Toetsstof P6 Samenvatting PDF

**Toetsstof P6** **Leerdoelen Week 1** **Bacteriën** **Algemene Kenmerken van Bacteriën:** - Domein: Bacteriën behoren tot een oud domein en verschillen aanzienlijk van eukaryoten. - Phylogenie: Ze divergeerden al vroeg van andere levensvormen en hebben diverse niches op aarde. - Horizontale genoverdracht: Mitochondriën en chloroplasten in eukaryotische cellen waren oorspronkelijk bacteriën die via endosymbiose in cellen zijn geïntegreerd. **Endosymbiose** is het verschijnsel waarbij een organisme (de endosymbiont) symbiotisch leeft in de cellen of in het lichaam van een gastheerorganisme. De meest nauwe vorm van symbiose is endocytobiose, waarbij een endosymbiotische partner intracellulair in een gastheer leeft. Door endosymbiotische genoverdracht (EGT, dit is te vergelijken met horizontale of laterale genoverdracht, HGT) wordt vaak een gedeelte van het erfelijke materiaal van de endosymbiont overgedragen naar het cytoplasma en de celkern van de gastheer. De gastheer levert de voor de endosymbiont noodzakelijke eiwitten. **Structuur en Eigenschappen:** - Grootte: Bacteriën zijn ongeveer 10 keer kleiner dan eukaryotische cellen. - DNA: - Georganiseerd in een nucleoid-regio (geen echte kern). - Bestaat uit een cirkelvormige DNA-lus en extra DNA in plasmiden. - Geen introns; al het DNA heeft een functie. - Celwand: - Bestaat uit peptidoglycaan, een polysacharide met sterke crosslinks. - Verschilt van celwanden van planten en schimmels. - Penicilline vernietigt deze celwand door gaten in het peptidoglycaan te maken. - Buitenste lagen: - Een capsule van polysachariden, soms met pili voor hechting. - Flagellen zorgen voor beweging. Afbeelding met schermopname, tekening, illustratie, ontwerp Automatisch gegenereerde beschrijving **Morfologie en Classificatie:** - Vormen: Cocci (bolvormig), bacilli (staafvormig), spiraalvormig. - Gramkleuring: - Gram-positief: dikkere laag peptidoglycaan buiten het plasmamembraan. - Gram-negatief: extra buitenmembraan bovenop het peptidoglycaan, moeilijker te bestrijden met antibiotica. ![Afbeelding met tekst, schermopname, diagram, ontwerp Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image2.png) **Metabolisme en Voeding:** - Energiewinning: - Fototroof: halen energie uit licht. - Lithotroof: halen energie uit anorganische verbindingen. - Organotroof: halen energie uit organische verbindingen. - Koolstofbron: - Autotroof: gebruiken koolstof uit de atmosfeer. - Heterotroof: gebruiken organische verbindingen als koolstofbron. - Voorbeelden: - Fotoautotrofen: zoals blauwalgen (energie uit licht, koolstof uit de lucht). - Chemoheterotrofen: zoals E. coli (energie en koolstof uit voedsel). **Voortplanting:** - Binaire splijting: - Simpel proces van deling waarbij genetisch identieke bacteriën ontstaan. - Ze kunnen snel reproduceren, soms binnen 20 minuten. - Genetische variatie: - Transformatie: opnemen van DNA uit de omgeving. - Conjugatie: overdracht van plasmiden tussen bacteriën via pili. - Transductie: overdracht van DNA via virussen. **Communicatie en Gedrag:** - Quorumsensing: - Bacteriën communiceren via autoinducers (chemische signalen). - Bij voldoende populatiegrootte activeren deze signalen genexpressie, zoals het luciferase-gen dat licht produceert. - Dit mechanisme speelt een rol bij biofilms en ziekten. **Archaea** **Algemene Kenmerken** **Ontdekking**: - Archaea werden alleen gevonden in extreme omgevingen zoals de hete bronnen van Yellowstone Park, de Grote Zoutvlakte en moerassen. - Met behulp van PCR (polymerase chain reaction) werd ontdekt dat 10% van het leven in oceanen Archaea zijn. **Fylogenetische positie**: - Archaea zijn meer verwant aan eukaryoten dan aan bacteriën. - Er vindt horizontale genoverdracht plaats, bijvoorbeeld via mitochondriën. **Structuur** **Prokaryotische kenmerken**: - Geen celkern of organellen zoals mitochondriën of Golgi-apparaat. - DNA is georganiseerd in een DNA-regio en heeft een cirkelvormige structuur zonder intronen. **Celwand en membraan**: - De celwand bevat geen peptidoglycaan maar een S-laag. - Hun membraan bevat unieke fosfolipiden met etherverbindingen en vertakte hydrocarbonketens. Deze maken ze bestand tegen extreme temperaturen en pH-waarden. Afbeelding met schermopname, Kleurrijkheid, cirkel, ontwerp Automatisch gegenereerde beschrijving **Metabolisme** **Diversiteit**: Net als bacteriën hebben archaebacteriën verschillende manieren om energie te verkrijgen. **Typen**: - **Fototrofen**: Gebruiken lichtenergie, zoals halobacteriën in zoutconcentraties. - **Lithotrofen**: Breken anorganische stoffen af, zoals methanogenen die methaangas produceren in de darmen van koeien. - **Organotrofen**: Breken organisch materiaal af, zoals sulfolobus in de hete bronnen van Yellowstone. **Voortplanting** **Binaire deling**: - Ze reproduceren door hun DNA te kopiëren en zich in tweeën te splitsen, vergelijkbaar met bacteriën. - Genetische variatie ontstaat door **plasmiden** en mutaties. **Belangrijke Rollen** **In ecosystemen**: In de darmen van koeien en termieten helpen ze bij het verteren van cellulose. **Toepassingen**: Ze worden gebruikt bij afvalverwerking, biogasproductie en andere industriële processen. **Unieke Eigenschappen** **Leefomgevingen**: - Hoewel ze vaak in extreme omgevingen leven, komen archaebacteriën ook overal op aarde voor. **Relatie tot andere levensvormen**: - Ze lijken qua structuur op bacteriën maar zijn genetisch nauwer verwant aan eukaryoten. **Protisten** **Wat zijn Protisten?** - Protisten zijn eukaryoten (organismen met een celkern) die niet onder de categorieën planten, dieren of schimmels vallen. - Het begrip \"protisten\" wordt vaak gezien als een verzamelterm, omdat het een diverse groep omvat zonder duidelijke evolutionaire verwantschappen. **Diversiteit:** - De groep bevat organismen zoals paramecia, plasmodium (malariaparasiet), euglena, dinoflagellaten en kelp. - Protisten kunnen zowel eencellig als meercellig zijn, maar hebben geen gespecialiseerde weefsels. **Algemene Kenmerken** **Structuur:** - Protisten zijn eukaryoten met organellen zoals een celkern. - Ze hebben geen complexe weefsels, maar bestaan uit cellen die samenwerken. **Leefomgeving**: Ze leven in allerlei omgevingen en vervullen diverse ecologische rollen. **Metabolisme:** - Fototrofen: Maken hun eigen voedsel via fotosynthese (bijvoorbeeld euglena en kelp). - Organotrofen: Voeden zich met andere organismen (bijvoorbeeld plasmodium en amoeben). **Voortplanting** - Aseksueel: Bijvoorbeeld binaire splijting zoals bij paramecia. - Seksueel: Sommige protisten combineren genetisch materiaal via conjugatie of hebben seksuele voortplanting. - Complexe cycli: Slijmzwammen hebben aseksuele, seksuele en sociale fasen in hun levenscyclus. **Ecologische belang** - Kelpwouden in oceanen bieden habitats en stabiliteit aan ecosystemen. - Dinoflagellaten veroorzaken fenomeen zoals de \"rode getijden\" (bloei van schadelijke algen). **Industriële belang:** Diatomeeën produceren siliciumdioxide en worden gebruikt in producten zoals tandpasta (diatomeeënaarde). **Belangrijkste punten:** **Protisten zijn eukaryoten die niet tot de planten, dieren of schimmels behoren.** **Hun diversiteit biedt inzicht in evolutionaire processen en ecologische rollen** 1. **De huidige indeling in drie rijken uitleggen en hieraan de endo-symbiosetheorie bij het ontstaan van eukaryote cellen koppelen.** 22.6 & fig. 25.10 De drie domeinen Het huidige systeem classificeert al het leven in drie domeinen: - **Bacteriën** Dit domein omvat prokaryoten met een eenvoudige celstructuur zonder celkern. Ze hebben diverse metabolische mogelijkheden, zoals fotosynthese en stikstoffixatie. - **Archaea** Ook prokaryoten, maar genetisch en biochemisch verschillend van bacteriën. Veel Archaea leven in extreme omgevingen zoals hete bronnen of zoutmeren. - **Eukaryoten** Organismen met cellen die een kern en membraangebonden organellen bevatten. Dit domein omvat dieren, planten, fungi en protisten. Relaties tussen domeinen: - rRNA-analyses suggereren dat eukaryoten nauwer verwant zijn aan archaea. - Sommige genen in eukaryoten lijken echter meer op bacteriële genen, wat wijst op een complexe evolutionaire geschiedenis. **Horizontale Genoverdracht** Wat is horizontale genoverdracht? Een proces waarbij genen worden overgedragen tussen verschillende soorten, in plaats van door verticale overerving (ouder op nakomeling). - Mechanismen zijn onder andere - Uitwisseling van plasmiden - Viraal geïnfecteerde genoverdracht - Endosymbiose, waarbij een organisme een ander organisme opneemt. Voorbeelden en impact - Aphids (plantluizen) hebben genen voor carotenoïde-synthese verkregen van schimmels via horizontale genoverdracht. Dit stelt hen in staat pigmenten te maken, een eigenschap die normaal ontbreekt bij dieren. - Algen zoals Galdieria sulphuraria hebben genen van bacteriën en archaea ontvangen, waardoor ze kunnen overleven in extreme omgevingen. Fylogenetische implicatie De vroege geschiedenis van het leven wordt soms voorgesteld als een \"tangled web\" in plaats van een klassieke boom. Dit benadrukt de rol van horizontale genoverdracht in de evolutionaire geschiedenis. **Belangrijke Concepten en Terminologie** - rRNA Ribosomaal RNA wordt vaak gebruikt in fylogenetische analyses vanwege de langzame evolutionaire veranderingen. - Endosymbiose Het proces waarbij mitochondriën en chloroplasten oorspronkelijk vrij levende bacteriën waren die een symbiotische relatie aangingen met eukaryotische cellen. - Fylogenetische bomen Diagrammen die evolutionaire relaties tonen tussen soorten op basis van genetische en morfologische gegevens. - Horizontal gene transfer (horizontale genoverdracht) Een proces dat de overdracht van genen tussen verschillende soorten mogelijk maakt. ![Afbeelding met tekst, voedsel Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image4.png)Afbeelding met tekst, fruit, voedsel Automatisch gegenereerde beschrijving **De Endosymbiosetheorie** De endosymbiosetheorie verklaart het ontstaan van eukaryote cellen vanuit symbiotische relaties tussen primitieve prokaryote cellen - Basisprincipe Een vroege eukaryotische cel zonder organellen nam een aerobe bacterie op via fagocytose. In plaats van deze te verteren, ontstond een symbiotische relatie, waarbij de bacterie zich ontwikkelde tot een mitochondrion. - Later werd een fotosynthetische bacterie opgenomen, die zich ontwikkelde tot een chloroplast. **Bewijs voor de theorie** - Mitochondriën en chloroplasten hebben **hun eigen DNA** dat cirkelvormig is, net als bij prokaryoten. - Deze organellen hebben **dubbele membranen**, wat suggereert dat ze oorspronkelijk zelfstandig levende cellen waren. - De ribosomen in mitochondriën en chloroplasten lijken meer op die van prokaryoten dan op de ribosomen van eukaryoten. **Koppeling van de domeinen aan de Endosymbiosetheorie** - Bacteria De voorlopers van mitochondriën en chloroplasten waren waarschijnlijk bacteriën. Bijvoorbeeld, mitochondriën zijn verwant aan aerobe proteobacteriën, en chloroplasten zijn verwant aan cyanobacteriën. - Archaea Fylogenetische analyses tonen aan dat de kern van eukaryote cellen genetisch nauwer verwant is aan archaea. Dit suggereert dat eukaryoten zijn ontstaan uit een symbiose tussen een archaeon en een bacterie. - Eukarya De opname van bacteriën door een vroege archaeon leidde tot de complexe celstructuur die kenmerkend is voor eukaryoten, met organellen zoals mitochondriën en chloroplasten. **Conclusie** De indeling in de drie domeinen (Bacteria, Archaea, en Eukarya) weerspiegelt de evolutionaire geschiedenis van het leven en wordt ondersteund door de endosymbiosetheorie, die verklaart hoe prokaryote cellen samenwerkten om eukaryote cellen te vormen. Deze theorie benadrukt de rol van symbiose en horizontale genoverdracht in de evolutie van complexe levensvormen. 