Samenvatting Cel- en Weefselbiologie 1ste BACH Farmacie PDF

lOMoARcPSD|47843620 Samenvatting Cel- en Weefselbiologie 1ste BACH Farmacie Cel- en weefselbiologie (Universiteit Gent) Scannen om te openen op Studocu Studocu wordt niet gesponsord of ondersteund door een hogeschool of universiteit...

lOMoARcPSD|47843620 Samenvatting Cel- en Weefselbiologie 1ste BACH Farmacie Cel- en weefselbiologie (Universiteit Gent) Scannen om te openen op Studocu Studocu wordt niet gesponsord of ondersteund door een hogeschool of universiteit Gedownload door Lars Verbeken ([email protected])  lOMoARcPSD|47843620 Celbiologie Ontstaan van eukaryote cellen  Eerste sporen van leven: in rotsen ontdekte men microfossielen, lijkend op bacteriën die aan foto-autotrofie (= zelf voedsel maken door fotosynthese) deden.  In evolutie: ontstonden eerst prokaryoten waarvan celmembraan omgeven door celwand  Uit prokaryoten ontstonden eukaryoten  2 domeinen in prokaryoten: o Archaea: prokaryoten die in extreme milieus leven o Bacteria  Eukaryoten: o Cytoskelet + motorische systemen: diende voor vermogen om te bewegen (celmotiliteit) + steun o Transcriptie + translatie  eiwitten, organismen tot gevolg o Interne cytomembranen waardoor eukaryoten groot zijn (kernenvelop) o Ontstaan van plastiden, mitochondria, peroxisomen  energieproductie, ademhaling,… tot gevolg Prokaryoten Eukaryoten 1-cellig 1-of meercellig Celmembraan + celwand celmembraan Geen kern kern Chromosoom in cytosol Chromosomen in kern Niet gecompartimenteerd organellen Deling door doorsnoering Deling door mitose + meiose Chemische bouwstenen van cellen 1. Eiwitten 2. Nucleïnezuren 3. Polysachariden = polymeren samengesteld uit #monomeren 4. Vetten  Eiwitten  = lineaire polymeren samengesteld uit aminozuren met driedimensionale structuur die gebonden zijn door peptidebindingen 1. Korte ketens: 0 – 20 à 30 aminozuren (=peptiden) 2. Lange ketens: meer dan 30 aminozuren (=polypeptiden)  “residu” = individuele aminozuren in een keten  Kenmerken van 20 # aminozuren van de 60 in cel  gebruikt voor eiwitsynthese o Centraal C-atoom o Chemische groepen: 1. Aminogroep(NH2) 2. Carboxylgroep (COOH) 3. H-atoom 4. Variable groep (R)  Keten van aminozuren heeft aminogroep aan 1 uiteinde(=N-terminus) + carboxylgroep aan andere uiteinde(=C-terminus) Gedownload door Lars Verbeken ([email protected])  lOMoARcPSD|47843620  Structuren van eiwit:  Opeenvolging van aminozuren bepaalt de primaire structuur van eiwit  Opvouwen van die polypeptideketen ontstaat secundaire structuur  Opvouwen van alle polypeptideketens ontstaan tertiaire structuur (=driedimensionaal)  Multimere eiwitten bestaan uit 2 of meerdere polypeptiden of subunits (=quaternaire structuur die beschrijft aantal subunits)  Begrippen  Conformatie: = vormen van unieke driedimensionale structuur van eiwit die meestal spontaan gebeurt, in vivo wordt dit bijgestaan door moleculaire chaperons  Denaturatie: = conformatie is verbroken door bv: temperatuursverhoging  Renaturatie: = herstel van die denaturatie  Polysachariden  Opgebouwd uit monosachariden (=koolhydraten die covalent gebonden zijn)  Glucose (C6H12O6) = monosacharide  Disachariden = eenvoudigste polysachariden die bestaan uit 2 monosachariden (bv: maltose+ sucrose)  Polysachariden = meer dan 2 monosachariden (bv: zetmeel, glycogeen, cellulose)  Eiwitten + koolhydraten komen ook samen voor  Glycoproteïnen = eiwitten met covalent gebonden koolhydraatketens  Proteoglycanen = eiwit-koolhydraat combinaties met gespecialiseerde polysacharideketens (= glycosaminoglycanen of GAGs)  Vetten (lipiden)  Niet gevormd door polymerisatie  6 klassen van vetten: o Vetzuren: = koolwaterstofketen gehecht aan carboxylgroep met geen (verzadigde), 1(onverzadigde) of meerdere bindingen(polyonverzadigde) vetzuren o Triglyceriden: = glycerol molecule gebonden aan 3 vetzuurketens o Fosfolipiden: = fosfoglyceriden + sfingolipiden o Glycolipiden: = hetzelfde als fosfolipiden, MAAR met koolhydraatgroep o Steroïden: cholesterol = belangrijkste o Terpenen Energiehuishouding in een cel  Begrippen:  Chemotrofen: = organismen die voedsel halen uit andere organismen (bv: fungi, dieren)  Fototrofen: = organismen die zelf voedsel produceren ( bv: algen)  Metabolisme: = alle chemische reacties in een cel o Anabolisme: = synthese (opbouw) van celcomponenten waarbij energie nodig is o Katabolisme: = afbraak van celcomponenten waarbij energie vrijkomt 1. In anaërobe omstandigheden ( zonder zuurstof) 2. In aërobe omstandigheden (met zuurstof) = > energieopbrengst = groter  ATP (adenosine trifosfaat): = molecule die energie kan opnemen + vrijgeven om die chemische reacties te doen verlopen. Door hydrolyse: fosfaatgroep afgesplitst  ADP (adenosine difosfaat) Gedownload door Lars Verbeken ([email protected])  lOMoARcPSD|47843620  Werking van chemische reacties  Oxidatie van voedsel(substraat) waarbij e- overgedragen wordt naar e- acceptor  energie winnen 3 categorieën van substraten: o Vetten o koolhydraten o Eiwitten  Aërobe respiratie / celrespiratie: = oxidatie van glucose in CO2 + H20 in aanwezigheid van zuurstof  Glycolyse: = vorm van fermentatie (= afbreken van moleculen met vrijstelling van energie in afwezigheid van zuurstof Enzymen  = eiwitten die als katalysatoren optreden in cel om reacties/processen te laten doorgaan  Ribozymen: = enzymen die bestaan uit RNA  Eigenschappen van enzymen 1. Verhogen reactiesnelheid door verlagen van activatie-energie 2. Vormen tijdelijk complex met substraten door erop te binden  interactie vergemakkelijken 3. Veranderen de positie van evenwicht NIET  Elk enzym heeft actieve plaats met 2 functionele gebieden: o Gebied voor herkenning + binding van substraat o Gebied voor katalysatie van reactie  Kenmerken van enzymen 1. Bezitten grote substraat-specificiteit 2. Enorme diversiteit aan enzymen 3. Temperatuur – en pH-gevoelig Methoden voor studie van cellen + celcomponenten  De celbiologie steunt op gegevens verkregen uit de cytologie, biochemie en genetica 1. Cytologie:  bestudeert de cellulaire structuur, en steunt daarvoor op visualisatie-technieken  Gebruik van microscoop, kleurstoffen die specifiek aan DNA binden om chromosomen te visualiseren, antilichamen om bepaalde eiwitten in cellen te zien  Lichtmicroscoop (1000x vergroten), elektronenmicroscoop (100 000 den keer vergroot) 2. De biochemie:  bestudeert de functies in/van de cel  Fractionatie: = proces waarbij inhoud van cellen geëxtraheerd wordt + bestandsdelen scheiden op basis van chemische of fysische eigenschappen  Chromatografie: = technieken om moleculen te scheiden op basis van grootte, lading,…  Elektroforese: = techniek om moleculen te scheiden op basis van mobiliteit m.b.v. elektrische veld (gel-elektroforese)  Radioactieve isotopen  Massaspectrometrie 3. De genetica: bestudeert de informatiestroom + de overerfbaarheid door:  scheiding van DNA moleculen + fragmenten  hybridisatie van nucleïnezuren  Recombinant DNA technologie: inzichten in genexpressie Gedownload door Lars Verbeken ([email protected])  lOMoARcPSD|47843620  DNA sequenering  geleid tot bio-informatica  In laboratorium  In vitro: gebruik makend van gezuiverde chemicaliën + cellen of hun componenten in glas gezet zodat ze verder leven alsof ze in lichaam zijn.  