Hoofdstuk 2, Biologie, viaDELTA, Cellen: Bouw en Functie
- Robert Hooke zag in 1665 met een microscoop de celwanden in een kurk. Ontdekte gelijkenis tussen plantaardig weefsel en honingraten, vandaar de naam “cellen”
- Celtheorie: tegenwoordig gaat men ervan uit dat alle organismen zijn opgebouwd uit cellen
- Eencellige organismen zijn bijvoorbeeld bacteriën
- Cel: kleinste levende eenheid: groei, ontwikkeling, stofwisseling, reproductie
2.1
- Microscopen zijn onmisbaar


- Lichtmicroscoop (17e eeuw) en elektronenmicroscoop (20e eeuw)
2.1.1
- Met een lichtmicroscoop kan met 40 – 1500 keer vergroten
- Vergrotingen boven de 1000x onscherp. 1µm – 1 mm
- Cellen goed zichtbaar, soms zelfs celonderdelen (organellen) zoals cel-membraan, -plasma, -kern, vacuole, plastisiden
-Anthonie van Leeuwenhoek (1632-1732) onderzocht mannelijke geslachtscellen
- Rond 1590 construeerde Zacharias Janssen een microscoop met samengestelde lenzen
- In 1610 verbeterde Galileo Galilei deze door een schroef erop te monteren (scherpstellen)
- Celwanden van plantencellen zijn slechts afscheidingsproducten van de levende cellen
- Planten en dieren bestaan uit levende cellen


- In 1839 bevestigd door de Duitser Schwann
2.1.2
- Elektronenmicroscoop kan sterker vergroten
- Transmissie-elektronenmicroscoop TEM zendt elektronenbundel door een voorwerp heen, op een scherm ontstaat een elektronenschaduw. Zwart-wit, maar tot 1.000.000x vergroting
- Scanning elektronenmicroscoop SEM zendt elektronen onder vacuüm op een voorwerp, de weerkaatste elektronen vallen op een sensor, tot 6.000.000x vergroting. Tot 1 nanometer zijn goed zichtbaar met de elektronenmicroscoop
2.2 - Celorganellen
Kern / kernmembraan
De celkern bevat de erfelijke informatie van een organisme in de vorm van genen. Deze genen bestaan uit DNA. DNA + speciale eiwitten vormen 46 chromosomen, 23 van vader en 23 van moeder. In de geslachtscellen zijn dan ook 23 chromosomen. Met deze erfelijke informatie bestuurt de kern de celprocessen die moeten plaatsvinden om het geheel goed te laten functioneren: de kern reguleert en coördineert de cel. In de kernmembraan bevinden zich openingen, kernporiën genaamd (zie kernporie).
Kernporie
De kernporie is een opening in het kernmembraan voor de uitwisseling van stoffen tussen de kern en de cel.
De kernmembraan van de celkern bevat honderden kernporieën. Een kernporie wordt gevormd door het nuclear pore complex (NPC). Door een kernporie kunnen kleine moleculen, en zelfs kleine eiwitten, vrij diffunderen.
Cytoplasma (celplasma)
Het cytoplasma bestaat uit het cytosol en de organellen en insluitsels die erin drijven. Er worden eiwitten, suikers, aminozuren, en energiestoffen doorheen gestuurd. Het plasma wordt bij elkaar gehouden door het celmembraan, dat ervoor zorgt dat het niet vrij de cel uitstroomt.
Het cytoplasma bestaat voor 60 - 95% uit water (bij planten soms nog meer, waarvan een groot deel in de vacuole). De organellen in het cytoplasma worden ook omgeven door een membraan, dit heeft als voordeel dat er verschillende processen kunnen doorgaan zonder dat deze elkaar beïnvloeden.
