Hoofdstuk 4

Biologie Interactief
Samenvatting hoofdstuk 4

4.1 Wie het kleine niet eert...
Alle organismen op aarde bestaan uit 1 of meer cellen. Een pas bevruchte menselijke eicel, we noemen dat een zygote, groeit door vele miljarden celdelingen uit tot een volwassen mensen. Voor het begrijpen van levensverschijnselen moet je cellen begrijpen.

4.2 De blik naar binnen
Het hart en bloedvaten zijn organen die samen een orgaanstelsel vormen. Samen met andere orgaanstelsels vullen ze een meercellig organisme.
Antoni van leeuwenhoek gebruikte een loep voor een vergroting van 200 keer. Hierdoor kon hij bacteriën zien en zaadcellen. Door de zaadcellen van zaadcellen werden geleerden na hem op het idee gebracht dat daar hele kleine mensjes in zouden kunnen zitten. Robert Hooke bekeek cellen in een dode schors en zag allemaal hokjes. Die noemde hij cellen. Betere spullen zorgden later voor betere resultaten. Een vel bleek uit een geelachtige vloeistof te bestaan, het cytoplasma. Daarom heen een dun vliesje, de celmembraan. In de cel waren allemaal kleine onderdelen, de celorganellen. De celkern en de bladgroenkorrels waren makkelijk te herkennen, maar uit de rest kon niets opgemaakt worden. Dit kwam door de golflengte van daglicht.

Door het gebruik van een nieuwe elektronenmicroscoop werd er veel meer zichtbaar. Een elektronen bundel gaat door een ultra dun plakje van een object. Met kleuring door zware metalen werden er veel meer details zichtbaar. Met weer een nieuwe microscoop kan je door een dun laagje goud een driedimensionaal beeld vormen.

4.3 De inhoud van de cel
Microscopisch onderzoek zorgde ervoor dat we verschillen kunnen herkennen tussen plantaardige en dierlijke cellen.
Cellen hebben minstens een celmembraan, erfelijk materiaal en speciale celorganellen voor het maken van eiwitten. Cellen van bacteriën zijn minstens tien keer kleiner dan cellen van dieren, planten en schimmels. Ze hebben geen celkern. Dieren, planten en schimmels hebben dit wel. Cellen zonder celkern zijn prokaryote cellen en cellen met celkern zijn eukaryote cellen. Bacteriën maken wel een celwand om de cel heen. Cellen van planten en schimmels doen dit ook, maar van ander materiaal. Dieren hebben geen celwanden.
Plantaardige cellen zitten aan elkaar vast d.m.v. pectine een soort lijm tussen twee celwanden. De laag pectine heet het middenlamel. De cellen vormen tegen het middenlamel een laag cellulose en vervolgens een extra versteviging bestaande uit houtstof, kurkstof of kiezel(de secundaire celwand). In de cellulose laag zitten plasmodesmen. Dat zijn cytoplasmadraden die zorgen dat cellen met elkaar in contact staan. Aan de hoeken ontstaan intercellulaire ruimten omdat de middenlamellen daar niet komen. Bij rijp worden van groente en fruit vallen de weefsels uit elkaar door het oplossen van pectine. Het wordt hierdoor beter verteerbaar.
Dierlijke cellen zitten aan elkaar vast d.m.v. eiwitmoleculen. Tight junctions zijn eiwitmoleculen die dat kunnen ze lijken op een laag klittenband die om de celmembraanheen zit. Verdikkingen (desomen) zijn bepaalde drukknoopjes die zorgen voor onderling verband tussen cellen. Naast desomen heb je ook gap junctions. Dat zijn geperforeerde verbindingsplaatsen voor communicatie tussen cellen. Aan desomen en gap junctions zitten eiwitdraden vast voor stevigheid. Dit heet het cytoskelet.
De celkern heeft een groot gedeelte aan erfelijk materiaal in zich. Het kernplasma wordt omgeven door een kernmembraan met daarin veel gaatjes(kernporiën). Daardoor vindt uitwisseling van stoffen plaats tussen de kern en het cytosol. In de meeste kernen zitten nog een of twee aparte structuren, dat zijn kernlichaampjes. Het DNA in de kern is opgewonden om kleine eiwitbolletjes, de nucleosen. Een menselijke celkern heeft 46 DNA-moleculen.
Mitochondriën zijn organellen met een ovale structuur. De verbranding vindt erin plaats. Glucose en zuurstof worden via het cytoplasma aangevoerd. Vrijgekomen energie zorgt voor chemische reacties die heel snel energie kunnen afstaan. Mitochondriën hebben eigen DNA. Chloroplasten zijn celorganellen die zorgen voor glucose. Dieren hebben geen chloroplasten. Chloroplasten hebben ook chlorofyl(een groene kleurstof). Dit zorgt ervoor dat zonlicht wordt opgevangen en omgezet in chemische energie. Glucose kan in de cel zelf gebruikt worden, maar kan ook vervoerd worden naar andere cellen. Sommige plantencellen hebben chromoplasten. Rode of gele kleurstoffen hierin geven plantencellen kleur. Leukoplasten hebben geen kleur, behalve bij belichting dan worden ze groen.
Het binnenste van een cel ziet eruit als een kamer die helemaal vol gehangen is met gordijnen. Al Die gordijnen heten dan het endoplasmatisch riticulum. Het zorgt voor stoffen in de cel en vervoert ze. Je hebt gladde delen en ruwe delen(ribosomen). Stoffen worden vervoerd in transportblaasjes. Het ontvangst en transportcentrum van de cel(het golgi-apparaat) kan versmelten met de transportblaasjes. In een cel kunnen honderden golgi-apparaten voorkomen. Een golgi-apparaat heeft een ontvangst(bolle cis-zijde) en afvoer(holle trans-zijde). Lysomen zijn blaasjes die enzymen hebben om stoffen in de cel af te breken(intracellulaire vertering). Een cel kan sterven door het openbarsten van lysomen. Door voortdurend afbreken en aanmaken van stoffen kunnen stoffen eerst in je hersenen zitten en daarna in je tenen. De vacuole is een grote blaas met daarom heen een membraam (tonoplast). Het is gevuld met water en opgeloste afvalstoffen.