In vivo: gebruik makend van levende cellen of modelorganismen zoals rondworm (verouderingsprocessen)  In silico: gebruik makend van computer-analyses van grote datasets Eigenschappen van modelorganismen o Gemakkelijk te houden + manipuleren o Goed gekaraktiseerd o Gebruikt in vele labotoria Eukaryote dierlijke cel  Inleiding  Cel heeft een kern waarbij genetische materiaal gelegen is in de chromosomen  Cytoplasma: = gedeelte buiten de kern waarin organellen + cytoskelet voorkomen die cytosol liggen  Protoplasma: = gedeelte die kern + cytoplasma bevat Celmembraan / plasmamembraan 1. Bouw:  = opgebouwd uit lipiden + eiwitten die de fosfolipiden-dubbellaag vormen die cholestrolmoleculen bevat  Die laag kan isolatie, versmelting, afsplitsing, en perforatie toelaten  Membraansamenstelling = asymmetrisch  Lipiden  Vormen dubbele laag: hydrofobe staarten die naar elkaar toe liggen + hydrofiele koppen die buitenbegrenzing vormen van membraan  Verzadigingsgraad van vetzuren + cholesterolconcentratie  beïnvloedt de fluïditeit (= vloeibaarheid) van membraan  Lipid rafts: = gebieden in celmembraan die eiwitten “vangen” betrokken bij cel-signalisatie  Eiwitten 1. Integrale membraaneiwitten: doorheen lipiden-dubbellaag (= transmembraan-eiwitten) 2. Perifere membraaneiwitten: aan oppervlak van celmembraan 3. Membraaneiwitten verankerd via vetmoleculen: die NIET binnendringen in dubbellaag  Voorbeelden van membraaneiwitten o Receptoren: stoffen kunnen erop binden (hormonen, neurotransmitters) o Enzymen: katalyseren chemische reacties o Transporteiwitten: laten stoffen naar binnen / buiten  Polysachariden  Bedekt de buitenzijde van plasmamembraan door polysacharidenmantel (= glycocalyx) die verschillende functies heeft: o Bescherming van celoppervlak o Rol in absorptieprocessen + celhechting Gedownload door Lars Verbeken ([email protected])  lOMoARcPSD|47843620 2. Functie: 1. Transport van moleculen  Passief transport: geen energie nodig o Diffusie:  Van H  L concentratie  Traag proces die werkt alleen bij korte afstanden vooral bij kleine moleculen o Osmose:  Speciale vorm van diffusie  Water doorlaten door semipermeabele membraan, maar NIET opgeloste moleculen  Actief transport: wel energie nodig  tegen ladings- of concentratiegradiënt in  transporteiwit (pomp) nodig + ATP om pomp te laten werken  gefaciliteerde diffusie:  in richting van ladings-of concentratiegradiënt door “carriers” , ionenkanalen, …  aquaporines: = kanaaleiwitten die grote hoeveelheden H20 transportereN -------------- Cystic fibrosis (taaislijmziekte): = levensbedreigende ziekte veroorzaakt door genetisch defect in een transporteiwit ------------------  transport van stoffen  endocytose: transport van buiten  binnen  fagocytose: cel “eten” door vorming van grote vacuolen  pinocytose: cel “drinken” door vorming van kleine blaasjes / vacuolen)  exocytose: transport van binnen  buiten  receptor-gemedieerde endocytose:  een macromolecule (ligand) gebonden aan receptor aan buitenzijde van membraan, die dan samen opgenomen worden via Endocytose 2. signalisatie  signaalmoleculen gevormd door signalerende cellen zorgen voor controle van: o metabolische processen binnen cel o groei + differentiatie van weefsels o synthese + secretie van proteïnen o samenstelling van intra-en intercellulaire milieu  soorten signalisatie: o endocriene: doelwitcellen = ver van de signalerende cellen (hormonen) o Paracriene: doelwitcellen = dicht bij signalerende cellen (groeifactoren) o Autocriene: signalerende cellen reageren zelf op hun gemaakt signaalmoleculen  Signaaltransductie: = mogelijkheid van cel om receptor-ligandinteractie te vertalen in een wijziging van gedrag of genexpressie Gedownload door Lars Verbeken ([email protected])  lOMoARcPSD|47843620  Receptoren in celmembraan  Gelinkt met G-proteïnen:  Ligand (1e boodschapper) bindt zich aan receptor – verandering in conformatie van receptor – G-proteïne (=guanine nucleotide bindend eiwit) geactiveerd – invloed op enzymen of andere eiwitten -- verandering in celmetabolisme of celfunctie  2e boodschappers = cyclisch adenosine monofosfaat (cAMP gevormd door adenylaatcyclase) en Ca 2+ want wanneer hun concentratie stijgt, stimuleren ze de activiteit van doelwitenzymen. Als G-proteïne inactief is, dan enzym “fosfodiësterase” breekt cAMP af  Andere 2e boodschapper = IP3 