2. **Uitleggen op welke manier structurele aanpassingen en reproductie bijdraagt aan het succes van prokaryoten en hiervan voorbeelden geven.** 27.1 & 27.2 **Structurele Aanpassingen** - Grote verschil tussen de eukaryoten en de prokaryoten is dat de prokaryoten geen celkern hebben - Prokaryoten hebben een celwand die hun vorm behoudt, de cel beschermt, en voorkomt dat ze barsten in een hypotone omgeving (lage osmotische omgeving) - Peptidoglycaan is een belangrijk component in de celwand van bacteriën, terwijl archaea een andere structuur hebben zonder peptidoglycaan. - Gramkleuring onderscheidt bacteriën op basis van de celwandstructuur: - **Gram-positieve bacteriën**: Een dikke peptidoglycaanlaag. - **Gram-negatieve bacteriën**: Een dunne peptidoglycaanlaag en een buitenmembraan dat lipopolysachariden bevat. **Kapsel en Slijmlaag** Veel prokaryoten hebben een kapsel of slijmlaag van polysachariden of eiwitten die hen helpt hechten aan oppervlakken en bescherming biedt tegen uitdroging en immuunsystemen. **Endosporen** Sommige bacteriën vormen endosporen om te overleven in ongunstige omstandigheden. Deze structuren zijn extreem duurzaam en kunnen inactief blijven tot de omgeving verbetert. **Fimbriae en Pili** - Fimbriae zijn korte, talrijke structuren die helpen bij hechting aan oppervlakken of andere cellen. Vormen biofilm. - Pili, ook wel sex pili genoemd, spelen een rol bij genetische overdracht tussen cellen. **Flagellen** Veel prokaryoten bewegen zich voort met flagellen, die zich structureel en functioneel onderscheiden van die van eukaryoten. Ze gebruiken een motormechanisme aangedreven door protonen. **Speciale Membranen** Sommige prokaryoten hebben gespecialiseerde membranen, zoals: - Respiratoire membranen voor aerobe ademhaling. - Thylakoïde membranen in fotosynthetische soorten. **DNA-Organisatie** - Circulair Chromosoom Prokaryoten hebben een enkel circulair chromosoom dat zich bevindt in een nucleoide-regio, die niet omgeven is door een membraan. - Dit DNA bevat alle essentiële genen die nodig zijn voor overleving en reproductie. **Plasmiden** Kleine, circulaire DNA-moleculen die onafhankelijke genen bevatten, zoals resistentie tegen antibiotica (R-plasmiden). Plasmiden kunnen doorgegeven worden via horizontale genoverdracht, zoals conjugatie. **Geen Introns** Het DNA van prokaryoten bevat geen introns (niet-coderende sequenties), waardoor genen direct kunnen worden afgelezen. **Reproductie** - Binaire Splijting Prokaryoten reproduceren zich door binaire splijting, een proces waarbij één cel zich in twee identieke dochtercellen splitst. Dit kan onder ideale omstandigheden elke 20 minuten plaatsvinden. **Snelle Mutaties** Hoewel mutaties zeldzaam zijn per gen, zorgen de grote populaties en korte generatiecycli voor snelle genetische variatie. Dit maakt snelle evolutie mogelijk. **Genetische Recombinatie** Prokaryoten kunnen DNA uitwisselen via: - **Transformatie**: Opname van DNA uit de omgeving. - **Transductie**: Overdracht van DNA door bacteriofagen. - **Conjugatie**: Directe overdracht van DNA tussen cellen via een pilus. - **R(resistence)-plasmiden** Prokaryoten kunnen R-plasmiden bezitten, die genen voor antibioticaresistentie dragen. Deze plasmiden kunnen worden overgedragen via conjugatie, wat leidt tot snelle verspreiding van resistentie. - **F (fertility)-plasmiden:** Genen om te kunnen samensmelten **Voordelen van Snelheid** Dankzij korte generatietijden en grote populaties ontstaan mutaties snel, waardoor prokaryoten zich snel aanpassen aan veranderende omgevingen. **Bijdrage aan Succes** - Structurele aanpassingen, zoals kapsels, flagellen en endosporen, stellen prokaryoten in staat extreme omgevingen te overleven. - Snelle reproductie en genetische variatie vergroten hun aanpassingsvermogen, waardoor ze succesvol zijn in diverse habitats. - Horizontale genoverdracht bevordert genetische diversiteit en evolutie, zelfs zonder seksuele voortplanting. **Alle Onderdelen van de Bacterie** 1\. Celwand: Beschermt en behoudt de celvorm. 2\. Plasmamembraan: Zorgt voor transport en metabolisme. 3\. Cytoplasma: Bevat ribosomen en opgeloste enzymen voor metabole processen. 4\. Nucleoid: Bevat het circulaire DNA. 5\. Plasmiden: Extra genetische elementen. 6\. Ribosomen: Betrokken bij eiwitsynthese. 7\. Fimbriae en Pili: Hulp bij hechting en DNA-uitwisseling. 8\. Flagel: Zorgt voor beweging. 9\. Endosporen: Beschermt de cel in extreme omstandigheden. Conclusie Prokaryoten blinken uit in hun vermogen om zich aan te passen en te overleven dankzij: - Structurele aanpassingen zoals celwanden, flagellen en endosporen. - Efficiënte reproductie via binaire splijting en genetische variatie door horizontale genoverdracht. - Eenvoudige, maar effectieve DNA-organisatie met plasmiden die resistentie en andere eigenschappen kunnen verspreiden. 3. **De belangrijkste kenmerken, overeenkomsten en verschillen tussen de twee klassen prokaryoten en hun belang benoemen.** 27.4 t/m 27.6 **27.4: Diversiteit in Prokaryoten** Moleculaire Systematiek: - Prokaryoten zijn verdeeld in twee domeinen: Bacteria en Archaea. - Moleculaire gegevens tonen aan dat archaea genetisch nauwer verwant zijn aan eukaryoten. **Kenmerken van Bacteria en Archaea:** - Bacteria Bevat peptidoglycaan in de celwand, grote diversiteit in metabolisme (bijv. proteobacteriën, cyanobacteriën). - Archaea Extreem aangepast, zoals halofielen en thermofielen, zonder peptidoglycaan. Ze lijken genetisch meer op eukaryoten. Evolutie en Horizontale Genoverdracht Prokaryoten hebben genen uitgewisseld via horizontale genoverdracht, wat leidde tot genetische diversiteit en adaptieve voordelen. **27.5: Prokaryoten in de Biosfeer** Chemische Recycling Prokaryoten recyclen elementen zoals koolstof en stikstof via chemoheterotrofe afbraak en stikstoffixatie. **Symbiose** Prokaryoten vormen symbiotische relaties met andere organismen: - **Mutualisme**: Beide organismen hebben voordeel. Darmbacteriën die helpen bij vertering. - **Commensalisme**: Een organisme heeft voordeel en de ander geen voordeel of nadeel. - **Parasitisme**: Een organisme heeft voordeel en het ander nadeel. Ziekteverwekkers zoals Mycobacterium tuberculose **27.6: Prokaryoten en de Mens** Industrie en Technologie Prokaryoten worden gebruikt voor biotechnologie (bijv. CRISPR-CAS), voedselproductie en bioremediatie. Gezondheid Pathogene bacteriën produceren exotoxinen of endotoxinen, wat leidt tot ziekten zoals cholera en tuberculose. Eukaryoten Supergroepen Naast Bacteriën en Archaea is er enorme diversiteit binnen de eukaryoten, Protisten, ingedeeld in vier grote supergroepen: - Excavata - SAR - Archaeplastida - Unikonta ![Afbeelding met tekst, schermopname, buitenshuis Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image6.png) 4. **Voorbeelden van verschillende protisten noemen en hun belang in ecologische gemeenschappen uitleggen.** 28.1, 28.6 & fig. 28.5 Protisten zijn een diverse groep eukaryoten die een grote rol speelt in ecologische gemeenschappen. Ze kunnen worden onderverdeeld in vier supergroepen: **Excavata**, **SAR**, **Archaeplastida** en **Unikonta**. Voorbeelden en Belangrijke Rollen Symbiotische Protisten - Dinoflagellaten: - Symbiose met koraalrifpoliepen. Ze voorzien koralen van voedingsstoffen via fotosynthese, wat bijdraagt aan de biodiversiteit van koraalriffen. - Coral bleaching (verlies van dinoflagellaten) leidt tot sterfte van koralen en vermindert de diversiteit in rifgemeenschappen. - Hypermastigoten: - Leven in de darmen van termieten en helpen bij de vertering van hout. Zonder deze protisten zouden termieten niet kunnen overleven. - Plasmodium - Verwekker van malaria. Heeft een negatieve impact op menselijke samenlevingen door economische verliezen en gezondheidsproblemen. Fotosynthetische Protisten: - Diatomeeën Essentiële producenten in mariene ecosystemen. Ze vormen de basis van voedselwebben door koolstofdioxide om te zetten in organische verbindingen. - Groene en Rode Algen Voorouders van landplanten. Ze bieden voedsel en zuurstof in aquatische gemeenschappen. - Bruine Algen Inclusief kelpwouden die schuilplaatsen bieden aan talloze mariene soorten. **Heterotrofe Protisten** - Protisten die organische stoffen opnemen, afhankelijk van de beschikbaarheid van voedingsstoffen. - Amoebozoa (bijv. Amoeben) - Voeden zich door fagocytose, waarbij ze andere protisten of organisch materiaal opnemen. - Ciliaten (bijv. Paramecium) - Complexe protisten die bacteriën en andere kleine organismen consumeren. Ze spelen een rol in het recyclen van voedingsstoffen. **Mixotrofe Protisten** - Protisten die zowel fotosynthese uitvoeren (**autotroof**) als organische stoffen opnemen (**heterotroof**), afhankelijk van de beschikbaarheid van licht of voedingsstoffen. - Euglena Kan autotroof zijn bij voldoende licht, maar schakelt over naar heterotrofe voeding in donkere omstandigheden. - Dinoflagellaten Sommige soorten zijn mixotroof en ondersteunen de flexibiliteit in hun voedingsstrategie in veranderende omgevingen. Ecologisch Belang - Mixotrofen bieden een flexibele voedingsstrategie die hen in staat stelt te overleven in dynamische ecosystemen, zoals oceanen met wisselende licht- en nutriëntenniveaus. - Ze dragen bij aan zowel primaire productie (via fotosynthese) als nutriëntenrecycling (door organisch materiaal af te breken). - Dankzij mixotrofie kunnen bepaalde protisten functioneren als zowel producenten als consumenten, waardoor ze een dubbele rol vervullen in voedselketens en ecosystemen. - Protisten zoals diatomeeën en dinoflagellaten produceren een groot deel van de zuurstof op aarde en dienen als basis van mariene voedselketens. Ongeveer 30% van de wereldwijde fotosynthese wordt door aquatische protisten uitgevoerd - Protisten recyclen koolstof, stikstof en andere elementen via hun metabolische processen. Dit ondersteunt aquatische en terrestrische ecosystemen. Symbiotische Relaties Protisten helpen soorten zoals koralen en termieten te overleven, waardoor ze een indirecte invloed hebben op hun respectieve ecosystemen. Impact van Klimaatverandering Door stijgende temperaturen en verminderde nutriëntentoevoer kunnen protistische producenten in oceanen afnemen, wat voedselketens verstoort en het koolstofcyclusproces beïnvloedt. Afbeelding met tekst, schermopname, Parallel, diagram Automatisch gegenereerde beschrijving 5. **De basale structuur en replicatie van virussen uitleggen en beschrijven op welke manieren virussen pathogeen kunnen zijn voor zowel dieren als planten.