Hoofdstuk 4, cel en leven

Biologie - Hoofdstuk 4, cel en leven

Biologische organisatieniveaus: de schaal waarop biologisch onderzoek plaatsvindt, bijvoorbeeld molecuul, cel, organisme, populatie, ecosysteem,

Elk organisatieniveau heeft zijn eigen onderzoekstechnieken.

Organellen: de organen van een cel, met elk een eigen gespecialiseerde vorm en functie.

Cellen zijn de kleinste eenheid van het leven. Ze bevatten

één of meer microscopisch kleine structuren (organellen), die

allemaal een eigen taak hebben en die nodig zijn om te leven.

Elke celkern bevat DNA-moleculen die de handleiding van het

leven bevatten. Groepen cellen met dezelfde bouw en functie

heet een weefsel. Organen zijn gevormd uit verschillende

weefsels.

Celdifferentiatie: wanneer er uit (meestal) één bevruchte eicel allerlei verschillende cellen gaan ontstaan. Gedifferentieerde cellen maken ook andere eiwitten (enzymen, bouweiwitten en andere).

Organen: zijn opgebouwd uit verschillende weefsel. Organen hebben binnen het organisme gespecialiseerde taken. Het hart en bladeren zijn voorbeelden van organen. Het hart pompt bloed rond en bladeren vangen licht op voor fotosynthese.

Ziekten bij planten en dieren ontstaan vaak  op celniveau, bijvoorbeeld het slabobbel bladvirus of diabetes type 1. Bij diabetes vallen cellen bepaalde cellen in het afweersysteem van de alvleesklier aan waardoor deze geen insuline meer aanmaakt. Insuline verlaagt het glucosegehalte in het bloed. Een hypo is een te laag glucosegehalte, een hyper een te hoge.

Problemen op celniveau veroorzaken problemen bij:

- Weefsels

- Orgaan

- Organisme 

Stamcellen zijn ongedifferentieerde cellen die zich blijven delen. Drie verschillende stamcelbronnen zijn:

Embryo’s : Embryonale celen kunnen zich in elk type cel differentiëren.

Navelstreng: Uit deze stamcellen proberen onderzoekers insuline producerende cellen te kweken.

Volwassen organen: Bijvoorbeeld je beenmerg die continu nieuwe bloedcellen maakt of je huid die zich herstelt.

De bouwstenen voor eiwitten zijn aminozuren. Eiwitproductie begint in de celkern. In de kern ligt een dradenmassa, een mix van DNA-moleculen, verstevigd met eiwitten: de chromosomen.

DNA (deoxyribonucleïneacid): desoxyribonucleïnezuur, een keten (molecuul) opgebouwd uit nucleotiden, die bestaan uit een suiker (desoxyribose) een stikstofbase en een fosfaatgroep.

Het productieproces van het maken van eiwitten start, wanneer de cel een ‘kopietje’ maakt van een stukje DNA met de bouwconstructie voor een bepaald eiwit.

Die kopie is in de vorm van een RNA-molecuul.

Grondplasma: cytoplasma zonder organellen

Ribosomen: de organellen die aminozuren aan elkaar koppelen volgens de bouwconstructie van het RNA. Zo ontstaat het juiste eiwit. Ribosomen liggen los in het grondplasma of zijn gebonden aan het endoplasmatisch reticulum.

endoplasmatisch reticulum (ER): ingewikkeld netwerk van dubbele membranen in de cel, dienend als transportkanalen. Er zijn twee typen ER: glad ER (zonder ribosomen) en ruw ER (met ribosomen aan de buitenzijde van de membranen.

Golgi-systeem: organel waarin o.a. eiwitten worden opgeslagen en uiteindelijk vorm gegeven / opeenstapeling van platte blaasjes, elk omgeven door een membraan.

