Cel types - Prokaryoten VS eukaryoten PDF

Cel types --------- ### Prokaryoten VS eukaryoten Obvd celstructuur van een levende cel, worden ze gedeeld in 2 categorieën: ***[Eukaryote cellen]*** - Eigenschappen (fysiek) - Hebben een afzonderlijke membraangebonden intracellulair compartiment = ***[nucleus]***/kern...

Cel types --------- ### Prokaryoten VS eukaryoten Obvd celstructuur van een levende cel, worden ze gedeeld in 2 categorieën: ***[Eukaryote cellen]*** - Eigenschappen (fysiek) - Hebben een afzonderlijke membraangebonden intracellulair compartiment = ***[nucleus]***/kern - Die bevat de DNA - Gescheiden van plasma door membraan dubbellaag - Hebben andere specifieke compartimenten zoals: - *[Golgicomplex]*, *[mitochondrion]* - De ***[endosymbiosetheorie]*** stelt dat door dit proces **mitochondrion** en **chloroplasten** tot op vdg in symbiose werken met eukaryoten (1,5 milja jaar geleden) - Mitoch. Hebben = grote als bacteriën + =DNA (afzonderlijk van cel + cirkelvormig) - Dus redenen wrm deze th ontstond: =grote als bact, eigen genoom, tRNA's, = deling als bact, hebben 2 membranen - *[Cytoskelet]*: zorgt voor mechanische sterkte, controle v/d vorm en sturen/drijven van bew - Zijn 10keer groter in lineaire dimensie, en 1000 keer groter qua volume dan prokaryoot - Komt van Grieks: "eu" (echt), "karyon" (kern) - = planten, dieren en schimmels (fungi en protisten) ***[Prokaryoot cellen]*** - Bevatten geen aparte compartimenten i/h cytoplasma, de vss macromolecule (nucleïnezuren, lipiden, proteïnen etc) in 1 ruimte voorkomen - Zijn veel kleiner dan eukaryoten (1micrometer) - =archea en bacteria ### Bacteriële cel (examenvraag sws) 1. Schaal 2. ***[Plasmamembraan]*** a. Deze laag controleert het in + uitgaan van chem stoffen, water en afval uit de bacterie 3. ***[Kapsel]*** b. Sommige bacteriën zijn omgeven door een kapsel dat als extra bescherming zorgt tegen het immuunsys v/d gastheer 4. ***[Celwand]*** c. De meeste hebben een stijve celwand van complexe suikers en aminozuren (zit boven het plasmamembraan) d. Bestaat uit peptidoglycaan e. Er zijn 2 soorten i. Gram +: verschillende lagen van peptidoglycaan op elkaar (is steviger, maar minder flexibel) ii. Gram - : één laag peptidoglycaan en heeft een bijkomende lipide membraan erboven (zorgt voor flexibiliteit door dunne laag) 5. ***[Cytoplasma]*** f. Daarin spelen de belangrijke stofwisselingsprocessen in, die een noodzaak zijn voor leven 6. ***[Plasmide]*** g. = kleiner (dubbelstrengig) circulair DNA dat bijdraagt aan de overlevingskansen h. Bevatten geen info over het normaal functioneren, maar over de resistentie (bv tegen antibiotica) i. Kunnen zich onafg v/h chromosomaal DNA repliceren iii. Drm komen ze in grote aantal voor -\> deze eig w gebruikt in gentech 7. ***[Mesosoom]*** j. Is een instulpende plasmamembraan, speelt rol i/d celdeling 8. ***[Ribosoom]*** k. Speelt rol bij aanmaak v/eiwitten 9. ***[Nucleoplasma]*** l. Bevat het DNA v/d bacterie en zit vrij i/h cytoplasma, heeft geen kernmembraan 10. ***[Pilus]*** m. (Meervoud pilli), is vragiel maar stijve draad waarmee de bacterie zich hecht aan andere cellen n. Zijn haarachtig, op de opp: vss doelen: vasthechting (***[fimbrium]***), dna overdracht (***[sekspillum]***) iv. Proces waar dna van ene cel naar andere gaat= ***[conjugatie]*** -\> de twee bact vormen een ***[sekspilus/conjugatiebuis]*** om dit mogelijk te maken o. Kunnen tussen bact van vss soorten ontstaan (zo kunnen bv resistente genen doorgeg w) = ongeslachtelijke overdracht van gen materiaal 11. ***[Flagel]*** p. =zweepdraad die w gebruikt om zicht voort te bew q. Gebeurt een beetje ad random en ook beetje gecontroleerd (wanneer in regio met voedsel stopt dit), vraagt energie ### Plantencel VS dierlijke cel Eukaryote cellen zijn opgedeeld in functionele vss, membraan omgeven compartimenten (itt prokaryoot) Een typisch eukaryote cel bestaat niet - Er zijn grote verschillen binnen het groep, tussen plant en dierlijk, ook binnen een organismen (in grootte, functie, vorm,.. - Er zijn wel bepaalde intracellulaire compartimenten die alg voorkomen i/e eukaryoot cel (zie figuur) Dierlijk: (alle delen in engels kennen, zal ook een ***[examenvraag]*** zijn sws!!) - Perixosomen, en lysosoom, zeer moeilijk te onderscheiden: via zo'n afbeelding niet te herkennen Grote vss met dierlijk: celwand, vacuole, chloroplast, tonoplast, plasmodesmata (kanaaltjes voor celcomunicatie mogelijk te maken), hebben een extra plastids (vb: zetmeelkorrles) Specifiek voor dierlijke cellen, single cells - ***[Flagellae]*** - ***[lysosomen]*** - ***[(Centriolen)]*** - ***[microvilli]*** Specifiek voor plant: - ***[Chloroplast]*** - ***[Plasmodesmata]*** - ***[(Centrosoom)]*** - ***[Cell