dat Ca 2+ vrijstelt uit ER die dan bindt op eiwit “calmoduline” die een fysiologisch proces activeert (bv: synthese van NO  relaxatie van gladde spiercellen in cardiovasculair systeem)  = belangrijk voor biologische processen: reukzin + zicht  Te veel aan cAMP in skeletspieren  stimuleert afbraak van glycogeen  Cholera = ziekte als gevolg van choleratoxine die zorgt dat cAMP hoogt blijft met grote hoeveelheden secretie van water + zouten als gevolg  zonder behandeling: dehydratie + dood  Pertusssis (kinkhoest) = ziekte waarbij het pertussistoxine zorgt voor verhoging van adenylaatcyclase  vloeistofophoping in longen  Gelinkt met proteïnekinasen:  Tyrosinekinasen die tyrosineresidus fosforyleren  leidt tot celgroei, proliferatie en differentiatie door activatie van mitogeen-geactiveerde proteïnekinasen (MAPkinasen)  Serine/threonine kinasen die serine/ threonine residus foforyleren  Receptoren in cel  Steroïde hormonen zoals schildklierhormoon die in kern van cel binden doordat ze hydrofoob zijn. 3. Cel-herkenning en celhechting (celadhesie)  Moleculen verantwoordelijk voor celadhesie; o Celadhesie-moleculen (CAMs): zoals N-CAM van een cel, = een membraan- glycoproteïne in zenuwweefsel die zich bindt met ander N-CAM van ander cel o Cadherines: = glycoproteïnen in celmembraan, die in tegenstelling tot N-CAM, Calcium nodig hebben om te werken  Lectinen: = eiwitten met verschillende bindingsplaatsen voor koolhydraten 4. Voortbeweging  Door vorming van membraanuitsteeksel Cytoplasma Bestaat uit:  Celorganellen  Cytoskelet  Andere gevormde bestanddelen ( pigmentkorrels, …) Gedownload door Lars Verbeken ([email protected])  lOMoARcPSD|47843620 1. Celorganellen  Mitochondriën  Bouw:  Dubbele membraan (eigen membraan + membraan van ER)  Grootste deel van aerobe energie-metabolisme  Binnenste membraan: bevat plooien ( “cristae”) voor oppervlaktevergroting + enzymen voor celrespiratie  Binnen: matrix met DNA, ribosomen, eigen RNA, enzymen voor oxidatieve fosforylering  Oorspronkelijk prokaryoot organismen  Aantal mitochondriën = afhankelijk energiebehoefte (bv: in spiercellen = grootst)  Veranderen van vorm door “fusie” (versmelting) of “fissie” (opsplitsing)  Functie:  Celrespiratie  oxidatie van voedsel gebeurt in mitochondriën  = “krachtcentrales” van cel  Oxidatie van glucose: 1 molecule glucose  36 / 38 moleculen ATP o In cytosol – glycolyse (glucose oxideren tot pyruvaat) – pyruvaat getransporteerd naar matrix --- nog keer oxideren tot acetyl co-enzym A o Citroenzuur- of krebs-cyclus waarbij C-atomen geoxideerd worden tot CO2 – energie winnen door de gereduceerde co-enzymen o Elektronentransport: e- van gereduceerde co-enzymen overbrengen naar zuurstof – energie winnen nodig voor actief transport van protonen o Die energie gebruikt voor ATP-synthese (= oxidatieve fosforylering)  Ribosomen  Bouw:  Geen membraan  In groepjes voorkomen “polyribosomen of polysomen”  Opgebouwd uit ribosomaal RNA (rRNA)  Functie:  Eiwitsynthese: samenbrengen van aminozuren tot polypeptideketens (eiwitten)  Bij vrije ribosomen: die eiwitten komen terecht in cytoplasma  Bij ribosomen gebonden aan membranen van ER: komen die eiwitten in ER terecht  Sites van ribosoom belangrijk bij eiwitsynthese: o mRNA-bindende site: o A-site: bindt tRNA met zijn aminozuur o P-site: waar tRNA met groeiende polypeptideketens zich bevindt o E-site: gebruikte tRNA’s verlaten ribosoom  Endoplasmatische reticulum (ER)  Bouw:  Bevat meer dan helft van alle celmembranen  Membranen die ruimten (cisternen) omsluiten  Vormen van ER: o Ruw ER: ribosomen = daaraan gebonden o Glad ER: geen ribosomen Gedownload door Lars Verbeken ([email protected])  lOMoARcPSD|47843620  RER  Eiwitten komen in cisternen + via transportblaasjes naar Golgiapparaat  In cisternen ondergaan eiwitten enkele wijzigingen: o Ze worden geglycosyleerd (toevoegen van koolhydraatketens) o Disulfide-bruggen gemaakt o Polypeptideketens correct opgevouwen o Eiwitten uit #subunits geassembleerd  ENKEL ONGEPLOOIDE + GEASSEMBLEERDE EIWITTEN  GOLGIAPPARAAT!!  