CelbiologieCelbiologieles 4les 4

Bouw van de celBouw van de cel

Bouw van de celBouw van de cel

INHOUDINHOUD– Het cytoplasmamembraanHet cytoplasmamembraan– De celwandDe celwand– De celkern of nucleusDe celkern of nucleus– Het endoplasmatisch reticulumHet endoplasmatisch reticulum– ……

CytoplasmamembraanCytoplasmamembraan

InleidingInleiding Passieve diffusiePassieve diffusie TransportproteïnenTransportproteïnen EndocytoseEndocytose ExocytoseExocytose

CytoplasmamembraanCytoplasmamembraan

Plasmamembraan, celmembraanPlasmamembraan, celmembraan

Eukaryotisch membraanEukaryotisch membraan

Sterol (cholesterol)Sterol (cholesterol) Minder permeabel Minder permeabel

membraanmembraan Stabiliseren Stabiliseren

membraanmembraan Hogere rigiditeitHogere rigiditeit

Proteïnen en glycoproteïnen in Proteïnen en glycoproteïnen in membraanmembraan

FUNCTIESFUNCTIES– KanaalproteïnenKanaalproteïnen– DragerproteïnenDragerproteïnen– CelherkenningsproteïnenCelherkenningsproteïnen– ReceptorproteïnenReceptorproteïnen– Enzymatische proteïnenEnzymatische proteïnen

Semipermeabel membraanSemipermeabel membraan

Passieve diffusie, osmosePassieve diffusie, osmose Transportproteïnen, versnelde Transportproteïnen, versnelde

diffusie, actief transportdiffusie, actief transport EndocytoseEndocytose ExocytoseExocytose

Passieve diffusiePassieve diffusie

ConcentratiegradiëntConcentratiegradiënt Potentiële energiePotentiële energie Gassen: OGassen: O22, CO, CO22

Kleine polaire moleculen: Kleine polaire moleculen: ethanol, water, ureumethanol, water, ureum

BIOL 230 BIOL 230 LectureLecture GuideGuide - Flash - Flash AnimationAnimation of of PassivePassive DiffusionDiffusion AnimationAnimation

OsmoseOsmose

=Diffusie van water=Diffusie van water Potentiële energie in Potentiële energie in

concentratiegradiëntconcentratiegradiënt Tussen fosfolipiden + Tussen fosfolipiden +

aquaporinesaquaporines Opgeloste stof Opgeloste stof

(moleculen of ionen) in (moleculen of ionen) in solvent (water) = solvent (water) = oplossingoplossing

3 soorten omgeving3 soorten omgeving IsotonischIsotonisch BIOL 230 BIOL 230 LectureLecture GuideGuide - Flash - Flash

AnimationAnimation of of OsmosisOsmosis: : IsotonicIsotonic Environment Environment

HypertonischHypertonisch BIOL 230 BIOL 230 LectureLecture GuideGuide - Flash - Flash

AnimationAnimation of of OsmosisOsmosis: Hypertonic Environment: Hypertonic Environment

HypotonischHypotonisch BIOL 230 BIOL 230 LectureLecture GuideGuide - Flash - Flash

AnimationAnimation of of OsmosisOsmosis: Hypotonic Environment: Hypotonic Environment

CytoplasmamembraanCytoplasmamembraan

InleidingInleiding Passieve diffusiePassieve diffusie TransportproteïnenTransportproteïnen EndocytoseEndocytose ExocytoseExocytose

TransportproteïnenTransportproteïnen

Transport van specifieke moleculenTransport van specifieke moleculen Versnelde diffusieVersnelde diffusie

– UniportersUniporters– KanaalproteïnenKanaalproteïnen

Actief transportActief transport– SymportersSymporters– Antiporters Antiporters – ATP-gedreven pompenATP-gedreven pompen

Versnelde diffusieVersnelde diffusie UniporterUniporter BIOL 230 BIOL 230 LectureLecture GuideGuide

- Flash - Flash AnimationAnimation: Transport of : Transport of SubstancesSubstances AcrossAcross a a MembraneMembrane byby UniportersUniporters