Membranen
Alle cellen worden omgeven door membranen. Ze komen ook heel veel in cellen voor. De celmembraan bestaat uit een dubbellaag van vetmoleculen waaraan fosforgroepen verbonden zijn (ook wel fosfolipiden genoemd). Daardoor zijn celmembranen soepel en waterafstotend. De celmembraan scheidt het inwendige van een cel van de waterige omgeving. Tussen de 2 fosfolipiden-lagen liggen eiwitmoleculen op een mozaïekachtige manier opgeslagen. Deze eiwitten dienen voor het transport van water en voedingsstoffen de cel in, en water en afvalstoffen de cel uit. Andere eiwitmoleculen bevinden zich aan de binnen kant of aan de buitenkant van het membraan, waaronder koolhydraten, aan de buitenkant heet dit glycocalyx. Contactinhibitie houdt in dat cellen stoppen met delen als ze de glycocalyx van een andere cel raken. Bij kankercellen is de glycocalyx kapot.
Mitochondrium
Een mitochondrium is een staaf- of bolvormig celorganel ook wel gamel genoemd, dat een dubbel membraan bevat en in het cytoplasma van de cel ligt. Het bevat ook DNA, dat 13 eiwitten vormt die bij de verbranding (glucose + zuurstof à water + koolstofdioxide) een rol spelen. De mitochondria zijn de energiecentrales van de cel. Deze energie komt beschikbaar in de vorm van de stof ATP. Als er zuurstof aanwezig is kunnen de elektronen (energie) met waterstofionen daarop worden overgedragen onder vorming van ATP en water.
Een mitochondrium bezit een dubbele lipiden membraan:
- een uitwendig membraan
- een inwendig membraan, met instulpingen, de cristae.
Ribosomen
Ribosomen zijn onderdelen van een cel die niet bestaan uit membranen. De ribosomen bestaan uit eiwitmoleculen met daarin stukjes erfelijk materiaal verpakt. Cellen die veel eiwitten produceren bevatten veel ribosomen, soms enkele miljoenen per cel. Deze geproduceerde eiwitten kunnen voor verschillende doeleinden gebruikt worden, zoals de aanmaak van materiaal (structuureiwitten), het versnellen van omzettingen (enzymen) en het transport van stoffen door celmembranen (transporteiwitten).
Endoplasmatisch reticulum
Het endoplasmatisch reticulum is een netwerk (reticulum) van membranen. Het ligt in het cytoplasma van een cel. Het bestaat uit twee dicht tegen elkaar liggende membranen waartussen holten en kanalen worden gevormd. Het is afgescheiden van de rest van de cel door een membraan met dezelfde structuur als het celmembraan.
Het ruw endoplasmatisch reticulum (ribosomaal ER) herbergt de ribosomen: die zijn belangrijk voor de eiwitsynthese. Ook heeft het een rol in het transport van stoffen in de cel, het is voornamelijk belangrijk voor het verzamelen van eiwitten die naar het golgi-apparaat vervoerd moeten worden.
Glad ER dient om stoffen vanuit het ruw ER te vervoeren naar het golgi-apparaat, het bevindt zich dan ook vaak tussen zones met ruw ER en het golgi-apparaat. Andere functies van het glad endoplasmatisch reticulum zijn het opslaan van calciumionen, de synthese van lipiden, fosfolipiden en de ontgiftiging van drugs, alcohol en andere gifstoffen (met name in levercellen). Er zit ook calcium in opgeslagen, nodig om spiervezels te laten samentrekken.
Lysosoom
Lysosomen zijn door membranen omgeven zakjes; ze bevinden zich in het cytoplasma van een cel. Lysosomen worden ook wel de afvalberg van de cel genoemd. In de lysosomen zitten enzymen opgeslagen die betrokken zijn bij de afbraak van grote moleculen. Lysosomen zijn vooral belangrijk bij de intracellulaire vertering van voedsel dat via fagocytose (insluiting van vaste deeltjes) en pinocytose (insluiting van vloeibare deeltjes) de cel is binnengekomen. Soms gaan lysosomen lekken waardoor de enzymen in het celplasma terechtkomen. Gevolg is dat de inhoud van de cel afgebroken word en de cel zichzelf oplost (zelfmoordzakjes). Defecte lysosomen kunnen Tay Sachs veroorzaken, een ziekte in het zenuwstelsel.