SER  = tubulair netwerk met morfologische + functionele diversiteit  Belangrijk voor: o heefProductie van fosfolipiden o Detoxificatie van hydrofobe moleculen (medicijnen, pesticiden,…) o Synthese van steroïden (cholesterol + andere hormonen) o Afbraak van glycogeen + opslag van glucose o Contracties van spiercellen (opslagplaats voor Ca2+)  Detoxificatie:  steunt op proces van hydroxylatie waarbij hydroxylgroep aan hydrofobe molecule gebonden wordt –molecule = meer oplosbaar – gemakkelijk uit lichaam verwijderen  Van organische moleculen: gekatalyseerd door eiwitten van de cytochroom P-450 familie gelegen in SER.  Golgi-apparaat  Bouw:  = systeem met membranen dat platte, ronde zakjes (cisternen) vormen  Onrijpe of cis-zijde: = importzijde  Rijpe of trans-zijde: = exportzijde (hol)  Aan rand van cisternen: blaasjes (vesiculae) snoeren zich af  Functie:  Eiwitten gevormd in RER + verpakt in transportblaasjes worden gevoerd naar Golgiapparaat – versmelten met cis-cisternen, trans-cisternen ,……. --- in trans-afdeling: sorteren + verpakken van eiwitten voor afgifte  Heeft functie in: o Vorming van membranen uit fosfolipiden + eiwitten voor Eigen groei Verpakking van secretieproducten Bijvorming van celmembraan + kernmembraan o vorming van secretieproducten o vorming van hydrolytische enzymen voor lysosomen (vertering) Gedownload door Lars Verbeken ([email protected])  lOMoARcPSD|47843620  endosomen + lysosomen  Bouw:  Lysosomen: = blaasjes met 1 membraan + #verteringsenzymen o Primaire: afgerond + bevatten geen materiaal voor afbraak (debris) o Secundaire: groter, onregelmatig van vorm, ontstaan door fusie + bevatten materiaal in verteringsfase  Endosomen rijpen tot lysosomen wanneer die intra-en intercellulair materiaal wordt opgenomen  Ontdekt via centrifugatie + subcellulaire Fractionatie  Lysosomale enzymen = actief bij Ph < 5  Functie:  Dienen als intracellulaire verteringsapparaat (vetten, koolhydraten, eiwitten..)  Verteren van delen van cytoplasma + organellen (autofagie)  Verteren van vreemde substanties die via endocytose = opgenomen (heterofagie)  Na vertering: via cytosol  hergebruikt of geëxporteerd uit cel  40 lysosomale stapelingsziektes bekend (bv: Hurler syndroom  opstapeling van GAGs)  Peroxisomen  Bouw:  1 membraan + bevatten oxidatieve enzymen + kristallen  Talrijk in leven-en niercellen  Ontstaan door deling  Functie:  Spelen een rol in: o Oxidatieve detoxificatie van schadelijke producten (alcohol, methanol) o Katabolisme van vreemde substanties (D-aminozuren) o Oxidatieve afbraak van (lange) vetzuren  Hebben zuurstof nodig voor katabolische reacties  Genereren waterstofperoxide met enzym “ oxidasen” + breken die af met enzym “catalase”  Peroxisomale ziektes: = ADL gen codeert voor membraaneiwit dat import moet toelaten van een enzym nodig voor afbraak van lange-keten vetzuren 2. Cytoskelet  = complex van draadvormige/buisvormige eiwitstructuren in matrix van cytoplasma  Houdt cel in bepaalde vorm  Ondersteunt vormveranderingen van cel (=morfogenese)  Laat verplaatsingen van cel of organellen toe  Zones van cytoplasma: o Buitenste gebied: rijk aan actine + intermediaire filamenten, weinig organellen (= cortex) o Centraal gelegen gebied: bevat microtubuli + filamenten die gelinkt zijn met elkaar + met organellen + enzymen Gedownload door Lars Verbeken ([email protected])  lOMoARcPSD|47843620  Microfilamenten  vormen bundels voor steun van celstructuren zoals: microvilli + stereocilia  Actine = belangrijkste want meest voorkomende intracellulaire eiwit  = dynamisch: verlengen + verkorten zich  Voorkomen in cel als: o ongepolymeriseerde vorm (G= globulair actine) o microfilament (F= filamenteus