wall, celwand]*** - ***[Tonoplast of central vacuole]*** - ***[Starch, zetmeel]*** De celstructuur --------------- ### Inleiding Eukaryote cellen bestaan uit heel wat onderdelen, dit maakt hun dan ook zeer complex Deze cellen kunnen we in 3 delen: - Celmembraan/ cytoplasmamembraan ([cell membrane]) - Daarmee wordt de cel begrensd - Cytoplasma (cytoplasm) - Is een gelachtig substantie die bestaat uit 3 delen - ***[Cytosol]***: vloeibare basis - ***[Celorganellen]***: zijn de kleine organen v/d cel - ***[insluitsels]*** - Celkern/nucleus - Bevat de genetische info  alles ervan te kennen (engels) ### Cytoplasmamembraan/ cell membrane (dier+plant) Is opgebouwd uit een dubbele fosfolipidelaag die een fluïde structuur vormt en waarin proteïnemolec ronddrijven (zoals ijsbergen i/d zee) - Veel membraan proteïnen steken aan beide zijden uit de lipidenlaag = ***[integrale]*** / ***[transmembraanproteïnen]*** - De meeste proteïnen en sommige lipiden dragen aan de extracellulaire zijde een ***[oligosacharide]***: - Men noemt ze daarom ***[glycoproteïnen]*** en ***[glycolipiden]***; ze zijn [geglycosyleerd]. - De lipidensamenstelling v/d membranen varieert tss het binnen en buitenblad v/d fosfolipide dubbellaag maar ook in samenstelling tussen het ER en Golgiapparaat. - Hierbij bepaalt de samenstelling de dikte, lokale curvatuur en de fluïditeit. - De graad van [fluïditeit] is afh v/d temp + samenstelling v/d lipiden - Zijn ze verzadigd/onverzadigd, met veel/ weinig cholesterol - Deze graad is heel belangrijk voor de [biologische werking] v/h cell membrane - Sommige cell membrane houden op of w verstoord als die fluïditeit beneden een bep peil daalt a. Glycolipid (glycolipide) a. Zijn lipiden die helpen bij celherkening b. Glycoprotein (glycoproteine) b. Betrokken bij celherkenning c. carbonhydrate chain (koolhydraatketens) c. tol bij celherkenning d. hydrophilic head (hydrofiele kop) d. zorgt voor instand houden van interacties met waterige omgeving e. hydrophobic tails (hydrofobe staart) e. zorgt als bariere voor wateroplbr molec/ selectief doorlaatbaar membraan f. phosfolipid bilayer (fosfolipen dubbellaag) f. scheiding binnen en buitenkant (basically) g. filaments of cytoskeleton (filamenten v/h cytoskelet) g. dragen bij aan de vorm en stabiliteit i/d cel h. Membrane protein (membraan proteine) i. Cholesterol h. Helpt bij regulatie v/ membraanvloeibaarheid j. Membrane protein (membraan proteine) Functies (7) - [Afsluiting] - Het membraan vormt een afsluiting die ongewenste stoffen uit de omgeving buiten houdt en voorkomt dat de celeigen stoffen weglekken - [Doorlaat] - het membraan kan ook gewenste stoffen toch binnenlaten of andere stoffen van binnen, buitenlaten (verwijderen) - O~2~, CO~2~, H~2~O,... kunnen via diffusie door de fosfolipiden laag, maar stoffen zoals glucose, aminozuren en ionen kunnen dit niet (daarvoor zijn transmembraaneiwitten voor nodig) - ***Endocytose*** - Is de Opname van vaste en vloeibare partikels door instulpingen in membraan - Sommige particels kunnen binden op receptoren die aan de buitenkant v/d membraan ligt - = ***[receptorgemedieerde endocytose]*** - Die instulping zal zich scheiden v/d celmembraan, daarbij krijg je een blaasje (met een dubbel fosfolipide laag) - Vast= ***[fagocytose]*** - Vloeibaar= ***[pinocytose]*** - [Signaaltransductie] - Vele membraanproteïnen, m.n. glycoproteïnen zijn specifieke celreceptoren die, i/h extracellulair milieu bep hormonen/ andere, herkennen, er zich mee binden + reactieketen (***[signaaltransductieweg]***) inzetten die uitloopt in een bepaald [celantwoord] - Zo bezitten lever- en spiercellen specifieke receptoren voor de hormonen insuline, glucagon en adrenaline - [Herkenning van lichaamseigen en lichaamsvreemd] - Bepaalde leukocyten (witte bloedcellen), (de B-lymfocyten), bezitten in hun cytoplasmamembraan immunoglobulines: - Glycoproteïnen die lichaamsvreemde stoffen of antigenen (b.v. oppervlakteproteïnen van virussen) **herkennen** en vernietigen - Als men organen (nier, hart) v/e individu naar een ander transplanteert herkennen de immunoglobulines van de acceptor bepaalde antigenen i/d cytoplasmamembranen (v/d cellen) v/d donor en vernietigen ze - =het bekende afstotingsproces - [Cel tot cel adhesie] - In het cytoplasmamembraan zijn eiwitten aanwezig die verantwoordelijk zijn voor de binding v/e cel met haar buurcel (cel-cel adhesie) - eiwitten kunnen i/h cytoplasmamembraan ook instaan voor de binding v/h celmembraan aan het cytoskelet - [Onderhoud v/d membraanpotentiaal] - Alle levende cellen hebben een spanningsverschil tss binnenkant en buitenkant = ***[membraanpotentiaal]*** - Varieert tss -50 en -100mV (lading van cel is neg dan buitenkant) - Speelt vooral een rol bij neuronen (conc K+ ionen is hoger binnen cel) - Daarbij hebben ze een *[rustpotentiaal]* van -70mv (verschil tss binnen en buiten gdn) - Oiv potentiaalvss zullen allerlei kleine neg geladen ionen via poriënen i/d celmembraan naar buiten diffunderen en omgekeerd voor pos ionen -\> normaal zou die potvss dus op den duur verdwijnen - Via 2 mechanismen wordt dit tegengewerkt/ gecontroleerd - 1: de doorlaatbaarheid v/d celmembraan is voor vss ionen niet gelijk - 2: er is een enzymatische pomp i/d celmembraan die ervoor zorgt dat de Na+/K+-verhouding constant blijft [\ ] ### De kern/ nucleus (dier+plant) Kernmembraan - De kern is omgeven door het kernomhulsel of kernmembraan, gevormd door 2 membranen die gescheiden zijn door een tussenruimte, de ***[perinucleaire ruimte]*** - Het buitenste membraan loopt verder door i/h membraan v/h ER - Op bep plaatsen zijn er ***[kernporiën,]*** daar zijn de 2 membranen verbonden Kernplasma: - Binnen de celkern kunnen verschillende types van structuren waargenomen worden de nucleoli, het chromatine en de interchromatine granule clusters, de Cajal lichaampjes Eukaryote cellen (meestal) 1 nulceolus - Ieder dipl cel v/d mens bevat 1 nucleolus maar na de mitose zijn er een 10tal kleine nucleoli die versmelten tot een grotere nucleolus - Deze is een ribosoom producerende fabriek: - Daar w rRNA genen afgeschreven + 2 subeendheden v/d ribosomen aangemaakt - De grote ervan kan sterk varieren in groote tss de vss cellen - Cellen die veel eiwitten maken kunnen een nucleolus hebben die tot 25% v/d celvolume innemen Chromatinevezels, zijn netwerken van vezels die het chromatisch netwerk vormen (en makkelijk kleurstoffen opnemen) - Daaruit zijn de chromosomen van gemaakt De rest van de structuren die hierboven vermeld werden spelen een rol in RNA-processing ### Membraansloten organellen Deze organellen bevaten dus een membraan gelijkaardig aan het cytoplasmamembraan #### endoplasmatishc reticulum (er) (dier+plant) Het ER kan je zien als een aantal tweebladige membranen, tussen die membranen bevindt zich een ruimte (***[ER-lumen]***) Er zijn twee typen ER : - ***[Ruw ER]*** (rough ER / RER) - Deze bevat proteïnemolec waarin, op de cityplasmazijde, celreceptoren zitten voor kleine korrels (ribosomen) - Drm wordt het RER ook granulair genoemd - Synthese van Proteïnen die bestemd zijn voor de celmembranen, cytoplasma en voor celsecretie - Zo nodig w ze geglycoliseerd binnen het ER - Proteïnen die voor het cytoplasma bestemd zijn w niet geglycosyleerd - De stoffen die i/h ER gevormd w gaan via microblaasjes naar de Golgi-cisternen v/e dictyosoom. - ***[Gladde ER]*** (Smouth ER / SER) - Deze zones zijn agranulair/ korrelloos - Is betrokken bij de synthose v/d lipiden + bij opbouw van glycolipden (celmembraan)  #### Het Golgi-apparaat (dier+plant) Anatomie - Is een geheel van alle ***[dictyosomen]*** v/e cel - Een dictyosoom bestaat uit een stapel afgeplatte zakjes - ***[Golgi-cisternen]*** - Uit die cisternen w blaasjes afgesnoerd, ***[Golgi-blaasjes]*** - Grotere blaasjes met stoffen die voor afscheiding bestemd zijn, noemt men ***[secretieblaasjes]*** - Ze barsten open a/h celopp, waardoor ze buiten de cel terechtkomen e/h vacuolememraan door het cytoplasmamembraan w opgenomen= exosytose - De Golgi-cisternen \'groeien\' weer aan dankzij kleine microblaasjes of [transportblaasjes]\', die zich v/h ER afsnoeren en met een cistern versmelten - De voorkant of convexe/bolle zijde w de onrijpe zijde of [ ] **cis-zijde** genoemd - De achterkant of [concave/holle] zijde w de rijpe zijde of de **[trans-zijde]** genoemd - Op de membranen komen geen ribosomen voor. - Het Golgi-apparaat ligt meestal in de buurt van de celkern. Functie - Speelt een rol in [synthetiseren] (bv. opbouw van suikermoleculen voor de secretie-glycoproteïnes), [sorteren], [verpakken] en [transporteren] van materiaal - De componenten die afkomstig zijn v/h ER ondergaan (i/h Golgi apparaat) soms nog omvormingen - Dit om ze klaar te maken voor gebruik i/d cel of voor transport naar het cytoplasmamembraan/ buiten de cel (bv. toevoegen van signaalsequentie) - Ze verlaten de cisternen verpakt in afgesnoerde Golgi-blaasjes - De signaalsequentie (= een specifieke opeenvolging van aminozuren) bepaalt de eindbestemming #### De lysosomen en de endosomen (dier) ***[Anatomie]***: Ze zijn aanwezig in [alle eukaryote] cellen en zijn buitengewoon [divers in vorm en in grootte] - De lysosomale morfologie is dus [heterogeen] (itt tot de andere organellen die een uniforme strucutuur hebben) - De diversiteit weerspiegelt de grote verscheidenheid aan [verteringfuncties] gemedieerd door zure