** 26 Basale Structuur van Virussen Virussen zijn geen levende organismen en worden vaak omschreven als \" intracellulaire parasieten\" omdat ze afhankelijk zijn van gastheercellen voor replicatie. Hun structuur bestaat uit: - **Genetisch Materiaal** - DNA of RNA, dat enkelstrengs (ss) of dubbelstrengs (ds) kan zijn. - Kan lineair of circulair zijn, afhankelijk van het type virus. - HIV heeft enkelstrengs RNA. - Herpes simplex virus heeft dubbelstrengs DNA. - **Capside** - Een eiwitmantel bestaande uit capsomeren. - Beschermt het genetisch materiaal tegen afbraak. - **Virale Envelop (optioneel)** - Sommige virussen, zoals het influenzavirus, hebben een envelop van lipiden en glycoproteïnen, afgeleid van de gastheercel. - De envelop speelt een rol bij aanhechting en binnendringen van de gastheercel. - **Speciale Enzymen** Retrovirussen, zoals HIV, bevatten enzymen zoals reverse transcriptase om RNA naar DNA te converteren. - ![Afbeelding met tekst, schermopname Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image8.png) **Replicatie van Virussen** De replicatie van virussen vindt plaats in gastheercellen en omvat verschillende stappen: - **Hechting (Attachment)** - Virussen binden aan specifieke receptoren op de gastheercel. - Deze specificiteit bepaalt welke cellen of organismen een virus kan infecteren. - **Penetratie (Entry)** - Virale genen worden geïnjecteerd of het hele virus wordt opgenomen door endocytose. - Bij enveloppevirussen fuseert de virale envelop met het celmembraan. - **Synthese** - Het genetisch materiaal van het virus wordt gerepliceerd. - Gastheercellen produceren virale eiwitten en genen, vaak ten koste van hun eigen processen. - **Assemblage** - Virale componenten zoals capsomeren en genetisch materiaal worden geassembleerd tot nieuwe virions. - **Release** - **Lytische cyclus** Virions worden vrijgegeven door cellysis, waarbij de gastheercel sterft, hierbij is er sprake van productie van fagen. - **Lysogene cyclus** Het virale genoom integreert in het gastheergenoom (**profaag of provirus**) en kan inactief blijven totdat het wordt geactiveerd door stressfactoren zoals UV-straling. - **Temperate phages** Kunnen beide pathways in de cel induceren. Afbeelding met tekst Automatisch gegenereerde beschrijving **Pathogeniteit van Virussen** - **Bij dieren** - Cellulaire Mechanismen - Celdood Direct door lysis of door apoptose. - Blokkade van eiwitsynthese Gastheercellen produceren virale in plaats van eigen eiwitten. - Systemische Effecten - Overactieve immuunrespons veroorzaakt symptomen zoals koorts en ontsteking. - Chronische infecties, zoals bij HIV, leiden tot immuundeficiëntie. - Voorbeelden - Influenzavirus Tast het ademhalingssysteem aan. Hoge mutatiesnelheid vereist jaarlijkse vaccins. - HIV Infecteert CD4+ T-cellen, leidt tot immuunuitputting. - Rabiësvirus Tast het zenuwstelsel aan, meestal dodelijk zonder behandeling. - **Bij Planten** - Infectieprocessen - Horizontale transmissie Via vectoren zoals insecten. - Verticale transmissie Via besmette zaden of stekken. - Symptomen - Bladvlekken groeistilstand en beschadigde bloemen of vruchten. - Verlies van fotosynthesecapaciteit. - Voorbeelden - Tabaksmozaïekvirus (TMV) Veroorzaakt vlekken op bladeren en groeireductie. - Citrus tristeza-virus Leidt tot sterfte van citrusbomen. - Prions zijn besmettelijke eiwitten **Bacteriofagen** Speciale Virussen voor Bacteriën Bacteriofagen, of kortweg fagen, zijn virussen die bacteriën infecteren. Ze hebben unieke structuren en replicatiecycli **Structuur van Bacteriofagen** - Kop Bevat het genetisch materiaal. - Staart Injecteert DNA in bacteriën. - Staartvezels Binden aan specifieke receptoren op bacteriën. **Replicatiecycli** - **Lytische cyclus** Gastheercel wordt vernietigd en nieuwe fagen worden vrijgegeven. - **Lysogene cyclus** Faag-DNA integreert in het bacteriële genoom als **profaag** en kan latente infecties veroorzaken. - Verdediging van bacterie tegen faag CRISPR-CAS en restrictie-enzymen **Ecologische en Medische Betekenis** - Reguleren van bacteriële populaties in ecosystemen. - Toepassingen in bacteriofaagtherapie tegen antibioticaresistente bacteriën. 6. **De belangrijkste kenmerken als structuur, groei en multiplicatie van schimmels uitleggen en belang van schimmels uitleggen.** 31.1, 31.2, 31.5 **Belangrijkste kenmerken van schimmels** - Heterotrofen Schimmels zijn heterotrofen die voedingsstoffen opnemen door absorptie. Ze scheiden enzymen uit die complexe organische stoffen afbreken tot eenvoudige moleculen. - Hyfen en Mycelium Schimmels bestaan uit een netwerk van dunne, vertakte draden, genaamd hyfen. Deze vormen samen een mycelium, dat zorgt voor een maximale opname van voedingsstoffen. - Mycorrhizae Veel schimmels vormen mycorrhizae, een symbiose met plantenwortels, waarbij schimmels voedingsstoffen (zoals fosfaat) leveren aan planten in ruil voor koolhydraten. **Celwand en Hyfen** - Chitine De celwanden van schimmels bevatten chitine, een sterk polysacharide dat structurele sterkte biedt en beschermt tegen osmotische druk. - Hyfen Schimmels zijn opgebouwd uit dunne filamenten genaamd hyfen, die samen een netwerk vormen: het mycelium. - Septa Veel schimmels hebben hyfen met dwarswanden (septa) die cellen scheiden, met poriën voor cytoplasmatische uitwisseling. - Coenocytic fungi Sommige schimmels hebben geen septa, waardoor ze een continu cytoplasma met meerdere kernen hebben (coenocytisch). **Mycorrhizae** - **Arbuscules** Hiermee wisselen de schimmels voedingsstoffen uit met de plant host - **Ectomycorrhizal** fungi Vormt een mantel rond wortels en groeit tussen de cellen in de wortelschors, wat de opname van voedingsstoffen (zoals fosfaten) vergemakkelijkt. - **Arbuscular** mycorrhizal fungi Dringt de wortelcellen van planten binnen en vormt arbusculen, gespecialiseerde structuren voor de uitwisseling van voedingsstoffen. ![Afbeelding met vliegtuig Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image10.png) **Geslachtelijke Voortplanting** - Chemische communicatie Schimmels gebruiken feromonen om genetisch compatibele partners te herkennen. - **Belangrijke stadia** - **Plasmogamy** Fusie van het cytoplasma van twee schimmelcellen zonder kernfusie. - **Heterokaryon** Een toestand waarin twee genetisch verschillende kernen in hetzelfde cytoplasma aanwezig zijn. - **Dikaryotisch** Cellen bevatten twee kernen, één van elke ouder. - **Karyogamy** Fusie van de kernen, wat een diploïde zygote vormt. Deze ondergaat meiose, resulterend in genetisch diverse haploïde sporen. Afbeelding met tekst, schermopname, Lettertype Automatisch gegenereerde beschrijving **Ongeslachtelijke Voortplanting** - Sporenvorming Haploïde sporen worden geproduceerd door mitose. - Gisten Reproduceren via binaire deling of budding (afsnoering van dochtercellen). Groepen die niet geplaatst kunnen worden in een van de twee voortplanting groepen heten **deuteromyceten** ![Afbeelding met tekst, Lettertype, schermopname, kaart Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image12.png) **Ecologische en Economische Belang** - Ecologische Rollen - Decomposers Schimmels breken organisch materiaal zoals lignine en cellulose af, wat essentieel is voor de nutriëntencyclus in ecosystemen. - Symbiotische Relaties - Endophytes Schimmels die in planten leven zonder ziekte te veroorzaken. Ze verhogen vaak de droogtetolerantie en weerstand tegen herbivoren. - Lichens Een symbiose tussen een schimmel en een fotosynthetische partner (algen of cyanobacteriën). Lichens zijn pioniers in extreme omgevingen en kunnen giftige stoffen in de lucht absorberen - Soredia Kleine clusters van schimmelhyfen en fotosynthetische cellen, verspreid voor voortplanting. - Pathogeniteit - Bij Mensen en Dieren - Mycosis Schimmelinfecties zoals ringworm, histoplasmose en infecties veroorzaakt door Candida albicans. - Schimmels zoals Aspergillus kunnen allergieën of longinfecties veroorzaken bij mensen met een verzwakt immuunsysteem. - Bij Planten Schimmelpathogenen zoals Cryphonectria parasitica (kastanjebladziekte) en \*Puccinia graminis (tarweroest) hebben een grote impact op gewasproductie. Economische Toepassingen - Voedselproductie Gisten zoals Saccharomyces cerevisiae worden gebruikt bij het bakken van brood, het brouwen van bier en het fermenteren van wijn - Medicatie Schimmels produceren antibiotica (bijvoorbeeld penicilline), immunosuppressiva (zoals cyclosporine) en cholesterolverlagers. - Industrie Schimmels worden gebruikt in biotechnologie voor de productie van biobrandstoffen en enzymen. Afbeelding met tekst, schermopname, Lettertype, nummer Automatisch gegenereerde beschrijving ![Afbeelding met tekst, diagram, Lettertype, lijn Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image14.png) 7. **De evolutionaire relatie tussen de verschillende plant- en diergroepen benoemen en hun belang kunnen aangeven.** 30.4 en fig. 29.10, fig. 32.11 **Evolutionaire Relaties tussen Plantengroepen** Afbeelding met tekst, schermopname, diagram, Perceel Automatisch gegenereerde beschrijving **Hoogtepunten van Plantevolutie:** - 470 miljoen jaar geleden Ontstaan van de eerste planten uit groene algen (charofyten). - 425 miljoen jaar geleden Ontwikkeling van vaatplanten, zoals varens en lycofyten. - 360 miljoen jaar geleden Ontstaan van zaadplanten, onderverdeeld in gymnospermen en angiospermen. **Belangrijkste Groepen** - Niet-vasculaire planten (Bryofyten) - Voorbeelden: Levermos, bladmossen, hauwmossen. - Dominantie van de gametofytfase in hun levenscyclus. - Zaadloze vaatplanten - Voorbeelden: Varens, paardenstaarten. - Evolutie van vaatweefsels, waardoor planten groter en sterker konden worden. - Zaadplanten - Gymnospermen ''Naakte zaden\", zoals coniferen en cycaden. - Angiospermen - Bloeiende planten; zaden ontwikkeld in vruchten. - Angiospermen domineren hedendaagse ecosystemen door hun diversiteit en interacties met bestuivers. Belang Planten spelen een essentiële rol in ecosystemen als primaire producenten, en leveren voedsel, hout en medicijnen. De vernietiging van tropische regenwouden bedreigt deze diversiteit. **Evolutionaire Relaties tussen Diergroepen** ![Afbeelding met tekst, diagram, schermopname, ontwerp Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image16.png) **Figuur 32.11 (Evolutie van dieren)** - Eumetazo Eerste dieren met echte weefsels, waaronder zenuw- en spierweefsels. - Bilateria Organismen met bilaterale symmetrie en drie kiemlagen (ectoderm, mesoderm, endoderm). **Belangrijkste Clades** - Deuterostomia - Voorbeelden: Stekelhuidigen (zeesterren) en chordaten (dieren met een ruggengraat, zoals zoogdieren). - Kenmerken: Embryonale ontwikkeling met de anus als eerste opening. - Lophotrochozoa - Voorbeelden: Weekdieren, anneliden (regenwormen). - Kenmerken: Sommige soorten hebben een lophophore, een kroonvormige structuur voor voedselopname, of een trochophore-larve. - Ecdysozoa - Voorbeelden: Geleedpotigen (insecten) en nematoden. - Kenmerken: Vervellen van een externe cuticula tijdens groei. **Belang** Dieren spelen een cruciale rol in ecosystemen door hun interacties met planten (bestuiving), andere dieren (predatie) en hun impact op de bodem en waterkwaliteit. **Overeenkomsten en Verschillen** - Planten Gefocust op het ontwikkelen van structuren voor fotosynthese en verspreiding (zoals vruchten en zaden). - Dieren - Evolutie van complex gedrag, mobiliteit en gespecialiseerde organen. - Beide groepen hebben aanpassingen ontwikkeld die hen in staat stellen specifieke niches in ecosystemen te vullen. **Leerdoelen Week 2** **11.3 en fig. 11.17 zijn hier heel belangrijk!