Celbiologie - Introductie en Microscopie

Celbiologie - Introductie en Microscopie

• Alle organismen bestaan uit cellen, de basiseenheid voor structuur, functie, en organisatie.
• Cellen ontstaan uit bestaande cellen.
• Normale fysiologische functie is cel fysiologie; ziekte is een verstoring hiervan.
• Celbiologie combineert biochemie en microscopie om subcellulaire componenten te identificeren.
• Structurele anatomie en biochemische reacties, locatie van reacties met elektronenmicroscopie.

Cel ontdekking

• Antonie van Leeuwenhoek observeerde kleine prokaryotische cellen, inclusief bacteriën.
• Robert Hooke vond kurkcellen rond dezelfde tijd.
• Alle levende organismen bestaan uit één of meer cellen.
• Cellen vermenigvuldigen zich uit bestaande cellen, niet spontaan.
• DNA bevat genetische informatie, getranscribeerd tot RNA, veelal vertaald in eiwitten.

Cellen in de Microscoop

• Resolutie: Kortste afstand waar twee punten kunnen worden waargenomen.
• ATP is de chemische brandstof voor cellulaire activiteit (cellulaire respiratie: zuurstof verbruik, kooldioxide vrijgeven).
• Mitochondria bevatten DNA en ribosomen.
• Chloroplasten: plaats van fotosynthese, twee membranen, verder gevouwen membraan in grana-structuren, verbonden via stroma, tylakoid-membraan bevat chlorofyl.

Eukaryotische Cellen

• Eukaryoten hebben membraangebonden organellen.
• Peroxisomen: gifstoffen onschadelijk, lysosomen: afbraak van macromoleculen.
• Verschillende compartimenten voor specialisatie, efficiëntie en isolatie van schadelijke stoffen.
• Ribosomen (vrije en membraangebonden): produceren eiwitten, bestemd voor cytoplasma, celkern, mitochondriën, of chloroplasten.

Eiwitimport in Organellen

• Drie manieren van eiwitimport.
• Eiwitmodificatie (glycosylering) in het ER.
• Celafbraak (autofagie).
• Lysosomen (lage pH) bevatten lytische enzymen.

Endoplasmatisch Reticulum (ER)

• Het meest uitgebreide membraansysteem in een eukaryotische cel.
• Ruw ER (RER): aanhechtingsplaats voor ribosomen, eiwitvouwing en modificatie.
• Eiwitten voor het endomembraansysteem (ER, Golgi, endosomen, lysosomen, peroxisomen) of buiten de cel worden gemaakt door RER-ribosomen.
• Transport naar het ER vindt plaats tijdens eiwitvorming.

Translocatie van Eiwitten

• Translocatie start met een start-transfer sequentie (interne ER-signaalsequentie), niet verwijderd.
• Translocatie stopt met een stop-transfer sequentie, resulterend in een enkele transmembraan eiwit.
• Eiwitten hebben een richting; sequentie afleesrichting.
• Twee soorten ribosomen: vrije en membraangebonden.
• Eiwitten worden in het ER-lumen vrijgegeven en naar andere locaties getransporteerd.
• Transmembraaneiwitten worden ook gevormd door ER-gebonden ribosomen.

Eiwitstructuur

• Peptidebindingen vormen polypeptide ruggengraat.
• Peptidebindingen zijn sterk, weinig rotatie.
• Vier niveaus van eiwitstructuren (primair, secundair, tertiair, quartair).
• Secundaire structuren: beta-sheets (uitgestrekt) en waterstofbruggen, beta-turns (bochten).
• Alpha helix: waterstofbruggen.
• Zwavelbruggen (covalente bindingen) vergroten stabiliteit, vooral belangrijk in extracellulaire eiwitten.
• Volgorde aminozuren bepaalt 3D-structuur.

Enzym Katalyse

• Enzymen versnellen reacties door activeringsenergie te verlagen.
• Sommige reacties kunnen door enzymen verlopen maar niet zonder.
• Enzymen koppelen energie-leverende reacties aan energie-vragende reacties.
• Enzymen verlagen activeringsenergie, niet het evenwicht.

Factoren die Enzymactiviteit beïnvloeden

• pH: Beïnvloedt ionisatie aminozuren, vouwing, interacties met andere eiwitten.
• Temperatuur: Beïnvloedt mobiliteit eiwitten, aggregatie (denaturatie).

Membranen

• Biologische membranen: lipide dubbellaag met eiwitten.
• Fosfolipiden vormen spontaan dubbellaag in waterige omgeving.
• Membraaneiwitten: integrale of perifere eiwitten, sommige met glycoproteïne ketens (herkenning, bescherming).
• Cholesterol in de membraan geeft stevigheid.