Celbiologie

HA - 1IWCH

Doelstellingen

• Je kent de belangrijkste begrippen over de bouw, de organisatie en de werking van de cel

• Je hebt inzicht in de bouw, organisatie en werking van de cel

INHOUD

• Inleiding• Microscopie• Algemene bouw van de cel• Chemie van de cel• Biomoleculen en membranen• Intracellulaire componenten• Signaaltransductie• Celcyclus, mitose en meiose• Toepassingen

Evaluatie

• Schriftelijk eindexamen• Permanente evaluatie aan de hand van

opdrachten via de Blackboardcursus « Biointeractief »– aangekondigd in de les (wat en hoe)– afgewerkt tegen volgende les (in digitaal postvakje of

andere)– verzamelen van uw documenten in portfolio

Referenties

• Zie Blackboardcursus « Biointeractief » bij links

De wetenschappelijke methode

• Reeks technieken om – fenomenen te onderzoeken– nieuwe kennis te vergaren

• Gebaseerd op – Observeerbare– Empirische– Meetbare bewijzen

De wetenschappelijke methode

• Wetenschappelijke onderzoekers – stellen hypothesen voor als verklaring voor

natuurlijke fenomenen – Ontwerpen van experimenten

• Theorie– Verbind verschillende hypothesen

• Proces moet objectief zijn• Volledige weergave van

– de gegevens– De methode

De wetenschappelijke methode

• Statistische analyse van de resultaten– betrouwbaarheid

• Door volledige weergave – te reproduceren door andere onderzoekers

De wetenschappelijke methode

Voorbeeld• Medicine (336, 1269 (1997)) • Voorkomen van borstkanker in Noorwegen

bij 25 600 vrouwen• Relatie onderzocht met

• lengte, gewicht, dieet, gewoonten• Resultaat: verband gelegd met

• lichaamsbeweging

De wetenschappelijke methode

• Maar betere opleiding en inkomen• meer beweging• Minder roken• Minder alcohol drinken• Minder vet eten

Afmetingen van cellen

• How Big is a ... ?

Lichtmicroscopie

Resolutielimiet=200 nm

Transmissie elektronenmicroscopie

Resolutielimiet=2 nm

Scanning elektronenmicroscoop

Resolutielimiet=2 nm

Geschiedenis van de celbiologie

• De celtheorie stelt dat:– alle levensvormen zijn samengesteld uit 1 of meerdere cellen– cellen ontstaan enkel uit bestaande cellen– de cel de kleinste levensvorm is

Indeling van cellen

• Volgens eenheidstructuur– Prokaryoten

• Monera (Eubacteria)• Archaea

– Eukaryoten (Cell Models: An Interactive Animation)• Protista• Fungae• Plantae• Animalia

• Volgens energiebehoefte– Autotrofen– Heterotrofen

Multicellulaire organismen

• Complexe organisatie samenwerkende cellen

• Cel-tot-cel communicatie

• Differentiatie

Mens: 1014 cellen in 200 verschillende weefsels

Protisten

• Alle eukaryoten behalve planten, fungi en dieren

• 2 groepen– Autotroof: algen– Heterotroof:

protozoa

• Protista

Fungi

• Meercellig: schimmels

• Eencellig: gist

Plantenrijk

Dierenrijk

• Animals

Indeling van organismen

3 domeinen volgens Woese

• Nucleotidense-quenties rRNA

• Membraan-lipiden

• AB-gevoeligheid

3-domeinsysteem van Woese

• Indeling volgens– Nucleotidensequentie in rRNA– Membraanlipidenstructuur– Gevoeligheid t.o.v. antibiotica

• Oercel– Archaea– Bacteria– Eukarya

Archaea

Prokaryoten

Geen peptidoglycaan

Uniek rRNA

Methanogenen, extreem halofielen, hyperthermofielen

Bacteria (eubacteria)

Prokaryoten

Peptidoglycaan

Uniek rRNA

Mycoplasmas, cyanobacteria, gram-positieve bacteria, gram-negatieve bacteria

Eukarya

Geen peptidoglycaan

Uniek rRNA

Protista, Fungi, Plantae, Animalia

Prokaryotische cel

• Membraan

• Celwand

• Geen organellen

• Soms fotosynthese

• Soms flagellen

Het leven van een bacterie

• 1000x minder DNA dan eukaryotische cel• Medium viscositeit van asfalt• Motor in 2 richtingen• Om de 20 min delen• Mannelijkheid is een “infectueuze ziekte”• Eukaryoten als mitochondria en chloroplasten• Chemische oorlogsvoering

Eukaryotische cel

Eukaryotische dierlijke cel

Eukaryotische cellen

• Plasmamembraan– Lipide/proteïne/kool-

hydraatcomplex– Barrière– Bevat transport- en

signaalproteïnen

Eukaryotische cellen

• Kern of nucleus– Dubbelmembraan rond

chromosomen en nucleolus

– poriën

Eukaryotische cellen

• Mitochondria– Dubbelmembraan met

cristae– poriën

Eukaryotische cel

• Plasmamembraan

• Nucleus of kern

• Mitochondria

• Chloroplasten

• Ruw endoplasmatisch reticulum

• Ribosomen

Eukaryotische cel

• Glad endoplasmatisch reticulum

• Golgi-apparaat

• Lysosomen

• Vacuolen

• Peroxisomen

• Celwand

Virussen

• Genetische informatie + proteïnemantel

• Intracellulaire parasieten

• Polio, influenza, herpes, pokken, HIV

Binomiale naamgeving

• Genus + species

• Bacillus subtilis

• Escherichia coli

• Staphylococcus aureus

De lichtmicroscoop

• Voorwerptafel

• Objectieflens

• Tubus

• Oculair of ooglens

• Lichtbron

• Condenser

• Revolver

Beeldkwaliteit

• Gezichtsveld• Brandpunt of focus• Brandpuntsafstand• Vergroting• Numerieke apertuur• Resolutie• Scheidend vermogen• Helderheid• Contrast• Microscopie; numerieke apertuur

Helderheid

Focus

Resolutie

Contrast

Types lichtmicroscopen

• Helderveld

• Donkerveld

• Rheinberg verlichting

• Fasecontrast

• Differentieel interferentiecontrast

• Polarisatie

• Fluorescentie

Helderveld

• Weinig contrast

• Contrast verhogen door kleuren

Donkerveld

• Fotonen die ongehinderd door het preparaat komen niet in objectief

Rheinberg verlichting

• Zoals donkerveld, maar met filters voor kleuring preparaat

Fasecontrast

• Stralen splitsen door ring en daarna terug convergeren

Differentieel interferentie contrast• Polariserende filters

en prisma’s om lichtwegen te scheiden en terug samen te brengen

Differentieel interferentie contrast

• Polariserende filters en prisma’s om lichtwegen te scheiden en terug samen te brengen

Polarisatie

• 2 polarisators, aan elke zijde van monster

Fluorescentie

• UV-licht

• Dichroïsche spiegel

Afmetingen en vormen van de bacterie

• Coccus – 0,5 – 1 µm

• Bacillus – 0,5 – 1 µm breed– 1 – 4 µm lang

• Spiraal– 5 – 40 µm lang

Coccus

Bacillus

Spiraal