** 1. **De relatie tussen structuur en functie van de verschillende celorganellen en de cel in zijn geheel begrijpen. HS 7 (behalve 7.7)** **7.1** Microscopie **Lichtmicroscoop (LM),** Gebruikt zichtbaar licht om beelden te vergroten tot 1000x. Het biedt voldoende resolutie om de meeste celstructuren te zien, maar niet de fijnste details zoals organellen. - Elektronenmicroscoop (EM): - **Scanning EM (SEM)** Geeft een 3D-beeld van celoppervlakken. - **Transmission EM (TEM)** Laat interne structuren van cellen zien door een dunne sectie te visualiseren. - **Cryo-EM** Bevroren cellen worden in hun natuurlijke staat bestudeerd zonder chemische preparaten, wat artefacten minimaliseert. - Cel biochemie Celfractionering, door cellen te breken en te centrifugeren worden organellen gescheiden op basis van grootte en dichtheid. Dit maakt het mogelijk om specifieke functies van cel onderdelen te bestuderen. **7.2** Vergelijking Prokaryoten en Eukaryoten - **Prokaryoten** Geen kern of membraangebonden organellen. DNA ligt in de nucleoide regio zonder membraan. - **Eukaryoten** DNA in een kern, omringd door een dubbele membraan. Ze bevatten organellen zoals mitochondriën, het endoplasmatisch reticulum, en het Golgi-apparaat. Afbeelding met tekst, schermopname Automatisch gegenereerde beschrijving **Celorganellen:** - **Plasmamembraan** Selectieve barrière die transport reguleert. - ![](media/image18.png) - **Cytoplasma** Bevat organellen in **cytosol** (gelachtige substantie). - **Endoplasmatisch Reticulum (ER)** Synthese van eiwitten (ruwe ER) en lipiden (gladde ER). - **Golgi-apparaat** Modificeert, sorteert en verpakt moleculen voor transport. - **Mitochondriën en chloroplasten** Energieconversie (ATP-productie en fotosynthese). - **Lysosomen en vacuolen** Afbraak en opslag van moleculen. Afbeelding met tekst, schermopname Automatisch gegenereerde beschrijving **Voordelen van compartimentalisatie** - Elk organel biedt een gecontroleerde omgeving voor specifieke processen, wat efficiëntie verhoogt. - Interactie tussen compartimenten maakt complexe functies zoals metabolisme en transport mogelijk. ![](media/image20.png) **7.3** **De kern (nucleus)** - Structuur - Omgeven door een dubbele membraan (nucleaire envelop) met poriën die transport van RNA en eiwitten reguleren. - Binnenin bevinden zich chromosomen, die bestaan uit DNA en eiwitten (DNA gebonden met eiwitten = chromatine). - Bevat de nuclear lamina, een netwerk van eiwitfilamenten dat de binnenkant van de nucleaire envelop bekleedt. - Functie - Opslag en bescherming van genetisch materiaal (DNA). - Regulering van eiwitsynthese door productie van mRNA, dat de genetische instructies naar ribosomen vervoert. Productie rRNA door **nucleolus** - Nuclear lamina: - Zorgt voor mechanische ondersteuning van de kern. - Organiseert de positionering van chromosomen en speelt een rol bij genexpressie. - Breekt af en wordt herbouwd tijdens de celdeling om de verdeling van de kerninhoud te vergemakkelijken. **Ribosomen** - Structuur Complexen van rRNA en eiwitten. Kunnen vrij in het cytosol voorkomen of gebonden zijn aan het ruwe endoplasmatisch reticulum (ER). - Functie - **Vrije ribosomen**: Synthese van eiwitten voor gebruik **in** de cel. - **Gebonden ribosomen**: Synthese van eiwitten bestemd voor **export**, membraan inbouw of lysosomen. **7.4** **Endomembraansysteem** - **Bestaat uit: de nucleaire envelop, het endoplasmatisch reticulum (ER), het Golgi-apparaat, lysosomen, vacuolen en de plasmamembraan.** - Functie - Synthese, modificatie, transport (met vesicles, blaasjes) en opslag van moleculen. - Verwijdering van gifstoffen en regulatie van metabolisme. **Endoplasmatisch Reticulum (ER)** - Gladde ER - Synthese van lipiden en steroïden. - Detoxificatie van drugs en gifstoffen. - Opslag van calciumionen. - Ruwe ER - Synthese van glycoproteïnen (zijn meestal secretie eiwitten) en secretorische eiwitten. Vervoer met transport vesicles. - Productie van nieuwe membranen. **Golgi-apparaat** - Structuur Bestaat uit stapels afgeplatte membranen (cisternae) met een cis-(in) en trans(uit) zijde. - Functie - Modificeert, sorteert en verpakt producten van het ER. - Produceert polysachariden en verwerkt glycoproteïnen. ![](media/image22.png) **Lysosomen** - Functie - Afbraak van macromoleculen en beschadigde organellen via enzymatische hydrolyse (autofagie, rechts). Helpt bij het recyclen van celonderdelen. - Digestie door **fagocytose** door kleine organismen, afbeelding links ![](media/image24.png) **Vacuolen** - Structuur Grote blaasjes omgeven door een membraan. - Functie Opslag van stoffen, afvalverwerking, en in plantencellen het behoud van turgordruk en groei. - Voedsel vacuole zie afbeelding links - Contractile vacuoles water in- en uitpompen **Samengevat**: **7.5** **Endosymbiose theorie** - Mitochondriën en chloroplasten stammen af van vrij levende prokaryoten die door een vroege eukaryoten cel werden opgenomen en een symbiotische relatie aangingen. - Bewijs: - Beide organellen hebben een dubbele membraan. - Ze bevatten eigen DNA en ribosomen. - Ze groeien en reproduceren onafhankelijk binnen de cel. **Mitochondriën** - Structuur Omgeven door een buitenste en binnenste membraan; de binnenste heeft plooien (cristae) voor oppervlaktevergroting. - Functie - Hosten van celademhaling om ATP te genereren door energie uit suikers en vetten te halen. - Bevat een matrix met enzymen, DNA en ribosomen. ![](media/image26.png) **Chloroplasten** - Structuur Bevatten een dubbele membraan, interne thylakoïden (gestapeld tot grana) en een vloeibare stroma. - Functie - Omzetten van lichtenergie in chemische energie (fotosynthese) door het maken van suikers uit CO₂ en H₂O. - Chloroplasten zijn dynamisch, veranderen van vorm en bewegen in de cel. **11.3** **Peroxisomen** - Structuur Omgeven door één membraan. - Functie - Bevatten enzymen die waterstof van moleculen verwijderen en binden aan zuurstof, wat H₂O₂ vormt. - Detoxificatie en afbraak van vetzuren. **7.6** **Cytoskelet** Een netwerk van vezels in het cytoplasma die structuur, ondersteuning en mobiliteit bieden. - **Hoofdcomponenten** - **Microtubuli** Holle buisjes gemaakt van tubuline, verantwoordelijk voor vorm, transport en chromosoomscheiding. Gevormd uit centrosoom (in het **centrosoom** **centrioles**). - ![Afbeelding met tekst, symbool, schermopname, illustratie Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image28.png) - **Microfilamenten** (actine) Dunne strengen voor treksterkte, celvorm, en beweging zoals amoeboïde beweging. Duizenden actine filamenten gevormd van myosine - Afbeelding met tekst, Lettertype, schermopname, wit Automatisch gegenereerde beschrijving - **Intermediaire filamenten** Structureel stabiele vezels die organellen verankeren en de kern beschermen. - **Motiliteit** - Motorproteïnen zoals **kinesine** en **dyneïne** \"lopen\" langs cytoskeletsporen, microtubuli, om organellen en vesikels te verplaatsen. - **Cilia** en **flagellen**, aangedreven door microtubuli, zorgen voor beweging; cilia slaan in golven, terwijl flagellen slingeren. Geankerd met een basal body aan de cel en lijkt erg op de microtubuli - **Toepassingen** - Cytoskelet vormt voedselvacuolen en beïnvloedt celvorm tijdens cytokinese of beweging. - Cytoplasmastroming in planten versnelt transport binnen grote cellen. ![](media/image30.png) Afbeelding met tekst, schermopname, brief, ontwerp Automatisch gegenereerde beschrijving![Afbeelding met tekst, schermopname, brief Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image32.png) 2. **De verschillende microscopische technieken herkennen en begrijpen en aangeven wanneer deze worden toegepast. Fig 7.3, info in ppt** Afbeelding met tekst, schermopname, krant, Brochure Automatisch gegenereerde beschrijving 3. **Het belang en mechanisme van fotosynthese uitleggen inclusief de verschillende soorten reacties en waar deze in de chloroplast plaatsvinden. Hs 11 (niet 11.5)** **11.1** Het Belang van Fotosynthese Fotosynthese is het proces waarbij lichtenergie wordt omgezet in chemische energie, opgeslagen in suikers en andere organische moleculen. Het is essentieel voor het voeden van bijna alle levensvormen op aarde - **Autotrofen** Organismen zoals planten, algen en cyanobacteriën die hun eigen voedsel maken met licht als energiebron (**fotoautotrofen**). - **Heterotrofen** Consumenten die afhankelijk zijn van autotrofen voor hun energie en koolstofbronnen. ![Afbeelding met tekst, schermopname, Lettertype, nummer Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image34.png) Fotosynthese voorziet de atmosfeer van zuurstof en is verantwoordelijk voor de opslag van zonne-energie in de vorm van fossiele brandstoffen. **11.2** Fotosynthese vindt plaats in chloroplasten, welke zich met name in de mesofylcellen van bladeren bevinden. Belangrijke onderdelen van de chloroplast zijn - Stroma Vloeibaar gebied waar de Calvin-cyclus plaatsvindt. - Thylakoïden Membranen waar de lichtreacties plaatsvinden. Thylakoïden zijn gerangschikt in stapels genaamd grana (enkelvoud = granum). - Chlorofyl Groene pigmenten die licht absorberen. Afbeelding met tekst, groente, voedsel, plant Automatisch gegenereerde beschrijving CO₂ komt de bladeren binnen via kleine poriën (**stomata**), en water wordt via aderen aangevoerd. O~2~ gaat uit deze poriën de lucht in. Fotosynthese bestaat uit twee hoofdfasen: - **Lichtreacties** (Thylakoïden) **fotofosforylatie** - Splitsing van water (H₂O) om elektronen en protonen te leveren; O₂ is een bijproduct. - Productie van chemische energie in de vorm van ATP en NADPH via fotofosforylering. - **Calvincyclus** (Stroma) **carbon fixatie** - Zet CO₂ om in suikers met behulp van ATP en NADPH. - Bestaat uit processen zoals koolstoffixatie, reductie en regeneratie van ribulose-1,5-bifosfaat. De **lichtreacties** (fotoreactie) leveren de energie en elektronen voor de **Calvincyclus** (suiker synthese reactie). ![Afbeelding met tekst, diagram, cirkel, schermopname Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image36.png) **Belangrijke Eigenschappen** - Lichtenergie - Licht wordt geabsorbeerd door pigmenten zoals chlorofyl. - Het proces wordt aangedreven door fotonen, waarbij energie-inhoud afhankelijk is van de golflengte. - Redoxreacties - Water wordt geoxideerd; CO₂ wordt gereduceerd tot suiker. - Chloroplast Fotosynthese vindt plaats in de chloroplasten, specifiek in de thylakoïden (voor lichtreacties) en het stroma (voor de Calvin-cyclus). - Thylakoïde-membranen Bevatten fotosystemen, ATP-synthase en een elektronentransportketen. Lichtenergie wordt hier vastgelegd en omgezet in ATP en NADPH. **11.3** De lichtreacties van fotosynthese vinden plaats in de thylakoïde membranen van chloroplasten. Hierbij wordt zonne-energie omgezet in chemische energie in de vorm van ATP en NADPH, met de afgifte van zuurstof (O₂) als bijproduct. Deze reacties bevatten de excitatie van chlorofylmoleculen door licht, de overdracht van geactiveerde elektronen via een elektronentransportketen, en de productie van ATP door chemiosmose. **Belangrijke Onderdelen en Mechanismen** **Chlorofyl en Pigmenten** - **Chlorofyl a** Het primaire licht opvangende pigment dat direct deelneemt aan de lichtreacties. Het absorbeert blauw en rood licht en ziet er blauwgroen uit. - **Chlorofyl b** Een hulp- of accessoir pigment dat licht opvangt in het blauwgroene spectrum en energie doorgeeft aan chlorofyl a. - **Carotenoïden** Accessoire pigmenten die violet en blauw licht absorberen en bescherming bieden tegen overtollige lichtenergie (fotoprotectie). Golflengte is de afstand tussen twee golftoppen; kortere golflengten hebben meer energie. Het zichtbare lichtspectrum (380-750 nm) bevat golflengten die planten kunnen gebruiken voor fotosynthese. **Fotosystemen** Fotosystemen zijn ingebed in de thylakoïde membranen en bestaan uit - Licht-oogstcomplexen Groepen pigmenten die lichtenergie absorberen en deze naar het reactiecentrum sturen. - Reactiecentrumcomplexen Bevatten speciaal chlorofyl-a-moleculen en een primaire elektronenacceptor. - **Twee typen fotosystemen werken samen** Fotosysteem II (PS II) en Fotosysteem I (PS I). **Fotosysteem II (PS II)** - Reactiecentrum P680, dat licht met een golflengte van 680 nm absorbeert. - Werking: - Een foton exciteert een elektron in PS II, dat wordt overgedragen aan de primaire elektronenacceptor. - Splitsing