Golgi-apparaat
Het Golgi-apparaat bestaat uit een stapel platte cisternen met een kleine ruimte er tussen. De cisternen zijn met hun cis-kant richting celkern gekeerd en met hun trans-kant richting het buitenste celmembraan en dus de wereld buiten de cel, omdat daar blaasjes met omgebouwde producten ontstaan en zo de cel via het cytoplasma zullen willen verlaten.
Transportblaasjes met eiwitten gemaakt door ribosomen op het ruw ER worden vervoerd naar het Golgi-apparaat, waar ze hun eiwitten afleveren. De eiwitten worden op hun weg veranderd in een eindproduct. Het Golgi-apparaat vormt zelf nieuwe cisternen en verwijdert de oude waardoor de eiwitten in de oude cisternen vrijkomen. Als de eiwitten de trans-kant bereiken, vormen ze blaasjes die, als ze een bepaalde grootte bereiken, als secreetkorrels richting het celmembraan getransporteerd worden. Het Golgi-apparaat maakt ook de lysosomen aan.
Vacuoles
Vacuoles zijn een soort blaasjes die in cellen van zowel planten als dieren voorkomen. Ze kunnen verschillende functies in de cel vervullen. In voedselvacuoles komen voedingsstoffen voor die door fagocytose in de cel zijn opgenomen. Door versmelting met lysosomen kunnen de voedingsstoffen worden afgebroken. Eencellige diertjes hebben vaak contractiele vacuoles die teveel opgenomen water de cel uit pompen. Oorspronkelijk bevat een plantencel meerde kleine vacuoles, maar door de versmelting is het 1 grote centrale vacuole. Hierin komen veel verschillende verbindingen voor, zoals eiwitten, kalium- en natriumionen en kleurstoffen.
Plastiden
Plastiden zijn organellen die alleen bij planten voorkomen. Plastiden worden ingedeeld in twee groepen: de gekleurde plastiden (chromoplasten) en de niet gekleurde plastiden (leukoplasten). De kleurloze leukoplasten dienen om voedingsstoffen zoals vet, zetmeel en eiwit op te slaan. De leukoplasten waarin zetmeel is opgeslagen, worden zetmeelkorrels (amyloplasten) genoemd. Deze worden aangetroffen in zaden, wortels en ondergrondse stengelverdikkingen zoals aardappels.
Tot de chromoplasten behoren de bladgroenkorrels (chloroplasten). Daarnaast kunnen chromoplasten in allerlei kleurvariaties - van geel tot rood – voorkomen, bijvoorbeeld in rijpe vruchten.
Cellen met chloroplasten komen bij planten vooral voor in de bladeren en in de stengel. In deze cellen is fotosynthese mogelijk. In de op elkaar gestapelde schijfjes membraan zit het pigment chlorofyl. Dat is betrokken bij de opvang van licht die nodig is voor fotosynthese. Als de plastiden eenmaal gevormd zijn, kunnen ze gemakkelijk in elkaar overgaan. Leukoplasten die aan licht worden blootgesteld, vormen zich om tot chloroplasten, en kunnen dan ook fotosynthese uitvoeren.
Celskelet en celspieren
Er zijn een groot aantal draadvormige structuren in de cel te vinden.
Microtubuli zijn dunne buisjes die overal in de cel lopen, en de cel structuur geven. Ze worden opgebouwd en afgebroken, en zijn star en tegelijk flexibel. Ze vormen ook de spoelfiguur bij mitose (celdeling) en meiose (geslachtsceldeling).
Microfilamenten zijn nog dunnere draadjes die in bundels door de cel lopen, en zorgen voor bewegingen; dat doen ze door langs elkaar de schuiven. Ze komen ook voor in spiervezels.
