Celbiologie - Geneeskunde - Bundel
- 2443 keer gelezen
Deze samenvatting is gebaseerd op het studiejaar 2013-2014.
De cel is de kleinste organische eenheid in het lichaam en wordt afgesloten door een membraan. In de cel zitten verschillende organellen (bijvoorbeeld de celkern) met een eigen functie, die ook omhuld worden door een membraan. Door middel van aankleuren kunnen onder de microscoop de verschillende onderdelen van de cel en de aanwezige eiwitten duidelijker zichtbaar worden gemaakt. Cellen zijn heel dynamisch door eiwitten die dit veroorzaken.
De cel bestaat voor een groot gedeelte uit water en is een goed oplosmiddel voor polaire stoffen. De mens bestaat voor 70% uit water. Water verdrijft echter vet, een hydrofobe stof. De cel maakt gebruik van amfipathische/amfifiele stoffen, die aan de ene kant een polaire kop en aan de andere kant een apolair (hydrofobe) staart (vetzuur) hebben. . De amfipatsche stoffen kunnen met elkaar micellen vormen. Er ontstaat als het ware een bolletje doordat de apolaire staarten bij elkaar gaan zitten en de polaire koppen zich naar buiten keren. Deze gaan interacties aan met het water,
De opbouw van een membraan om de cel ziet er ongeveer hetzelfde uit. Zowel binnen als buiten de cel is een polaire omgeving waar de polaire koppen interacties mee aangaan. De koppen keren zich naar buiten en de apolaire staarten steken naar elkaar toe. Er ontstaat een dubbele laag. De cel communiceert met de buitenkant (extracellulaire ruimte) door middel van eiwitten die door de membranen heen steken. Het deel van het eiwit dat zich in het celmembraan bevindt is hydrofoob.
De cel bestaat naast 70% water uit chemische stoffen. Dit zijn voornamelijk eiwitten, DNA, RNA, lipiden en suikers. Deze stoffen bestaan uit subunits, die gepolymeriseerd worden en zo lange ketens vormen. Bij eiwitten bijvoorbeeld zijn de subunits de 20 aminozuren. Voor DNA en RNA zijn er 4 nucleotiden. De losse subunits worden met covalente bindingen aan elkaar gekoppeld. De ontstane ketens vormen een molecuul. De losse moleculen gaan ook een interactie met elkaar aan door middel van non-covalente bindingen.
Eiwitten
Een aminozuur bestaat uit een centraal C-atoom, een carboxylgroep en een aminogroep. Aan het centrale C-atoom zit een specifieke zijketen. Deze zijketens hebben een verschillend karakter, zoals hydrofoob, hydrofiel, zuur, base. Deze specificiteit van de zijketens zorgt uiteindelijk voor de eigenschappen van een eiwit. De aminozuurvolgorde is gecodeerd in het DNA. Het vormt de primaire structuur van een eiwit.
De aminozuren worden door peptidebindingen (covalente bindingen) aan elkaar gekoppeld. De peptidebinding is stijf en vlak, dus niet vrij draaibaar. Tussen de carboxylgroep en de aminogroep ontstaat namelijk een soort dubbele binding, doordat de ene kant iets positiever geladen is en de andere kant iets negatiever. De C=O en N-H groepen zijn vrijwel altijd in de trans positie.
Als we inzoomen op het eiwit zien we in de vorm een aantal simpele principes. Dit zijn α helici en β sheets. Zij vormen de secundaire structuur. Ook zwavelbruggen behoren tot de secundaire structuur van een eiwit. De α-helix is een rechts draaiende compacte structuur. De helix bestaat per winding uit 3.6 aminozuren. Alle C=O en N-H groepen uit de hoofdketen vormen waterstofbruggen. De waterstofbruggen worden altijd gevormd tussen een C=O en N-H groepen die vier residuen van elkaar verwijderd zijn. Door de gedraaide vorm wordt het water weggedrukt, omdat die ook de H-bruggen wil vormen. Aan de binnenkant van het eiwit zie je dan ook geen water.
Bij de β -pleated sheets is de hoofdketen vrijwel gestrekt en alle C=O en N-H groepen uit de hoofdketens vormen H-bruggen met elkaar.. De ketens kunnen parallel of antiparallel lopen. Verschillende α-helici en β-sheets worden met elkaar verbonden door loops.
De lange eiwitketen met de gevormde α-helici en β-sheets krijgt een specifieke vouwing en pas op dat moment is het eiwit functioneel. Deze specifieke vouwing wordt de tertiaire structuur van een eiwit genoemd. Deze specifieke vouwing wordt bepaalde door de restgroepen van het eiwit. De vouwing treedt op doordat er niet-covalente bindingen worden gevormd tussen verschillende restgroepen, bijvoorbeeld een ionbinding, Van der Waalsbinding, of waterstofbrug. De verschillende specifieke vormen die eiwitten krijgen dragen bij aan de functie. De tertiaire structuur van een eiwit is niet te voorspellen doordat er vaak chemische modificaties plaatsvinden.
De quaternaire structuur van een eiwit komt tot stand wanneer meerdere eiwitten een verbinding met elkaar aangaan. Zo ontstaat bijvoorbeeld homodimeer, gevormd uit twee dezelfde subunits of een hetrodimeer, gevormd uit twee verschillende subunits.
Eiwitten zijn gemaakt om andere moleculen te binden. Voortdurend botsen de eiwitten en alleen met de moleculen waar een goede affiniteit mee is, bindt een eiwit. Dit moet wel heel snel, vandaar dat er geen covalente bindingen, maar niet-covalente bindingen (zwakke interacties) ontstaan. Elk eiwit heeft een bepaalde functie, een voorbeeld van een eiwit is een enzym. Enzymen hebben een katalytische werking. Chemische reacties verlopen tot een evenwicht. Enzymen versnellen de chemische reactie naar dit evenwicht door de omzetting van substraat in product te versnellen. Het evenwicht wordt bepaald door de wetten van de thermodynamica.
Voordelen van enzymen:
De snelheid van de reactie wordt bepaald door overgangsenergie en enzymen verlagen de overgangsenergie. Dit gebeurt doordat het enzym bindt aan een substraat. De bindingsenergie die hierbij vrijkomt wordt gebruikt om de overgangsenergie te verlagen.
Een enzym zorgt voor één specifiek product en er ontstaan dus minder bijproducten.
Een enzym heeft een regulerende werking en kan zorgen voor een juiste volgorde van reacties.
Bij katalyse wordt een ongunstige toestand gunstig gemaakt. Voorbeeld: een enzym vervormt een substraat, zodat de reactie sneller verloopt. Een enzym kan er ook voor zorgen dat twee stoffen bij elkaar worden gebracht of dat de lading van een stof wordt veranderd zodat de reactie kan plaatsvinden.
Lysozym: een eiwit, ontdekt door Flemming, dat de polysachariden in de bacteriële celwand knipt. In het eiwit bevindt zich een groeve, waarin de aminozuren aspartaat en glutamaat zitten. Het polymeer van sachariden gaat in de groeve zitten en de groeve kan 6 suiker-residuen bezitten. Na het 4e residue is er een knipplaats, precies bij glutamaat en aspartaat. Daarnaast is het residue 4 op D-positie vervormd. Vervolgens vindt katalyse plaats door het aspartaat en vervorming van D.
