Hoofdstuk 4

Paragaaf 1:

Alle organismen bestaan uit één of meer cellen. De pas bevruchte menselijke eicel (zygote), groeit door vele miljarden celdelingen uit tot een volwassen mens.

Paragraaf 2:

Meercellig organisme: allemaal orgaanstelsels bij elkaar (ademhalings-, zenuw-, bloedvaatstelsel). Hart + bloedvaten: bloedvaatstelsel.

Microscoop: twee lenzenstelsels. Zo konden grotere vergrotingen gerealiseerd worden. Ze kregen een beter beeld door het gebruik van beter glas, dunnere plakjes van voorwerpen en kleuringen van de preparaten. Elke cel bestaat uit een gelei-achtige stof: het cytoplasma. Daaromheen een dun vliesje, de celmembraan. Daarin zitten allemaal kleine onderdelen, de celorganellen (bijv. celkern of bladgroenkorrels (de grootste)).

Elektronenmicroscoop: een elektronenbundel wordt dan afgebogen door magneten. TEM (Transmissie Elektronen Microscoop): Een elektronenbundel valt door een ultradun plakje van een object. Door kleuring met zware metalen werden heel veel nieuwe details zichtbaar.

SEM (Scanning Elektronen Microscoop): Een heel dun laagje goud wordt dan aangebracht zodat de elektronenbundel wordt teruggekaatst. Er kon een driedimensionaal beeld gemaakt worden.

Paragraaf 3:

Verschillende soorten cellen: plantaardige- en dierlijke cellen. Elke cel is omgeven door een celmembraan en bevat erfelijk materiaal en celorganellen voor het maken van eiwitten. Prokaryote cellen: In de cel ontbreekt dan de membraan om het erfelijk materiaal (in bacteriële cellen). Eukaryote cellen: hebben een celkern met celmembraan (planten, dieren, schimmels).

Twee celwanden zitten aan elkaar geplakt door pectine (middenlamel). Daar tegen wordt een laag cellulose gevormd (primaire celwand). En daar tegen kan houtstof/kurkstof/kiezel in de celwand afgezet worden (secundaire celwand). In de celluloselaag lopen plasmodesmen, hier lopen cytoplasmadraden waardoor cellen met elkaar in contact kunnen blijven. De ruimte tussen de cellen noemen we de intercellulaire ruimte.

Dierlijke cellen hebben geen celwand -> wel gerangschikt. De celmembranen zitten aan elkaar vast met een aantal speciale eiwitmoleculen. Het cytoskelet bestaat uit:

- Tight junctions. Soort van laag klittenband die twee celmembranen bij elkaar houden. (eiwitdraden)

- Desmosomen. Soort van drukknoopjes. Zorgen voor onderling verband tussen de cellen. (eiwitdraden)

- Gap junctions. Verbindingsplaatsen die geperforeerd zijn zodat er communicatie tussen cellen kan plaatsvinden.

In de celkern bevindt zich het grootste gedeelte van het erfelijk materiaal (bestaat uit een aantal DNA-moleculen die voor een gedeelte opgewonden zijn om kleine eiwitbolletjes, de nucleosomen) van een organisme. Het kernplasma wordt omgeven door een kernmembraan met daarin een groot aantal kernporiën, waar uitwisseling van stoffen tussen kern en cytosol plaatsvindt. In veel kernen zie je nog 1 of 2 aparte structuren, de kernlichaampjes.

In alle cellen worden stoffen verbrand om aan energie te komen. In mitochondriën (organel, ronde, ovale vorm, 2 membranen) vindt verbranding plaats. Glucose+zuurstof komen van cytoplasma. Vrijgekomen energie wordt opgeslagen in moleculen. Glucose wordt gemaakt in de chloroplasten. Ze bevatten chlorofyl. Sommige plantencellen bevatten chromoplasten (bevatten rode/gele kleurstoffen). Leukoplasten: kleurloze plastiden. Plastiden kunnen in elkaar overgaan.

Alle gordijnen in een cel, binnen de celmembraan, is het Endoplasmatisch Reticulum (E.R.). Ze hebben een transportfunctie. Sommige delen van die gordijnen zijn glad (G.E.R., maakt/bewerkt vetten), en op andere delen zitten ribosomen (R.E.R., maakt eiwitten). Producten van E.R. gaan via blaasjes naar het Golgi-apparaat (ontvangt- en transportcentrum) met cis- en transzijde. Blaasjes die enzymen bevatten om in de cel stoffen of onderdelen af te breken noemen we lysosomen. -> intracellulaire vertering. Als veel lysosomen openbarsten -> afbraak van een groot aantal celorganellen -> cel sterft -> apoptosis. Cellen veranderen dus voortdurend in je lichaam. De vacuole is een grote holte omgeven door een membraan (de tonoplast) -> gevuld met water en opgeloste stoffen.

