chapter 3 The living units Flashcards
(42 cards)
de cel theorie
- De cel is de kleinste unit van het leven.
- Alle organisme bestaan uit één of meerdere cellen.
- Cellen komen alleen voort uit andere cellen
Alle menselijke cellen hebben drie algemene onderdelen
- Plasma membraan
- Cytoplasma
- Nucleus
structure of the eneralized cell
zie plaatje
Extracellular matrix
Extracellulaire materialen zijn stoffen die bijdragen aan de body mass die buiten de cel te
vinden zijn. De varianten van extracellulaire materialen zijn op te delen in drie groepen.
- Extracellulaire vloeistof (ECF)
- Cellulaire secretie
- Extracellulaire matrix (ECM)
- Extracellulaire vloeistof (ECF)
Extracellulaire vloeistof (ECF)
o Interstitial fluid, bloed plasma en cerebrospinal fluid.
ECF lost stoffen op en transporteert dit door het lichaam heen.
Om als cel gezond te blijven, moet iedere cel ECF binnenhalen om de
goede hoeveelheid voedingsstoffen binnen te krijgen.
- Cellulaire secretie
o De vloeistoffen die nodig zijn bij het afbreken van stoffen, zoals intestinal en
gastric fluid. Dit geldt ook voor stoffen die soms optreden als glijders, zoals
speeksel, slijm en serous fluids.
- Extracellulaire matrix (ECM)
o Deze vloeistof bestaat uit polysachariden en eiwitten.
o Fungeert als een gel, die kan verschillen in hardheid, om de cellen bijeen te
houden.
plasma membraan grootte
7-10nm
Het plasma membraan heeft verschillende functies.
- Fysieke barriere
o Sluit de cel af, scheidt hierbij het cytoplasma van de ECF. - Selectieve permeabiliteit
o Beslist welke stoffen de cel mogen binnentreden en verlaten. - Communicatie
o Plasma membraan proteines hebben contact met specifieke chemische
messengers en geven de informatie door aan de binnenkant van de cel. - Cel herkenning
o De koolhydraten op de buitenkant van het membraan zorgen ervoor dat
cellen elkaar kunnen herkennen.
Membrane lipids
In deze laag zitten fosfolipiden die constant veranderen, en dus nooit op dezelfde plek zitten.
In het membraanvet zit ook cholesterol, met een hydrofobe en hydrofiele kant. Cholesterol
zit tussen de fosfolipiden en maakt hiermee het membraan stugger. Cholesterol kan
makkelijk van kant tot kant gaan, fosfolipiden daarentegen kunnen alleen wisselen met hun
buurman en flippen zelden naar de andere kant.
Membrane proteins
Eiwitten zijn goed voor de helft van de massa van het celmembraan. Deze eiwitten focussen
zichzelf op specifieke functies voor het membraan. Eiwitten hebben de volgende functies.
- transport-> receptors for signal transduction-> attachment to the cytoskeleton ans extracellular matrix-> enzymatic activity-> intercellular joining-> cell-cell recognition
In de membraan eiwitten zijn twee groepen te onderscheiden.
- Integraal eiwitten
- Peripheral eiwitten
- Integraal eiwitten
o Deze soort eiwitten zitten verankert in het membraan.
o De meeste van deze soort zijn transmembrane proteins, dit betekent dat ze
van de ene kant van het membraan naar de andere kant komen.
o Alle integraal eiwitten hebben een hydrofobe en hydrofiele regionen,
waardoor ze kunnen communiceren met de apolaire vetstaarten in het
membraan en het water in of buiten de cel.
o Sommige transmembrane eiwitten zijn betrokken bij transport als een soort
buizen. Hierdoor kunnen in water oplosbare moleculen of ionen door de buis
de cel in, hiermee omzeilen ze de apolaire vetstaarten.
o Andere integraal eitwitten fungeren als carriers die een stof binden en het
vervolgens door het membraan transporteren. - Peripheral eiwitten
o Deze eiwitten zitten niet door het hele membraan heen, ze hechten eraan
vanaf de kant van het cytoplasma
Membrane carbohydrates and the glycocalyx
Vetten en eiwitten met daaraan suikers gehecht noemen we glycolipids en glycoproteins. De
glycocalyx is een harige, plakkerige laag als een suikermantel over de cel heen. Deze
mantel is cruciaal voor het herkennen van cellen. Iedere cel heeft namelijk een net iets
andere samenstelling van deze suikermantel. Zo kan het lichaam z’n eigen cellen uit elkaar
houden.