De reactie wordt beëindigd door water. Het enzym keert weert terug naar zijn oude staat. Een enzym is namelijk nooit onderdeel van de reactie en wordt dus nooit bij de reactie verbruikt.
Eiwitten zijn een belangrijk element van cellen, ze zijn dynamisch en hebben een bepaalde functie door specifieke structuren. De conformatie van een eiwit is flexibel. Eiwitten kunnen onder invloed van andere eiwitten, of omgeving ook van vorm veranderen. De zijketens van de 20 aminozuren zorgen voor de specifiteit van het eiwit. Nadat het eiwit gevouwen is treden er modificaties op. Een veelvoorkomende verandering is de toevoeging of afsplitsing van een fosfaatgroep. In dit geval kan een interactie met een ander eiwit al dan niet plaatsvinden. Het eiwit kan dus gereguleerd worden door modificatie. Het enzym kan aan- en uitgeschakeld worden. Proteïnekinase is een enzym dat een fosfaatgroep op een eiwit plaatst. Veel medicijnen tegen kanker zijn hiertegen gericht. Om het fosfaat weer weg te halen is fosfotase nodig. Onder invloed van energie treedt er een verandering in vorm van het eiwit op. Bij het verbreken van de fosfaatbinding komt energie vrij. Dit proces is fosforylering. GTPase is ook een enzym dat aan en uitgeschakeld kan worden door afsplitsing van een fosfaatgroep. Door de mogelijkheid enzymen aan en uit te schakelen kunnen er moleculaire motoren worden gevormd.
DNA bestaat uit vier basen, A, T, C en G. Tussen A-T en C-G worden waterstofbruggen gevormd. De dochtercellen moeten allebei alle genetische informatie krijgen. De DNA streng wordt gesplitst en tegenover de oorspronkelijke streng, template streng, wordt een nieuwe streng gevormd met behulp van het enzym DNA polymerase. De bouwsteen van het DNA heeft een polariteit. Er is een 5’groep en een 3’groep. De 3’-groep wordt verlengd. DNA strengen zijn antiparallel. Aangezien synthese altijd van de 5’ naar 3’ kant verloopt, krijg je een probleem bij de lagging strand. Dit wordt opgelost door losse stukjes (Okazaki fragments) te synthetiseren en deze later aan elkaar maken. De continue gesynthetiseerde streng wordt de leadingstrand genoemd. Een ander probleem is dat DNA-polymerase niet zomaar kan beginnen, dus moet je een RNA-primer gebruiken. Bij de lagging strand zijn dus meerdere primers nodig.
Transcriptie en translatie
Een RNA polymerase maakt van ribonuclotiden mRNA. mRNA neemt de code over van het DNA. In het cytoplasma vindt eiwitsynthese uiteindelijk plaats op de ribosomen. Hiervoor is tRNA nodig. Dit kan de code lezen van mRNA. Bij een bepaalde nucleotidevolgorde wordt een specifiek aminozuur aangemaakt. Er zijn veel tRNA moleculen die proberen te matchen met het mRNA, maar alleen als het codon past met het anticodon kan een binding gemaakt worden. De tRNA moleculen zijn gebonden aan het aminozuur dat past bij het codon waarop zij passen. De verschillende aminozuren die door tRNA worden aangevoerd worden met elkaar gekoppeld tot een lange aminozuurketen.
Het replicatieproces begint met het zoeken van een bepaalde volgorde van basen in het DNA, dat de replication origin wordt genoemd. Op dit punt grijpt het eiwit helicase aan om het dubbelstrengs DNA te ontwinden. Hierbij wordt ATP gebruikt. Menselijk DNA heeft meerdere replication origins. Hierdoor kan op meerdere plekken DNA replicatie op hetzelfde moment plaatsvinden, zodat het genoom binnen zeer korte tijd helemaal vermenigvuldigd is.
Na de ontwinding van de dubbele helix van het DNA vormt het eiwit primase een RNA-primer. Dit vormt een aangrijpingspunt voor DNA-polymerase. DNA polymerase wordt aan de DNA streng gehouden door een sliding clamp. Nu kan DNA-synthese beginnen. DNA synthese vindt plaats van de 5’ kant naar de 3’ kant. De C’atomen van het suikeratoom bepaalt of het een 3’ of 5’is (5’ is het 5e C-atoom uiteinde, 3’ is het 3e C-atoom uiteinde). De energie die vrijkomt bij hydrolyse van pyrofosfaat wordt gebruikt voor de vorming van een peptidebinding. Dit is de reden dat er altijd van de 5’ naar de 3’ kant wordt gesynthetiseerd. Als je namelijk van de 3’ naar de 5’ kant gaat synthetiseren en vervolgens een fout tegenkomt bij proofreading wordt ook de fosfaatgroep weggehaald. Op deze manier kan je niet opnieuw een peptidebinding maken.
Doordat de DNA synthese alleen plaatsvindt van de 5’ kant naar de 3’ kant, kan een deel van de DNA-streng niet aan één stuk door gesynthetiseerd worden. Deze streng wordt de lagging-strand genoemd. Het deel van het DNA dat continu gesynthetiseerd wordt, wordt de leading-strand genoemd.
Beschadigingen in het DNA die ontstaan tijdens de replicatie worden gerepareerd tijdens proofreading. Dit wordt gedaan door DNA-polymerase. Voordat deze een nieuwe base aankoppeld, controleert het eiwit of de vorige base klopt. Zo niet, dan wordt de base verwijderd en wordt de goede base ingebouwd. DNA-polymerase gebruikt voor proofreading een ander deel van zijn structuur dan voor de DNA-synthese.
Wanneer een fout niet gerepareerd is tijdens proofreading, kan deze gerepareerd worden door mis-match-repair. Tijdens dit proces wordt de fout herkend, de fout wordt verwijderd, de goede base wordt ingebouwd en als laatste wordt de opening gedicht door ligase. Het is wel van belang dat de laats gesynthetiseerde DNA-streng wordt herkend, zodat de foute base wordt verwijderd. Dit gaat waarschijnlijk aan de hand van zogenaamde ‘nicks’ die alleen in de laatst gesynthetiseerde streng voorkomen.
Bij mismatch repair is een speciale set van eiwitten nodig voor het herstel van correcte baseparing in het DNA. Bij HNPCC (Hereditary Nonpolyposis Colon Cancer) is er iets mis met één van de mismatch repair eiwitten. Dit kan leiden tot kanker. De diagnose voor een defect mismatch repair systeem is micro-satelliet instabiliteit. Een fout in een mis-match-repair eiwit kan worden vastgesteld door te kijken naar de lengte van het DNA. Wanneer dit tussen verschillende cellen varieert is er een fout aanwezig. Het extra ingebouwde codon dat tijdens backward slippage wordt ingebouwd, wordt namelijk niet meer herkend en verwijderd.
Depurinatie: nucleotiden vallen weg.
Deanimering: veranderde basen door afsplitsing van een aminogroep.
Pyrimidine dimeren: Er ontstaat een binding tussen twee aangrenzende pyrimidine dimeren (T/U/C) onder invloed van UV-straling.