Voor alle activiteiten hebben je cellen energie nodig. De energiebron die cellen meestal gebruiken is ATP. ATP is een molecuul waarin je cel energie opslaat. De cel kan die energie vrijmaken waar en wanneer dat nodig is. Het opladen gebeurt voornamelijk in daarvoor gespecialiseerde organellen, de mitochondriën.

Mitochondriën: Ze zijn de energieleveranciers in een cel. Hoe actiever de cel, des te meer mitochondriën. Hun aantal kan dan ook per cel variëren. Ze vermeerderen zich door deling.

Lysosomen: blaasjes die door het golgi-systeem worden gevormd en verteringsenzymen bevatten.

Celskelet: een netwerk van vezellige eiwitten in de cel; geeft vorm en langs het cytoskelet worden stoffen en organellen vervoerd.

Centriolen: organel dat een rol speelt bij de celdeling en waaruit eiwitdraden ontstaan om de chromosomen te splitsen.

 Chloroplasten: bladgroenkorrels, organellen die specifiek zijn voor planten en enkele eencelligen. In de chloroplasten vindt fotosynthese plaats.

Chromoplasten: kleurstofkorrels in planten

Amyloplasten: zetmeelkorrels, bevatten geen kleur

De verzamelnaam voor chloroplasten,chromoplasten en amyloplasten is plastiden. Deze komen niet voor bij dieren. de verschillende plastiden hebben een overeenkomstige structuur en kunnen in elkaar overgaan.

Vacuole: blaasje gevuld met vocht in de cel, o.a. voor stevigheid

Jonge plantencellen hebben meerdere vacuolen. Door veel water op te nemen groeien de cellen vooral in de lengte en ontstaat een grote, centrale vacuole: groei door celstrekking.

Cellen zijn door een celmembraan gescheiden van hun omgeving. Celmembranen bestaan uit een dubbellaag van fosfolipiden (vetachtige stoffen) met eiwitten en cholesterol.

In het membraan liggen de ‘staarten’ van de fosfolipidenmoleculen naar elkaar toe. Deze staarten zijn hydrofoob, ze stoten water af. De ‘koppen’ zijn hydrofiel, ze trekken water aan.

Receptor: een cel die gespecialiseerd is in het opnemen van specifieke prikkels en opwekken van impulsen onder invloed van de prikkels. De term receptor wordt ook wel gebruikt in de zin van receptoreiwit of receptormolecuul.

Diffusie: verplaatsing van een stof van een hoge concentratie naar een lage concentratie. Diffusie berust op de eigenschap dat alle moleculen bewegen.

Passief transport door een membraan gaat via:

-Diffusie tussen fosfolipiden in het membraan door (zuurstof en koolstofdioxide)

-Eiwitpoorten voor glucose en ionen zoals   en . Cellen kunnen deze eiwitpoorten openen en sluiten. Dit is gefaciliteerd transport.

-Eiwitpoorten voor water, zogenaamde waterkanalen. Ook dit is gefaciliteerd transport. Transport van water via een membraan heet osmose.

Selectief-permeabel: bepaalde stoffen gaan selectief door het membraan, andere stoffen worden tegen gehouden.

Osmotische waarde: totale hoeveelheid opgeloste deeltjes in een bepaalde volume-eenheid.

Isotonisch: oplossingen met een gelijke concentratie

Hypertonisch: de osmotische waarde van het externe milieu is hoger t.o.v. het interne milieu

Hypotonisch: de osmotische waarde van het externe milieu is lager t.o.v. het interne milieu

Permeabel: doorlaatbaar

Turgor: druk van de cel op de celwand

Plasmolyse: verschijnsel waarbij de cel(membraan) loslaat van de celwand

Membranen bevatten transportenzymen. Deze enzymen transporteren actief moleculen door het celmembraan. ATP-moleculen leveren de energie voor deze vorm van transport (actief transport).

Actief transport kost de cel energie.

Sommige deeltjes zijn te groot om door passief of actief transport het celmembraan te passeren.