Ribosomen komen in grote aantallen in een cel voor. Hoe actiever de cel hoe meer ribosomen zich erin bevinden. Ze maken eiwitten. En die eiwitten zijn weer nuttig voor allemaal andere dingen. Ribosomen zijn twee klontjes eiwit en komen voor in het cytoplasma of gebonden aan het kernmembraan en het E.R. .
Het cytoskelet is een bestaat uit microtubuli (buizen) en microfilamenten (vezels). Het is een netwerk die allerlei dingen regels in de cel. Ze spelen ook een rol in de stevigheid en regelen allerlei transpoort.

4.4 Bouw en functies van membranen
Alle transport tussen celen verloopt via de celmembraan. Het is een lappendeken van eiwitten en vetten. De vetten in het membraam zijn fosfolipiden. Door twee lagen fosfolipiden liggen eiwitten. Eiwitten die dwars door het membraan steken zijn transmembraan eiwitten.
Eiwitten hebben een groot aantal functies. Transport, reactieversnellers, signaalgeleiding, herkenning van cellen en verbinding van cellen.
Een membraam kan vanwege zijn bouw bepaalde stoffen doorlaten en andere niet(selectief doorlaatbaar). De richting van het vervoer van een membraam bepaalt hoeveel energie er nodig is. Bij passief Transport Kost het bijna geen energie door het concentratieverval. Het kan ook geholpen worden door transporteiwitten. Bij actief transport tegen het concentratieverval in kost energie. Hier worden ook membraan eiwitten gebruikt.
Door diffusie van stoffen kost passieftransport nauwelijks energie. Van hoge concentratie naar lage concentratie is het concentratieverval de motor van het transport. Een sterk geconcentreerde oplossing heeft weinig water(hypertoon). Een sterk verdunde oplossing heeft veel water(hypotoon). Wanneer dit gescheiden is door een permeabel membraan zal diffusie plaatsvinden. Wanneer er aan beide kanten dezelfde waterconcentratie is vindt er nog wel transport plaats, maar netto blijft het hetzelfde(osmose). Kanaaleiwitten vormen doorgangskanaaltjes voor water en ionen. Watermoleculen diffunderen langzaam door vetten(bipolair). Ionkanaaltjes zijn ook transporteiwitten die zorgen voor transpoort van ionen.
De energie die nodig is voor actief transpoort wordt gemaakt door verbranding van glucose. Het kost energie om verschillen in energie te handhaven.
Endocytose is een stof die te groot is om door een permaesen in de cel te gaan. De molevuul wordt omhuld door membraam. De blaasjes worden afgesnoerd en dan kan het door de cel heen.

4.5 Communicatie tussen cellen
De communicatie tussen cellen zorgt ervoor dat je huid er goed uit ziet. Als je een infectie hebt gaan ze niet meer goed naar elkaar luisteren en gaan ze bijvoorbeeld te snel delen.
Als twee gistcellen willen paren moeten ze eerst contact met elkaar kregen. Dat doen ze met chemische signalen. Onderling uitgewisselde stoffen passen op receptoreiwitten. Vervolgens groeien de cellen naar elkaar toe en wisselen ze erfelijk materiaal uit.

Je kunt het communicatie proces onderverdelen in drie stappen. Een signaalmolecuul bindt zich aan een receptoreiwit in het celmembraan, vervolgens Verandert de receptor van vorm en wordt geactiveerd. Dan bindt zich een ander molecuul uit het cytoplasma aan de receptor. Er ontstaat een reactieketen op moleculair niveau. Dit leidt tot een reactie van de cel.

4.6 De groei van een organisme en de celcyclus
Je lichaam heeft veel gezonde voeding nodig om te kunnen groeien. Groeien zou op twee manieren kunnen. Je kunt cellen delen of je kan cellen groter maken. Maar dan wordt het celoppervlak te groot. Dat is onhandig bij transport. Celdeling is daarom de beste oplossing. De celtypen moeten ook nog gedaan worden. De cellen worden dan gedifferentieerd.
De belangrijkste functies van celdeling zijn de groei van de bevruchte eicel tot volwassen individu. Op peil houden van het aantal cellen in het organisme. Voortplanting bij eencellige organismen. Ongeslachtelijke voortplanting bij planten. De celcyclus bestaat uit een afwisseling van twee hoofdperiodes, de interfase en een periode waarbij de cel bezig is met celdeling.
In de g1 fase is een cel druk bezig met het maken van hormonen en grote hoeveelheden eiwit. Ook worden voor de deling alle celonderdelen gedeeld(behalve de celkern).
In de S-fase wordt het erfelijk materiaal verdubbeld. DNA is opgebouwd uit twee ketens van nucleotiden. Deze zijn met elkaar verbonden door waterstofbruggen. Er zijn twee basencombinaties mogelijk. A-T en G-C.