van water (fotolyse) - Een enzym splitst H₂O in twee elektronen, twee protonen (H⁺) en zuurstof (O₂). - Elektronen vullen de elektronen \'leegte\' in P680⁺. - Elektronen worden via een elektronentransportketen overgedragen aan PS I. - Het transport genereert een protongradiënt, wat ATP-synthese aandrijft via ATP-synthase. **Fotosysteem I (PS I)** - Reactiecentrum P700, dat licht met een golflengte van 700 nm absorbeert. - Werking - Elektronen afkomstig van PS II bereiken P700 in PS I. - Een foton exciteert een elektron in P700, dat wordt overgedragen aan de primaire elektronenacceptor. - Elektronen worden doorgegeven via ferredoxine (Fd) en gereduceerd tot NADPH met behulp van NADP⁺-reductase. Afbeelding met tekst, schermopname, Lettertype, ontvangst Automatisch gegenereerde beschrijving ![Afbeelding met tekst, schermopname, diagram, kaart Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image38.png) Lineaire en Cyclische Elektronenstroom **Lineaire Elektronenstroom** - Betrekt beide fotosystemen. - Produceert zowel ATP als NADPH. - Elektronen worden uiteindelijk overgedragen aan NADP⁺ om NADPH te vormen. **Cyclische Elektronenstroom** - Alleen PS I is betrokken. - Elektronen worden gerecirculeerd naar het cytochroomcomplex, wat uitsluitend ATP produceert. - Dit proces speelt in op de extra ATP-behoefte van de Calvin-cyclus. Chemiosmose en ATP-synthese **Chemiosmose** - Protonen (H⁺) worden gepompt in de thylakoïde ruimte, waardoor een protongradiënt ontstaat. - Protonen diffunderen terug naar de stroma via ATP-synthase, wat de synthese van ATP aandrijft = oxidatieve fosforylering Samenvatting van het Mechanisme - PS II start met de splitsing van water en produceert zuurstof en elektronen. - Elektronen passeren via de elektronentransportketen naar PS I, waar ze worden gebruikt om NADPH te vormen. - De protonengradiënt aangedreven door elektronentransport produceert ATP via chemiosmose. - Lineaire elektronentransport genereert ATP en NADPH, terwijl de cyclische stroom alleen ATP produceert. **11.4** De Calvin-cyclus, ook bekend als de \"donkerreactie\" of de \"licht-onafhankelijke reactie,\" gebruikt ATP en NADPH van de lichtreacties om koolstofdioxide (CO₂) om te zetten in suikers zoals glyceraldehyde-3-fosfaat (G3P). Dit proces vindt plaats in de stroma van de chloroplast. Fasen van de Calvin-cyclus **Koolstoffixatie** - CO₂ wordt vastgelegd door het enzym rubisco, dat het molecuul aan ribulose-1,5-bifosfaat (RuBP) bindt. - Het resulterende instabiele zes-koolstofmolecuul splitst onmiddellijk in twee moleculen 3-fosfoglyceraat (3-PGA). **Reductie** - ATP en NADPH worden gebruikt om 3-PGA te reduceren tot G3P. - Voor elke drie moleculen CO₂ worden zes G3P-moleculen geproduceerd, waarvan er één netto uit de cyclus gaat als suikerproduct. **Regeneratie van RuBP** - De overige vijf G3P-moleculen worden gereorganiseerd in drie RuBP-moleculen, wat extra ATP kost. - Dit stelt de cyclus in staat om door te gaan met het fixeren van CO₂. Belangrijke Getallen, om één molecuul G3P te synthetiseren: - 3 moleculen CO₂ - 9 moleculen ATP - 6 moleculen NADPH. Afbeelding met tekst, diagram, schermopname, Lettertype Automatisch gegenereerde beschrijving Tijdens de fotosynthese wordt lichtenergie door planten omgezet in chemische energie door een combinatie van **lichtreacties** en de Calvin-cyclus. De licht reactie vindt plaats in het **thylakoïde membraan** van de chloroplast. Hier wordt lichtenergie gebruikt om ATP en NADPH te produceren, die nodig zijn voor de Calvin-cyclus. Licht wordt geabsorbeerd door fotosysteem II, wat leidt tot het exciteren van elektronen. Deze elektronen worden doorgegeven aan een **elektronen-transport-keten** (**ETC**). Hierbij wordt water gesplitst in zuurstof, protonen en elektronen (fotolyse van water). De elektronen bewegen door de **ETC** en leveren energie om protonen (H⁺) vanuit het stroma naar het thylakoïde te pompen, wat een **protonen-gradiënt** creëert. Fotosysteem I ontvangt de elektronen, absorbeert meer lichtenergie, en gebruikt deze om NADP⁺ te reduceren tot **NADPH**. De protonen-gradiënt drijft **ATP-synthase** aan, wat de productie van ATP mogelijk maakt door fosforylering van ADP (fotofosforylering). De **Calvin-cyclus** vindt plaats in het stroma van de chloroplast. Het fixeert CO₂ en gebruikt ATP en NADPH om glucose en andere suikers te synthetiseren. Fixatie van CO₂ wordt uitgevoerd door het enzym **Rubisco**, dit bindt CO₂ aan ribulose-1,5-bisfosfaat (RuBP), wat resulteert in twee moleculen 3-fosfoglyceraat. ATP en NADPH worden gebruikt om 3-fosfoglyceraat om te zetten in glyceraldehyde-3-fosfaat (G3P), een suikermolecuul. ATP wordt gebruikt om RuBP te regenereren, zodat de cyclus opnieuw kan beginnen. **11.6** Fotosynthese kan worden samengevat als een proces waarbij lichtenergie wordt omgezet in chemische energie, opgeslagen in organische verbindingen zoals glucose. Dit proces voedt bijna alle levensvormen op aarde. - Jaarlijks wordt ongeveer 150 miljard ton koolhydraten geproduceerd, wat de atmosfeer voorziet van zuurstof (O₂). - Overtollige suikers worden opgeslagen als zetmeel in chloroplasten, wortels, en vruchten. Deze suikers dienen als grondstof voor respiratie en de synthese van organische verbindingen zoals cellulose, dat de celwand van planten vormt. In Figuur 11.21 wordt het proces van fotosynthese weergegeven: - Lichtreacties Geven ATP en NADPH. - Calvin-cyclus Gebruikt ATP en NADPH om CO₂ te fixeren tot suikers. \- Het gehele proces is een integraal onderdeel van de werking van een plantencel. ![Afbeelding met tekst, schermopname, brief, ontwerp Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image40.png) 4. **Een vergelijking maken tussen de chemiosmose in chloroplasten (fotofosforylering) en mitochondriën (oxidatieve fosforylering). Fig 11.16** Afbeelding met tekst, schermopname, diagram, Lettertype Automatisch gegenereerde beschrijving ![Afbeelding met tekst, schermopname, Lettertype, nummer Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image42.png) 5. **Verschillende manieren van transport in de cel uitleggen en het belang van deze processen voor de cel aangeven. Hs 8** **8.1** **Membraanstructuur** - Het celmembraan is opgebouwd volgens het fluïd-mozaïekmodel, dat de dynamische aard van het membraan benadrukt. - De lipidendubbellaag vormt de basisstructuur, bestaande uit fosfolipiden met hydrofiele koppen (gericht naar buiten) en hydrofobe staarten (gericht naar binnen). **Membraaneiwitten** - Integrale eiwitten Dringen door de fosfolipidendubbellaag heen. - Transmembraaneiwitten zijn een subtype dat de dubbellaag volledig doorkruist en aan beide zijden functioneert. - Perifere eiwitten Liggen aan de binnen- of buitenzijde van het membraan en zijn vaak verbonden met integrale eiwitten. - Deze eiwitten vervullen functies zoals transport, enzymactiviteit, signaaloverdracht, en celherkenning. **Glycolipiden en Glycoproteïnen** - Glycolipiden Fosfolipiden met suikermoleculen die aan de buitenzijde van het membraan uitsteken. Ze zijn betrokken bij cel herkenning. - Glycoproteïnen Eiwitten met gebonden suikermoleculen, ook belangrijk voor cel communicatie en -herkenning. **Selectieve permeabiliteit** Membranen zijn selectief permeabel, wat betekent dat: - **Hydrofobe moleculen** (zoals zuurstof en koolstofdioxide) gemakkelijk door de dubbellaag kunnen diffunderen. - **Hydrofiele moleculen** (zoals suikers en ionen) transporteiwitten nodig hebben om door het membraan te gaan. Vloeibaarheid van membranen De mate van vloeibaarheid wordt beïnvloed door de samenstelling van de fosfolipiden en de aanwezigheid van cholesterol: - Cholesterol Stabiliseert het membraan door bij hoge temperaturen de vloeibaarheid te beperken en bij lage temperaturen juist de verstijving te voorkomen. Afbeelding met tekst, schermopname, ballon, Heteluchtballon Automatisch gegenereerde beschrijving![Afbeelding met tekst, schermopname, bal, ballon Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image44.png) **8.2** **Selectieve permeabiliteit** - De plasmamembraan functioneert als een selectieve barrière, waarbij bepaalde stoffen worden doorgelaten terwijl anderen worden tegengehouden. - Transporteiwitten spelen een belangrijke rol bij het transporteren van stoffen die niet direct door het lipidenmembraan kunnen diffunderen. **De permeabiliteit van de lipidendubbellaag** - Hydrofobe moleculen (zoals zuurstof en koolstofdioxide) diffunderen gemakkelijk door de membraanlipiden. - Hydrofiele moleculen (zoals suikers, ionen en water) passeren moeilijker en hebben vaak eiwitkanalen nodig. **Transporteiwitten** - Kanaaleiwitten Vormen hydrofiele kanalen voor specifieke moleculen, zoals water via aquaporines. Deze kunnen tot 3 miljard watermoleculen per seconde doorlaten. - Dragereiwitten Binden aan moleculen, veranderen van vorm en transporteren deze actief of passief door het membraan. - Transporteiwitten zijn specifiek elk type eiwit transporteert specifieke moleculen. **8.3** **Diffusie = passief transport (geen ATP nodig)** - Diffusie is de beweging van moleculen van een gebied met hoge concentratie naar een gebied met lage concentratie, aangedreven door thermische energie. - Deze beweging vindt plaats totdat een dynamisch evenwicht is bereikt. **Osmose** - Osmose is de diffusie van vrij water door een semipermeabel membraan. - Water verplaatst zich van een gebied met een lage concentratie opgeloste stoffen (meer vrije watermoleculen) naar een gebied met een hogere concentratie opgeloste stoffen (minder vrije watermoleculen). **Toniciteit en celwaterbalans** - Isotonisch De concentratie opgeloste stoffen is gelijk binnen en buiten de cel, wat resulteert in geen netto waterbeweging. Dit is ideaal voor dierlijke cellen. Voor planten worden de cellen slap. - Hypertonisch Opgeloste stoffen zijn meer geconcentreerd buiten de cel, wat leidt tot waterverlies en celkrimp (plasmolyse). - Hypotonisch Opgeloste stoffen zijn minder geconcentreerd buiten de cel, waardoor water de cel binnendringt. Dit kan leiden tot zwelling en lysis bij dierlijke cellen, maar is ideaal voor plantencellen die hierdoor turgor ontwikkelen. Afbeelding met tekst, voedsel Automatisch gegenereerde beschrijving **Gefaciliteerde diffusie** Veel moleculen en ionen worden door gefaciliteerde diffusie via transporteiwitten verplaatst. - Twee typen transporteiwitten: - Kanaaleiwitten Helpen moleculen zoals water en ionen passeren via hydrofiele tunnels. - Dragereiwitten Veranderen van vorm om moleculen over het membraan te transporteren. - Ionkanalen Een specifiek type kanaaleiwit dat ionen transporteert. Sommige werken als gated channels, die openen of sluiten in reactie op een stimulus. ![Afbeelding met tekst, schermopname, ballon Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image46.png) **8.4** Actief transport vereist energie om stoffen tegen hun concentratiegradiënt te verplaatsen. Deze energie wordt vaak geleverd door ATP-hydrolyse. Actieve transportprocessen zijn cruciaal voor het onderhouden van ionische concentraties en **membraanpotentiaal** in cellen. - **Natrium-kaliumpomp (Na+/K+ pomp)** Deze elektronen pomp verplaatst natriumionen (Na⁺) uit de cel en kaliumionen (K⁺) de cel in. Het werkt in een verhouding van 3 Na⁺ naar buiten voor elke 2 K⁺ naar binnen, wat resulteert in een netto negatieve lading binnen de cel. Dit mechanisme is essentieel voor zenuwimpulsen en spiercontracties. Afbeelding met tekst, schermopname, persoon, Menselijk gezicht Automatisch gegenereerde beschrijving - **Protonpompen** In planten, schimmels en bacteriën is de protonpomp de