Uitwerkingen van de kennisclips van Cyclus 1.1.3 Celbiologie WEEK 11 (LTK 1.2 De Gezonde Mens) aan de Rijksuniversiteit Groningen uit Bachelor 1/ Propedeuse Collegejaar .
KENNISCLIP DE EUKARYOTE CEL 1: ENDOCYTOSE EN AFBRAAK
- definities
- kernactiviteiten van de cel
- endocytose en afbraak
- cytoskelet
- tijdsdimensie betrekken bij bestuderen van processen (gedeeltelijk zelfstudie)
! Let op: Niet alle organellen worden behandeld (zelfstudie en Versatest)
Cytoplasma vs cytosol
In cytosol zijn organellen zichtbaar.
Blauw is cytosol.
Cytoplasma is cytosol + alle organellen.
Cel omgeven door een membraan bestaat uit:
- kern
- cytoplasma
Cytoplasma bestaat uit:
- organellen
- cytosol
Buiten de cel bevindt zich:
- lichaamsvloeistof
- cellulaire secreties
- ECM (Extracellulaire Matrix)
Kernactiviteiten van de cel zijn:
- opname van voedingsstoffen
- handhaving van het interne milieu
- communicatie met andere cellen
- opbouw & afbraak van macromoleculen
- energiehuishouding
- handhaving van de vorm, maar ook beweging
- vorming van nieuwe cellen
- doodgaan
Apoptose is celdood via een georganiseerde manier.
,Endocytose verzorgt de opname van voedingsstoffen.
Endocytose verzorgt ook voor de cellulaire opname van:
- virussen
- bacteriën
- toxines
Deze deeltjes en moleculen maken eigenlijk misbruik van de receptoren op de cel om zichzelf toegang te
verschaffen tot de cel.
Het proces van endocytose kan zichtbaar worden gemaakt met een microscoop.
Hieronder zijn 4 cellen zichtbaar.
De markering van de celwanden/ plasmamembraan is duidelijk zichtbaar.
In de plasmamembraan zijn fluorescerende moleculen ingebouwd.
Verder is de bovenkant/ onderkant van de cel zichtbaar. Deze is ook fluorescerend.
Wanneer deze cellen de gelegenheid krijgen om de fluorescerende moleculen op te nemen dmv endocytose,
gaan de moleculen zich bevinden rondom de kern van de cel in het cytoplasma.
Rond de kern bevinden zich de lysosomen.
Lysosomen zijn organellen die in dit geval gelabeld worden door de fluorescerende moleculen.
Lysosomen zijn organellen waar de afbraakproces kunnen plaatsvinden.
Moleculen zijn dus getransporteerd van het membraan rond de cel naar het lysosoom in de buurt van de kern.
In de contouren van de membraan zijn weinig fluorescerende moleculen aanwezig.
Er zijn 5 verschillende vormen van endocytose:
1. clathrin coated pit
2. non-clathrin coated pit
3. caveola
4. membraan ruffle
5. phagocytose
,Clathrin coated pit is een membraan specialisatie die wordt gekenmerkt door clathrin moleculen aan het
binnenoppervlak van een stukje membraan.
clathrin moleculen zijn belangrijk voor:
- buigen van membraan
- afsnoeren van membraan
Uit de clathrin coated pit ontstaan clathrin coated vesicles.
Caveola en membraan ruffle zijn ook betrokken bij opname van moleculen.
Phagocytose wordt gekenmerkt door de opname van grote deeltjes.
Vb grote deeltjes zijn bacteriën.
Bacteriën kan in zijn geheel door een cel worden opgenomen via dit gespecialiseerde endocytoseproces,
phagocytose.
Bij de roze pijltjes is er sprake van het proces phagocytose.
Deeltjes worden opgenomen door de cel.
De cel maakt hiervoor uitstulpingen.
De uitstulpingen omsluiten de deeltjes volledig.
Vervolgens worden de deeltjes in de cel opgenomen.
Zowel links als rechts zijn gemaakt met een elektronische microscoop.
Links is een andere techniek gebruikt dan rechts.
Links is transmissie elektronenmicroscopie, TEM.
Bij TEM is een coupe zichtbaar door de cel heen.
Rechts is scanning elektronenmicroscopie, SEM.
Bij SEM kan een hele celoppervlakte en oppervlaktestructuren zichtbaar worden gemaakt.
Hieronder is de endocytose en de processen die daarop volgen uitgelegd.
Er is sprake van een een binding van een ligand aan een receptor.
Ligand is LDL.
LDL is low density lipoprotein.
LDL draagt cholesterol bij zich.
LDL kan binden aan de LDL receptor in de coated pit.
Coated pit is een membraan specialisatie, waar clathrin aan de binnenzijde van de membraan is bevestigd.
Door invaginatie van de membraan kan via afbudding een vesicle ontstaan.