ProteïnekanalenProteïnekanalen BIOL 230 Lecture Guide - BIOL 230 Lecture Guide -

Transport of Substances Transport of Substances Across a Membrane by Across a Membrane by Channel ProteinsChannel Proteins

Actief transportActief transport

Gebruik van Gebruik van – TransportproteïnenTransportproteïnen– Metabolische energieMetabolische energie

Tegen concentratiegradiënt inTegen concentratiegradiënt in Energie vanEnergie van

– Proton drijvende krachtProton drijvende kracht– Hydrolyse van ATPHydrolyse van ATP– Elektrisch spanningsverschil over Elektrisch spanningsverschil over

membraanmembraan

AntiportersAntiporters

TransportproteïnenTransportproteïnen Actief transportActief transport BIOL 230 Lecture BIOL 230 Lecture

Guide - Flash Guide - Flash Animation: Transport Animation: Transport of Substances Across of Substances Across a Membrane by a Membrane by AntiportersAntiporters

SymportersSymporters

TransportproteïnenTransportproteïnen Actief transportActief transport BIOL 230 Lecture BIOL 230 Lecture

Guide - Flash Guide - Flash Animation of Animation of Transport of Transport of Substances Across a Substances Across a Membrane by Membrane by SymportersSymporters

ATP-gedreven pompenATP-gedreven pompen

Voorbeeld: Na-K pomp bij dierenVoorbeeld: Na-K pomp bij dieren Flash Animation of the Sodium-Flash Animation of the Sodium-

Potassium PumpPotassium Pump

CytoplasmamembraanCytoplasmamembraan

InleidingInleiding Passieve diffusiePassieve diffusie TransportproteïnenTransportproteïnen EndocytoseEndocytose ExocytoseExocytose

EndocytoseEndocytose

FagocytoseFagocytose PinocytosePinocytose Receptor-gemedieerde endocytoseReceptor-gemedieerde endocytose

FagocytoseFagocytose

Vaste partikelsVaste partikels Uitstulpen membraanUitstulpen membraan Fagocytotische vacuole Fagocytotische vacuole

of endosoomof endosoom FagolysosoomFagolysosoom Endocytosis - Animation Endocytosis - Animation

of Phagocytosisof Phagocytosis

PinocytosePinocytose

Instulpen membraanInstulpen membraan Pinocytotisch vesikelPinocytotisch vesikel Endocytosis - Endocytosis -

Animation of Animation of PinocytosisPinocytosis

Receptor gemedieerde Receptor gemedieerde endocytoseendocytose

Ligand bind aan receptorLigand bind aan receptor Coated pitCoated pit ClathrineClathrine Coated vesikelCoated vesikel Voorbeeld: cholesterol uit Voorbeeld: cholesterol uit

bloed via LDLbloed via LDL

ExocytoseExocytose

Afvalproducten vrijAfvalproducten vrij Fusie van vesikel met Fusie van vesikel met

plasmamembraanplasmamembraan ExocytosisExocytosis

Bouw van de celBouw van de cel

INHOUDINHOUD– Het cytoplasmamembraanHet cytoplasmamembraan– De celwandDe celwand– De celkern of nucleusDe celkern of nucleus– Het endoplasmatisch reticulumHet endoplasmatisch reticulum– ……

De celwandDe celwand Algen en Algen en

plantencellen: plantencellen: cellulosecellulose

Schimmels: chitine Schimmels: chitine of celluloseof cellulose

Dierlijke cellen en Dierlijke cellen en protozoa: geen protozoa: geen celwandcelwand

Functies: Functies: – VormVorm– Weerstaan aan Weerstaan aan

osmotische lyseosmotische lyse

Celkern of nucleusCelkern of nucleus

Eukaryotische cellenEukaryotische cellen– Kernmembraan Kernmembraan

(Binnen- en (Binnen- en buitenmembraan) buitenmembraan) gebonden aan ERgebonden aan ER

– KernporiënKernporiën– KernplasmaKernplasma– ChromosomenChromosomen– NucleolusNucleolus

ChromosoomChromosoom

Bestaat uit chromatineBestaat uit chromatine Nucleosomen = DNA en basische Nucleosomen = DNA en basische

proteïnen (histonen)proteïnen (histonen)