NER pathway
Het repareren van het DNA verloopt in zes stappen:
Het beschadigde deel wordt herkend
Aan beide kanten wordt een incisie gemaakt
De reeks nucleotiden wordt verwijderd
Een nieuw stuk wordt erin gezet en vastgeplakt
De opening wordt weer gesloten
Wanneer er een dubbele breuk in het DNA optreedt, kan deze op twee manieren worden gerepareerd. Wanneer de fout tijdens de replicatie optreedt wordt deze aan de hand van de nog aanwezige goede DNA-strengen gerepareerd. De fout wordt op deze manier volledig hersteld. Wanneer er geen tweede DNA-paar aanwezig is, worden de gebroken DNA-strengen gewoon aan elkaar gekoppeld. Dit kan leiden tot mutaties.
Xeroderma Pigmentosum
Bij Xeroderma Pigmentosum is sprake van een extreme overgevoeligheid voor UV-licht (zonlicht). Als men Xeroderma Pigmentosum heeft, mist een gen voor de aanmaak van een van de eiwitten (nuclease) die een rol spelen bij de NER pathway. Er zijn 7 varianten en bij ieder mist de patiënt één of meer eiwitten van de NER pathway. Doordat de DNA reparatie niet goed verloopt, blijven de cellen beschadigd. Als dit in oncogenen of tumor supressor genen gebeurt, ontstaan er gezwellen.
Mutaties in genen die coderen voor eiwitten bij regulatie van de celdeling leiden tot kanker. De kans op kanker neemt toe naarmate je ouder wordt.
Levende cellen volgen dezelfde natuur- en scheikundige wetten als niet-levende dingen. De chemie van levende cellen heeft echter wel een aantal karakteristieke kenmerken. Allereerst zijn stoffen en reacties grotendeels gebaseerd op koolstofverbindingen, wat bekend staat als organische chemie. Daarnaast vinden deze reacties voornamelijk plaats in een waterige omgeving en in een smal bereik van temperaturen. Bovendien is deze organische chemie zeer complex. Polymeren, een ketting van aaneengeschakelde eenheden, hebben hierbij een centrale rol. De unieke eigenschappen van deze polymeren stellen de cel tot vele processen in staat. Ten slotte is de manier waarop alle reacties gereguleerd worden een zeer streng en precies proces, dat met behulp van verschillende mechanismen wordt uitgevoerd door de cel.
Chemische verbindingen
Stoffen zijn opgebouwd uit verschillende elementen. Dit zijn de stoffen die niet afgebroken of veranderd kunnen worden met behulp van chemische reacties. Atomen zijn de kleinste eenheden van een chemisch element die hun karakteristieke chemische eigenschappen behouden. Atomen bevatten verschillende deeltjes. In de atoomkern zijn positief geladen protonen en neutraal geladen neutronen te vinden. Om de kern draait een wolk van negatieve deeltjes, elektronen. Het aantal protonen in de kern is gelijk aan het aantal elektronen dat rond de kern draait. Dit aantal protonen is bepalend voor het atoomnummer en het element. Waterstof heeft bijvoorbeeld maar een enkele proton, en heeft daarom atoomnummer 1. De elektrische lading van een proton is precies gelijk, maar tegengesteld aan de elektrische lading van een elektron. Omdat een atoom evenveel protonen als elektronen bevat, is het atoom zelf elektrisch neutraal. De neutronen in de kern zijn belangrijk voor de stabiliteit van de kern. Isotopen van een element bevatten hetzelfde aantal protonen, maar een ander aantal neutronen.
Levende organismen zijn opgebouwd uit een beperkt aantal elementen. 96,5% van hun massa bestaat uit koolstof (C), waterstof (H), stikstof (N) en zuurstof (O).
De eigenschappen van een atoom worden bepaald door de rangschikking van elektronen. Elektronen draaien in specifieke schillen om de atoomkern heen, die elk een bepaald aantal elektronen kunnen bevatten. De elektronen willen zich zo dicht mogelijk bij de (positief geladen) kern bevinden, dus de schillen worden van binnen naar buiten gevuld. Een atoom is het meest stabiel als zijn buitenste elektronenschillen compleet gevuld is met elektronen, en als deze elektronen zich in hun laagste energieniveau bevinden.
Elektronen in incomplete schillen zorgen ervoor dat atomen interacties aan kunnen gaan met andere atomen. Stoffen bestaande uit meerdere atomen worden moleculen genoemd. Hierdoor kunnen twee soorten bindingen ontstaan: ion bindingen, waarbij elektronen worden overgedragen, en covalente bindingen, waarbij atomen een elektron met elkaar delen. Soms trekt het ene atoom harder aan het gedeelde elektronenpaar dan het andere atoom. Hierdoor wordt het ene atoom negatiever dan het andere. Dit heet een polaire covalente binding.
Als een elektron zich van een atoom naar een andere verplaatst, worden twee ionen gegenereerd, met tegengestelde ladingen. Het aantal elektronen dat een atoom kan op nemen of kan afstaan verschilt per element. Als twee ionen met tegengestelde lading bij elkaar komen, trekken ze elkaar aan en vormen ze een ion binding. Dit is een vorm van elektrostatische aantrekkingskracht. Stoffen die bij elkaar worden gehouden door ion bindingen, noemen we zouten.
Bij een covalente binding wordt een paar elektronen gedeeld door twee atomen. Er ontstaat een molecuul. Sommige stoffen kunnen meer dan één covalente binding vormen, waaronder C, O, S, N en P, omdat er meer elektronen in de buitenste schil beschikbaar zijn. Zuurstof kan bijvoorbeeld maximaal twee covalente bindingen vormen en koolstof vier. Deze bindingen worden met specifieke hoeken ten opzichte van elkaar gevormd, wat de ruimtelijke structuur van een molecuul karakteriseert.
Bij een enkele covalente binding kunnen atomen vaak relatief makkelijk ten opzichte van elkaar draaien op de bindingsassen. Een dubbele binding tussen twee atomen is zeer beperkend voor bewegingsvrijheid in een driedimensionaal vlak.
In een watermolecuul worden twee H’s en een O door middel van covalente bindingen met elkaar verbonden. De O trekt echter harder aan elektronen dan de H’s, waardoor een kleine polariteit ontstaat. Stoffen met polaire bindingen en ionen worden daarom door watermoleculen aangetrokken. Dit zijn hydrofiele stoffen, die goed oplosbaar zijn in water. Hydrofobe stoffen zijn neutraal geladen en kunnen niet oplossen in water.
Bepaalde polaire moleculen kunnen in water zuren of basen vormen door een proton (H+) af te staan of op te nemen.
Moleculen in cellen
Koolstof kan vier covalente bindingen vormen en is daarom zeer geschikt om grote moleculen mee te vormen. Koolstofverbindingen die in cellen worden gemaakt zijn organische moleculen. Alle andere moleculen zijn anorganisch. De belangrijkste groepen van kleine organische moleculen zijn de suikers, aminozuren, vetzuren en nucleotiden.
Suikers (monosachariden) zijn de belangrijkste bron van chemische energie in de cellen, maar worden ook gebruikt als bouwstof. Zij kunnen opgeslagen worden in de vorm van polysachariden. Door een condensatiereactie kunnen monosacharide aan elkaar worden gekoppeld tot polysacharide.
