Samenvatting cel tot weefsel 22/23
Lotte van der Linden
Thema 1: Relatie subcellulaire organisatie en weefsel
(HC1, HC2, HC3, HC4, HC5, HC6, PR1, WC1)
Alle levende organismen bestaan uit cellen. Cellen zijn de kleinste functionele eenheid in een
organisme. Er zijn ook eencellige dieren, maar meer complexe wezens
zoals mensen ontstaan uit miljoenen cellen die allemaal samen kunnen
werken en afstammen van een gemeenschappelijke cel (eicel). Cellen
kunnen enorm verschillen in grootte en hoe ze er uit zien. Cellen
werden voor het eerst ontdekt met een microscoop. Tegenwoordig
kunnen zelfs de aparte organellen van cellen bestudeerd worden met
een elektronenmicroscoop, maar zelfs deze kunnen niet de atomen
zien waaruit deze structuren zijn opgebouwd.
Prokaryoten
Prokaryoten zijn cellen die geen nucleus hebben. Het circulaire DNA drijft dus los in de cel. Dit
is een wat primitieve celsoort (pro=voor). De meeste prokaryoten zijn erg klein (paar
micrometer), er bestaan echter uitschieters die vele malen groter zijn. Er zijn 3 vormen van
prokaryoten: spherical, rod-shaped en spiral. Prokaryoten hebben vaak een outer
membrane/celwand die om het plasmamembraan heen ligt om extra bescherming te bieden.
Het membraan ligt om het cytoplasma en DNA. Sommige prokaryoten hebben ook
chloroplasten, in welk geval ze fotosynthese kunnen uitvoeren. Onder de juiste
omstandigheden kan een prokaryoot zich in 20 min delen, wat betekent dat binnen 11 uur er uit
1 cel 8 biljoen cellen ontstaat kunnen zijn. Veel bacteriën zijn prokaryoten, en dit is ook waarom
bacteriële infecties zo gevaarlijk en moeilijk te behandelen kunnen zijn. Populaties kunnen zich
ook snel aanpassen waardoor ze bijvoorbeeld resistent kunnen worden tegen antibiotica.
Prokaryoten kunnen opgedeeld worden in twee klassen, de bacteriën (ziekmakers) en archaea
(overleven op de extreemste plekken).
Eukaryoten
Eukaryoten zijn cellen die wel een nucleus hebben (eu=werkelijk,
karyon=korrel). Òok hebben eukaryoten een cytoskelet en
organellen. Over het algemeen zijn deze cellen groter en uitgebreider
dan prokaryoten. Eukaryoten kunnen als eencellige organismen
leven, maar veel leven er in multicellulaire assemblages. De
taakverdeling van eukaryoten is energetisch gunstiger ten opzichte
van prokaryoten. Eencellige eukaryoten zijn amoebes en gisten,
meercellige eukaryoten zijn planten, dieren en schimmels.
1
, Organellen in eukaryoot Functie
Celkern, dubbel membraan Vaak het grootste organel. Bevat het DNA
van de cel.
Mitochondrium, dubbel membraan Genereren chemische energie voor de cel
(ATP). Consumeren O2 en laten CO2 vrij. Ze
bevatten hun eigen DNA.
Chloroplasten Worden alleen gevonden in planten en algen,
hebben net als mito’s eigen DNA en kunnen
fotosynthese uitvoeren.
Endoplasmatisch reticulum, enkel membraan Productie van de meeste celmembraan
componenten en materialen voor de export
uit de cel.
Golgi-apparaat, enkel membraan Modificatie en inpakken van moleculen die
gemaakt zijn in het ER. Het inpakken is voor
transport naar andere componenten van de
cel of naar het ECM.
Lysosomen, enkel membraan Kleine organellen waar intracellulaire afbraak
plaatsvindt. Laat voedingsstoffen vrij en
breekt ongewenste stoffen af.
Peroxisomen, enkel membraan Maken met waterstofperoxide toxische stoffen
inactief.
Transport vesicles, enkel membraan Gevormd uit membranen, vervoeren
materialen.
Vacuolaire systeem
De kernenvelop rondom het DNA is ooit gevormd door een
uitstulping in het celmembraan die afgeknepen is om de envelop te
vormen. De kernenvelop heeft dus ook 2 membranen. Uit de
kernenvelop ontstaan uiteindelijk het endoplasmatisch reticulum
(ER), uit het ER transportblaasjes en deze kunnen versmelten tot
het golgi-apparaat. Deze dingen vormen samen het vacuolaire
systeem. Het vacuolaire systeem is van groot belang voor de biosynthese en transport van
(glyco)proteïnen en de regulatie van het maken, opnemen en uitscheiden van eiwitten.