hydrolasen: - De Afbraak van [intra- en extracellulair debris] (***[puin]***) ook bij - De vernietiging van gefagocyteerde [micro-organismen] e/d productie van voedingsstoffen voor de cel - Om deze reden worden lysosomen soms gezien als een heterogene verzameling van vssde organellen met als = kenmerk - Ze hebben een hoog gehalte aan hydrolytische enzymen. ***[Functies:]*** Ze zijn ontmoetingsplaatsen waar vssde stromingen van intracellulair verkeer samenkomen - Verteringsenzymen w doorgegeven vanuit het ER via het Golgi-apparaat naar het lysosoom ***[Routes]*** Er zijn mogelijke 3 routes, afh van de aard/wat je wilt verteren - Route 1: ***[Endocytose]*** - Is de best bestudeerde route - = waar macromoleculen opgenomen w uit de extracellulaire vloeistof via ***[endocytose]*** - Zo w ze uiteindelijke afgebroken door de lysosomen, de ***[endocytoseblaasjes]*** verplaatsen zich doorheen het cytoplasma - De opgenomen molec/ endocytoseblaasjes w eerst geleverd a/d ***[vroege]***/***[primaire endosomen]*** (paars) (=kleine, onregelmatige gevormde intracellulaire organellen) - Sommige van deze opgenomen molec w selectief gerecupereerd en naar het cytoplasmamembraan gerecycleerd - Anderen w verder getransporteerd naar de ***[late of secundaire endosomen]*** (bruin, rechts) (na versmelting van het endocytoseblaasje met een lysosoom) - Daar komen de ge-endocyteerde materialen voor het eerst in cc met de ***[lysosomale hydrolasen]*** (afkomstig v/h Golgi-apparaat) - Binnenin de [late endosomen] is het licht zuur (pH \~ 6) en daar is de plaats waar de ***[hydrolytische vertering]*** v/d (door endocytose opgenomen) molec begint - Men spreekt hierbij van ***[heterofagie]*** - De eindproducten komen uiteindelijk vrij i/h cytoplasma, het membraan v/d vacuole fuseert dan met het cytoplasmamembraan - Als er [onverteerbare stoffen] ge-endocyteerd w, dan blijven die i/d lysosomen en die [fago-lysosomen] blijven in het cytoplasma - Lysosomen die een grote hvlhd onverteerbare stoffen bevatten w ***[restlichaampjes]*** genoemd - Bij silicose (stoflongen) bevatten de restlichaampjes siliciumkristallen die het membraan v/d lysosomen openscheuren waardoor de verteringsenzymen i/h cytoplasma vrijkomen e/h verteren - Hetzelfde gebeurt bij jicht, waar kristallen van natriumureaat cellen i/d gewrichten beschadigen. Bij amoeben, pantoffeldiertjes of andere eencelligen gaan die fagolysosomen de onverteerbare resten a/h celoppervlak uitscheiden: ***[excretie]***. - Route 2: ***[Autofagie]*** - W gebruikt in [alle celtypes] voor de verwijdering van verouderde delen v/d cel zelf - Vb: i/e levercel, heeft een mitochondrion een levensduur van ongvr 10d) - TEM beelden van normale cellen vertonen lysosomen die mitochondriën bevatten (en vermoedelijk verteren), evenals andere organellen. - Het lijkt te beginnen met de opname v/e organel i/e membraan van onbekende oorsprong, daarbij w een ***[autofagosoom]*** gecreëerd, dat vervolgens [fuseert] met een lysosoom (of laat endosoom) - Het proces is sterk gereguleerd waarbij de geselecteerde cel componenten op de een of andere manier w gemarkeerd voor [lysosomale vernietiging] - Golgi-blaasjes versmelten met die vacuole en de vertering verloopt zoals bij [heterofagie] - Normaal is die afbraak volledig - Bij oudere cellen kan de hvlhd lysosomale enzymen sterk dalen waardoor die afbraak niet volledig gebeurt en er restlichaampjes achterblijven - Niet alleen de celorganellen, maar de hele cel kan door Autofagie afgebroken w - bv in het baarmoederslijmvlies vlak voor de menstruatie - Tijdens de embryonale ontwikkeling w bij de mens sommige organen gevormd (bvb een staart en kieuwbogen) die achteraf afgebroken w, alweer door [autofagie] - Hetzelfde gebeurt bij de metamorfose van amfibieën en insecten Route 3: ***[Fagocytose]*** - Daarbij worden materialen gelevert a/d lysosomen voor degradatie - is voornamelijk te vinden in de cellen gespecialiseerd voor de ***[fagocytose]*** van [grote deeltjes en micro-organismen] - Dergelijke professionele fagocyten slikken objecten op en vormen een ***fagosoom***, dat vervolgens w omgezet i/e [lysosoom] op de wijze beschreven voor de autofagosomen - (vb: macrofagen en neutrofielen in gewervelde dieren) #### De mitochondriën (dier+plant) ***[Het membraan:]*** - Is begrensd door een dubbel membraan dat aan de binnenkant plooien vormt, de ***[cristae]*** - De inhoud v/h binnenste membraan heet de ***[matrix]*** - Deze zijde bevat kleine bolvormige partikels - Tussen beide membranen (cristae en matrix) is er een ***[intermembranaire]*** ruimte aanwezig ***[Biochemische en fysiologische eig v/d vss membranen:]*** - Het buitenste membraan: - Bevat veel exemplaren v/h