Vetzuren zijn ook belangrijk bij de energieopslag, maar dienen voornamelijk als bouwstof voor celmembranen. Een vetzuur bestaat uit een lange hydrofobe staart en een hydrofiele kop.
Aminozuren zijn de bouwstenen van eiwitten, en worden hierbij als ketting aan elkaar gebonden. Vervolgens worden zij in een ruimtelijke structuur in elkaar gevouwen om tot een specifieke functie te dienen.
Nucleotiden zijn de bouwstenen van DNA en RNA, en coderen voor de erfelijke eigenschappen van het organisme. Er zijn verschillende nucleotide basen. Cytosine (C), thymine (T), adenine (A) en guanine (G) zijn de basen waaruit DNA wordt opgebouwd. Uracil (U) zit op de plaats van thymine in RNA. De basenparen in DNA zijn G-C en A-T, bij RNA zijn dit G-C en A-U.
Daarnaast zijn nucleotiden essentieel bij energietransport. Het ribonucleotide adenosine trifosfaat, ATP, speelt een rol bij het vervoeren van energie bij honderden reacties in de cel.
Macromoleculen
Macromoleculen zijn polymeren die ontstaan door condensatiereacties tussen monomeren. Voorbeelden van macromoleculen zijn eiwitten, DNA, RNA, lipiden en polysacharide. Enkele covalente bindingen geven de keten een grote flexibiliteit, waardoor veel verschillende vormen aangenomen kunnen worden. De volgorde van de zogenaamde subunits bepaalt de exacte vorm van het macromolecuul, doordat deze subunits interacties met elkaar aan gaan. Dit gebeurt door middel van niet-covalente bindingen: elektrostatische verbindingen, waterstofbruggen en Van der Waals krachten. De laatstgenoemde krachten ontstaan spontaan tussen moleculen, en zijn groter tussen moleculen met een grotere massa. Niet-covalente bindingen zijn over het algemeen zeer zwak, maar opgeteld kunnen zij een grote aantrekkingskracht tussen (delen van) moleculen creëren. Bij DNA zorgen interacties tussen de individuele basen voor de karakteristieke dubbele helix. Eiwitten worden door interacties tussen de aminozuren in specifieke vormen gevouwen, waardoor ze een specifieke functie krijgen. Ook kunnen eiwitten door niet-covalente bindingen naar elkaar getrokken worden, waardoor eiwitcomplexen ontstaan.
Chemisch gezien hebben eiwitten een ingewikkelde structuur en erg verfijnde functies. Eiwitten zijn opgebouwd uit een lange keten aminozuren. Er zijn 20 verschillende aminozuren. Aminozuren zijn met elkaar verbonden door middel van een covalente peptidenbinding. Eiwitten worden daarom ook wel polipeptiden genoemd. Elk type eiwit heeft zijn eigen aminozuur volgorde, die bepalend is voor de uiteindelijke vorm van het eiwit
Een polypeptide bestaat uit een keten van aaneengekoppelde aminozuren. De specifieke zijgroepen van de aminozuren steken uit de keten. Deze zijgroepen kunnen hydrofiel of hydrofoob zijn, negatief of positief geladen of bijvoorbeeld chemisch reactief zijn. De zijgroep bepaald de specifieke eigenschappen van het aminozuur.
Lange peptidenketens zijn erg flexibel en kunnen dus op veel manieren vouwen. De gevouwen structuur van een eiwit wordt in stand gehouden door niet-covalente interacties tussen verschillende delen van de peptidenketen (waterstofbruggen, elektrostatische krachten en van der Waals bindingen). Ook hydrofobe/hydrofiele interacties spelen een rol. De hydrofobe zijgroepen van aminozuren draaien zo ver mogelijk van de waterige omgeving af en dus het eiwit in. De hydrofiele zijgroepen draaien juist naar de waterige omgeving toe of vormen waterstofbruggen met elkaar. Elk eiwit creëert op deze manier een eigen driedimensionale structuur. De niet-covalente bindingen zijn over het algemeen zwak, maar door de combinatie van vele niet-covalente bindingen kan toch een stabiele structuur ontstaan.
De driedimensionale structuur van een eiwit wordt dus bepaald door zijn aminozuurvolgorde. Als laatste heeft ook de energietoestand van het eiwit invloed. Een eiwit zal in die vorm gevouwen worden waarbij de vrije energie het laagst is.
Zie afbeelding 1
In een cel komen bepaalde eiwitten, moleculaire chaperones, voor. Moleculaire chaperones helpen gedeeltelijk gevouwen eiwitten verder te vouwen tot de meest gunstige driedimensionale structuur. Zij maken het proces efficiënter en betrouwbaarder.
Wanneer de driedimensionale structuur van verschillende eiwitten met elkaar vergeleken wordt, valt het op dat er twee vouwpatronen vaak voorkomen, de α-helix en de β-sheet. Deze vouwpatronen ontstaan door waterstofbruggen tussen de N-H en C=O groepen van de backbone (zijgroepen zijn hierbij niet betrokken).
α-helices zijn rechtsdraaiende of linksdraaiende spiraalvormige eiwitketens (zie afbeelding), waarbij waterstofbruggen tussen aminozuren zorgen voor de spiraalvorm. Elke NH-groep van de peptideketen is verbonden met de C=O-groep van dezelfde keten, maar dan 4 aminozuren verder. Er zijn totaal 3,6 aminozuren oer draai. De zijgroepen van de aminozuren komen aan de buitenkant van de helix te liggen. Soms draaien meerdere helices in elkaar, er ontstaat dan een stevige structuur. Dit wordt coiled-coil genoemd.
β-sheets zijn vlakken, bestaande uit ketens van aminozuren die bij elkaar worden gehouden door waterstofbruggen (de bruggen vinden dus plaats tussen de naast elkaar gelegen delen van de keten). De hoofdketen is hierbij vrijwel gestrekt en de zijgroepen bevinden zich zowel aan de binnen- als aan de buitenkant. Er bestaan parallelle β sheets en antiparallelle β-sheets. In de afbeelding is (A) antiparallel en (B) parallel.
Zie afbeelding 2
De primaire structuur van een eiwit is de aminozuurvolgorde. De secundaire structuur zijn de α-helices en β-sheets. De tertiaire structuur is de driedimensionale vorm van een heel polipeptidenketen. Hierbij horen zowel α-helices, als β-sheets, als andere gevormde structuren. Wanneer er meerdere polipeptidenketens samen een eiwitcomplex vormen, wordt dit de quaternaire structuur genoemd.
In theorie zijn er oneindig veel verschillende polypeptideketens mogelijk, maar deze komen niet allemaal in de cellen voor. Een polypeptide keten die n aminozuren lang is, heeft 20n mogelijke aminozuurvolgordes. Toch zal maar een klein deel van de mogelijke polypeptideketens vormen tot een stabiele driedimensionale structuur. De eiwitten die niet functioneel of stabiel waren, zijn door natuurlijke selectie geëlimineerd.
Eiwitfamilies zijn groepen eiwitten die qua aminozuurvolgorde en driedimensionale structuur op elkaar lijken. Kleine verschillen in structuur zorgen er echter voor dat verschillende ‘familieleden’ verschillende functies in het lichaam hebben.