Vesicle dat is afgesnoerd heet coated vesicle.
Coated vesicle wordt vervolgens van de coat ontdaan.
Bij uncoating ontstaat een uncoated vesicle.
,Uncoated vesicle kan fuseren met de vroege endosoom.
Het LDL receptor complex is nu afgeleverd aan de vroeg endosoom.
Door pH-verlaging in het vroeg endosoom treedt er scheiding op van het ligand van het receptor.
Ligand bevindt zich nu in de lumen van het endosoom.
Receptor bevindt zich in het membraan van het endosoom.
Receptor bevindt zich in de membraan specialisatie waar afsnoering van vesicle kan plaatsvinden.
Vesicle van het vroeg endosoom wordt afgesnoerd met in het membraan de receptor van LDL.
Blaasje met LDL receptor kan naar het recycle endosoom getransporteerd worden.
Bij het recycle endosoom wordt de LDL receptor afgeleverd.
Via het recycle endosoom komt de receptor weer terug op het oppervlak van de cel.
Het voordeel is dat de receptor kan worden hergebruikt voor binding met LDL moleculen en de opname ervan.
De receptor maakt een recyling circuit mee.
Ligand in het vroeg endosoom wordt afgeleverd aan de lysosomen.
In de lysosomen kan LDL worden afgebroken tot onderdelen.
In de lysosoom zitten hydrolytische enzymen.
Hydrolytische enzymen kunnen opgenomen moleculen afbreken.
Bij afbraak van LDL ontstaat oa vrij cholesterol.
Vrij cholesterol kan lysosoom verlaten en in de cytoplasma terechtkomen.
Vrij cholesterol kan gebruikt worden voor diverse functies in de cel.
Bij de rij van opnames is er sprake van een elektronenmicroscopische opname van de 1e stap van het
endocytose proces.
Deze opname is gemaakt met transmissie elektronenmicroscopie, TEM.
Van links naar rechts is de invaginering van het plasmamembraan zichtbaar en uiteindelijk de afbudding van
het vesicle.
De clathrin coat (rechts van membraan) komt uiteindelijk rondom het vesicle, het coated vesicle.
Verder bevindt zich materiaal (links van membraan) in de extracellulaire ruimte wat bindt aan de
plasmamembraan.
Materiaal wordt dmv endocytose opgenomen in het lumen van de coated vesicle.
Opname rechtsonder op de afbeelding is gemaakt met scanning elektronenmicroscopie, SEM.
,Bij de opname rechtsonder wordt gekeken naar de binnenkant van het membraan.
Clathrin structuren zijn zichtbaar op de oppervlakte van de binnenkant van het membraan.
Clathrin structuren zijn zeer regulair.
Clathrin structuren zijn 3-dimensionale structuren.
Er zijn 3 afbraaksystemen/ vormen van afbraak van moleculen en structuren in cellen:
1. proteasoom
2. peroxisoom
3. lysosoom
Proteasoom is een structuur in het cytosol van de cel.
Proteasoom breekt eiwitten af.
Eiwitten worden alleen afgebroken als ze niet meer functioneren.
Niet functionele eiwitten zijn:
- niet goed gevouwen eiwitten
- versleten eiwitten
Eiwitten die bestemd zijn voor degradatie worden voorzien van een label, de ubiquitine.
Ubiquitine label maken eiwitten herkenbaar voor proteasoom.
Proteasoom is niet omgeven met een membraan.
Proteasoom is een soort van tunnel met een dekseltje erop.
Dekseltje kan opengaan en dan kan het eiwit in de tunnel verdwijnen.
In de tunnel worden eiwitten afgebroken.
Er kan met verschillende technieken opnames worden gemaakt van deze structuur.
In de middelste opname is de tunnel structuur met het deksel heel goed zichtbaar.
,Peroxisomen zijn veelzijdig, flexibel en onmisbaar voor de cel.
Zonder peroxisomen zou de cel ten gronde gaan.
Hieronder is een epitheelcel zichtbaar.
Apicaal van de epitheelcel bestaat uit microvilli.
Epitheelcel is een peroxisoom.
Peroxisoom wordt gevormd door:
1. afsplitsing (deling)
2. de novo uit ER
Afsplitsing is dat 1 peroxisoom zich deelt in 2 peroxisomen.
De novo uit ER is dat de endoplasmatische reticulum een organel afsnoert.
Afgesnoerde organel gaat een peroxisoom worden.
In de peroxisoom zijn enzymen aanwezig:
- oxidases
- catalases
Oxidases zorgen voor oxidatie van toxische moleculen.
Met name toxische moleculen die in de cellen terecht komen worden gedetoxificeerd door de oxidases van de
peroxisomen.
,Daarbij ontstaan vrije radicalen.
Vrije radicalen kunnen omgezet worden in H2O2.
H2O2 is waterstofperoxide.
H2O2 is een agressieve stof.