actine) waarvan de globulaire delen samengevoegd = tot dubbele helix (via polymerisatie die reversibel is)  in spiercellen: actine + myosine = verantwoordelijk voor contractie  niet spiercellen: actine, een rol in dynamische processen (bv: Endocytose, voorbeweging, …)  menselijk genoom = 6 actine-groepen: o 4 alfa-actines: contractie o Bèta-actine: cellulaire voortbeweging o Gamma-actine: vormen filamenten in stressvezels  Intermediaire filamenten  = sterke, stabiele eiwitfilamenten tussen actinefilamenten + microtubuli  Steungevende functie, MAAR niet rechtstreeks betrokken in celbewegingen  Types = variabel afhankelijk van celtype, daardoor dienen als “merkers” voor die specifieke celtypes  = nuttig bij uitzaaiing van kanker: meegenomen naar andere cellen + zo weten waar oorspronkelijke cel is.  Types intermediaire filamenten: o Cytokeratines: in epitheelcellen + hun derivaten o Vimentine-achtige eiwitten: cellen van mesenchymale oorsprong: Vimentine in fibroblasten, witte bloedcellen + endotheelcellen Desmine in spiercellen Zure fibrillaire proteïnen in gliacellen o Neurofilament-proteïnen: dendrieten + axonen (prikkelgeleiding) o Nucleaire lamines: kern + vormen nucleaire lamina in eukaryote cellen (=meest primitieve intermediare filamenten)  Microtubuli  = holle buisjes die bestaan uit alfa- en bèta-tubuline (= globulaire moleculen die samengevoegd = tot protofilamenten)  13 van protofilamenten: vormen microtubulus  Doubletten: = microtubulus + 1 doublet(cilia + flagella) microtubuli van 10 protofilamenten  Tripletten: = microtubulus + 2 triplet (centriolen + basale lichaampjes) microtubuli van 10 protofilamenten  Vormen kabelsysteem: voortbeweging van organellen in cel  Polariteit geven aan cel, celvorm + celbeweging reguleren, een rol bij mitose  Cellen hebben populaties van microtubuli: o vaste, langlevende microtubuli (in niet-delende cellen) bv:  centrale bundel in cilia + flagellen  in zenuwcellen: steun + kabelsysteem vormen o tijdelijke, kortlevende microtubuli (bij mitose  vorming van spoelfiguur) Gedownload door Lars Verbeken ([email protected])  lOMoARcPSD|47843620  cilia (trilharen) + flagella (zweepharen):  = beweeglijke celuitsteeksels opgebouwd rond microtubuli  = ondersteund door 9 paren microtubuli (doubletten) die 2 centraal gelegen microtubuli omgeven ( = axonema)  Cilia: in groepen, materiaal over oppervlak van cellen transporteren  Flagellen: langer dan cilia, solitair, stuwen cellen voorwaarts (sperma)  Primaire cilia: onbeweegbare cilia, geen centrale microtubuli, als antenne op alle cellen in lichaam (signalen opvangen)  Ciliopathieën: ziektes door cilia (bv: polycysteuze nierziekte waarbij primaire cilia defect is  foutieve celdelingen  cystes ontstaan  Microtubule-associated proteins (MAP’s): eiwitten die assemblage + stabiliteit van microtubuli beïnvloedt – ene groep stabileert, andere groep breekt het af  Colchicine: geneesmiddel gebruikt als antimitotica  Taxol: geneesmiddel die afbraak van microtubuli verhindert bij kankercellen + blokkeert die cellen in mitose (borstkanker)  Centrosoom met 1 paar centriolen (3x9): o Centriolen: 9 tripletten microtubuli in buurt van kern  “centrosoom” voor vorming van spoelfiguur door chromosomen op 1 lijn te brengen + als basaal lichaampje bij ontwikkeling van cilia + flagella  axonema groeien 3. Celinsluitsels  Kunnen opgehoopte producten van metabolisme, opgehoopte secretieproducten die nog moeten uitgescheiden worden of reservemateriaal (bv: glycogeen in levercellen) Celkern  Inleiding  Begrensd door kernomhulsel (kernenvelop) die bestaat uit dubbele membraan  In kernomhulsel: poriën voor transport  Bezit minstens 1 nucleolus (kernlichaampje , productie van ribosomaal RNA)  Bestaat uit kernplasma met chromatinenetwerk (“draden” van DNA  chromosomen)  Chromosomen: = DNA rond eiwitten (histonen = positief geladen eiwitten