Hoofdstuk 4: Cellen en Leven

§4.1 Levende cellen

Van systeem aarde tot molecuul

Een organisatieniveau is de schaal waarop onderzoek plaatsvindt, bijvoorbeeld een gehele populatie diersoorten of alleen een molecuul. Beerdiertjes zijn hele kleine meercellige diertjes. De truc die zij gebruiken om te overleven, is dat ze zichzelf totaal uitdrogen.

Eencellig meercellig

Tijdens de ruimtereis vertoonden de beerdiertjes geen levenskenmerken, maar in de celkern ligt wel alle informatie voor het leven.
De grootte van cellen is beperkt door de oppervlakte-volumeverhouding. Het volume bepaalt de mate van zuurstofbehoefte, het oppervlak de snelheid van uitwisseling van stoffen met de omgeving. Hoe groter organismen zijn, hoe groter de omvang van het volume en het oppervlak wordt in verhouding steeds kleiner, hierdoor hebben wij longen en darmen etc.

Verschillende cellen, weefsels en organismen

Celdifferentiatie is wanneer er uit een stamcel allerlei verschillende cellen ontstaan. Gedifferentieerde cellen maken ook andere eiwitten. Groepen cellen met dezelfde bouw en functie heet een weefsel. Organen zijn gevormd uit verschillende weefsels.

Zieke cellen

Ziekten bij planten en dieren ontstaan 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. Problemen op celniveau veroorzaken problemen bij:

• Weefsels (groepen cellen werken niet meer)
• Orgaan (alvleesklier werkt slechter)
• Organisme (suikerpatiënt)

Een hypo is een te laag glucosegehalte, een hyper een te hoge.

Stamcellen

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

• Embryo’s : Embryonale celen kunnen zich in elk type cel differentiëren, maar ‘mag alles wat technisch kan?’
• 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.

___________________________________________________

§4.2 Industrie op miniformaat

Recept voor insuline zit in de celkern

Je lichaam bestaat uit ongeveer 5x1013 cellen. Bouwstenen voor eiwitten zijn aminozuren. Je darmen halen de eiwitten uit het voedsel en verteren deze tot aminozuren. In de celkern zit het DNA, deze heeft de bouwinstructie voor het maken van de eiwitten. Er wordt een RNA-molecuul gemaakt die door de kernporiën naar de ribosomen in het grondplasma gaat. Ribosomen koppelen aminozuren aan elkaar, ze zitten los of gebonden aan het ER.

Endoplasmatisch reticulum

Het ER zijn twee membranen met tussenruimte. Het glad ER is zonder ribosomen, het ruw ER met ribosomen. De eiwitten die door de ribosomen zijn gekoppeld, gaan nadat de enzymen ze in het ruw ER in transportblaasjes hebben verpakt, naar het Golgi-systeem. In blaasjes gaan ze daarna naar het celmembraan en de cel uit.
Glad ER vormt fosfolipiden, steroïde hormonen (in testis en eierstokken), opslagplaats voor calciumionen (spieren) of spelen een rol bij ontgiften (lever).

Golgi-systeem

Het Golgi-systeem zijn een paar platte schijven. De blaasjes van het ER versmelten met de membranen van het Golgi-systeem. Na hier de laatste aanpassingen te hebben gehad, vervoeren de blaasjes ze naar het celmembraan.

Energiecentrales van de cel

ATP is een molecuul de cellen meestal gebruiken voor energie. ATP wordt opgeladen in de mitochondriën, deze krijgen de energie van bijv. glucose.

Lysosomen

Lysosomen zijn blaasjes met enzymen uit het Golgi-systeem. Ze breken versleten organellen af. Ook breken ze moleculen af die de cel opneemt bij endocytose. In witte bloedcellen breken ze bacteriën af.

Celskelet

Het celskelet bestaat uit een netwerk van verschillende eiwitdraden. Omdat cellen voortdurend van vorm veranderen en organellen verplaatsen, is het celskelet constant in beweging.

Centriolen

Centriolen zijn alleen in dierlijke cellen. Ze verdubbelen en gaan elk naar de andere kant van een cel. Met eiwitdraden splitsen ze chromosomen waarna de cel zich vervolgens splitst.

Plantencellen

Plantencellen hebben chloroplasten. Dit zijn organellen met een glad membraan en aan de binnenkant stapels membranen met o.a. chlorofyl. Hiermee vangt de chloroplast zonlicht op voor het opladen van ATP. Van CO2,H2O en ATP maken planten glucose. Hiermee kan de plant andere stoffen maken. Ook kunnen planten een andere kleur hebben dan groen, dat de chloroplasten veroorzaken. Je hebt ook chromoplasten (oranje, geel, rood) en amyloplasten (kleurloos, zoals in zetmeel). Samen heten de drie plastiden. Ze kunnen in elkaar overgaan onder invloed van licht.

Vacuole

Bijvoorbeeld roze bloemen hebben hun kleur door de grote vacuole waarin opgeloste stoffen zitten. Jonge plantcellen hebben vaak meerdere vacuolen, maar door veel water op te nemen groeit de cel: celstrekking.

_____________________________________________________

§4.3 Transport bij cellen

Cellen begrensd

Celmembranen zijn een dubbele laag fosfolipiden met cholesterol en eiwitten. De staarten van de fosfolipiden zijn hydrofoob, ze stoten water af, en de koppen zijn hydrofiel, ze trekken water aan. De koolhydraatketens zijn receptoren, stoffen van buitenaf koppelen aan deze. Elke receptor bindt met één bepaalde stof en reageert daar op een specifieke manier op. Met receptoren onderscheidt de cel lichaamseigen en lichaamsvreemd, ook zijn hierdoor verschillende bloedgroepen.

Celmembranen passeren

Kleine moleculen bewegen door de fosfolipidemoleculen, dit heet diffusie: het kost de cel geen extra energie en het is dus passief transport. Grote moleculen, ionen, polaire stoffen of voedseldeeltjes kunnen niet door de fosfolipidelaag, zij gebruiken de eiwitpoorten in het celmembraan. Dit heet gefaciliteerd transport, en het kost de cel geen extra energie. Als transport tegen de concentratie in is kost het wel energie: actief transport.