transporteiwit ***[porine]***, die vormen grote waterige kanalen doorheen de lipide dubbellaag - Dit membraan is dus een filter die permeabel is voor alle molec van max 5000 Da (met inbegrip van kleine eiwitten), Maw: het is een barrière die enkel zo'n grote molec doorlaat - Dergelijke molec kunnen die intermembranaire ruimte binnentreden, maar de meeste ervan kunnen niet door het ondoordringbare binnenste membraan - De intermembranaire ruimte is chemisch gezien = het cytosol mbt kleine molec - De matrix bevat slechts een zeer geselecteerde set van molec - Bevat talrijke soorten enzymen, maar ook kleine hvlhdn DNA en RNA - Binnenste membraan: - Bevat eiwitten voor 3 type functies: - De eiwitten die instaan voor de [oxidatieve reacties] v/d elektronentransportketen - Het [ATP-synthase] dat ATP aanmaakt i/d matrix - [Transportproteïnes] die transport toelaten v/d metabolieten i/e uit de matrix ***[De eigenschappen en functies:]*** - Ze bevatten hun eigen DNA - Ze zijn de [energiecentralen] v/d cel - Het aantal per cel is groter naar mate de [energiebehoefte] groter is - Kan variëren van een paar 100 tot vele duizenden - Inactieve cellen bevatten er zeer weinig, de aanwezige bevatten ook weinig cristae - Hebben [een korte levensduur ] - De aanmaak gebeurt door insnoering en deling van albestaande mitochondriën  #### plastiden (plant) [Anatomie:] - Zijn grote organellen die voorkomen i/h cytoplasma v/d meeste plantencellen (niet in dieren/schimmels) - Zijn aanwezig in ieder celtype, hebben elk eigen karakteristieke eig - Er zijn verschillende soorten (zie onder/ zie afbeelding) [Gemeenschappelijke eigenschappen: ] - Ze bevatte meerdere koppies v/e rel klein genoom - Ze hebben een omhulsels die bestaat uit: 2 concentrische membranen - Ze ontw vanuit ***[proplasitiden]*** - Dit zijn kleine organellen i/d onrijpe cellen van [plantenmeristemen] - Deze ontw zich volgens de behoefte v/d cel (apart voor elke celtype) [Plastiden in het alg:] - Zijn niet enkel belangrijk voor fotosynthese of opslag van materiaal - Planten gebruiken ze ook om hun metabolisme onder te verdelen - Ook voor de synthese v/d meeste aminozuren + alle vetzuren - Itt dierlijke cellen waar dit i/h cytosol plaatsvindt (bij planten in plastiden) ***Proplastiden***[:] - Zijn kleine organellen i/d onrijpe cellen van [plantenmeristemen] - Deze ontw zich volgens de behoefte v/d cel (apart voor elke celtype) - Beïnvloeding van licht: - Als het blad i/h donker groeit: - Dan gaan de proplastiden vergroten en omvormen in ***[Etioplasten]*** - Deze bevatten een gele precursor voor [chlorofyl] (ipvd chlorofyl zelf) - Als het blad weer i/h licht komt: - Dan zullen de etioplasten snel verder ontw in ***[chloroplasten]*** - Dit omdat precursor w omgezet in: chlorofyl en doordat de fotosynthetische enzymen e/d onderdelen v/d elektronentransportketen w gevormd **[Onderverdeling]**: 1. Met kleurstoffen a. Fotosynthetisch actief i. ***[Chloroplasten]*** - W beschouwt als de plantaardige tegenhanger v/h mitochondrion - Zijn een vglbr manier opgebouwd: (bezitten beide) - permeabel dubbelmembraan - minder doorlaatbaar waarin transporteiwitten ingebed zijn met ertussen nog een intermembranaire ruimte - De binnen membraan omringt een grote ruimte: ***[stroma]*** (te vgl met de matrix), deze bevat veel metabolische enzymen - Is een vloeibaar tussen ruimte - Daarin zijn ribosome, DNA en RNA aanwezig (maakt het mogelijk om eiwitten de maken die essentieel zijn voor fotosynthese) - Heeft zijn eigen genoom - Verschillen tss de 2: - Binnenste membraan bevat geen geplooid cristae en geen elektronentransportketens - De [fotosynthese activiteit], de elektronentransportketens en het ATP synthase zijn ingebed i/h ***[thylakoïd]*** ***[membraan]*** - Is een uitgebreid inwendig membraansysteem bestaande uit [platte blaasjes] die met elkaar in verbinding staan - Op een groot aantal plaatsen vertoont dit membraansysteem stapelingen van deze blaasjes - zo\'n stapeling = ***[granum]*** - Het [lumen] v/d vss blaasjes staan in cc met elkaar en vormt hierdoor een derde compartiment, de t***[hylakoïd ruimte ]*** - Deze w gescheiden v/h stroma door het [thylakoïd membraan] - Naast deze bezitten ze nog een klein aantal mitochondriën (voor 's nachts, om toch energie te produceren uit reservestoffen - Zijn de E-centrales van planten: fotosynthese - = 6 CO~2~ + 6 H~2~O -\> C~6~H~12~O~6~ + 6 O~2~ Diagram of a cell with a diagram Description automatically generated b. Fotosynthetisch inactief ii. ***[Chromoplasten]*** 2. Zonder kleurstoffen c. Fotosynthetisch inactief iii. ***Leukoplasten***[:] - Is een ander soort plastide, het zijn de kleurloze plastiden die niet fotosynthetisch actief zijn - Er zijn