Ribosomen zijn eiwitfabriekjes. Bestaan uit 2 klontjes eiwit. Juiste eiwitten: gebruik van DNA. Eiwitten katalyseren alle chemische reacties en vormen belangrijke bestanddelen van de membranen.

Cytoskelet: microtubuli en microfilamenten -> stevigheid van de cel en regeling transport in de cel.

Paragraaf 4:

Celmembraan: grens tussen cel en zijn omgeving. Een membraan bestaat uit een vloeibare lappendeken van eiwitten en vetten. Je kunt er dus makkelijk doorheen steken. De vetten noemen we fosfolipiden, daartussen liggen ook cholesterolmoleculen. En daar weer tussen zweven klontjes eiwit. De grote zijn trans-membraaneiwitten. Aan de eiwitten en vetten die maar door 1 laag van de ‘lappendeken’ heen steken, zijn allerlei andere moleculen vast-gemaakt: Glycolipiden-> membraanvetten + suikermoleculen. Glycoproteïnen-> membraan- eiwitten + suikermoleculen. Functie: herkenning van cellen door afweersysteem.

De eiwitten in de membraan bepalen een groot deel van de functie:

- transport van stoffen door de membraan heen;

- reactieversnellers;

- signaalgeleiding;

- herkenning van cellen onderling;

- verbinding van cellen aan elkaar.

Een membraan is selectief doorlaatbaar (permeabel). Water wil er goed doorheen, suiker- of zoutmoleculen in dat water niet. Drank wil er ook goed doorheen. Sommige hormonen kunnen er niet goed doorheen, daar zijn speciale transporteiwitten (permeasen) voor.

• Passief transport (met het concentratieverval mee)

In een hypertone oplossing is de waterconcentratie laag, er zitten veel opgeloste deeltjes in. In een hypotone oplossing is de waterconcentratie hoog, er zitten weinig opgeloste deeltjes in. Als twee van deze oplossingen gescheiden worden door een selectief permeabel membraan, zal de hypotone oplossing diffunderen naar de hypertone oplossing. Wanneer de waterconcentratie dan weer gelijk is, is de oplos-sing isotoon. Dit watertransport noemen we osmose.

Passief transport kan ook sneller d.m.v. kanaaleiwitten of transporteiwitten.

• Actief transport (tegen het concentratieverval in)

Stoffen waarvan de concentratie binnen de cel hoger is dan buiten de cel moeten tegengehouden worden voordat ze diffunderen naar buiten de cel. Dit kost energie. Deze energie voor actief transport wordt vrijgemaakt bij de verbranding van glucose. In de cel is de concentratie Na⁺-ionen groter, en buiten de cel geldt dit omgekeerd voor K⁺-ionen. -> Na⁺/K⁺-pompjes. Kost energie om de verschillen in concentratie te handhaven.

Sommige moleculen zijn te groot om te diffunderen d.m.v. permeasen. Deze kunnen worden opgenomen door transmembranen. De membraan omhuld de stukjes -> endocytose. Wanneer de cel grote moleculen heeft geproduceerd en deze naar buiten de cel wil brengen gebeurt hetzelfde maar dan omgekeerd -> exocytose.

Paragraaf 5:

Er vindt communicatie plaats tussen cellen. Soms gaat dit ook wel eens mis. Bijvoorbeeld de huidcellen luisteren niet meer naar elkaar en gaan dan plaatselijk te snel delen -> plooien.

Receptoreiwitten zijn speciale eiwitten die aan de buitenkant stoffen kunnen binden. Eencellige planten en bacteriën wisselen via deze manier signalen uit. Ze zenden een signaal uit en het receptoreiwit hiervan vangt het op.

Communicatieproces in drie stappen:

1) Een signaalmolecuul bindt zich aan een receptor(eiwit) in het celmembraan.

2) De receptor verandert van vorm en wordt geactiveerd. Vaak bindt er dan een ander molecuul zich aan de receptor -> reactieketen op moleculair niveau.

3) Een reactie van de cel.

Paragraaf 6:

Cellen moeten groeien. Dit kan door celdelingen en door het groter worden van een cel. Het transport van een cel gaat via de celmembraan. Als een cel groter wordt, neemt het celoppervlak relatief af -> ongunstig. Als een cel zich gaat delen, dan neemt het celoppervlak toe -> gunstig. De ontwikkeling van een organisme is afhankelijk van celdeling en celdifferentiatie (verschillend worden).