Sommige eiwitten zijn opgebouwd uit meerdere polipeptidenketens. Elke polipeptideketen in zo’n eiwit wordt een subunit genoemd. De interactie tussen de subunits vindt plaats door non-covalente bindingen. De plaats van interactie op het eiwit noemen we de bindingsite. Ook kunnen verschillende eiwitten aan elkaar gekoppeld worden. Virussen en ribosomen zijn bijvoorbeeld opgebouwd uit één of meerdere soorten eiwitten plus RNA of DNA-moleculen.
Globular proteins: eiwitten waarvan de polipeptidenketen zich opvouwt, zodat er een compact geheel (soort van bal) ontstaat met een onregelmatig oppervlak.
Fibrous proteins: eiwitten met een relatief simpele, langwerpige drie dimensionale structuur. Deze bevinden zich vaak buiten de cel, waar zij een extracellulaire matrix vormen, die cellen van weefsels aan elkaar helpt te binden.
Elk eiwit bindt aan een specifiek molecuul. De KM geeft de sterkte van deze binding weer. Hoe lager de KM hoe sterker de binding. Een molecuul dat aan een eiwit gebonden is noemen we een ligand. De binding tussen ligand en eiwit bestaat uit non-covalente bindingen. Om de binding zo sterk mogelijk te maken moet het contactoppervlak tussen ligand en eiwit zo groot mogelijk zijn. De ligand en het eiwit moeten dus precies op elkaar passen. De plaats waar de ligand en het eiwit binden wordt bindingsite genoemd.
Enzymen katalyseren de chemische reacties die in de cel plaatsvinden. Zij binden aan een of meer liganden (ook wel substraten genoemd) en zetten deze om in een product. Enzymen versnellen reacties door het verlagen de activatie-energie. Zij worden hierbij zelf niet verbruikt of veranderd. Elk enzym is specifiek voor een bepaald substraat en een bepaalde reactie.
Regulatie van eiwitten
De expressie van eiwitten kan op verschillende niveaus geregeld worden. Ten eerste kan de cel beheren welk eiwit wordt gesynthetiseerd door te reguleren welke genen tot expressie komen. Daarnaast kan de expressie van een eiwit geregeld worden door het eiwit aan of uit te zetten. Het aan of uitzetten van een eiwit kan op verschillende manieren.
De activiteit van eiwitten wordt vaak geregeld door de binding van andere moleculen. Hiervoor heeft het enzym twee bindingssites. Eén voor het substraat en één voor het regulerende molecuul. Binding van een regulerend molecuul zorgt voor een vormverandering van het eiwit, waardoor het actief of juist inactief wordt. De meeste enzymen zijn allosterische eiwitten. Een allosterisch eiwit is een eiwit dat twee of meer verschillende vormen aan kan nemen en door te wisselen tussen deze twee vormen ‘aan’ of ‘uit’ gezet kan worden.
Een van de meest voorkomende vormen van regulatie door moleculen is feedback inhibition: een enzym in het begin van een reactieketen wordt geremd door een product aan het eind van de reactieketen (negatieve terugkoppeling). De binding van de inhibitor aan het enzym veroorzaakt een vormverandering van het actieve centrum, waardoor substraat moleculen niet meer kunnen binden. Het enzym staat ‘uit’. Er kan ook een positieve terugkoppeling plaatsvinden. Hierbij wordt de enzymactiviteit gestimuleerd door een bepaald product uit de reactieketen.
Een andere manier van enzymregulatie vindt plaats door het binden of het afsplitsen van een fosfaatgroep. Omdat een fosfaatgroep negatief geladen is, zorgt koppeling/afsplitsing voor een grote conformatie verandering, Dit proces vindt op twee manieren plaats:
Reversible protein phosphorylation: door het binden/afsplitsen van een fosfaatgroep aan de zijketen van het eiwit, wordt het eiwit inactief/actief gemaakt. Dit proces gebeurt door omzetting van ATP in ADP. Kinase koppelt een fosfaatgroep aan het eiwit. fosfatase koppelt een fosforgroep van het eiwit af.
GTP-bindend eiwit (trifosfaat): Door de hydrolyse van GTP ontstaat GDP (difosfaat) en een losse fosfaatgroep. Het eiwit is inactief. Door GDP van het eiwit te vervangen door GTP wordt het eiwit weer actief gemaakt.
Motor proteins: eiwitten wiens hoofdfunctie het in beweging brengen van andere moleculen is.
Een eiwit kan zich voortbeweging door een serie van vormveranderingen te ondergaan. Wanneer deze veranderingen niet gereguleerd worden zal het eiwit willekeurig bewegen. Om het eiwit vooruit te laten bewegen moet er voor gezorgd worden dat het eiwit niet achteruit kan. Dit gebeurt door de vormveranderingen van het eiwit te koppelen aan de hydrolyse van een ATP molecuul dat aan het eiwit gebonden is. (om achteruit te kunnen bewegen zal het eiwit nu een fosfaatmolecuul moeten binden aan ADP om ATP te vormen. Dit is erg onwaarschijnlijk)
Protein machines bestaan uit een samenstel van meerdere allosterische eiwitten. Zij kunnen complexe cellulaire functies efficiënt uitoefenen als gevolg van gecoördineerde vormveranderingen.
De complete erfelijke informatie in het DNA van een organisme noemen we het genoom. Deze informatie wordt gekopieerd en verzonden van cel naar dochtercellen. In de celkern bevinden zich chromosomen (chroma=kleur), die bestaan uit DNA en eiwitten. De eiwitten fungeren als verpakking en houden de lange DNA strengen bij elkaar. DNA bestaat uit twee lange polynucleotide kettingen, opgebouwd uit vier soorten nucleotiden. De twee DNA strengen worden bij elkaar gehouden door waterstofbruggen tussen de baseparen A-T en C-G.
Een nucleotide bestaat uit een vijf-C-atomig suikermolecuul, één of meer fosfaatgroepen en een base. De nucleotiden van DNA zijn opgebouwd uit het suiker desoxyribose, één fosfaatgroep en een base: adenine, thymine, cytosine of guanine). De fosfaatgroep en de hydroxylgroep aan het 5e C-atoom van het suikermolecuul vormen door (covalente) peptidebindingen de ruggengraat van de DNA-streng. Er ontstaat een backbone met afwisselend suiker-fosfaat-suiker-fosfaat. Deze manier van binden geeft de DNA-strand een chemische polariteit, doordat het ene eind een hydroxylgroep (3’end) bevat en het andere eind een fosfaatgroep (5’end). De twee DNA strengen zijn antiparallel, zodat een nucleotide waterstofbruggen kan vormen met zijn tegenhanger (A-T, C-G). Er ontstaat een dubbele helix met alle basen aan de binnenkant en de backbone aan de buitenkant.
De opeenvolging van nucleotiden in een gen bepaalt uiteindelijk de aaneenschakeling van de aminozuren (subunits) in eiwitten. Het proces waarbij een gen tot uitdrukking komt in de cel heet genexpressie. Dit komt tot stand door transcriptie en translatie.
Structuur van eukaryotische chromosomen
In eukaryotische (=met celkern) cellen worden de lange DNA strengen verpakt in chromosomen. Het DNA wordt door gespecialiseerde eiwitten zo verpakt dat alle eiwitten die zorgen voor replicatie, herstel en genexpressie er nog toegang tot hebben. Het menselijk genoom bevat ongeveer 3,2 miljard nucleotiden die zijn verdeeld over 24 chromosomen.