2.3
- Plantencellen hebben plastiden, dierlijke cellen niet. Daarnaast bevatten ze een grote, centrale vacuole. Ook zijn ze omgeven door een celwand, welke opgebouwd is uit meerdere lagen. De buitenste laag bestaat uit cellulose en is elastisch, de binnenste geeft stevigheid en is houtachtig, maar heeft als gevolg dat de cel niet meer kan groeien en elasticiteit verliest.
2.4.1
- Stoffen kunnen de celmembraan actief en passief passeren
- Als de cel zelf geen rol speelt, is het passief transport. Bijvoorbeeld water- en gastransport. Dit kost de cel geen energie. Het is het gevolg van een verschil in concentratie, een voorbeeld van passief transport is diffusie, waaronder osmose.
- Als het de cel wel energie kost, is er sprake van actief transport
- Bij diffusie verplaatsen hoge concentraties van een stof zich naar een plaats met een lage concentratie, tot het overal gelijk is. Bloedcellen nemen zuurstof op d.m.v diffusie.
- Osmose houdt in dat er diffusie van water is, dat door een semi-doorlaatbaar membraan loopt. De opgeloste deeltjes in het celplasma kunnen deze membraan niet passeren. De plaats met de hoogste concentratie opgeloste deeltjes, heeft de hoogste osmotische waarde. Als beide oplossingen aan weerzijde van de membraan een gelijke osmotische waarde hebben, dan zijn zij isotonisch.
2.4.2
- Er zijn verschillende omstandigheden die invloed hebben op de diffusiesnelheid: concentratieverschil, diffusieoppervlak en –afstand, de temperatuur, en de aard van het medium
- De formule van Fick geeft dit aan. dV / dt = (D * F * (C1-C2) ) / d
- Hoe groter het concentratieverschil is, hoe groter het diffusieoppervlak D is en hoe kleiner de diffusie d afstand is, des te sneller verloopt de diffusie. Bij hogere temperatuur verplaatsen de deeltjes zich sneller, maar bij een dichter medium ontstaat een tragere verplaatsing
- Een plantaardige cel die teveel water opneemt zal niet direct kunnen knappen – i.t.t. een dierlijke cel – omdat er een celwand omheen zit
- De inhoud van een plantencel duwt tegen de celwand, deze druk heet turgor. Omgekeerd drukt de celwand met evenveel druk tegen, deze druk heet wanddruk
- Een plant kan d.m.v. osmose water afstaan aan zijn omgeving. Dit proces heet plasmolyse
- Op het moment dat daarbij de celinhoud dreigt los te laten, verkeert de cel in een toestand van grensplasmolyse.
- Als een plantencel met een sterk geconcentreerd cytoplasma in een waterige oplossing wordt gebracht, is de zuigkracht hoog
- Een dierlijke cel die in een waterige oplossing teveel water opneemt, zal knappen, omdat er geen celwand om het cytoplasma zit. Daarom heeft een patiënt een infuus nodig waarin een oplossing zit die isotonisch is met bloed.
2.4.3
- In elke celmembraan liggen waterafstotende en waterminnende eiwitten. De waterafstotende kant van het eiwit is in de membraan naar binnen gelegen, en de waterminnende kant naar de buitenkant van de membraan. De membraan bestaat uit een dubbellaag, dus de waterminnende kant kan naar de binnen- of buitenkant van de cel zijn gericht.