belangrijkste elektrogene pomp. Deze transporteert H⁺-ionen naar buiten, wat een elektrochemische gradiënt creëert. Protonpompen spelen een belangrijke rol bij ATP-synthese tijdens cellulaire ademhaling en fotosynthese. ![Afbeelding met schermopname, tekst Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image48.png) - **Cotransport** Bij cotransport koppelt een membraaneiwit de \"downhill\" diffusie van een stof (zoals H⁺) aan de \"uphill\" verplaatsing van een andere stof (zoals sucrose). Voorbeelden zijn de H⁺/sucrose-cotransporter in plantencellen en de Na⁺/glucose-cotransporter in dierlijke cellen. Dit mechanisme wordt gebruikt om voedingsstoffen en ionen efficiënter te verplaatsen. Afbeelding met tekst, schermopname, Lettertype Automatisch gegenereerde beschrijving ![Afbeelding met tekst, schermopname, tekenfilm Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image50.png) **8.5** Voor de beweging van grote moleculen zoals eiwitten en polysachariden, zijn gespecialiseerde mechanismen nodig: exocytose en endocytose. - **Exocytose** Hierbij smelt een transportblaasje (gevormd in het Golgi-apparaat) samen met het plasmamembraan, waardoor de inhoud naar buiten wordt afgegeven. Dit proces wordt gebruikt door cellen om hormonen (bijvoorbeeld insuline) en neurotransmitters vrij te gevenAfbeelding met diagram, tekst, schermopname, ontwerp Automatisch gegenereerde beschrijving - **Endocytose** Hier neemt een cel stoffen op door het vormen van blaasjes uit het plasmamembraan. Er zijn drie typen: - Fagocytose (\"cellulair eten\"): De cel omsluit een deeltje (zoals een bacterie) in een voedselvacuole, die vervolgens fuseert met een lysosoom voor vertering. - Pinocytose (\"cellulair drinken\"): De cel neemt vloeistof en opgeloste stoffen op in kleine blaasjes. Dit proces is niet specifiek. - Receptor-gemedieerde endocytose Specifieke moleculen binden aan receptoren op het plasmamembraan, waarna ze in blaasjes worden opgenomen. Een voorbeeld is de opname van cholesterol gebonden aan LDL-deeltjes. ![Afbeelding met tekst, schermopname, diagram, Lettertype Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image52.png) Membraneremodellering Exocytose en endocytose werken samen om het plasmamembraan te vernieuwen en te onderhouden. Dit proces is belangrijk voor cellen in dynamische omgevingen. **Endocytose SNARE-eiwitten** SNAREs (Soluble NSF Attachment Protein Receptors) zijn cruciaal voor vesikeltransport: - Ze zorgen voor de fusie van vesikels met doelmembranen, bijvoorbeeld tijdens exocytose. - v-SNAREs Gevonden op vesikels. - t-SNAREs Gevonden op doelmembranen. - Specifieke interacties tussen v- en t-SNAREs zorgen ervoor dat vesikels precies naar hun doel worden gebracht, zoals eiwittransport naar het plasmamembraan of lysosomen. Afbeelding met tekst, schermopname, Website, Webpagina Automatisch gegenereerde beschrijving ![Afbeelding met tekst, schermopname, Lettertype, nummer Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image54.png) 6. **Eiwitmodificatie in het ER en eiwitlokalisatie in de cel (door signaalpeptiden) uitleggen. Info in ppt** **Glycosylering is de toevoeging van suikermoleculen aan eiwitten** - **N-glycosylering is de meest voorkomende vorm, waarbij suikers aan asparagine worden toegevoegd. Dit proces begint in het ER en wordt voltooid in het Golgi-apparaat.** - Eiwitvouwing en stabiliteit Helpt bij correcte vouwing en voorkomt celstress. - Celherkenning en communicatie Glycoproteïnen fungeren als signaalmoleculen. - Bescherming tegen afbraak Beschermt eiwitten tegen enzymatische degradatie. - Eiwitfunctie en sortering Reguleert activiteit en stuurt eiwitten naar hun bestemming (bijvoorbeeld lysosomen via mannose-6-fosfaat). Afbeelding met tekst, diagram, Lettertype, lijn Automatisch gegenereerde beschrijving ![Afbeelding met tekst, diagram, Lettertype, lijn Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image56.png) Afbeelding met diagram, schermopname, tekst, ontwerp Automatisch gegenereerde beschrijving **LET OP: NUCLEAR IMPORT IS ACTIEF TRANSPORT EN KOST ATP!!!** ![Afbeelding met tekst, Lettertype, diagram, lijn Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image58.png) **Leerdoelen Week 3** 1. **Verschillende typen stamcellen herkennen, hun rol in de opbouw van weefsels begrijpen en mogelijke toepassingen in de biotechnologie en medische biologie kunnen noemen. 19.3, 19.4** **19.3** Stamcellen zijn relatief ongedifferentieerde cellen die zichzelf oneindig kunnen reproduceren en zich, onder geschikte omstandigheden, kunnen differentiëren in gespecialiseerde celtypen. Er zijn twee belangrijke typen stamcellen - **Embryonale stamcellen** (ES-cellen) - Verkregen uit blastocysten (vroege embryonale stadia). - **Pluripotent** Kunnen differentiëren in vrijwel elk celtype. - Ideaal voor regeneratieve geneeskunde door hun brede differentiatiecapaciteit. Kunnen niet differentieren in extra-embryonale weefsel. - **Totipotent** Kunnen alle celtypen in een organisme vormen, inclusief de extra-embryonale weefsels. - **Volwassen stamcellen** - Aanwezig in specifieke weefsels zoals beenmerg en hersenen. - Beperkte differentiatie Kunnen alleen celtypen vormen die aan het oorspronkelijke weefsel verwant zijn. **Toepassingen** - Medische Toepassingen - Herstel van beschadigde weefsels (bijvoorbeeld hersencellen bij Parkinson of insuline-producerende cellen bij diabetes). - Beenmergtransplantaties voor patiënten met een niet-functionerend immuunsysteem. - Biotechnologische Toepassingen - Differentiatie van stamcellen in specifieke celtypen om medicijnen te testen of ziektemechanismen te bestuderen. - Gebruik van therapeutisch klonen Het creëren van ES-cellen uit een patiëntenspecifieke kern om immuunafstoting te voorkomen. **Ontwikkeling van Stamceltechnologie** **Reproductief klonen** Gebaseerd op het overbrengen van de kern van een gedifferentieerde cel naar een eicel zonder kern. - Bekend voorbeeld: Dolly het schaap. - Vaak inefficiënt vanwege epigenetische problemen zoals foutieve DNA-methylatie. **Therapeutisch klonen** Gericht op het genereren van stamcellen om ziektes te behandelen. - Ethische uitdagingen vanwege het gebruik van menselijke embryo\'s. **Geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPS-cellen)** - Volledig gedifferentieerde cellen worden \"teruggeprogrammeerd\" naar een pluripotente staat door het introduceren van bepaalde genen (bijvoorbeeld Oct3/4, Sox2). - iPS-cellen zijn veelbelovend omdat ze ethische bezwaren rondom embryonaal materiaal vermijden. Belang van Stamcellen - Stamcellen bieden mogelijkheden voor gepersonaliseerde geneeskunde door cellen van de patiënt zelf te gebruiken. - Ze spelen een cruciale rol in het begrijpen van cel- en weefselregeneratie. - Potentieel voor ziektemodellen, zoals bij diabetes en neurodegeneratieve ziekten. **19.4** Toepassingen van stamcellen - Genezing en therapie Stamcellen kunnen worden gebruikt voor regeneratieve geneeskunde, zoals bij de behandeling van diabetes, ruggenmergletsel, en hart- of hersenziekten. - **Organoïden** Stamcellen worden gebruikt om miniatuurorganen te kweken, die worden ingezet voor ziekteonderzoek en medicijntesten. - **Celvervanging** Stamceltherapie biedt mogelijkheden voor het vervangen van beschadigde cellen, bijvoorbeeld bij Parkinson of kanker. - **iPS-cellen** (geïnduceerde pluripotente stamcellen) Deze technologie maakt het mogelijk volwassen cellen te herprogrammeren tot pluripotente stamcellen, waardoor ethische zorgen rondom embryo's worden vermeden. **DNA-Technologie en Medische Innovaties** Diagnostiek en gepersonaliseerde geneeskunde - Genetische markers zoals SNP's (Single Nucleotide Polymorphisms) worden gebruikt om genetische en andere ziekten te diagnosticeren. - Gepersonaliseerde geneeskunde biedt individuen de mogelijkheid om risico's voor ziekten te minimaliseren en effectievere behandelingen te ontvangen voor genetische aandoeningen en kanker. - Genetherapie en CRISPR-Cas9 Deze technieken beloven permanente genezing van genetische ziekten door het corrigeren van foutieve genen. **Productie van therapeutische eiwitten** - Celculturen en genetisch gemodificeerde organismen worden gebruikt voor de grootschalige productie van eiwitten zoals hormonen (bijv. insuline) en therapeutische enzymen. - Transgene "pharm"-dieren Dieren worden genetisch gemodificeerd om medicinale eiwitten in melk of andere producten te produceren. **Forensische toepassingen** - Genetische profielen Analyse van markers zoals **STR\'s** (Short Tandem Repeats) in DNA kan worden gebruikt voor - Identificatie van verdachten in misdaadzaken. - Vaststellen van ouderschap. - Identificeren van slachtoffers. **Biotechnologie en Milieu** - Genetisch gemodificeerde micro-organismen - Worden ingezet om mineralen te winnen uit de omgeving. - Kunnen giftige afvalstoffen afbreken, wat bijdraagt aan milieureiniging. - Transgene planten en dieren Ontworpen voor verbeterde landbouwproductiviteit en voedselkwaliteit. **Overwegingen van genetische manipulatie** - Voordelen Genetische manipulatie biedt mogelijkheden voor betere landbouw, geneeskunde en milieubeheer. - Risico's Er zijn ethische en milieukundige zorgen, zoals mogelijke schade aan ecosystemen en de mens. Afbeelding met tekst, schermopname, Lettertype, document Automatisch gegenereerde beschrijving![Afbeelding met tekst, schermopname, Lettertype, document Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image60.png) 2. **De basale opbouw van planten en dieren in cellen en weefsels uitleggen en de type cellen en weefsels benoemen. 40.1 en 35.1, module op Moodle** **35.1** Organisatiestructuur van planten Planten bestaan uit drie organisatieniveaus: - Cellen Basiseenheid van het leven. - Weefsels Groepen cellen die samen een specifieke functie vervullen. - Organen Samenstelling van weefsels die gezamenlijke functies uitvoeren. Hoofdsystemen in planten - Wortelsysteem - Root (wortel) Verankert de plant, absorbeert water en mineralen en slaat koolhydraten op. - Lateral roots (zijwortels) Ontstaan vanuit de hoofdwortel (taproot) en vergroten het absorptieoppervlak. - Root hairs (wortelharen) Microscopische uitgroeisels die het contact met de bodem vergroten voor water- en mineraalopname. - Scheutsysteem - Bestaat uit stengels en bladeren - Stengels - Nodes Punten waar bladeren en zijtakken groeien. - Internodes Segmenten tussen nodes. - Apical bud (topknop) Bevindt zich aan het uiteinde van een stengel en zorgt voor groei in de lengte. - Axillary bud (okselscheut) Bevindt zich in de oksel van een blad en kan uitgroeien tot een zijtak of bloem. - Bladeren Hoofdorgaan voor fotosynthese. - Blade (bladschijf) Brede, platte structuur. - Petiole (bladsteel) Verbindt het blad met de stengel. - Veins (bladnerven) Transporteren water, mineralen en voedingsstoffen. Weefselsystemen in planten Dermale weefsels - Beschermende buitenlaag van de plant. - Epidermis Enkelvoudige cellaag in jonge planten. - Cuticle Wasachtige laag die waterverlies voorkomt. - Periderm Beschermt houtige planten. - Guard cells Regelen de opening van huidmondjes (stomata) voor gasuitwisseling. - Trichomes Haarachtige structuren die bescherming bieden tegen herbivoren en waterverlies. Afbeelding met tekst, bloem, plant Automatisch gegenereerde beschrijving **Drie hoofdsystemen van weefsels in planten** Dermale weefsels - Beschermt de plant tegen waterverlies, pathogenen en fysieke schade. - Bestaat meestal uit een enkele laag cellen, de epidermis. - Bij bladeren en stengels wordt waterverlies verminderd door een wasachtige laag, de cuticula. - Specialisaties: - Trichomen Haarachtige structuren die waterverlies verminderen en beschermen tegen herbivoren. - Huidmondjes (stomata) Reguleren gasuitwisseling. **Vasculaire weefsels** - Verantwoordelijk voor transport van water, mineralen en voedingsstoffen: - **Xyleem(houtvaten)** Aan de binnenkant en zijn wat grotere cellen, Transporteert water en mineralen vanuit de wortels naar de bladeren. Bevat gespecialiseerde cellen zoals tracheïden en vaten (vessel elements), die dood en lignine-versterkt zijn. - **Floëem(bastvaten)** Aan de buitenkant en zijn wat kleinere cellen, Transporteert suikers en andere organische verbindingen. Bestaat uit zeefvaten (levend, maar zonder kern) en ondersteunende compagnoncellen. - Samen vormen deze weefsels de stele, de vasculaire kern. **Grondweefsels** - Functies: opslag, fotosynthese, en mechanische ondersteuning. - Bestaat uit: - **Pith** Binnen de vasculaire bundels. - **Cortex** Buiten de vasculaire bundels. **Drie celtypen in planten** - **Parenchymcellen** - Basisceltype in planten, met dunne celwanden. - Functies: fotosynthese, opslag van zetmeel in amyloplasten, en wondherstel. - **Collenchymcellen** - Gevonden in jonge stengels en bladeren, met ongelijke verdikte celwanden. - Bieden flexibiliteit en ondersteuning zonder de groei te beperken. - **Sclerenchymcellen** - Dikwandig, bevat veel lignine. - Meestal dood bij functionele volwassenheid. - Soorten: - Sclereïden Geven stevigheid aan notendoppen en zaden. - Vezels Lang en dun, gebruikt in commerciële producten zoals touw en linnen. **Specialisaties in transport** - **Xyleem** Bestaat uit tracheïden en vaten met secundaire wanden, wat zorgt voor stevigheid en watertransport. - **Floëem** Bevat zeefplaten voor transport van suikers en verbinding met compagnoncellen via **plasmodesmata**. ![Afbeelding met tekst, schermopname, patroon, ontwerp Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image62.png) Plantkunde 35c **40.1** Hiërarchische Opbouw van Dieren De opbouw van dieren is georganiseerd in een hiërarchie van cellen, weefsels, organen, en orgaansystemen. Elk niveau heeft specifieke kenmerken en draagt bij aan het functioneren van het organisme. Cellen Cellen zijn de basiseenheden van structuur en functie in levende organismen. Dieren hebben gespecialiseerde cellen, zoals: - Zenuwcellen Geleiden signalen en coördineren reacties. - Spiercellen Genereren kracht voor beweging. - Epitheelcellen Bedekken oppervlakken en vormen barrières. - Bindweefselcellen Ondersteunen en verbinden structuren. Weefsels zijn groepen cellen met een vergelijkbare structuur en functie. Er zijn vier hoofdtypen dierlijke weefsels: - Epitheliaal Weefsel - Bedekt buitenoppervlakken en bekleedt interne holtes en organen. - Voorbeelden: - Plaveiselepitheel Dun en doorlaatbaar; ideaal voor uitwisseling (bijv. in longen). - Kolomepitheel Absorbeert en scheidt stoffen (bijv. in darmen). - Bindweefsel - Verbindt, ondersteunt en beschermt andere weefsels en organen. - Bestaat uit cellen (zoals fibroblasten) ingebed in een extracellulaire matrix. - Voorbeelden - Bot Stevige ondersteuning. - Kraakbeen Flexibiliteit en schokabsorptie. - Spierweefsel Verantwoordelijk voor beweging. - Types - Skeletspierweefsel Willekeurige bewegingen (bijv. armen en benen). - Hartspierweefsel Onwillekeurige bewegingen (hartslag). - Glad spierweefsel Onwillekeurige bewegingen (bijv. in darmen). - Zenuwweefsel - Geleidt elektrische signalen door het lichaam. - Bestaat uit neuronen (signaalverwerking) en gliacellen (ondersteuning). Organen en Orgaansystemen - Organen Combinaties van verschillende weefsels die samenwerken voor specifieke functies. - Voorbeeld: De darm bevat epitheelweefsel (absorptie), spierweefsel (peristaltiek) en bindweefsel (ondersteuning). - Orgaansystemen Groepen organen die samenwerken om essentiële functies uit te voeren. - Voorbeelden - Circulatiesysteem Transporteert bloed en voedingsstoffen. - Zenuwstelsel Coördineert snelle reacties. ![Afbeelding met tekst, zoogdier, schermopname, hond Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image64.png) Afbeelding met tekst, brief, skelet, catalogus Automatisch gegenereerde beschrijving![Afbeelding met tekst, hond, zoogdier, schermopname Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image66.png) Afbeelding met tekst, schermopname, Lettertype, document Automatisch gegenereerde beschrijving 3. **De rol van extracellulaire componenten als celwanden, extracellulaire matrix en cel juncties in relatie tot het coördineren van cellulaire activiteit uitleggen. 7.7** **Celwand** - Functie Biedt structurele ondersteuning, bescherming en vorm aan de cel. - Opbouw - Primaire celwand Dun en flexibel, essentieel voor groei. - Secundaire celwand Dikker, vaak aanwezig bij volgroeide cellen. - Middenlamel Rijk aan **pectines**, bindt aangrenzende cellen aan elkaar. - **Plasmodesmata** - Kanalen door celwanden die cytoplasma van naburige cellen verbinden. - Hierdoor kunnen water, kleine moleculen, proteïnen en RNA vrij bewegen, waardoor cellen een levend continuüm vormen. **Extracellulaire Matrix (ECM) bij dieren** Biedt structurele ondersteuning en speelt een rol in signaaltransductie en celgedrag. - **Samenstelling** - **Collageenvezels** Zorgt voor sterkte en elasticiteit. - **Proteoglycanen** Grote moleculaire complexen die water vasthouden en celinteracties mogelijk maken. - **Fibronectine** Bindt de ECM aan integrines op celmembranen. - **Integrines** Membraaneiwitten die signalen overbrengen tussen de ECM en het cytoskelet. - **Celverbindingen** - **Plasmodesmata** (Planten) - Functioneert als cytoplasmatische verbindingen tussen plantencellen. - Laat beweging van stoffen toe, inclusief macromoleculen via cytoskeletvezels. - **Tight Junctions (Dieren**) - Vormt een barrière die lekkage van extracellulaire vloeistoffen tussen cellen voorkomt. - Voorbeeld: Houdt epitheelcellen in de huid waterdicht. - **Desmosomen** - Functioneert als 'nietjes' die cellen stevig samenvoegen in vellen of lagen. - Versterkt door keratinefilamenten; essentieel in spierweefsel. - **Gap Junctions** - Kanaaltjes tussen cellen waardoor ionen, suikers en aminozuren kunnen - Essentieel voor cel-naar-cel communicatie, bijvoorbeeld in hartspierweefsel. Betekenis voor cellulaire activiteit - De ECM coördineert celgedrag en genexpressie via mechanische en chemische signalen. - Celverbindingen zorgen voor structurele integriteit en intercellulaire communicatie, essentieel voor het functioneren van weefsels zoals epitheel en spieren. ![Afbeelding met tekst, schermopname, ontwerp Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image68.png) 4. **Verschillende typen signalering tussen cellen beschrijven. 9.1, 41.1** **9.1** Cellulaire signalering is essentieel voor communicatie tussen cellen en zorgt ervoor dat cellen gecoördineerd reageren in complexe systemen. Er zijn verschillende soorten signaalmechanismen die cellen gebruiken, afhankelijk van de afstand tussen de signaal gevende en ontvangende cel: **Typen Signalen** - **Paracriene Signalisatie** - Signaalmoleculen, zoals groeifactoren, worden lokaal vrijgegeven en beïnvloeden nabijgelegen cellen. - Veel gebruikt in weefselherstel en immuunresponsen. - **Autocriene Signalisatie** - De cel die het signaal afgeeft, reageert zelf op dat signaal. - Veel gezien bij kankercellen, waar autocriene signalen groei stimuleren. - **Endocriene Signalisatie (Hormonale)** - Hormonen worden via de bloedbaan getransporteerd naar verre cellen. - Voorbeeld: Insuline reguleert bloedsuikerwaarden. - **Synaptische Signalisatie** - Neurotransmitters worden vrijgegeven in synapsen tussen neuronen en doelcellen (zoals spieren). - Specifiek en snel, vooral in het zenuwstelsel. - **Direct Contact** - Cellen communiceren via cel-cel verbindingen zoals gap junctions of plasmodesmata in planten. - Moleculen of ionen kunnen direct tussen cellen bewegen. **Belangrijke Concepten** - Liganden en Receptoren - Ligand Een molecuul dat specifiek bindt aan een receptor. - Binding aan de receptor veroorzaakt een structurele verandering, waardoor de receptor wordt geactiveerd. - Receptoren in de Plasmamembraan - G-eiwit-gekoppelde receptoren (GPCRs) Betrokken bij signalering door hormonen zoals adrenaline. - Receptor Tyrosine Kinases Geactiveerd door dimerisatie, wat fosforylatie en activering van intracellulaire eiwitten veroorzaakt. - Ionkanaal Receptoren Openen of sluiten in reactie op een ligand, wat ionentransport mogelijk maakt. - Intracellulaire Receptoren - Gelegen in het cytoplasma of de kern, reageren op hydrofobe moleculen zoals steroïde hormonen. **Stappen in Cellulaire Signalisatie** - Ontvangst (Reception) - Signaalmolecuul bindt aan een receptor. - Activeert de receptor en zet de signaaltransductie in gang. - Transductie - Het signaal wordt doorgegeven via een signaaltransductiepad, vaak bestaande uit meerdere relay-moleculen. - Voorbeeld: Activering van glycogeenfosforylase door epinefrine. - Cellulaire Respons - Specifieke actie zoals enzymactiviteit, genexpressie, of cytoskeletherstructurering. - Zorgt voor coördinatie van cellulaire functies. Afbeelding met tekst, schermopname, kaart Automatisch gegenereerde beschrijving **40.1** **Celcommunicatie en Signaaloverdracht** - Wateroplosbare hormonen (zoals adrenaline) - Binden aan receptoren in het plasmamembraan. - Activeren signaaltransductieroutes, vaak via G-eiwitten en secundaire boodschappers zoals cAMP - Resulteren in snelle responsen zoals enzymactivatie of veranderingen in het cytoskelet. - **Vetoplosbare hormonen** (zoals steroïden) - Diffunderen door het plasmamembraan. - Binden aan intracellulaire receptoren in het cytoplasma of de kern. - Reguleren genexpressie door direct interactie met DNA. Hormoonwerking: Een Overzicht - **Wateroplosbare hormonen** activeren enzymen via een cascade, zoals bij adrenaline, waarbij glycogeen wordt afgebroken tot glucose. Dit levert snel energie voor stressreacties. - **Vetoplosbare hormonen** zoals estradiol activeren genen door transcriptiefactoren, wat resulteert in de synthese van specifieke eiwitten. Signaaltransductie en Amplificatie - Signaalamplificatie zorgt ervoor dat één hormoonmolecuul kan leiden tot de productie van miljoenen moleculen, zoals cAMP. - Voorbeelden: - Epinefrine bindt aan G-eiwit-gekoppelde receptoren en triggert glycogeenafbraak. - Estradiol activeert vitellogenine-productie, belangrijk voor voortplanting. Belangrijke Processen - Signaaltransductie Binden van een hormoon activeert een reeks moleculen (zoals adenylylcyclase) die een cellulair antwoord veroorzaken. - Voorbeeld: ATP wordt omgezet in cAMP om enzymen te activeren. - Genregulatie door Steroïdhormonen - Hormoon-receptorcomplexen activeren transcriptie. - Resulteert in productie van specifieke eiwitten zoals vitellogenine in vogels. ![Afbeelding met tekst, schermopname, Lettertype, document Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image70.png)Afbeelding met tekst, schermopname, diagram Automatisch gegenereerde beschrijving 5. **Verschillende stappen binnen cel signalering begrijpen (herkenning, transductie en response). 