Genoom: Alle erfelijke informatie op de chromosomen van een organisme.
Chromatine: Het complex van DNA en eiwitten.
Behalve de geslachtscellen en zeer gespecialiseerde cellen, die geen DNA bevatten, bevatten alle menselijke cellen twee kopieën van elk chromosoom. Eén afkomstig van de vader en één afkomstig van de moeder. Deze chromosoomparen worden homologe chromosomen genoemd. Alleen de geslachtschromosomen zijn niet homoloog bij mannen (namelijk een X- en Y-chromosoom). .
Karyotype: weergave van alle 46 chromosomen.
Een bepaald gen op een chromosoom bepaalt uiteindelijk welk eiwit (of eiwitten die op elkaar lijken) worden gemaakt. Daarnaast reguleren sommigen genen de productie van RNA als eindproduct, in plaats van een eiwit. De mens heeft ongeveer 25000 genen, omdat het zo’n gecompliceerd organisme is. Naast die genen bestaan veel eukaryotische chromosomen uit zogenaamd “junk DNA”. Dit DNA draagt niet bepaalde informatie bij zich die leidt tot genexpressie.
Om een celdeling succesvol te laten verlopen, moet DNA in staat zijn om gekopieerd en verdeeld te worden, zodat er twee dochtercellen met goed functionerende chromosomen ontstaan. Dit gebeurt in fases in de celcyclus. Tijdens de interfase worden de chromosomen verdubbeld en tijdens de mitose worden ze overgedragen naar twee dochtercelkernen. Het DNA wordt zeer snel gerepliceerd, doordat op verschillende locaties DNA-replicatie kan starten, De replicatie kan starten bij de replication origin, gecodeerd door een bepaalde nucleotide volgorde. Telomeren worden gecodeerd door een andere herhalende nucleotide volgorde. Zij vormen de twee uiteinden van een chromosoom. Telomeren zorgen ervoor dat de uiteinden van chromosomen goed worden gerepliceerd en dat zij niet worden aangezien als een fout of als een kapot DNA molecuul. Tijdens de M-fase krijgt het DNA een compacte structuur die het mogelijk maakt het DNA onder de microscoop te bekijken. Het centromeer is het punt waar de twee ontstane armen na verdubbeling nog bij elkaar blijven.
De celkern wordt omgeven door een kernomhulsel (nuclear envelope) dat bestaat uit een dubbel membraan en het nuclear limina (= netwerk van eiwitvezels die een dunne laag onder het binnenste kernmembraan vormen). Het kernomhulsel bevat poriën die moleculen de cel in en uit transporteren. De chromosomen raken niet in elkaar verstrikt, omdat ze bepaalde regio’s bezetten in de kern en op bepaalde plekken aan het kernomhulsel of aan het nuclear lamina vastzitten. Nucleolus: De plaats waar de genen die coderen voor ribosomaal RNA op de chromosomen bij elkaar komen. Hierlangs wordt ribosomaal RNA gesynthetiseerd en gekoppeld aan eiwitten om ribosomen te vormen.
DNA wordt zeer dicht op elkaar gepakt in chromosomen. Tijdens mitose is de lengte van een chromosoom 10.000 keer compacter dan in uitgestrekte vorm. Dit komt door eiwitten die het DNA zeer georganiseerd opwinden en vouwen.
De eiwitten die aan het DNA binden om chromosomen te vormen worden opgedeeld in twee groepen: histonen en niet-histonen eiwitten. Histonen zijn fundamenteel voor het eerste niveau compactheid van chromatine: de nucleosomen. Het chromatin, bestaand uit histonen en DNA, kan dan worden gezien als een draad met kralen. Een nucleosoom (de kraal) bestaat uit acht histonen (2 moleculen van H2A,H2B,H3 en H4) en het dubbelstrengs DNA (147 nucleotideparen) dat om de histone octamer is gewonden. Dit stukje DNA noemen we het linker DNA. De nucleosomen vormen het eerste niveau van compactheid van chromatine.
Alle vier de histonen zijn kleine eiwitten met een grote hoeveelheid positief geladen aminozuren (lysine en arginine). Deze zorgen voor een stevige binding met de negatief geladen ruggengraat van DNA. De histonen hebben daarnaast een N-staart, die uit de nucleosomen steekt. Deze zijn onderhevig aan verschillende covalente chemische veranderingen die de chromatine structuur regelen. De histonen zijn in de evolutie zeer onveranderd gebleven en daarmee wordt de belangrijke rol ervan voor de chromosoom structuur aangetoond.
De nucleosomen blijven niet in uitgestrekte vorm, maar krijgen een compactere vorm: de30-nm vezel (30nm fiber). Hiervoor is een vijfde histone nodig, genaamd H1, die de nucleosomen samenbrengt in een zich regelmatig herhalende rij. De compacte streng van lussen van de 30-nm fiber ondergaat nog minstens één opstapeling meer om een mitotische chromosoom te vormen.
Regulatie van de chromosoomstructuur
Eukaryotische cellen kunnen op verschillende manieren snel de structuur van de chromatine aanpassen om de benodigde erfelijke informatie vrij te geven of delen van het chromosoom bereikbaar te maken voor eiwitten. Eén manier is chromatin-remodeling complexes. Deze eiwitmachine gebruikt de energie van ATP hydrolyse om de positie van DNA om de nucleosomen te veranderen. Het DNA wordt om de histoonkern heen geduwd en door die verplaatsing kan de informatie makkelijker bereikt worden. Tijdens mitose is een deel van dit systeem uitgeschakeld, zodat het DNA juist wel strak om de histonen heen gewikkeld is.
Een andere manier om de chromatinestructuur aan te passen is afhankelijk van de omkeerbare chemische verandering van de histonen. De staarten van de vier histonen zijn hierbij erg belangrijk. Er kunnen acetyl, fosfaat, of methylgroepen aan toegevoegd en verwijderd worden door enzymen in de kern. Deze veranderingen hebben met name effect op de stabiliteit van de 30-nm chromatine fiber.
Deze veranderingen geven de histone tails de mogelijkheid om specifieke eiwitten te binden en zo te zorgen voor een bepaalde strekking van de chromatine. Verschillende veranderingen van de histonenstaart trekken verschillende eiwitten aan. Sommige daarvan zorgen voor verdere condensatie van de chromatine, andere krijgen toegang tot het DNA door decondensatie van de chromatine. Verschillende combinaties van staartveranderingen hebben dus verschillende betekenissen voor de cel. De enzymen die de histone tails wijzigen worden naar een specifieke regio van de chromatine gebracht en ze werken samen met de chromatin-remodeling complexes.
De plaatselijke verandering van de chromatine structuur heeft effect op de structuur van de chromosomen tijdens de interfase. Locaties op het chromosoom waar genen tot uiting komen worden meer uitgerekt. Dus de gedetailleerde structuur van de chromosomen in de interfase kan verschillen tussen cellen.
De meest opeengepakte vorm van chromatine wordt heterochromatine genoemd. Heterochromatine komt voor bij de telomeren en het centroom van een chromosoom. Deze zeer compacte structuur wordt veroorzaakt door veranderingen in de histonenstaarten. Het meeste DNA dat permanent gevouwen is in heterochromatine bevat geen genen. Heterochromatine is namelijk zo compact dat genen die zich daar zouden bevinden niet tot expressie komen. Wanneer heterochromatine voorkomt op andere plaatsen op het chromosoom, zou het ziektes kunnen veroorzaken.