- Om transport door de membraan mogelijk te maken zijn er poriën in de eiwitten opgenomen. De aard van de eiwitten bepaalt welke moleculen (of ionen) de membraan passeren. In de longen verlaat HCO3- de rode bloedcel (en wordt in CO2 uitgeademd) en wordt Cl- opgenomen
- Om de glucose-concentratie in de cel laag te houden, wordt de glucose zoveel mogelijk aan andere moleculen gebonden: het transport kan zo doorgaan
2.4.4
- Verschillende vormen actief transport zijn: met behulp van een enzymatische pomp, en door middel van blaasjes
- Bij een enzymatische pomp worden de deeltjes met behulp van transportenzymen de membraan doorgesluisd: een stof bind zich aan een eiwit, welke vervolgens door de membraan heen gaat. Dit kost de cel energie, die geleverd wordt door de stof ATP
- Bij transport met blaasjes worden stukjes van de celmembraan afgesplitst of juist met elkaar versmolten. In de gevormde blaasjes kunnen stoffen vervoerd worden. Het proces waarbij deeltjes naar buiten worden afgegeven heet exocytose; naar binnen heet het endocytose. Gaat het om opname van vloeibare stoffen, dan heet het proces pinocytose, bij vaste deeltjes gaat het om fagocytose
2.5
- Ieder organisme bestaat uit een grote variatie van cellen. De cellen die in een organisme bij elkaar liggen, dezelfde vorm en functie hebben, worden aangeduid met de term weefsel
- Weefsels vormen met elkaar organen, zij hebben elk een speciale taak en behoren tot een orgaanstelsel met dezelfde taak
Dekweefsel of Epitheelweefsel
- Geen tussencelstof
- Geen bloedvaten
Plaats:
- Huid (met name opperhuid)
- Ogen (buitenkant hoornvlies)
- Wand van holle organen (bijv. dunne darm)
Functies:
- Bekleding & Bedekking
- Opname & Uitscheiding (klierweefsel)
- Prikkelopname
Klierweefsel (variant van het dekweefsel)
Functie:
- Afgifte van producten aan bloed
- “ “ “ “ buitenwereld (bijv. zweet)
Bindweefsel
- Veel tussencelstof
- Er zijn vezels aanwezig
- Wel bloedvaten
Plaats:
- Onderhuid & Lederhuid
- Organen
- Tussen de organen
Functies:
- Steun
- Afweer
- Voeding
Vetweefsel
- Kippengaasstructuur
- Veel bloedvaten (voor transport van stoffen)
Plaats:
- Bijna overal in lichaam (huid, buik, tussen organen, bij spieren)
Functies:
- Energieopslag
- Isolatie
- Steun & bescherming
Kraakbeenweefsel
- Geen bloed- / lymfevaten
- Geen zenuwen
- Véél tussencelstof
- Kan niet blijvend worden vervormd
Plaats:
- Neus
- Oren
- Gewrichten
- Ruggenwervel
Functies:
- Steun
- Groei van pijpbeenderen
-
Beenweefsel of Botweefsel
- Veel zouten (maakt het hard maar broos)
- Continue opbouw en afbraak
- Veel minder tussencelstof dan kraakbeenweefsel
Plaats:
- In de botten
Functies:
- Steun & Bescherming
- Vorming van bloed in het beenmerg
Dwarsgestreept- of skeletspierweefsel (variant van spierweefsel)
- Veel kernen per spiercel à spiervezel
- Dwarse streping
- Veel bloedvaten
- Veel mitochondria (hoge energiebehoefte)
Plaats:
- In de dwarsgestreepte spieren
Functies:
- Maakt beweging mogelijk
- Houdt skelet bij elkaar
Hartspierweefsel (variant van spierweefsel)
- 1 of 2 kernen per spiercel
- Celkern ligt centraal
- Dwarse streping
- Veel mitochondria
Plaats:
- Hartspier
Functies:
- Laat het hart kloppen (en zorgt daarmee voor bloed rondpompen)
Glad spierweefsel (variant van spierweefsel)
- 1 kern per spiercel
- Celkern ligt centraal
- Dwarse streping
Plaats:
- Wand van het maagdarmkanaal
- Wand van slagaders
- Baarmoeder
- Kringspieren van de iris
Functies:
- Onbewuste bewegingen voltrekken
- Gebeurt langzamer dan bij dwarsgestreept spierweefsel (spieren die veel verbranden zijn dwarsgestreept, bijv. beenspieren)
Zenuwweefsel