9.1 t/m 9.4** **9.2** **Signaaltransductiepaden** Dit zijn cascades van moleculaire interacties waarbij een extracellulair signaal (zoals een hormoon) wordt omgezet in een specifieke intracellulaire respons. Dit proces begint vaak met activatie van een receptor door een ligand. - Second messengers Kleine moleculen of ionen zoals cAMP, calciumionen (Ca²⁺), en inositoltrisfosfaat (IP₃). - Second messengers spelen een cruciale rol bij het doorgeven van signalen in de cel. - cAMP wordt vaak geproduceerd door het enzym adenylylcyclase, dat wordt geactiveerd door G-eiwitten. - Calciumionen worden opgeslagen in organellen zoals het ER en kunnen worden vrijgemaakt in reactie op signalen. Ze activeren vele processen zoals contractie van spiercellen. - Fosforyleringscascades - Eiwitten genaamd proteïnekinases voegen fosfaatgroepen toe aan andere eiwitten, wat leidt tot hun activatie of inactivatie. - Proteïnefosfatases verwijderen deze fosfaatgroepen, wat een belangrijk mechanisme is om signalen af te sluiten. - Amplificatie Signalen worden versterkt door elke stap in het transductiepad, waarbij één molecuul meerdere andere moleculen kan activeren. **G-eiwit-gekoppelde receptoren (GPCRs)** - Structuur en werking - GPCRs zijn membraaneiwitten met zeven transmembranen domeinen. - Wanneer een ligand bindt aan de receptor, verandert deze van vorm en activeert een \*\*G-eiwit\*\* door GDP te vervangen door GTP. - Het geactiveerde G-eiwit kan vervolgens een effector-eiwit activeren (bijv. adenylylcyclase) dat een second messenger (zoals cAMP) produceert. ![Afbeelding met tekst, schermopname, ontwerp Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image72.png)Afbeelding met tekst, schermopname, tekenfilm Automatisch gegenereerde beschrijving **Receptor Tyrosine Kinases (RTKs)** Structuur en werking - RTKs zijn membraangebonden receptoren met een enzymatische functie. - Ligandbinding induceert dimerisatie van twee RTKs, wat leidt tot autofosforylatie van tyrosineresiduen op de intracellulaire staarten. - Gefosforyleerde tyrosines dienen als docking-sites voor intracellulaire signaaleiwitten die de signaaltransductie voortzetten. - RTKs zijn cruciaal voor processen zoals celgroei, overleving en differentiatie. Dysfunctie in RTKs kan leiden tot ziektes zoals kanker. ![Afbeelding met tekst, schermopname Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image74.png) **Ionkanaalreceptoren** - Structuur en werking - Ligand-gereguleerde ionkanaalreceptoren openen of sluiten wanneer een ligand bindt. - Dit leidt tot de influx of efflux van ionen zoals Na⁺, K⁺, of Ca²⁺, wat de membraanpotentiaal verandert en een cellulair signaal initieert. - Neurotransmitter-gemedieerde synaptische transmissie (bijv. acetylcholine-receptoren). Afbeelding met tekst, schermopname, ontwerp Automatisch gegenereerde beschrijving![Afbeelding met tekst, schermopname, diagram Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image76.png) **9.3** **Cellulaire reacties** - Signaaltransductiepaden leiden tot specifieke uitkomsten zoals genexpressie, enzymactiviteit, of cytoskeletaanpassingen. - Bijvoorbeeld: Het genetisch regulatiepad activeert transcriptiefactoren die de expressie van specifieke genen regelen. **cAMP en signaaltransductie** - Het molecule cyclisch AMP (cAMP) fungeert als een second messenger. Na productie activeert het vaak proteïnekinase A (PKA), wat een cascade van reacties veroorzaakt. - Calcium en IP₃ - Calciumionen spelen een sleutelrol in signaaltransductie en worden gereguleerd door kanalen in het ER-membraan, zoals de IP₃-gereguleerde calciumkanalen. - Calciumactiveert processen zoals spiercontractie en uitscheiding van moleculen. - Voorbeeld: Cholera-toxine Het toxine geproduceerd door Vibrio cholerae verstoort de normale regulatie van cAMP, wat leidt tot overmatige water- en zoutuitscheiding in de darm. Afbeelding met tekst, schermopname, diagram, kaart Automatisch gegenereerde beschrijving **Fosforyleringscascade** - Mechanisme - Fosforylering is het toevoegen van een fosfaatgroep (PO₄³⁻) aan een eiwit door proteïnekinases - In een fosforyleringscascade wordt een signaal versterkt doordat elk geactiveerd kinase meerdere substraten kan fosforyleren. - Rol van proteïnefosfatases - Deze enzymen verwijderen fosfaatgroepen en schakelen eiwitten uit, waardoor de fosforyleringscascade wordt gereguleerd. - Voorbeeld - De MAP-kinase (Mitogen-Activated Protein Kinase) cascade. Een reeks kinases activeert elkaar sequentieel, wat leidt tot celproliferatie of differentiatie. ![Afbeelding met tekst, schermopname, diagram, kaart Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image78.png) **9.4** Cellulaire signalering. Specifieke Eigenschappen van Signaaltransductie - **Scaffolding-eiwitten** - Grote relay-eiwitten waaraan meerdere andere relay-eiwitten gebonden zijn. - Bevorderen de efficiëntie door signaalmoleculen ruimtelijk dicht bij elkaar te brengen, zoals bij synapsen in hersencellen. - Verhogen de snelheid en nauwkeurigheid van signaaloverdracht. - Voorbeeld van Probleem in Signaaltransductie - Wiskott-Aldrich-syndroom (WAS) - Ontstaat door het ontbreken van een specifiek relay-eiwit. - Leidt tot verstoringen in immuuncelfuncties door slecht georganiseerde cytoskeletten en verstoorde signaalroutes. **Terminatie van Signalen** Voor een cel om op nieuwe signalen te reageren, moeten de effecten van eerdere signalen omkeerbaar zijn: - Reversibiliteit van receptoractivatie - Zodra het aantal gebonden signaleringsmoleculen afneemt, keren receptoren terug naar hun inactieve vorm. - Inactivering van relaymoleculen - GTPase-activiteit hydrolyseert GTP naar GDP in G-eiwitten. - Fosfodiësterase zet cAMP om in AMP. - Fosfatasen verwijderen fosfaatgroepen van geactiveerde eiwitten. - Drempelwaarde - Alleen boven een bepaalde concentratie van actieve receptoren vindt een cellulaire reactie plaats. Complexiteit van Signalering - Veel paden kruisen elkaar, wat leidt tot interacties tussen signalen (cross-talk). - Het gebruik van dezelfde signaalcomponenten in meerdere routes bespaart middelen en energie voor de cel. Afbeelding met schermopname Automatisch gegenereerde beschrijving![Afbeelding met tekst, schermopname Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image80.png) Afbeelding met tekst, schermopname, document, Publicatie Automatisch gegenereerde beschrijving 6. **De moleculaire regulatie van celdeling begrijpen. 12.3** **Regulatie van de eukaryotische celcyclus door een moleculair controlesysteem** **Celcycluscontrolemechanisme** De celcyclus wordt gereguleerd door een moleculair controlesysteem dat signalen verwerkt om te bepalen of een cel doorgaat met delen. Dit systeem is gebaseerd op een celcyclusklok die cyclische veranderingen in regulerende eiwitten gebruikt, zoals cyclines en cyclin-dependent kinases (Cdks). - Checkpoints in de celcyclus De cyclus stopt op bepaalde controlepunten (bijvoorbeeld G1, G2 en M) totdat een \"go-ahead\"-signaal wordt ontvangen. De G1-checkpoint, bekend als de \"restriction point\", is cruciaal: cellen die hier niet verder gaan, treden de G0-fase binnen, een niet-delende toestand. - Cyclines en Cdks Cyclines binden aan Cdks om deze te activeren. De activiteit van Cdks fluctueert op basis van de beschikbaarheid van cyclines. Cycline-Cdk-complexen, zoals het MPF (maturation-promoting factor), stimuleren specifieke fasen van de celcyclus. **Interne en externe signalen**. De celcyclus wordt gecontroleerd door signalen van binnen en buiten de cel - Interne signalen Bijvoorbeeld of alle chromosomen correct aan de mitotische spoelfiguur zijn bevestigd. - Externe signalen Groei-factoren zoals PDGF (platelet-derived growth factor) stimuleren celdeling. Dichtheidsafhankelijke remming en aanhechtingsafhankelijkheid voorkomen overmatige celdeling in gezonde weefsels. ![Afbeelding met tekst, schermopname, diagram, ontwerp Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image82.png)Afbeelding met tekst, schermopname, diagram Automatisch gegenereerde beschrijving **Abnormale regulatie in kanker.** Kankercellen omzeilen normale celcycluscontrolemechanismen - Ze negeren signalen zoals dichtheidsafhankelijke remming en blijven delen, zelfs zonder externe groei-factoren. - Kankercellen kunnen: - Een tumor vormen: een massa abnormale cellen. - Uitgroeien tot maligne tumoren die omliggende weefsels binnendringen en metastaseren (zich verspreiden via bloed- en lymfevaten naar andere delen van het lichaam). Behandeling van kanker - Straling Beschadigt DNA, vooral in kankercellen die niet in staat zijn DNA-schade te repareren. - Chemotherapie Interfereert met specifieke fasen van de celcyclus (bijvoorbeeld Taxol, dat microtubuli depolymerisatie voorkomt). - Onderzoek naar signaalwegen Helpt bij het begrijpen van hoe verstoringen in celcycluscontrole bijdragen aan kanker, met toepassingen in gerichte therapieën. ![Afbeelding met tekst, schermopname, Lettertype, document Automatisch gegenereerde beschrijving](media/image84.png) 7. **Het belang van homeostase in weefsels uitleggen. 9.5, 12.3, 40.2** **9.5** Apoptose: gereguleerde celdood en het behoud van homeostase - Homeostase in weefsels vereist nauwkeurige regulatie van cellulaire processen, waaronder apoptose, ofwel geprogrammeerde celdood. Dit proces voorkomt schade door het verwijderen van beschadigde of overbodige cellen zonder de omliggende weefsels te beïnvloeden. Apoptose wordt getriggerd door zowel interne als externe signalen en speelt een cruciale rol bij ontwikkeling, weefselonderhoud en bescherming tegen ziekten. **Mechanisme van Apoptose** - Initiatie van apoptose - Externe signalen Liganden (bijv. \"death-signaling molecules\") binden aan specifieke receptoren op het celmembraan. Deze interactie activeert intracellulaire signaalroutes. - Interne signalen Onherstelbare DNA-schade of overmatige eiwitmisvouwing in het endoplasmatisch reticulum kan apoptose activeren. - Rol van caspases - Caspases zijn proteasen die verantwoordelijk zijn voor de afbraak van cellulaire componenten. - In Caenorhabditis elegans zijn de eiwitten Ced-3, Ced-4 en Ced-9 essentieel voor apoptose. In zoogdieren functioneren vergelijkbare eiwitten. **Mitochondriale apoptotische route** - Mitochondriale eiwitten, zoals cytochroom c, lekken in het cytoplasma en activeren caspases. Dit proces leidt tot fragmentatie van DNA en organellen, wat resulteert in celafbraak zonder schade aan omliggende cellen. **Celstructuren tijdens apoptose** - De cel krimpt en vormt \"blebs\", waarbij cytoplasmatische inhoud in vesikels wordt verpakt. Deze worden door fagocyten opgeruimd, waardoor omliggende weefsels worden beschermd. **Biologische Belang van Apoptose** - Embryonale ontwikkeling - Apoptose elimineert overtollige cellen, zoals in de interdigitalen van muizen en mensen, wat resulteert in de vorming van vingers en tenen (zie figuur 9.21). - Immuunsysteem - Apoptose verwijdert auto-reactieve T-cellen om auto-immuunziekten te voorkomen. **Preventie van kankervorming** - Normale cellen stoppen de cyclus als ze beschadigd zijn. Apoptose verwijdert cellen die anders tumoren zouden kunnen vormen. Disfunctioneren van Apoptose - Te weinig apoptose Kan leiden tot kanker. Voorbeelden zijn defecten in de menselijke variant van Ced-4 bij melanomen. - Te veel apoptose Geassocieerd met degeneratieve ziekten zoals Alzheimer en Parkinson. In Alzheimer leidt de accumulatie van verkeerd gevouwen eiwitten tot apoptose in neuronen. Afbeelding met tekst, schermopname Automatisch gegenereerde beschrijving **12.3** **Homeostase** in weefsels is essentieel om de stabiliteit en functionaliteit van cellen en organen in een organisme te behouden. Het celcyclus-controlesysteem speelt hierbij een cruciale rol, omdat het de groei, deling en overleving van cellen reguleert. Hieronder een overzicht van hoe dit systeem bijdraagt aan homeostase: Regulatie van de Celcyclus Het eukaryotische controlesysteem regelt de voortgang van de celcy

Toetsstof P6 Samenvatting PDF

Document Details

Tags

Related

Summary

Full Transcript

Upgrade to continue