• Het celmembraan sluit het op te nemen deeltje in en vormt een blaasje. Lysosomen versmelten met het blaasje, waarna de verteringsenzymen de bacterie verteren. De cel neemt verteerde producten op in het cytoplasma. Afvalstoffen gaan door exocytose de cel uit.

Exocytose: uit- of afscheiding van stoffen uit de cel door middel van blaasjes, die met het celmembraan versmelten.

Endocytose: proces waarbij cellen een klein deeltje insluiten.

DNA (stikstofbasen):

• Adenine
• Thymine
• Guanine
• Cystosine

Stikstofbasen zijn verbonden aan elkaar doormiddel van atoombindingen.

DNA-keten zijn verbonden met waterstofbruggen:

• Tussen A en T zitten 2 waterstofbruggen
• Tussen C en G zitten 3 waterstofbruggen

Nucleotiden: bestanddeel van nucleïnezuren. Een nucleotidemolecuul bestaat uit een monosacharide, een organische base en een fosfaatgroep.

Je cellen gebruiken de DNA-code voor het maken van eiwitten. Eiwitten zijn zeer grote moleculen. Ze bestaan uit ketens van soms duizenden aminozuurmoleculen.

DNA-triplet: reeks van drie stikstofbasen die samen een aminozuur vormen. Er zijn 64 verschillende tripletten mogelijk.

Elke zin uit de DNA-taal begint altijd met een startcodon (er is maar één combinatie: TAC) en eindigt met een stopcodon. Een complete codezin met de informatie om een eiwit te maken heet een gen.

G1-fase: De cel neemt in omvang toe.

S-Fase: de DNA-moleculen verdubbelen waardoor dubbele chromosomen ontstaan.

G2-fase: enzymen controleren beide DNA-moleculen op kopieerfouten.

M-fase: de mitose, de delingfase

Centromeer: deel van een chromosoom, waar de twee zusterchromatiden aan elkaar verbonden zijn. Bij de kerndeling hecht aan het centromeer de spoeldraad vast.

Elke cel heeft hetzelfde DNA. Omdat niet alle cellen dezelfde functie hebben, zetten regelgenen genen aan of uit. Sommige stukken DNA zijn actief, andere niet. De eiwitten (regelgenen) blijven op hun plek tijdens de celcyclus.

Er vindt continu celdeling plaats, het is dus erg belangrijk dat er geen kopieerfouten worden gemaakt. Daar zorgt p53 voor, deze regelt de duur van de G1-fase. Als een cel de fouten niet meer kan herstellen, pleegt hij zelfmoord (apoptose). Ook geeft apoptose je lichaam vorm.

Apoptose is het proces waarin een cel zichzelf doodt. Apoptose wordt ook wel ‘geprogrammeerde celdood’ genoemd.

Een tumor is een overmatige celdeling. Alle cellen krijgen dus dezelfde mutatie. Een tumor kan een weefsel beschadigen. Ook kunnen tumorcellen loslaten, via bloedvaten of lymfevaten verspreiden ze zich, waarna deze uitgroeit tot een nieuwe tumor. Dit heet metasteren.

Een goedaardige tumor groeit andere weefsels niet in en kan zich niet uitzaaien omdat hij een laagje bindweefsel om zich heeft.

De drie meest gebruikte behandelingen voor kanker:

• Radiotherapie: hoge energetische straling. Maar maakt niet alleen kankercellen kapot, ook gezonde -> vermoeidheid.
• Chirurgie: Tumor wordt uit het lichaam gehaald, maar alle tumorcellen moeten verwijderd worden om herhaling te voorkomen.
• Chemotherapie: kan via injectie, infuus of pillen. Ook gezonde cellen komen hiermee in aanraking -> kaal- en misselijkheid

Een tumor heeft veel voedingsstoffen nodig, daarom wordt er een aanvoerend bloedvat gevormd. Nieuwe geneesmiddelen hechten zich aan de receptoren waardoor deze niet kan groeien.