Week 1 Cellen, celorganellen en transport
College
Resolutie = oplossend vermogen (kortste afstand waarbij 2 punten nog zichtbaar zijn als individuele punten)
0.61𝜆 0.61𝜆
𝑑= =
𝑛 𝑠𝑖𝑛𝛼 𝑁𝐴
𝜆 = golflengte van het gebruikte licht (nm)
𝑛 = brekingsindex van het medium tussen lens en dekglas
𝛼 = halve openingshoek van de lichtbundel die door de lens valt
Lage d-waarde is gunstigst
Fluorofoor = fluorescent molecuul
- absorbeert fotonen van een specifieke kleur (excitatie)
- produceert fotonen met een hogere golflengte
EM = elektronenmicroscoop; cellen in vacuüm
LM = lichtmicroscoop; cellen in vloeistof (leven(dig))
Prokaryoten: geen celkern, DNA niet omgeven door kernmembraan
Cyanobacteriën zijn voorlopers van chloroplasten
Eukaryoten; celorganellen omgeven door membranen
Cytosol: plasma (cytoplasma: cytosol + organellen)
Kern: buiten- en binnenmembraan met kernporiën (selectieve ex-/import)
Euchromatine = getranscribeerd (licht) >
Heterochromatine = sterk gecondenseerd (donker) >
Nucleolus: grootste substructuur
RER: ruw endoplasmatisch reticulum (met ribosomen)
- eiwitvouwing
- eiwitmodificatie
SER: glad endoplasmatisch reticulum (geen ribosomen)
Golgi-apparaat (planten hebben veel Golgi-lichaampjes, dieren weinig)
- moleculen (uit ER) modificeren
Mitochondrion; eigen DNA en ribosomen
- ATP-synthetase
- delen op dezelfde manier als bacteriën
Planten: celwand, vacuole, plastiden, geen lysosomen
Chloroplasten: 2 membranen, 3e membraan is sterk opgevouwen = grana
- fotosynthese
DNA wordt getranscribeerd naar RNA
mRNA wordt getransleerd naar eiwitten
Ribosomen
- vrije ribosomen → eiwitten in celkern, mitochondrion of chloroplasten
- membraangebonden ribosomen
Transport door kernporiën
- NLS = nuclear localization signal
- signaalsequentie (aminozuurvolgorde die verteld welk eiwit waarheen moet) wordt herkent door
receptor
Transport door membranen
- eiwitten moeten eerst ontvouwen worden
- signaalsequentie wordt herkent door import receptor (gekoppeld aan eiwit-translocator)
, - transport gelijktijdig over binnen- en buitenmembraan
- SRP = signal recognition particle
- ribosomen naar ER door signaalsequentie, bindt aan SRP, bindt aan receptor en eiwit-translocator
Transport door blaasjes
- vesikels zijn afgesnoerd van membraan
- eiwitten geglycosyleerd in ER, suikers dienen als sorteersignaal
Golgi-apparaat
- sorteren en transport van eiwitten
- clathrine: 5- en 6-hoeken → balvorming
v-SNARE; vesikel (transportvesikel)
t-SNARE; target(/doel)
Afbraak macromoleculen:
- dierlijke cellen: lysosomen
- plantencellen: lytische vacuole
ICT-module
Prokaryoten:
- Plasmamembraan: dubbellaag fosfolipiden en eiwitten, maakt selectief transport mogelijk
- Celwand: omgeeft plasmamembraan
- Cytoplasma: vloeibaar cytosol + celorganellen (niet door membraan omgeven)
- DNA: los in cytoplasma (regio nucleoïde), cirkelvormig
- Ribosomen: synthetiseren eiwitten
- Flagel: roteert als propellor (om te laten bewegen)
Eukaryote cellen:
- Celkern: omgeven door dubbelmembraan met kernporiën
- Mitochondriën: cellulaire respiratie (levert ATP op)
- ER: speelt belangrijke rol eiwitsynthese, -modificatie en vetsynthese
- Golgi-apparaat: eiwitten verder gemodificeerd en voorzien van NLS
- Endosomen: sorteercentrum voor moleculen opgenomen uit de extracellulaire ruimte, moleculen
worden naar lysosomen getransporteerd (dmv vesikels) als ze moeten worden afgebroken
- Lysosomen: bevatten hydrolytische enzymen om onderdelen af te breken (bij planten in de centrale
vacuole)
- Peroxisomen: afbraak lang vetzuurketens, onschadelijk maken gifstoffen > levert waterstofperoxide op,
wordt ook afgebroken
- Chloroplasten(planten): fotosynthese, bevat DNA
- Celwand (behalve dieren)
Signaalsequentie
Begin eiwitsynthese; ribosomen in cytosol (soms in mitochondriën of chloroplast)
Meeste eiwitten in mitochondriën/chloroplasten; gevormd in cytosol, dan geimporteerd
Eiwit zonder signaalsequentie (≈15-60 aminozuren) blijft in cytosol
Receptor en translocator
Signaalsequentie wordt herkent door receptoreiwit die is gekoppeld aan translocator eiwit, komt 2e
translocator eiwit tegen, translocator eiwitten transporteren eiwit over buiten- en binnenmembraan (eiwit
ontvouwen), signaalsequentie verwijderd door peptidase enzym, eiwit wordt weer gevouwen
Eiwitten die niet in het cytosol, celkern, mitchondriën of chloroplast moeten eindigen (maar in ER, Golgi-
apparaat, endosoom, lysosoom of secretie-vesikels) worden niet door vrije ribosomen gevormd, maar hun
synthese begint wel in cytosol
,SRP (signal-recognition particle) bindt aan ribosoom en de signaalsequentie > tijdelijke translatie-stop, na
binding aan membraangebonden receptor wordt translatie voortgezet