van 5 types)  Structuur van DNA + chromosomen  DNA: deoxyribonucleic acid, desoxyribonucleïnezuur = nucleïne zuur bestaat uit dubbele helix van 2 polynucleotideketens die bestaat uit “nucleotide” + “nucleoside”  Nucleotide: nucleoside + fosfaat  Nucleoside: suiker (desoxyribose) + N-base = purinebase (bv: Adenine + Guanine ) of pyrimidinebase (bv: cytosine, thymine)  A met T + C met G combineren (=complementariteit) waarvan ene keten van 5’  3’ en andere keten van 3’  5’  Gen: = opeenvolging van basenparen, die erfelijke eigenschappen bepalen  Gen: bevat eiwit-coderende (exonen) + niet-coderende sequenties (intronen)  Nucleosoom: = 2 windingen van DNA-keten rond histonen  solenoïde-vorm (dikke chromatinefibril)  Centromeer: gebied midden van chromosoom die vasthecht aan microtubuli van spoelfiguur tijdens mitose / meiose  Karotype: = specifiek aspect van chromosomen van individu  Diploïde kern: 2 exemplaren van chromosomen (=homologen) -> 2n = 46 waarvan 22 autosomen + 1 paar geslachts-chromosoom  Allelen: = klein verschil in basensequentie van de genen in die chromosomen (elk gen  2 allelen)  Homozygoot: organisme die 2 identieke allelen voor bepaalde gen heeft Gedownload door Lars Verbeken ([email protected])  lOMoARcPSD|47843620  Heterozygoot: organisme die 2 verschillende allelen (dominant + recessief) voor bepaalde gen heeft  Genotype: specifieke set van allelen voor alle genen van individu  Fenotype: fysische eigenschappen -> gevolg van bepaalde genotype (wat je ziet)  Geslachtscellen: = haploïde cellen  Telomeren: stuk DNA op uiteinden van chromatiden  Single nucleotide polymorphisms (SNP’s): = verschillen in genoom door 1 base  DNA fingerprinting: gebruikt voor diagnose van genetische ziektes  DNA-replicatie  = DNA verdubbelen door: o Dubbele helix opensplitsen als een rits o 20-tal enzymen maken nieuwe keten op elk “been” o Replicatie volgens 3’  5’ richting  Eigenschappen: o Betrouwbaarheid: afhankelijk van 3 enzymatische processen:  DNA-polymerase: selecteert gepast nucleotide  Exonuclease: ‘proeflezer’ knipt foute toegevoegde nucleotide  Mismatch-herstel: verbetert overgebleven fouten o Grote snelheid: waarmee proces gebeurd  Telomeren: = niet-coderende DNA- sequenties aan eind van chromosomen die kleiner en kleiner worden bij elk volgende deling  Telomerase: = enzym dat vorming van telomeersequenties katalyseert (in stamcellen -> eicellen + spermatozoïden) bij kankercellen: telomeerlengte = gestabiliseerd  Mutaties  = blijvende veranderingen in basensequenties door fysische verschijnselen (UV-straling,…) of door mutagene stoffen.  Alle kankerverwekkende (carcinogene) stoffen = mutagene stoffen, maar NIET omgekeerd o Puntmutaties: = wijziging in 1 base o Deleties / inserties van basenparen  Ziektes: o Autosomaal recessieve ziekten: sikkelcelanemie o Autosomaal dominante ziekten: Huntington’s ziekte o X-gebonden recessieve ziekten: bij mannen  DNA-transcriptie (kern) 1. vorming van precursor RNA (=primaire transcript)  DNA overschrijven naar RNA (ribonucleic acid = enkelstrengig + bevat ribose)  Stappen van transcriptie:  Initiatie: “oog” gemaakt in dubbele keten van DNA  Elongatie: RNA-polymerase bindt juiste nucleotide met streng die 3’ 5’ richting gaat + groeit er een RNA-keten in 5’ 3’ richting  Terminatie: bepaalde sequentie van DNA = verkregen  Promotor: = DNA-sequentie die specifieert waar RNA-polymerase moet binden + transcriptie begint  Transcriptiefactoren: = DNA-bindende eiwitten die binding van promotor + RNA-polymerase controleert  goeie transcriptie  i.p.v. T (thymine)  U (uracil) Gedownload door Lars Verbeken ([email protected])  lOMoARcPSD|47843620 2. RNA processing: omzetten van precursor RNA  mRNA  Intronen: stukken in RNA die niet vertaald =  mRNA, dus weggeknipt (=RNA-splicing door spliceosoom) Overblijvende exonen  aan elkaar gehecht = messenger RNA (mRNA)  