Vaak zijn de plasma membranen van omliggende cellen aan elkaar gehecht door een
gespecialiseerde cell junction. Deze cell junctions zorgen ervoor dat aanliggende cellen
kunnen aanhechten en communiceren. Er zijn drie types cell junctions.
- Tight junctions
o Bestaat uit een serie integral eiwit moleculen in het plasma membraan.
o Impermeable junction dat een ruimte met vloeistof afschermt van een andere
ruimte met vloeistof.
o Denk hierbij aan een Ziploc zakje.
o Vormt een ononderbroken afdichting rondom de cel.
o Voorkomt dat moleculen zich tussen cellen verplaatsen.
o Epitheelcellen in de maag. - Desmosomen
o Bestaat uit keratine intermediate filamenten die door de celwand heengaan,
vervolgens in de ruimte tussen de cellen binden linker proteins, cadherines,
zich aan de linker proteins van de andere cel.
o Denk hierbij aan een klittenband systeem.
o Deze cell junction helpt om cellen bij elkaar te houden.
o De keratine filamenten gaan door de gehele cel heen naar de andere kant om
zo goed te kunnen hechten. Zo helpen deze filamenten ook om de interne
structuur van de cel te verstevigen. - Gap junctions
o Dit is een junction die gebruikt wordt om te communiceren tussen
aanliggende cellen. De cellen zijn hierbij aan elkaar verbonden met een soort
cilinder die bestaat uit transmembrane proteins.
o Iedere gap junction bestaat uit een andere samenstelling proteins, die bepaalt
wat er door de buis heen kan worden getransporteerd.
o Door deze buizen kunnen ionen, simpele suikers en andere kleine moleculen
heen. De buizen zijn gevuld met water.
Bij passief membraan transport wordt er geen gebruik gemaakt van energie, dus er wordt
geen ATP gebruikt bij deze vorm van transport. Er zijn drie soorten passief transport door
het plasma membraan.
- Diffusie
o De verplaatsing van moleculen van een hoge naar een lagere concentratie.
Deze beweging noemen we ook wel een beweging langs het concentratie
gradient.
o De snelheid van de diffusie is van drie factoren afhankelijk.
Concentratie
Des te groter het verschil in concentratie, de meer botsingen er
plaats vinden en des te sneller de moleculen diffunderen.
Deeltjesgrootte
Kleinere moleculen diffunderen sneller.
Temperatuur
Met een hogere temperatuur is er meer kinetische energie,
waardoor de deeltjes sneller bewegen en dus sneller
diffunderen. - Gefaciliteerde diffusie
Wanneer deeltjes niet door het permeabele membraan heenkomen,
kunnen de alsnog de cel binnen. Dit kan komen door een slechte lipid
oplosbaarheid, of het feit dat het deeltje gewoon te groot is.
Carrier mediated facilitated diffusion
o Via een proteine bindt het zich en kan zo toch de cel in.
Channel mediated facilitated diffusion
o Via een kanaal kan het alsnog de cel in. - Osmose
o De diffusie van een oplossing door een selectief permeabel membraan.
Water kan zich vrij door de cellen bewegen door water-specifieke
channels genaamd aquaporins (AQPs).
In een actief proces gebruiken de cellen ATP om solutes van de ene kant van het membraan
naar de andere kant te brengen. Er zijn twee types waarin je actief membraan transport kan
opdelen,
actief transport en vesicular transport.
Active transport
Active transporters brengen de solutes als het ware de berg op tegen de richting in, tegen de
richting van de concentratie gradient. Dit kost energie, ATP is dan ook de vorm van energie
in dit proces. Dit gaat door middel van pompen en cotransporten, ieder zijn specifiek en
transporteren dan ook maar één specifiek stofje. Er zijn twee types actief transport.
- Primary actief transport
o De energie voor dit proces komt direct van de hydrolyse van ATP door
transporteiwitten genaamd pumps.
- Secondary actief transport
o De energie voor dit proces komt van opgeslagen energie in de concentratie
gradient van ionen.
o Deze methode maakt gebruik van cotransporters. De een gaat met het
concentratiegradient mee, en diegene die er tegenin gaat hecht aan diegene
die er in mee gaat. Als het ware een lifter.
Hierbij is er een symporter, de twee stoffen die getransporteerd
worden gaan dezelfde richting op.