Na vorming van de polypeptideketen wordt de signaalsequentie verwijderd (signaal peptidase)
Polysoom; mRNA molecuul met (veel) gebonden ribosomen
Geglycosyleerd; korte vertakte oligosacchariden worden aan de eiwitten gebonden
Glyco-proteïne is een geglycosyleerd eiwit
Functies glycosylering
- Vasthouden eiwitten in ER totdat ze juist opgevouwen zijn
- Beschermen tegen degradatie, glycoproteïnes zijn minder gevoelig voor proteases dan ‘normale’
proteïnes
- Transportsignaal
- Vormen glycocalyx; suikergroepen ad buitenkant vh plasmamembraan beschermen de cel tegen
mechanische schade
Glycolipiden; vetten gekoppeld aan oligosacchariden, dienen voor celherkenning
Endomembraansysteem; ER, Golgi-apparaat, endosomen, lysosomen (& vacuole)
Moleculen worden door het systeem vervoerd door vesikels (kleine blaasjes die afsnoeren van een organel,
fuseren na transport met een ander organel)
Coat-eiwitten helpen bij vorming vesikels > na vorming worden coat-eiwitten verwijderd
Eiwitten zonder adreslabel worden gesecreteerd = exocytose
Exocytose: fuseren van vesikels (van Golgi-apparaat) met plasmamembraan > (tijdelijk) groter membraan +
uitscheiding eiwitten (secretie)
Constitutive secretory pathway: ongereguleerde membraanfusie, geen signaal nodig
Regulated secretory pathway: alleen in secretie-gespecialiseerde cellen (bv. zenuwcellen), wel signaal nodig
Endocytose (continu vloeistof en moleculen opnemen (niet specifiek));
- Fagocytose; grote deeltjes worden opgenomen
- Pinocytose; vloeistof met oplosbare stoffen worden opgenomen
- Receptor-gemedieerde endocytose; specifieke macromoleculen worden opgenomen doordat ze aan
een receptor binden, vesikels gecoat met clathrine
- Cholesterol, vitamine B12, ijzer
Reader/practicum
Lichtmicroscopie; N.A. is het getal achter/onder het getal van
vergroting op de objectieflens staat (bijv. 0.10, 0.25 etc.)
Kortere golflengte (bijv. UV-licht) > kleinere d > beter oplossend
vermogen
Elektronenmicroscopie; principes LM en TEM (transmissie EM)
zijn hetzelfde
Elektronen bezitten een lading, waardoor de elektronenbundel met
behulp van magnetische velden te beïnvloeden is
Oplossend vermogen van EM is beter dan van LM
SEM (scanning EM) geeft oppervlaktestructuren
Een unit membraan is een dubbele laag fosfolipiden
Vriesbreekmethode: breukvlak in unit membraan (precies) tussen
de fosfolipiden lagen.
, PF: plasmatische fractuur (meer partikels) > cytoplasma kant
EF: extracellulaire fractuur (minder partikels) > celwand kant
Coated pits: plaatsen aan cytoplasmatische kant bezet met eiwit clathrine
Levert coated vesikels op, clathrine coat wordt afgeworpen (maar vormt nieuwe coated pit), vesikel kan
fuseren met andere vesikels of membranen
Vesikels afkomstig uit ER of Golgi kunnen versmelten tot grotere blaasjes = vacuoles
Golgi-lichaampje: cisternen (ronde platte membraan zakjes die ad rand blaasjes afscheiden)
Kernplasma: chromatine en nucleolus
Nucleolus; niet omgeven door membraan, rRNA productie
Synthese van eiwit vindt plaats aan ribosoom omdat daar mRNA wordt getransleerd
Polysoom: meerdere ribosomen aan mRNA streng
Mitochondriën: omgeven door 2 unit membranen
- bevat eigen DNA, RNA polymerase, tRNA, ribosomen
Plastiden: omgeven door 2 unit membranen
Proplastide: - met licht > chloroplast - zonder licht > etioplast
Als zetmeel in chloroplast ontstaan en er nog chlorofyl aanwezig blijft > chloro-amyloplast
Lysosomen: kleine blaasjes door Golgi-apparaat afgesnoerd, volgepakt met enzymen
Die enzymen kunnen verschillende stoffen afbreken
Membraan van lysosoom moet intact blijven om de cel te beschermen tegen de afbrekende werking van de
eigen lysosomale enzymen
PO
Leerdoelen:
1. Aangeven welke optische principes ten grondslag liggen aan de beeldvorming; is in staat de
begrippen resolutie, oplossend vermogen en contrast te beschrijven
EM; geen levende organismen, gefixeerd
2. Verschillende types licht- en elektronen-microscopie (doorvallend licht, fluorescentie, TEM,
SEM), hun voordelen, nadelen en toepassing beschrijven
3. Het doel en de uitvoering van de volgende preparatietechnieken beschrijven: fixatie- en
inbeddingstechnieken, contrasteringstechnieken en localisatietechnieken
4. Onderscheid maken tussen cellen van planten, dieren en prokaryoten op grond van hun
(ultra)structurele uiterlijk
5. De structuur en functie van de nucleus beschrijven
euchromatine: (meest) actieve genen
nucleus = niet nucleolus
De celkern, ook wel nucleus genoemd, is het informatiecentrum van een eucaryotische cel.
• Het wordt omgeven door de kernenvelop, die bestaat uit twee membranen.
• In de celkern is natuurlijk het genetisch materiaal opgeslagen, dit DNA is meestal rond eiwitten
(histonen) gewonden. Zo’n DNA-eiwit complex wordt chromatine genoemd.