Scaffolding Scaffolding proteïnenproteïnen

Gecondenseerd Gecondenseerd chromatine chromatine

Het endoplasmatisch reticulumHet endoplasmatisch reticulum

Oppervlak voor proteïne- en Oppervlak voor proteïne- en lipidesyntheselipidesynthese

Transportroute voor moleculen in de Transportroute voor moleculen in de celcel

Opslagruimte voor door cel Opslagruimte voor door cel gesynthetiseerde moleculengesynthetiseerde moleculen

Ruw endoplasmatisch reticulumRuw endoplasmatisch reticulum

Gebonden Gebonden ribosomenribosomen

ProteïnesyntheseProteïnesynthese TransportTransport

Glad endoplasmatisch reticulumGlad endoplasmatisch reticulum

Geen ribosomenGeen ribosomen Lipidebiosynthese (fosfolipiden, Lipidebiosynthese (fosfolipiden,

steroïden)steroïden) TransportTransport BIOL 230 Lecture Guide - BIOL 230 Lecture Guide -

Endoplasmic Reticulum and Golgi Endoplasmic Reticulum and Golgi Apparatus AnimationApparatus Animation

Het Golgi-apparaatHet Golgi-apparaat

Sorteren van lipiden en proteïnen Sorteren van lipiden en proteïnen afkomstig van het ERafkomstig van het ER

Modificeren van bepaalde proteïnen Modificeren van bepaalde proteïnen en glycoproteïnenen glycoproteïnen

Sorteren en verpakken van deze Sorteren en verpakken van deze moleculen voor transport naar moleculen voor transport naar andere delen cel en excretieandere delen cel en excretie– secretievesikelssecretievesikels

Het Golgi-apparaatHet Golgi-apparaat

CisternenCisternen

Het mitochondriumHet mitochondrium 2 – 8 µm2 – 8 µm 2 membranen2 membranen CristaeCristae Intermembraan-Intermembraan-

ruimte ruimte MatrixMatrix Groeien en delenGroeien en delen Eigen DNA en Eigen DNA en

ribosomenribosomen ATP door oxidatieve ATP door oxidatieve

fosforylatiefosforylatie

De chloroplastDe chloroplast 5-10 µm5-10 µm StromaStroma

– donkerreactiesdonkerreacties ThylakoïdenThylakoïden

– Chlorofyl en Chlorofyl en fotosynthetische fotosynthetische pigmenten pigmenten (carotenoïden, (carotenoïden, phycocyaninen)phycocyaninen)

In planten en algenIn planten en algen ATP door ATP door

fotofosforylatiefotofosforylatie

Lysosomen, peroxisomen, Lysosomen, peroxisomen, vacuolen en vesikelsvacuolen en vesikels

Lysosomen: Lysosomen: – gesynthetiseerd door ER en gesynthetiseerd door ER en

Golgi-complexGolgi-complex– digestie (afbraak) van materiaaldigestie (afbraak) van materiaal– bevatten zure hydrolasenbevatten zure hydrolasen

Vacuolen:Vacuolen:– Grote membraanzakken om bvb. Grote membraanzakken om bvb.

vet, glycogeen, zetmeel op te vet, glycogeen, zetmeel op te slaanslaan

Peroxisomen en vesikelsPeroxisomen en vesikels

Peroxisomen: Peroxisomen: – Bevatten bepaalde enzymenBevatten bepaalde enzymen– Vorming en degradatie van Vorming en degradatie van

waterstofperoxidewaterstofperoxide Proteasomen:Proteasomen:

– Digestie van proteïnen tot peptidenDigestie van proteïnen tot peptiden Vesikels:Vesikels:

– Kleiner dan vacuolenKleiner dan vacuolen– Transport van materialenTransport van materialen

RibosoomRibosoom

rRNA en proteïnenrRNA en proteïnen 2 subeenheden:2 subeenheden:

– Eukaryotisch: 40S en 60S, samen Eukaryotisch: 40S en 60S, samen 80S80S

– Prokaryotisch: 50S en 30S, samen Prokaryotisch: 50S en 30S, samen 70S70S

S = SvedbergS = Svedberg Proteïnesynthese:Proteïnesynthese:

– Gebonden aan ERGebonden aan ER– Vrij in cytoplasmaVrij in cytoplasma

Celmatrix / cytoskeletCelmatrix / cytoskelet

Bestaat uitBestaat uit– MicrofilamentenMicrofilamenten– Intermediaire filamentenIntermediaire filamenten– MicrotubuliMicrotubuli

Celmatrix / cytoskeletCelmatrix / cytoskelet

FunctiesFuncties– Vorm geven aan de cellen zonder Vorm geven aan de cellen zonder

celwandcelwand– Celbeweging toestaan (spieren, Celbeweging toestaan (spieren,

amoeben, witte bloedcellen)amoeben, witte bloedcellen)– Beweging van de organellen in de cel en Beweging van de organellen in de cel en

endocytoseendocytose– Celdeling (chromosoombeweging, Celdeling (chromosoombeweging,

insnoering cel)insnoering cel)

MicrotubuliMicrotubuli

Holle buizen bestaand uit proteïne Holle buizen bestaand uit proteïne tubuline als subeenhedentubuline als subeenheden

Structurele steun van de celStructurele steun van de cel Rol bij celdeling, celbeweging, Rol bij celdeling, celbeweging,

beweging van organellenbeweging van organellen Componenten van centriolen, cilia en Componenten van centriolen, cilia en

flagellenflagellen

MicrofilamentenMicrofilamenten

Vaste staafvormige structuren Vaste staafvormige structuren bestaande uit actinebestaande uit actine

Structurele steunStructurele steun Rol bij fagocytose, cel- en Rol bij fagocytose, cel- en

organelbeweging, celdelingorganelbeweging, celdeling

Intermediaire filamentenIntermediaire filamenten

Sterke vezels gemaakt uit Sterke vezels gemaakt uit polypeptidenpolypeptiden

Cytoskelet verstevigenCytoskelet verstevigen Celvorm stabiliserenCelvorm stabiliseren

CentriolenCentriolen

Cilindrische structuren naast de kernCilindrische structuren naast de kern Ring van 9 bundels van telkens 3 Ring van 9 bundels van telkens 3

microtubulimicrotubuli Rol bij vorming van cilia en flagellenRol bij vorming van cilia en flagellen Celdeling, mitotische spoelfiguur Celdeling, mitotische spoelfiguur

tussen centriolentussen centriolen

Flagellen en trilharenFlagellen en trilharen

Flagellen en trilharenFlagellen en trilharen Flagellen of zweepdraden: lang, Flagellen of zweepdraden: lang,

weinigweinig Trilharen of ciliën: kort, talrijkTrilharen of ciliën: kort, talrijk Beweging door verplaatsen van Beweging door verplaatsen van

dyneïnearmen van doublet over dyneïnearmen van doublet over ander ander

Endosymbiotische theorieEndosymbiotische theorie

4 biljoen jaar geleden4 biljoen jaar geleden Organellen van eukaryotische cel Organellen van eukaryotische cel

waren ooit prokaryotische cellen waren ooit prokaryotische cellen FagocytFagocyt Mitochondria: aërobe respiratieMitochondria: aërobe respiratie Chloroplast: fotosyntheseChloroplast: fotosynthese

Endosymbiotische theorie: bewijsEndosymbiotische theorie: bewijs

Mitochondria en chloroplasten: Mitochondria en chloroplasten: – zelfde grootte als eukaryotische cellen, zelfde grootte als eukaryotische cellen,

eveneens binaire splitsing. eveneens binaire splitsing. – eigen DNA, circulair zoals bij prokaryoten. eigen DNA, circulair zoals bij prokaryoten. – eigen ribosomen, 30S en 50S zoals eigen ribosomen, 30S en 50S zoals

prokaryoten en niet 40S en 60S zoals prokaryoten en niet 40S en 60S zoals eukaryoten. eukaryoten.

– Verschillende primitieve eukaryotische micro-Verschillende primitieve eukaryotische micro-organismen, zoals organismen, zoals GiardiaGiardia en en TrichomonasTrichomonas hebben kernmembraan maar geen hebben kernmembraan maar geen mitochondria. mitochondria.