Belangrijkste functies van de celdeling zijn:

- 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.

Celcyclus is het cyclische proces van een cel, bestaande uit afwisseling van twee hoofdperiodes:

• de interfase (G1-, S- en G2-fase);

In de G₁-fase doet een cel de taken waar hij voor bedoeld is. In de S-fase van de celcyclus wordt het erfelijk materiaal verdubbeld. DNA bestaat uit 2 ketens van nucleotiden. Deze zitten aan elkaar vast d.m.v. waterstofbruggen -> A-T, G-C. Verdubbeling van DNA: de twee ketens waartussen een waterstofbrug zit, laten elkaar los. Tegen elke keten wordt een nieuwe keten gemaakt -> identiek. Chromosomen -> bestaat uit 2 dochterchromosomen. Zitten deze vast in het centromeer -> chromatiden. Zitten deze los -> chromosomen. In de G₂-fase worden in de cel allerlei stoffen die nodig zijn voor de eigenlijke verdeling van het erfelijke materiaal gemaakt.

• en een periode waarin de cel bezig is met de celdeling (mitose);

Profase: kernmembraan valt uiteen, en in het cytoplasma ontstaat een spoelvormige figuur van microtubuli.

Metafase: chromosomen gaan naar het equatoriale vlak. De trekdraden (microtubuli) hechten zich vast aan speciale eiwitten rond het centromeer.

Anafase: trekdraden verkorten, en chromatiden worden naar de polen van de cel getrokken. Steundraden houden de celpolen op afstand.

Telofase: spoelfiguur (alle trekdraden) verdwijnt, en rondom de chromosomen wordt een nieuw kernmembraan gevormd. Ook andere organellen zijn (misschien) verdubbeld. De delingsgroef geeft aan waar het splitsingsproces (cytokinese) zal plaatsvinden. Een ring van samentrekkende microfilamenten snoert de celmembraan in tweeën.

De nieuwe cel is nu kleiner dan de oorspronkelijke cel. Er wordt cytoplasma bijgemaakt totdat de oorspronkelijke grootte is bereikt. Elke soort cel heeft een andere timing van celdelingen. In elke cel zijn controlepunten voor de deling. Een ‘halt-signaal’ bij het G₁-controlepunt brengt de cel in de G₀-fase. Trekdraden etc. niet genoeg -> M-controlepunt.

Paragraaf 7:

In het regelsysteem van de celdelingen kunnen fouten ontstaan:

- een cel gaat zelf groeifactoren produceren;

- een receptor-eiwit is actief zonder dat er een groeifactor is gebonden;

- een groeionderdrukkend gen werkt niet goed.

De nieuwe cellen die uit deze ‘verkeerde’ delingen ontstaan zijn ongevoelig voor de normale groeiregeling. Meestal worden deze door het afweersysteem in ons lichaam opgeruimd. Als dit niet gebeurd, en er treedt nogmaals een verandering in de cellen op, dan kunnen er cellen ontstaan die ook afwijkend van vorm zijn. Er ontstaat dan een opeenhoping van cellen -> een tumor. Deze cellen kunnen het oorspronkelijke weefsel verstoren, zodat deze zijn functie niet meer goed kan uitoefenen. Als ze in bloed- of lymfevaten terecht komen, kunnen ze ook op andere plaatsen in het lichaam komen. Dit noemen we uitzaaiingen (metastasen). Deze gezwellen noemen we kwaadaardig. Goedaardige gezwellen vormen geen metastasen.

Opvallende eigenschappen van kankercellen: - ze zijn ongevoelig voor de normale regeling van celdelingen. – ze blijven niet op hun plaats in het lichaam. Of een cel een kankercel wordt, is afhankelijk van z’n DNA, en de mate waarin dit DNA beïnvloed wordt door stoffen uit de omgeving van het organisme.

Therapieën tegen kanker: chirurgie -> het wegsnijden van de tumor. Als dit niet mogelijk is: radiotherapie -> tumorcellen worden zo erg beschadigd door röntgenstralen/gammastralen dat ze dood gaan. Ook gezonde cellen gaan hierdoor dood, maar omdat deze beter herstellen, blijven ze behouden. Therapie tegen metastasen: chemotherapeutica -> middel- en die de celdeling onmogelijk maken. Wereldwijd zijn onderzoekers bezig deze technieken te verbeteren.