De rest van het chromatin in de interfase wordt euchromatine genoemd. Dit is een meer uitgerekte vorm, waarop wel genen liggen die tot expressie komen. Zowel euchromatine als heterochromatine komen voort uit een mix van verschillende chromatinestructuren, veroorzaakt door verschillende histonenstaarten die bepaalde non-histonen aantrekken.
Wanneer een cel het genoom repliceert, ontvangt elke dochter DNA-helix de helft van de histooneiwitten van de ouders waarin ook covalente veranderingen zitten. Elk dochterchromosoom zal een mix bevatten van het oude chromosoom en van nieuw gesynthetiseerde histonen die nog niet zijn veranderd. Bepaalde eiwitten die de oude histonen herkennen, binden en veroorzaken dezelfde veranderingen in de nieuwe histonen. Hierdoor wordt de oude chromatinstructuur hersteld. Dit is een vorm van epigenetische erfelijkheid.
De beide strengen van de dubbele helix van het DNA bevatten een nucleotidevolgorde die complementair is aan de nucleotidevolgorde van de andere streng. Als we de ene streng A noemen en de andere streng B, vormt streng A een template streng voor streng B, en andersom. Bij replicatie van streng A ontstaat een nieuwe streng B en bij replicatie van streng B ontstaat een nieuwe streng A. Een streng die gebruikt wordt voor replicatie heet een template, de nieuwe streng die langs de template gevormd wordt, heet een replicate. Doordat het mogelijk is om replicates te maken, is de cel in staat om zijn genen te kopiëren. Het kopiëren wordt uitgevoerd door een aantal proteïnen die samen een replicatie machine vormen.
Bij DNA replicatie ontstaan uit één dubbele helix twee dubbele helices, die identiek zijn aan het oorspronkelijke DNA. Elke streng van de dubbele helix dient als een template voor een nieuwe streng. Daardoor bevat elke kopie van het DNA uiteindelijk één streng van het originele DNA, en één replicate. Deze vorm van replicatie heet semi-conservatief.
De dubbele helix is normaal gesproken gesloten. De twee strengen worden bij elkaar gehouden door een groot aantal waterstofbruggen tussen de basen van beide strengen. DNA replicatie begint met het ontwinden en scheiden van de twee strengen. Door proteïnes worden de waterstofbruggen tussen de twee strengen verbroken en gaan de strengen uit elkaar. De stoffen die dit veroorzaken heten initiator proteins. De plaatsen waar het DNA geopend wordt, heten replication origins. Deze zijn te herkennen aan een bepaalde nucleotidevolgorde. Deze origins trekken de initiator proteins aan en bevinden zich op delen van het DNA dat makkelijker te openen is (meestal bij A-T paren vanwege minder waterstofbruggen). De mens heeft ongeveer 10.000 origins, zodat het gehele genoom in korte tijd gekopieerd kan worden.
Op de plaats waar het DNA geopend wordt door een initiator, worden eiwitten aangetrokken die bij het replicatieproces betrokken zijn. Deze groep van eiwitten vormen de replication machine. DNA moleculen die gerepliceerd worden, bevatten Y-vormige knooppunten die we replicatie vorken (replication forks) noemen. Bij deze vorken verplaatst de replication machine zich langs het DNA. De machine opent beide strengen en gebruikt elke als een template om een replicate te vormen. Per replication origin worden twee replicatie vorken gevormd en deze bewegen zich in tegenovergestelde richting. Het proces van DNA replicatie heet daarom bidirectional. De replicatie vindt bij de mens plaats met een snelheid van 100 nucleotiden per seconde. Bij een bacterie is deze snelheid 1000 nucleotiden per seconde.
Een enzym dat belangrijk is bij de DNA replicatie is DNA polymerase. Dit enzym katalyseert het toevoegen van een nucleotide aan het 3’-uiteinde van een replicate. Het helpt een binding te vormen tussen het 3’-eind van de replicate en de fosfaatgroep (5’eind) van de nieuwe nucleotide. . Voor de reactie heeft plaatsgevonden bevatten de vrije nucleotiden energie. De vrije nucleotiden zijn trifosfaten. Bij de hydrolyse van een trifosfaat worden twee fosfaatgroepen van de vrije nucleotide afgesplitst. Hierbij komt energie vrij die de vorming van de binding tussen de vrije nucleotide en de replicate mogelijk maakt. Het DNA polymerase zorgt ervoor dat de energie benut wordt voor de verbinding tussen de nucleotide en de replicate.
De replicatie kan slechts in één richting plaatsvinden, namelijk in de richting van het 5’-uiteinde naar het 3’-uiteinde. De twee strengen van de DNA molecuul hebben echter een tegenovergestelde richting. Als gevolg hiervan wordt één nieuwe DNA streng gemaakt langs een template die van 3’ naar 5’ loopt. De andere DNA streng wordt echter gemaakt langs een template die van 5’ naar 3’ loopt. Dit is een probleem omdat DNA-polymerase alleen een replicate van 5’ naar 3’ kan maken.. Bij de replicatie van deze streng wordt dit probleem opgelost door telkens kleine stukjes te repliceren in de richting van het 5’-uiteinde naar het 3’-uiteinde, en deze korte fragmenten te koppelen. Deze korte fragmenten heten Okazaki-fragmenten. De streng die op deze manier gerepliceerd wordt heet de lagging strand. De streng die in een keer gerepliceerd wordt heet de leading strand.
DNA polymerase heeft twee bijzondere eigenschappen die ervoor zorgen dat de DNA replicatie bijna zonder fouten plaats kan vinden. Ten eerste controleert het polymerase of de combinatie van twee nucleotiden juist is (A-T en C-G). Alleen wanneer de combinatie klopt, katalyseert het polymerase de bindingsreactie. Ten tweede kan het polymerase een gemaakte fout herstellen door middel van proofreading. Proofreading vindt tegelijkertijd plaats met de synthese van DNA. Voordat een nieuwe nucleotide aan de groeiende, nieuwe DNA-streng wordt gebonden, wordt er eerst gecontroleerd of de baseparing van de voorafgaande nucleotide klopt. Als dit het geval is, gaat de replicatie verder. Als dit niet het geval is, wordt de foute nucleotide verwijderd en probeert het polymerase het opnieuw. Kortom kan polymerase van 5’naar 3’ eind polymeriseren en van 3’naar 5’ proofreading toepassen.
Polymerase kan zelf geen begin maken aan een nieuwe DNA-streng. Hier is een ander enzym voor nodig, namelijk het primase. Dit enzym synthetiseert echter geen DNA, maar maakt een klein stukje RNA langs de DNA template. Dit RNA bestaat uit ongeveer tien nucleotiden en dient als primer voor de synthese van DNA. Deze primer is met basen van de template gepaard en bevat een 3’ eind waaraan polymerase nieuwe nucleotide kan koppelen. Primase is een voorbeeld van een RNA polymerase. RNA polymerase synthetiseert RNA waarbij het DNA gebruikt wordt als template. Het verschil tussen DNA en RNA is dat DNA desoxyribose bevat en RNA ribose. Daarnaast wordt bij RNA de base uracil gebruikt in plaats van thymine, waardoor de combinatie U-A voorkomt in plaats van T-A.