- Centraal zenuwstelsel
- Perifere zenuwstelsel
- Neuronen en ganglia
Plaats:
- Bijna overal (ruggenmerg, spieren, organen, etc… Alle dingen in het lichaam die moeten worden bestuurd zowel bewust als onbewust)
Functies:
- Waarnemen, verwerken, verspreiden van informatie
- Coördineren van lichaamsfuncties
2.6
- Bacteriën zijn eencelligen die over de hele wereld in grote getallen voorkomen. Slechts een klein deel verwekt ziektes. Ze helpen ook afval te verwerken
- Vermoedelijk zijn mitochondria en chloroplasten in bacteriën ontstaan – zij hebben ze dan ook niet. Bacteriën hebben geen celkern, maar wel een ringvormig DNA zonder membraan. Omdat er geen celkern is, is er ook geen ER
- Bacteriën behoren tot de prokaryoten, planten en dieren tot de eukaryoten
- Bij bepaalde bacteriën worden ook kleine ringetjes erfelijk materiaal aangetroffen, zij worden plasmiden genoemd. Hiermee kunnen zij een immuniteitsstof tegen antibiotica maken
2.6.1
- Een bacterie is ongeveer 1/1000e mm groot, 10x zo klein als de meeste eukaryotische cellen
- Aan de buitenkant hebben ze stevige celwanden. Gram-positieve bacteriën hebben een wat dikkere celwand dan de Gram-negatieve. De meeste zijn Gram-positief
- Bij bacteriën bestaat de celwand voornamelijk uit murëine, bij plantencellen uit cellulose
- De celwanden zijn niet te verwijderen, en kunnen niet knappen
- In een gunstig klimaat kunnen de bacteriën zich snel vermeerderen: tot 1 per 20 minuten
2.6.2
- Als een bacterie wordt ingekapseld, raakt deze in een schijndood totdat de omstandigheden zich verbeteren. Slechts bij zeer ongunstige omstandigheden zoals sterilisatie (blootstelling aan 120° C) kunnen ook deze sporen zich niet meer ontwikkelen tot de bacterie
- Er is geen meiose bij bacteriën, maar ze kunnen wel kleine stukjes DNA van de ene op de andere bacterie overdragen. Dit is een soort geslachtelijke voortplanting
2.6.3
- Sommige bacteriën kunnen met behulp van energie van buitenaf glucose vormen, zij zijn autotroof (en dan foto- of chemo-autotroof). Zij die dat niet kunnen zijn heterotroof.
- Bacteriën zijn gevoelig voor antibiotica zoals chloramphenicol en streptomycine, planten en dieren niet
2.7
- Indeling van de vier rijken van organismen: bacteriën, schimmels, planten, dieren
- Het kapsel van een virus is opgebouwd uit eiwitten, soms dezelfde als het celmembraan van de gastheer. In een enkel geval bevat het virus de membraan van de kern van de gastheercel, zoals bij het Herpes-virus
- In het kapsel bevat zich erfelijk materiaal in de vorm van DNA of RNA
- De kleinste virussen zijn slechts 50 nm: ze zijn zichtbaar met een elektronenmicroscoop
- De genen in het erfelijk materiaal zijn vooral betrokken bij vermeerdering, en het virus is altijd afhankelijk van de gastheercel. Sommigen hebben bacteriën als gastheer, anderen schimmels planten of dieren. Ze kunnen zelf de voorkeur hebben aan een bepaald celtype. Na vermeerdering in de gastheercel knapt deze. De virussen komen vrij en kunnen een andere cel innemen.
- Soms wordt de gastheer ziek, maar virusinfecties zijn niet met antibiotica te bestrijden
- Een virus gebruikt een gastheercel voor zijn stofwisseling. Bij een infectie worden de organellen van de gastheercel gebruikt. Vaak ontregelt dit de gastheer lichamelijk
- Aids, hepatitus, en griep worden door virussen veroorzaakt

REACTIES

Log in om een reactie te plaatsen of maak een profiel aan.

A.

A.

Beetje te uitgebreid, je kan net zo goed het boek lezen; dan kan je ook meteen de plaatjes goed bestuderen. Wel handig als je niet je hele boek mee wilt nemen om vlak voor de toets nog even te leren.

8 jaar geleden