vss soorten: - ***[Amyloplasten]*** - Staat in voor opslag van zetmeel - Vb: in stengelknol van aardappel - ***[Proteïnoplasten]*** - Staat in voor opslag van eiwitten (voornamelijk in zaden) - Vb: pinda - ***[Elaioplasten]*** - Zetten suikers om in oliën - Vb: zonnebloemolie  #### peroxisomen (dier+plant) (w gevonden in alle eukaryoten) Vss van mitochondriën en chloroplasten op vss manieren: - Ze zijn maar omgeven door 1 membraan en bevatten geen DNA en ribosomen - Omdat ze geen DNA hebben moeten ze dus al hun eiwitten importeren v/h cytosol via een selectief importsysteem - Bevatten oxidatieve enzymen (zoals uraat oxidase en katalase) - Soms in zodanig grote concentratie dat ze opvallen i/d TEM, omdat er kristalloïde kern aanwezig is Zoals mitochondriën verbruiken ze O~2~ - Hypothese: peroxisomen zijn overblijfsels van organellen die aanwezig zaten in primitieve voorouders, waren organellen die dan alle zuurstof metabolisme uitvoerde v/d eukaryotische cellen - Toen fotosynth begon, kwam veel O~2~ i/d atmosfeer, wat wss toen giftig was voor de cellen, peroxisomen dienden ervoor om die intracellulaire conc te verlagen -\> tegelijk werd ervan gebruik gemaakt door de opbouw van nuttige oxidatieve reacties uit te voeren - veel van die reacties (in peroxysomen) zonder E-productie, worden nu uitgevoerd in mitochondriën, deze keer met ATP als uitkomst - de reacties die nu doorgaan i/d peroxysomen, zijn de belangrijke functies die de mitchondriën niet konden overnemen hun nut: - ze zijn zo genoemd omdat ze meestal 1/meer enzymen bevatten [die moleculaire zuurstof] gebruiken om [waterstofatomen te verwijderen] van specifieke org substraten (hier aangeduid als R) i/e oxidatieve reactive die waterstofperoxide (H2O2) produceert: - RH~2~ + O~2~ → R + H~2~O~2~ - Katalase maakt gebruik v/d H~2~O~2~ gegenereerd door andere enzymen i/h organel om een verscheidenheid van andere substraten te oxideren, waaronder [fenolen, mierenzuur, formaldehyde, en alcohol], door de \"***[peroxidatieve]***\" ***[reactie]***: - H~2~O~2~ + R'H~2~ → R\' + 2H~2~O - Dit type van oxidatieve reactie is bijzonder belangrijk i/d [lever] + [nieren] cellen, waar de peroxisomen vssde [toxische moleculen] [ontgiften] die i/d bloedbaan terecht kwamen - Ongeveer 25% v/d ethanol die we drinken w geoxideerd op deze manier - Wanneer overtollige H~2~O~2~ zich ophoopt i/d cel, zet katalase het om in H~2~O door de volgende reactie: - 2H~2~O~2~ → 2H~2~O + O~2~ #### Vacuolen (plant) Zijn ruimten gevuld met vloeistof, het afsluitend membraan = ***[tonoplast]*** - De omvang en inhoud kunnen zeer sterk variëren - Bij jonge planten komen meestal veel [kleine] vacuolen voor - Bij verder ontw, [fuseren] ze allemaal [tot 1 grote vacuole] - Kunnen soms tot meer dan 90% v/d tot inh zijn v/d plant (vb: cellen v/d rok van een ui) - In die cellen zit het cytoplasma gelijk een dun laagje tss tonoplast en celmembraan Ze zijn [gerelateerd aan de lysosomen] (v dierlijke planten) - Bevatten eveneens hydrolytische enzymen, het enig vss is de functies die ze vervullen (anders bij vacuolen dan lysosomen) Deze kan fungeren als: - [Opslag] organel, voor voedsel/ afvalstoffen - Een [afbraak] compartiment - Een economische manier om de [celgrootte] te [laten toenemen] - Een grote [toename in celvolume] kan bekomen w [zonder dat het volume v/h cytosol toeneemt] - Gelokaliseerde verzwakking v/d celwand laat de cellen toe water op te nemen i/d vacuolen - Daardoor neemt de [druk] op de celwand toe en zorgt dit voor een volumetoename v/d cel - Het cytosol w een dun perifeer laagje dat in verbinding staat met de kernregio via strengen van het cytosol - - Een [controleur v/d turgor] (osmotische druk dier duwt op de celwand wat ervoor zorgt dat die niet verwelkt) - Vss vacuolen met vssde functies zijn vaak aanwezig binnen eenzelfde cel ### Niet-membraansloten componenten van de cel #### Ribosomen (dier+plant) [Anatomie] - Zijn zeer [kleine korreltjes] die uit [2 ongelijke subeenheden] zijn opgebouwd - Een grote en een kleine eenheid - Komen voor i/h cytoplasma - Een groep ribosomen die tezamen werkt vormt kettingen die ***[polyribosomen/ polysomen]*** genoemd w - Er zijn 2 soorten; - [Polysomen] die gwn vrij liggen i/h cytoplasma: - bestaan uit ***[vrije/ cytoplasmatische ribosomen]*** - [Polysomen] waar de grote subeenheden/ subeenheid op de plasmazijde v/h RER vast zitten: - Bestaan uit: ***[gebonden/ reticulaire ribosomen]*** - [Cytosol-ribosomen] zijn de meest talrijke, maar niet de enige - Mitoch. en Chloropl. bevatten ook ribosomen: ***[motischondriale/ chloroplastische ribosomen]*** [Functies] - Het zijn aanmaakplaatsen voor proteïnen - Van die aanmaakplaats w ze, via [microblaasjes], naar