Hierbij is er een antiporter, de getransporteerde stoffen gaan in
tegengestelde richting.
Vesicular transport
Deze methode van transport is gebaseerd op het transporteren van vloeistoffen met daarin
grote deeltjes door cellulaire membranen. Zo kan er met endocytose stoffen de cel in
worden gebracht.
Er zijn drie verschillende specifieke manieren van endocytose. Deze drie manieren
verschillen in het type en hoeveelheid materiaal dat ze kunnen opnemen.
- Phagocytose
o Bij dit type wordt er een groot deeltje opgeslokt met behulp van een zak
genaamd phagosome. Deze vesicle heeft receptoren die kunnen binden aan
microorganisme en vaste deeltjes.
- Pinocyotse
o De cel zelf slokt een druppel extracellular fluid op waarin deeltjes zijn
opgelost. Hierbij komen geen receptoren aan te pas, waardoor het proces
geen random of nonspecifiek is. Het is maar zien wat je binnenhaalt.
- Receptor-mediated endocytose
o Dit is de manier voor een specifieke endocytose en transcytose. De stofjes in
de ECF binden zich aan specifieke receptor proteine. Deze worden opgeslokt
en de inhoud van zo’n vesicle kunnen vrijgelaten worden in de cel of worden
verteerd in een lysosome.
Selective diffusion establishes the membrane potential
Doordat het celmembraan selectief permeabel is, onstaat er ook een membraan potentiaal.
Zenuw en spiercellen gebruiken veranderingen in dit potentiaal als communicatiemiddel.
In de rust staat zijn alle cellen in het lichaam in een ‘resting membrane potential’, dit ligt
tussen de -50 en -90 mV. Dit betekent dat de gehele cel van de binnenkant neutraal is,
alleen het membraan heeft een spanningsverschil.
Dit spanningsverschil komt voor uit de diffusie, dit resulteert in ionische imbalans die het cel
membraan polariseren. Active transport processen behouden dit membraan potentiaal.
Kalium speelt een belangrijke rol bij het membraan potentiaal.
Om als cel te communiceren met extracellulaire moleculen kunnen ze gebruik maken van
twee soorten.
- Cell adhesion molecules (CAMs)
o Te vinden op haast iedere cel in het lichaam.
o Een plakkerige glycoproteine, bestaande uit cadherines en integrines.
o Cell-to-cell joining om zo te communiceren. - Membrane receptors
o De meesten hiervan zijn glycoproteines.
o Onder te verdelen in twee soorten
Contact signaling
Cellen raken elkaar aan en weten zo met wie ze te maken
hebben. Ze herkennen elkaar en kunnen zo communiceren.
Chemical signaling
Dit is het proces waarbij een ligand, de chemische messenger,
zich bindt aan een specifieke receptor en een response
initieert. Verschillende cellen reageren ook verschillend op
dezelfde ligand. Ligands zijn bijvoorbeeld hormonen of
neurotransmitters.
Cytoplasm is het material tussen het plasma membraan en de nucleus, hier gebeurt de
meeste activiteit. Het cytoplasma bestaat uit drie elementen.
- Cytosol
o De semitransparante vloeistof waarin proteine, zouten en suikers in zijn
opgelost. - Inclusions
o Dit zijn de stoffen die soms niet aanwezig zijn, dit ligt aan het type cel. Zo
komen er in sommige huid en haarcellen melamine granules voor. - Organellen
o Dit maakt de cel een metabolische fabriek. Elke organel heeft een specifieke
functie binnen de cel.
Organellen zijn verantwoordelijk voor de processen binnen de cel.
- mitichondria
- ribosomes
- endoplasmatic reticulum
- golgi apparaat
- peroxisomes
- lysosomes
- cytoskelet
- Mitochondria
o Deze zorgen voor de energievoorziening binnen de cel. Ze voorzien de cel
van ATP.
o Een mitochondrie heeft twee membranen, die overeen komen met het plasma
membraan.
o Het binnenmembraan is gevouwen, wij noemen dit de cristae.
o Mitochondrien hebben hun eigen DNA, RNA en ribosomen
- Ribosomes
o Ribosomen maken deel uit van de synthese van eiwit.
Free ribosomes
Drijven vrij rond in het cytosol.
Membrane bound ribosomes
Gehecht aan membranen, vormen het complex rough
endoplasmatic reticulum (RER).
