenomen deeltjes een vaste stof vormen
Pinocytose = als de opgenomen deeltjes een vloeibare stof is
Exocytose = stoffen worden via blaasjes de cel uitgewerkt
2.2.3 Organellen
Nucleus
- Ook wel de celkern
- Grootste organel van de cel die alle stofwisselingsactiviteiten in de cel aanstuurt
- Bevat erfelijke eigenschappen van het individu
- Bestaat uit: nucleoplasma (=kernplasma), omgeven door de kernmembraan
- In nucleoplasma zit 1> nucleo (= kernlichaampjes), waarin een ander type nucleïnezuur wordt
gemaakt: het ribonucleïnezuur (RNA)
,DNA
- DNA-molecuul is een lange keten van moleculen en ziet eruit als een touwladder
- Beide stijlen van de touwladder bestaat ui een suikermolecuul (desoxyribose) en een
fosfaatmolecuul (fosforzuur)
- 4 stikstofbasen: adenine (A), thymine (T), cytosine (C), guanine (G)
Tegenover een A in de ene DNA-keten ligt altijd een T in de andere keten
Tegenover een C in de ene DNA-keten ligt altijd een G in de andere keten
- RNA-molecuul bijna identiek aan DNA-molecuul, maar bestaat uit 1 keten en de stikstofbase thymine
(T) is vervangen door uracil (C)
- Er zijn 20 verschillende aminozuren: voor elk aminozuur bestaat een DNA-code i/d vorm van een
triplet: 2 nucleotiden achter elkaar
Ribosomen
- Kleine bolvormige deeltjes die los rondzweven in cytosol of vastzitten aan het
endoplasmatisch reticulum
- Bestaan uit eiwitten en een ‘eigen’ RNA, dat ribosomaal-RNA (rRNA) heet
- Spelen essentiële rol bij eiwitsynthese
- In losse ribosomen worden eiwitten voor de cel zelf gesynthetiseerd
- In vastzittende ribosomen worden eiwitten gesynthetiseerd die bedoeld zijn
voor gebruik buiten de cel
Endoplasmatisch reticulum (ER)
- Membranensysteem van platte holte, blaasjes en verbindingsbuisjes
- 2 typen: ruw ER en glad ER
Ruw ER: hierbij zitten aan het buitenoppervlak veel ribosomen vast
Glad ER: speelt een rol bij cholesterol- en lipidenaanmaak voor celmembranen en is
betrokken bij o.a. de vorming van koolhydraten en ontgifting van drugs/ medicijnen
Golgicomplex
- Bestaat uit een met elkaar verbonden stapeltje holle schijven staan
- Functie houdt verband met de werking van het ER
- Eiwitten, vetten, koolhydraten worden hier omgezet in verbindingen die op specifieke
plaatsen in de cel nodig zijn
- Lysosoom wordt hier gevormd (wordt beschouwd als apart organel)
Lysosomen
- Door golgicomplex gevormde blaasjes (bevatten veel verschillende enzymen)
- Enzymen betrokken bij katabole processen (afbraak eiwitten, koolhydraten, vetten, afvalstoffen,
nucleïnezuren)
- Functies:
Belangrijke rol bij intracellulaire vertering van voedseldeeltjes die via endocytose de cel
binnenkomen
Houden zich bezig met opruimen van ongerechtigheden in de cel (oude organellen/
gefagocyteerde cellen)
Dienen als vuilnisvat (slaan schadelijke/ onbruikbare stoffen op)
Autolyse = als agressieve enzymen, organellen, eiwitten in het cytosol afbreken doordat lysosomen gaan lekken
(cel gaat hierdoor meestal dood)
Mitochondriën
- Energieleveranciers van de cel
- Langwerpig en hebben een glad buitenmembraan en een sterk geplooide binnenmembraan
- Bestaat vooral uit veel enzymen die voor celademhaling zorgen (verbranding van glucose)
- Verbranding verloopt via een lange keten van reacties (= citroenzuurcyclus)
, Centrosoom
- Ook wel spoellichaampje
- Bestaat uit 2 identieke cilindervormige structuurtjes (= centriolen)
- Wordt actief op moment dat de cel gaat delen
2.3 De levenscyclus van de cel
3 fasen van de levenscyclus van een cel:
1. Delingsfase
De cel kan zich in 2 identieke ‘dochtercellen’ delen (= mitose)
2. Groeifase
3. Functionele fase
Mitose kenmerkt zich door een aantal gebeurtenissen die gelijktijdig plaatsvinden:
- Verdubbeling van chromatidedraden chromatidedraden worden gekopieerd chromatiden.
Originelen en kopieën blijven naast elkaar liggen en zitten op 1 plek aan elkaar vast. Deze plek heet de
centromeer
- Bijna tegelijkertijd verdubbelt het centrosoom: er zijn 4 centriolen
- De chromatiden gaan spiraliseren
- De centrosomen bewegen naar beide polen van de cel en er ontstaan lange plasmadraden (=
spoeldraden)
- De kernmembramen en kernlichaampjes verdwijnen
- De chromosomen gaan rangschikken in het equatoriale vlak (middenvlak)
- Er lopen spoeldraden tussen beide centrosomen en er zijn spoeldraden aan de centromeren
vastgehecht
- De spoeldraden trekken de centromeren uit elkaar en de vastgehechte chromatiden worden
meegetrokken richting de polen
- De moedercel snoert zich t.h.v. het equatoriale vlak
- De kernmembranen worden gevormd en kernlichaampjes verdwijnen
Na de mitose begint de groeifase (2 e fase van groeicyclus). Deze fase is een toename van het cytosol, het
opnemen van water, het bijmaken van celmembranen, plasmamembranen en organellen. De eiwitsynthese
komt op gang. In de groeifase krijgt de cel de afmeting en samenstelling van de cel waaruit zij is ontstaan. De
duur van de groeifase is afhankelijk van: celtype, milieuomstandigheden en de ontwikkelingsfase van het
lichaam. De groeifase duurt langer dan de mitose.
2.3.2 Functionele fase
Functionele fase = fase waarin de cel zich onderscheidt om zijn specifieke functie te gaan uitoefenen (voor veel
cellen is dit de eindfase).
Celdifferentiatie
Als een cel voorbestemd is om een bepaalde functie uit te voeren, worden na de deling bepaalde genen in het
DNA actief, waardoor de cel veranderingen in de bouw gaat vertonen. Het veranderen noem je
celdifferentiatie.
Celspecialisatie
Een gedifferentieerde cel biedt de mogelijkheid tot een bepaalde celspecialisatie (= vermogen om een
specifieke functie te vervullen).
Stamcellen
Stamcellen zorgen door mitose voor aanvulling van de verloren gegane cellen. Hun functie is om te blijven
delen, zodat dode cellen in het lichaam vervangen kunnen worden.
15.4.1 Meiose
- Doel: het in tweeën delen van de 23 chromosomenparen
Een set chromosomen bevat de genetische code voor alle eigenschappen van een individu. De andere set van
23 is te zien als een ‘tweelingset’.
Homologe chromosomen = 2 overeenkomende chromosomen in een celkern