Translatie (cytoplasma)  mRNA vertaald in een eiwit  codon: = set van 3 opeenvolgende basen in mRNA die code = voor 1 aminozuur  anticodon: = codon-bindingsplaats van tRNA  stappen van translatie:  initiatie: startcodon (AUG)  elongatie: 1. binding aan A-site van ribosoom 2. binding aan P-site 3. binding aan E-site  terminatie: stopcodon (UAG,UGA, UAA)  regulatie van genexpressie - ‘junk’ DNA: = DNA niet coderend voor eiwitten - Regulatie genexpressie bij prokaryoten ≠ eukaryoten: o Eukaryote genomen = groter dan bij prokaryoten o Bij eukaryoten: meer ‘junk’ DNA o Transcriptie + translaten = gescheiden zowel in tijd als in plaats door compartimentering van eukaryote cel o Verschillende niveaus van DNA bestaan alleen in eukaryoten - Controle van genexpressie bij eukaryoten  #niveaus: o Op niveau van genoom:  Gen-deletie: = verwijderen van genen waarvan producten niet nodig zijn  Decondensatie van chromatine: nodig voor transcriptie  DNA methylatie: -CH3 groep op cytosinegroepen in DNA kan transcriptie onderdrukken (bv: bij 2e X-chromosoom bij vrouwen)  Chromatine remodellering: wijzigen van chromatine-structuur door histonen + andere eiwitten o Op niveau van transcriptie:  Interactie transcriptiefactoren + RNA-polymerase met promotor  Enhancers: = DNA-coderende-sequenties die transcriptie stimuleren  Silencers: =”””””””””””””””””””””””””””””””””””””””””””” inhiberen  Activators: = transcriptiefactor die bindt op enhancers  Repressors: = “””””””””””””””””””””””””””” silencers o Op post-transcriptie-niveau:  Alternatieve RNA splicing: = veel mRNA’s maken uit hetzelfde primaire transcript  Mechanismen (ijzer ferritine): die behoefte van bepaald mRNA te vertalen in zijn eiwitproduct  MicroRNA’s: die expressie van specifieke genen down-reguleren door aan hun mRNA te binden of translatie ervan verhinderen Gedownload door Lars Verbeken ([email protected])  lOMoARcPSD|47843620 o Op post-translationeel niveau: eiwit wordt gemodificeerd vooraleer zijn functie uitvoert Post-translationele modificaties:  Verwijderen van aantal aminozuren (bv: insuline)  Verwijderen van signaalsequenties die eiwit naar cellulaire compartiment geleiden  Fosforylatie + defosforylatie: om controle over activiteit van eiwit  Glycosylatie: voor secretie of integratie in plasmamembraan  Mechanismen die afbraak van eiwitten controleren in lysosoom. MAAR ook in cytosol waar ubiquitine gebonden wordt aan de te afbreken eiwit  Moleculaire chaperones: die polypeptiden opvouwen tot eiwit ----- Alzheimer: = fout in opvouwen van polypeptiden -----BSE + ziekte van Creutzfeldt-Jacob: = prion-ziektes (prion = niet-correct geplooide versie van cellulair eiwit) Celcyclus, celdeling + celdood  Celcyclus - Fasen: o G1 = RNA- en eiwitsynthese o S = synthese van DNA o G2 = RNA-en eiwitsynthese o M = kern- en celdeling  Mitose - Profase: condensatie van chromosoomfibrellen tot chromosomen (2 zusterchromatiden = verbonden aan centromeer) + vorming van spoelfiguur tussen centriolenparen - Prometafase: verdwijnen van kernmembraan + vorming van spoelvezels + verplaatsing van chromosomen naar equatoriale vlak - Metafase: chromosomen in equatoriale vlak - Anafase: zusterchromatiden splitsen in centromeergebied + gaan elk na een pool - Telofase: spoelfiguur ontmanteld, chromosomen decondenseren, kernmembraan gevormd  Meiose / rijpingsdeling (gameten) - Bestaat uit reductiedeling + mitotische deling - Profase I: homologe chromosomen = samengebracht (crossing-over) - Prometafase I: nucleolus + kernmembraan verdwijnen - Metafase I: chromosomen liggen samen met centromeren op evenaar van equatoriale vlak - Anafase I: chromosomen gaan naar tegenoverliggende polen - Telofase I: geen kernmembraan, chromosomen = gecontraheerd ----- aantal chromosomen = gehalveerd  haploïde cellen --------------- + pg 50  52 lezen Gedownload door Lars Verbeken ([email protected])