de plaats van werking gevoerd - [Reticulaire ribosomen] zijn gespecialiseerd in de synthese van: - Proteïnen die [afgescheiden worden] - Bestemd voor buiten de cel (bvb: hormonen, enzymen,...) - Proteïnen die voor de [celmembranen bestemd] zijn - [Cytoplasmatische ribosomen] zijn gespecialiseerd in synthese van: - Proteïnen die voor de [eigen cel] bestemd zijn #### Het cytoskelet (dier+plant) **[Inleiding]** - Functies - Bepaalt [vorm] v cel - Euglena\'s, amoeben, bepaalde bloedcellen en bindweefselcellen of fibroblasten in cultuur kunnen zich over een substraat verplaatsen - Hierbij veranderen ze van vorm - speelt een rol bij [beweging] - Celorganellen zoals lysosomen uit secretieblaasjes verplaatsen zich binnen het cytoplasma - Het is alsof een cel over een vervormings- en bewegingsapparaat beschikt. - [lokalisatie] + [transport] van celorganellen - stuurt belangrijke processen bij [celdeling] - Als de cel zich gaat delen neemt ze eerst een bolvorm aan - Het cytoskelet staat in voor veel functies binnen een cel - Het is een complex systeem van bepaalde delen die elk hun eigen vorm en functies hebben - nl. ***[microtubuli]***, ***[microfilamenten]***, ***[actine filamenten]*** en ***[intermediare filamenten]*** - het zijn deze onderdelen die samen het cytoskelet vormen ***[Microtubuli]*** - [Inleiding]: - Deze zijn de dikste vezels - Ze spelen een rol bij de organisatie + beweging i/d cel - Spelen ook een rol bij de celdeling - [Structuur]: - Het is een [buisvormig structuur] met een diameter van 25nm - En een [centraal kanaal] van 15nm: het ***[lumen]*** - De wand heet een dikte van 5nm, ze is opgebouwd uit 10-15 geordende ***[protofilamenten]*** (13 i/d zoogdieren) - Ieder protofilament is opgebouwd uit ***[tubuline heterodimeren]*** - Deze bestaan dan ook nog uit een ***[alfa-tubuline]*** en een ***[beta-tubuline]*** - Zij zijn verbonden aan een ***[GTP]*** - Bij de alfa blijft de [GTP] binden, bij de bèta zal dit hydrolyseren tot [GDP] (na verloop van tijd) - Hydrolyse= via water een molecule afbreken in 2 delen (GDP en P) - GTP= guanine trifosfaat - Ze zijn belangrijk tijdens de [mitose] (voor de vorming v/d spoelfiguur) - Het zijn structuren die [makkelijk] kunnen [groeien] (via polymerisatie) of inkrimpen (via depolymerisatie) in grootte, afh v/h aantal tubilinemolec waaruit ze opgebouwd zijn - Dit kan beïnvloed w door bep drugs (vb: colchicine en taxol) - [Colchicine] heeft een neg effect op polymerisatie door te binden op tubuline - Ze werkt ook anti-mitotisch - [Taxol] wakkert de aanmaak van nieuwe microtubuli aan en tegelijk stabiliseert die de aanwezige microtubuli -\> zorgt voor verhindering v/d afbraak v/d microtubuli - Daardoor w de normale celdeling onmogelijk - Die 2 stoffen zijn van goeie toepassing bij de behandeling van kanker - [Ligging en celdeling:] - De microtubuli liggen i/h cytoplasma straalsgewijs (in alle richting uit vanuit een centrale punt) v/d centriolen naar het cytoplasmamembraan toe - Tijdens de celdeling vormen ze een spoelfiguur, de ***[kernspoel ]*** - Flagellen, trilharen (cliën) en centriolen zijn uit microtubuli opgebouwd - Bij deze delen zijn de microtubuli zeer stabiel - Ze zijn betrokken i/h [vormen v/d ***spoelfiguur***] bij celdeling - De min-uiteinden zijn verankerd i/d centriolen - Min-uiteinden, zijn de kanten v/d microtubuli die het minst actief is en minst groeit - In interfase cellen, zijn de centriolen gelegen nabij de kern en breiden de microtubuli uit naar de buitenzijde v/d cel - Interfase cellen= cellen die niet in een celdelings fase liggen - Tijdens de mitose, scheiden de gedupliceerde centriolen en reorganiseren de microtubuli om de [mitotische spoelfiguur] te vormen - Tijdens celdeling lijken de bew v/d chromosomen door de draden v/d kernspoel te w geleid - De microtubuli kunnen hierbij rekenen op de hulp van geassocieerde motoreiwitten (vb: kinesine en dyneïne) - Functie: - Ze spelen een belangrijke rol bij het [tot stand komen] + [onderhouden] v/d [vorm] v/d celle, - Ze bepalen de [positie v/d celorganellen] + [dirigeeren het intracellulaire transport] - Mitochondriën, lysosomen en secretieblaasjes verplaatsen zich langsheen de staalsgewijs lopende microtubuli ***[Microfilamenten/ actine filamenten]*** Deze zijn de dunnere vezels aan de binnenkant v/h onderste membraan [Structuur:] - Het [belangrijkste eiwit] van het cytoskelet van de meeste cellen is actine - Actine polymeriseert om ***[actine filamenten]*** (midden/rechts) te vormen - Het zijn [dunne flexibele vezels] (ca. d= 7nm en lengte tot enkele µm) - De actine filamenten (of microfilamenten), zijn georganiseerd in bundels/ [3D netwerken] met eig van halfvaste gels - halfvaste