Cytoskelet
Het cytoskelet is een systeem van eiwitfilamenten en zorgt er voor dat de cel zijn vorm
behoudt, mechanische kracht heeft en bepaalt de beweging en richting van de cel. Het bestaat
uit 3 onderdelen:
2
,Actine filamenten: Dit zijn de dunste filamenten. Aanwezig in alle eukaryoten maar
voornamelijk in spiercellen waar ze een rol spelen bij de contractie.
Microtubili: Dit zijn de dikste filamenten. Tijdens de celdeling zijn de microtubili
verantwoordelijk voor het opdelen van de chromosomenparen.
Intermediaire filamenten: Qua dikte tussen actine en microtubili in. Hebben als functie het
stevigheid geven aan de cel.
Motoreiwitten kunnen mbv ATP eiwitten en organellen door het cytoplasma verplaatsen door
over de filamenten te ‘lopen’.
Actinefilamenten
De gemiddelde diameter van een actinefilament is 7 mm en hiermee zijn het
de dunste filamenten in het cytoskelet. 1 filament bestaat uit twee lagen eiwit,
die langer kan worden aan de positief geladen kant en afgebroken kan worden
aan de negatieve kant. De actinefilamenten zijn aanwezig voor de vorm en
beweging van de cel.
Microvilli en actine
Een voorbeeld waar actine ondersteunt is in de microvilli. Deze worden
overeind gehouden door actinefilamenten. De filamenten zitten vast aan de
adhesion belt. Via adherens junctions zitten de adhesion belts van
naburige cellen aan elkaar vast. Deze hechting is door middel van
cadherine. De adherens belts bevatten ook myosine wat er voor zorgt dat
het gehele epitheel een golvende beweging kan maken.
Migratie en actine
Migrerende cellen kunnen uitstulpingen maken, de
zogenaamde filopodia of lamellipodia. Met de
kracht die de actine- en myosinefilamenten leveren
spelen deze uitstulpingen een rol bij de migratie van
de cel. Aan de + kant zal actine aangroeien,
waardoor het plasmamembraan uitstulpt. De
actinefilamenten zitten vast aan integrines, die dan
buiten de cel aan de ECM hechten . De
actinefilamenten in de staart van de cel worden dan mbv myosine ingetrokken om de cel als het
ware te laten bewegen.
Microtubules
De microtubules zijn de grootste onderdelen van het cytoskelet met een gemiddelde diameter
van 25 mm. Het bestaat uit protofilamenten die zijn opgebouwd uit alfa- en betatubuline.
Meerdere van deze filamenten vormen een buis om een microtubuli te vormen. Ook deze
tubules kunnen, net als actine, groeien aan de + kant en worden afgebroken aan de - kant. Ze
komen in verschillende vormen voor. In het algemene cytoskelet zijn er meestal singletten , de
3
, cilia en flagellen bestaan uit dupletten en de basal bodies en centrioles bestaan uit een
triplet.
Centrosoom en microtubules
Tijdens de celdelingen spelen microtubuli ook een rol,
bijv. als centrioles of trekdraden. Deze radieren uit
het centrum, het centrosoom. Een centrosoom
bestaat uit 2 centriolen die in een hoek van 90 graden
op elkaar staan. Tijdens de daadwerkelijke celdeling
trekken vervolgens singlet microtubuli de chromosomen uit elkaar. Voordat
dit allemaal kan gebeuren moet het centrosoom zelf ook dupliceren, want normaalgesproken
heeft een cel er daar maar een van.
Organellen, cilia en microtubuli
Microtubuli zijn ook verantwoordelijk voor het verankeren van organellen aan het cytoskelet.
Met behulp van een motoreiwit kunnen de organellen als het ware
over de microtubuli heen lopen. De kinases bewegen naar de +
kant, de dyneines bewegen naar de - kant.
De microtubuli zijn ook verantwoordelijk voor beweging in de cilia
(trilharen). In de cilia zit een dyneinmoter die bestaat uit duplet
microtubuli en motoreiwitten. Dit complex is verantwoordelijk voor
de beweging.
Intermediaire filamenten
Qua grootte zitten intermediaire filamenten tussen de microtubuli en actinefilamenten in met een
gemiddelde dikte van 10 nm. De opbouw van de filamenten is afhankelijk van het celtype. Het
grootste doel is om de cel weerbaar te maken voor trekkracht, maar de intermediaire filamenten
zijn ook te vinden in kern voor vorm en stevigheid van de nucleaire envelop. Hier heten ze
nucleaire lamines. In epitheelcellen zijn de intermediaire filamenten vooral te vinden in de
vorm van keratine. Met desmosomen zitten de intermediaire filamenten gekoppeld aan het
plasmamembraan van een naburige cel, en aan de basale lamina zitten ze vast met
hemidesmosomen.
4