Catalases kunnen waterstofperoxide omzetten in water en zuurstof.
Water en zuurstof zijn niet agressief.
Door complex van reacties kunnen toxische stoffen onschuldige eindproducten worden.
Er zijn 3 pathways voor afbraak in lysosomen:
1. endocytose
2. fagocytose
3. autofagie
Via endocytose worden moleculen in de cel opgenomen.
Transport van moleculen gaat via early endosoom naar late endosoom.
Vervolgens eindigt het bij een lysosoom.
Lysosoom is het eindstation van endocytotische route.
Bij de lysosoom kunnen liganden, moleculen en ook bv virusdeeltjes worden verteerd.
Grotere deeltjes kunnen door de cel worden opgenomen via fagocytose.
Grotere deeltjes belanden in een fagosoom.
Fagosoom kan worden afgeleverd aan de lysosoom.
Autofagie is waarbij een celeigen organel wordt omgeven door een nieuw gevormde membraan.
Celeigen organel met membraan kan fuseren met het membraan van de lysosoom.
Autofagie is goed voor disfunctionele organellen.
In de TEM opname rechtsonder is er sprake van een lysosoom met 2 organellen.
Links is een mitochondrium.
Rechts is een peroxisoom.
Alle 2 organellen zijn niet meer functioneel en bestemd voor afbraak.
,In de lysosomen heerst een hele lage pH.
In de lysosoom is het erg zuur.
Dit komt door de waterstofatpase/ H+-pomp in het membraan.
H+-pomp kan H+ naar binnen pompen ten koste van ATP.
Bij H+-pomp is er sprake van actief transport.
Door naar binnen pompen van H+-ionen wordt het interne milieu van lysosomen verzuurd.
Verzuring gaat tot een pH van rond de 5,0.
Terwijl de pH van de cytosol zelf 7,2 is.
Bij deze lage pH worden zure hydrolases actief.
Zure hydrolases zijn niet actief bij een neutrale pH.
Als zure hydrolases actief zijn gaan ze allerlei moleculen afbreken afhankelijk van de type hydrolases.
Zure hydrolases zijn:
- nucleases
- proteases
- glycosidases
- lipases
- phosphatases
- sulfatases
- phospholipases
Nucleases breken nucleotiden af.
Proteases breken eiwitten af.
Glycosidases breken suikers af.
Lipases breken vetten af.
Phosphatases verwijderen fosfaat van moleculen.
Sulfatases verwijderen sulfaat van moleculen.
Phospholipases breken lipiden in stukjes.
,Parodontitis gaat gepaard met ernstige ontstekingsreacties.
Dit kan het gevolg zijn van het gevolg van gestoorde lysosoomfunctie in (immuun)cellen.
Zie Beertsen et al: Parodontologie p. 181.
Parodontitis is een chronische ziekte.
Waarbij bacteriën infectie in strijd is met het immuunsysteem van het lichaam.
De immuuncellen kunnen minder actief worden als de mitochondriën disfunctioneel worden.
Autofagie kan disfunctionele mitochondriën opruimen.
Hiermee worden immuuncellen meer actief en beter bestand houden tegen de infectie.
Bacterie kan autofagie induceren in macrofagen (immuuncellen).
Conclusie is dat de inductie autofagie door die bacterie een belangrijke rol speelt in het inflammatoire
ontstekingsproces bij parodontitis.
Dit zal een hele mooie target zijn voor nieuwe therapieën bij parodontitis.
Normaal gesproken worden bacteriën via endocytose opgenomen en afgebroken in de lysosomatische
systeem.
Bacterie Treponema denticola ontsnapt aan het afbraak.
Bacterie Treponema denticola kan zich lang ophouden in de cel in een organel.
Dit mechanisme werkt wellicht op de pathogenese van bacterie Treponema denticola bij parodontitis.
, Secretoire lysosomen zijn lysosoom gerelateerde organellen.
Secretoire lysosomen kunnen inhoud uitwerpen aan het cel.
Inhoud bestaat oa uit enzymen die bij lage pH werken.
Deze enzymen worden uitgescheiden naar exterieur van de cel.
Deze enzymen worden uitgescheiden in reactie op bepaalde prikkels van buiten.
Als een prikkel bij de cel komt via binding aan een receptor, kan de prikkel de cel triggeren om de fusie van
lysosomen met de membraan te bereiken en daarmee de uitscheiding van enzymen te regelen.
Dergelijke lysosoom-gerelateerde organellen zijn aanwezig in bv:
- ontstekingscellen
- cellen die botweefsel afbreken (osteoclasten)
Osteoclasten kunnen getriggerd worden door bepaalde prikkel.
Triggering zorgt ervoor dat osteoclasten enzymen uitscheiden.
Enzymen breken het bot af.
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 RUGtandheelkundestudent20222023. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €8,99. Je zit daarna nergens aan vast.