gels= een materie dat zich bevindt tussen vloeibaar en vast tegelijk - De [montage en demontage] van actine filamenten, hun [organisatie] in bundels en [netwerken], en hun [associatie met andere celstructuren] (zoals het plasmamembraan) w geregeld door een verscheidenheid van [actine-bindende eiwitten.] - Deze eiwitten zijn kritische componenten v/h actine cytoskelet - Zijn overvloedig aanwezig onder het plasmamembraan - Daar vormen ze een netwerk dat mechanische ondersteuning biedt, celvorm bepaalt, bew v/h celopp mogelijk maakt - Zorgt ervoor dat de cellen kunnen migreren, delen en deeltjes kunnen opnemen via endocytose - Een ***[actine monomeer]*** (links) heeft een nucleotide (ATP of ADP) die gebonden is in een diepe groef i/h centrum v/h moleculen - Zijn de eenheden waaruit actine filamenten zijn opgebouwd ***[Intermediaire filamenten]*** Ze komen meestal geassocieerd met microtubuli voor, ze zorgen voor structurele stabiliteit [Structuur: ] - Deze zijn de meest stabiele draadvormige structuren v/h cytoskelet - Ze zijn opgebouwd uit meerdere [parallel verlopende subfilamenten], hierdoor ontstaat een [kabeltouwstructuur] - Dit zijn kleinere ketens in de vorm van [staven] - 8 staven zijn gealigneerd i/e gespreide [array/rooster] met nog eens 8 staven - Deze onderdelen draaien samen tot de trouwhartige structuur - De diameter v/d filamenten= 8-10nm - Omdat deze d lettelrijk tussen de microfilamenten en dikke myosine filamenten ligt= intermediaire fil. - Ze kunnen in principe overal i/h cytoplasma voorkomen, ze zijn wel in hoge concentraties aanwezig rond de kern [Functie]: - Men denkt dat het netwerk van intermediaire filamenten, die tov elkaar [kunnen bewegen], de cel [stevigheid] geeft en fungeert als een [\"flexibel/ soepel skelet.\"] - Deze naam is hier toepasselijker dan bij actinefilamenten en microtubuli - ZE w [niet snel afgebroken] om erna voortdurend opnieuw opgebouwd te w, zoals de andere onderdelen van het cytoskelet [Onderverdeling:] - Zijn onder te verdelen in 6 types obv hun eiwitsamenstelling - Toch blijken de eiwitmolecule van alle soorten intermediaire filamenten een gebied te hebben die qua aminozuursamenstelling in hoge mate overeenkomt - De 6 soorten - ***[Cytokeratine ]*** - Epitheelcellen - ***[Vimentine]*** - Bindweefselcellen - ***[Desmine ]*** - Spiercellen - ***[Gliafilamenten ]*** - Macrogliacellen - ***[Neurofilamenten ]*** - Neuronen - ***[lamine ]*** - Kern van (meeste) cellen #### Centriolen (dier) [Structuur:] - Elk ***[centriool]*** heeft de vorm van een [cilinder] - Is opgebouwd uit negen groepjes van 3 microtubuli - Deze zijn gerangschikt als [de schoepen v/e watermolen] - Ze zijn onderling verbonden door vezels die uit andere proteïnen bestaan dan tubuline [Centrioolduplicatie]: - De moedercentriolen w voorgesteld in donkergroen en de dochtercentriolen in lichtgroen - In de vroege G1 fase verliezen de centriolen hun orthogonale configuratie - Mogelijks bestaat er een intercentriool link in dat stadium - In de late G1/S fase start de duplicatie met de vorming van een procentriool (aangeduid met de pijl in de figuur) - Vervolgens worden de procentriolen groter - Ten slotte, vindt de rijping en scheiding van de twee centriolen plaats op de G2-M overgang  #### Cilia en flagellen (dier) [Inleiding:] - Deze zijn [microtubuli-gebaseerde] uitsteeksels v/h plasmamembraan die verantwoordelijk zijn voor de [mobiliteit] van vele eukaryote cellen. - Veel bacteriën hebben ook flagellen, maar deze [prokaryote flagellen] zijn nogal vss v/d eukaryoten - Bacteriële flagellen (die hier niet worden verder besproken) zijn [uitsteeksels van eiwitfilamenten] v/h celopp, ipv van het plasmamembraan ondersteund door microtubuli [Structuur:] - Cilia en vlagellen zijn zeer vergelijkbare structuren, elk met een d van ca 0,25 µm - Veel cellen w bedekt door een groot aantal ***[trilharen/cilia]*** van ca 10 µm in lengte - Flagellen vss van cilia - In hun lengte (kunnen tot 200pm lang zijn) - In hun golvend patroon van bewegen [Functie:] - [Trilharen] bewegen i/e gecoördineerde heen en weer bew, die oftewel de cel beweegt doorheen een vloeistof of de vloeistof verplaatst over het celopp - Cilia van sommige [protozoa] (vb: paramecium) zijn verantwoordelijk voor zowel celbew als voor het bew van voedsel (van buiten) op het celopp in de mondholte (plaats waar voedsel wordt verzameld bij die cel) - Bij dieren is een belangrijk f v/d cilia om vocht/slijm te bew over het opp van epitheelcellen - Vb: de trilharen op de epitheelcellen v/d luchtwegen die slijm + stof uit e luchtwegen verwijderen - Cellen hebben meestal 1 of 2 flagellen die verantwoordelijk zijn voor de voortbew van vele protozoa en van sperma