Bij replicatie van de leading strand is één primer nodig om de replicatie bij de replication origin te starten. Vervolgens kan de replicatie aan een stuk van 5’ naar 3’ door gaan. Bij replicatie van de lagging strand zijn meerdere primers nodig, omdat DNA polymerase niet continu over de template kan bewegen. Ook zijn er drie andere enzymen nodig om het geheel van korte stukjes gerepliceerd DNA aan elkaar te plakken. Deze enzymen verwijderen de primers, vervangen deze door DNA, en plakken de stukken aan elkaar. Een nuclease verwijdert het RNA, een DNA polymerase (repair polymerase) vervangt het RNA door DNA, en DNA ligase plakt de uiteinden aan elkaar.
Voor het voortduren van de replicatie is het nodig dat de twee DNA strengen van de helix uit elkaar gaan in de richting van de replicatie. Hierbij speelt helicase een belangrijke rol. Aan de voorkant van de replication machine ontbindt helicase de twee DNA strengen. Hiervoor is helicase van ATP afhankelijk. Aan de gescheiden strengen binden eiwitten die ervoor zorgen dat de DNA strengen niet weer terugvormen in een dubbele helix. Het eiwit slinding clamp zorgt ervoor dat DNA-polymerase aan de template vast blijft. Zonder dit eiwit heeft polymerase de neiging om van de template af te vallen.
Omdat langs de lagging strand een discontinue replicate wordt gevormd, moet er steeds een nieuwe RNA primer worden gevormd. Dit zorgt echter voor problemen aan het eind van de streng, Aan het eind van het DNA molecuul is geen plaats om een primer te binden, hierdoor stopt de replicatie langs de lagging strand eerder. Eucaryoten hebben aan het eind van hun DNA-strengen een specifieke nucleotidevolgorde, die telomeren worden genoemd. Deze telomeren trekken het enzym telomerase aan. Dit enzym bevat een stukje RNA, dat wordt gekoppeld aan de lagging strand. Hierdoor is DNA-polymerase is staat om de gehele lagging strand te kopiëren.
DNA herstel
Af en toe worden er fouten gemaakt in het DNA replicatie en repair proces. Als gevolg hiervan ontstaan er permanente fouten in het DNA die we mutaties noemen.
Er wordt tijdens replicatie ongeveer 1 fout gemaakt per 107 gekopieerde nucleotiden. DNA mismatch repair is een systeem in de cel dat ongeveer 99% van deze fouten herstelt. Er blijft dus ongeveer 1 fout over in het DNA per 109 nucleotiden. DNA mismatch repair weet aan de hand van nicks (kleine scheurtjes) in het DNA welke van de twee strengen gerepareerd moet worden. Nicks wijzen er namelijk op dat de streng nieuw gesynthetiseerd is (en dus de fout zal bevatten). Een complex van mis-match-repair eiwitten herkent een fout en bindt aan dit deel van het DNA, Vervolgens verwijdert het eiwit de fout en herstelt het gat door middel van DNA-polymerase en ligase.
Het mis-match-repair proces speelt een belangrijke rol in het voorkomen van kanker. De erfelijke aanleg voor bepaalde kanker wordt veroorzaakt door een defect in de genen die coderen voor de mis-match-repair eiwitten. Mensen hebben twee kopieën van dit gen. Wanneer beide defect raken, worden mutaties niet meer hersteld. Dit vergroot de kans op kanker.
DNA schade als gevolg van onvermijdelijke chemische reacties wordt gerepareerd door verschillende enzymen die DNA schade herkennen en een kleine reeks nucleotiden verwijderen. Het missende deel wordt aangevuld door een repair DNA polymerase dat de onbeschadigde streng als template streng gebruikt. DNA ligase vult de laatste scheurtjes in het DNA op.
Voorbeelden van chemische reacties die plaatsvinden zijn:
Depurination: purine basen (dit zijn A en G) laten spontaan los van het DNA. De ruggengraat wordt dus niet verbroken.
Deamination: een aminogroep laat spontaan los van de base cytosine. Vervolgens ontstaat de base uracil.
Thymine dimer: er ontstaat een covalente bindingen tussen twee thymine basen als gevolg van UV-straling
Een gevaarlijk type DNA-beschadiging ontstaat wanneer beide strengen van de dubbele helix breken. Hierdoor blijft er geen template intact die zuiver herstel mogelijk maakt. In lichaamscellen worden deze breuken gerepareerd door een mechanisme dat nonhomologous end-joining wordt genoemd. De uiteinden worden bij elkaar gebracht door een groep enzymen en aan elkaar gemaakt door DNA ligase. Er gaan gedurende dit proces echter nucleotiden op de plaats van de breuk verloren. Een betere oplossing is homologous recombination. Dit mechanisme kan dubbelstrengs DNA breuken betrouwbaar repareren. Het komt er op neer dat er informatie wordt uitgewisseld tussen homologe DNA moleculen. Informatie die voorkomt op het onbeschadigde homologe DNA wordt gebruikt als voorbeeld om de gebroken DNA strengen te repareren.
(B)Een nuclease zorgt ervoor dat de uiteinden bij de breuk enkelstrengs worden door een stukje van de DNA strengen te verwijderen..
(C)Een van de uiteinden dringt met behulp van enzymen in het homologe DNA en vormt basen paren met de complementaire streng. Wanneer dit leidt tot een goede baseparing, wordt er een branch point gecreëerd. (het punt waar de verschillende DNA strengen elkaar kruisen)
(D)De binnendringende streng wordt verlengd door DNA-polymerase. Hierbij wordt de complementaire homologe streng als template gebruikt.
(E)Vervolgens vervalt het branch punt en wordt de dubbele breuk door base paring weer aan elkaar gemaakt. DNA-polymerase vult de missende nucleotide op de complementaire streng aan.
(F)DNA ligase vult scheurtjes op. Het herstel is compleet.
Zie afbeelding 3
Mobile genetic elements/transposons verplaatsen zich in genooms van hun gastheer waardoor er een bron van genetische variatie ontstaat.
De omzetting van de genetische informatie in DNA naar eiwitten wordt genexpressie genoemd.
Om de genetische informatie in DNA tot uiting te laten komen, wordt de nucleotide volgorde van een gen eerst overgeschreven naar RNA. ,Dit wordt transcriptie genoemd. Transcriptie begint met de ontwinding van de dubbele helix van een stukje DNA, zodat het gen bereikbaar wordt. Eén van de DNA-strengen dient vervolgens als template voor de synthese van RNA. Transcriptie wordt gekatalyseerd door het enzym RNA polymerase. Dit enzym verbindt de ribonucleotide tot een suiker-fosfaat backbone. RNA polymerase beweegt langs de template en synthetiseert de RNA keten van 5’ naar 3’ eind. Ribonucleotide worden toegevoegd door middel van complementaire basenparing aan de template. De RNA streng blijft niet gebonden aan de DNA streng. Vlak nadat een ribonucleotide aan de RNA streng is gekoppeld, laat deze los van de DNA streng en herstelt de dubbele helix zich. RNA polymerase herkent bepaalde reeksen van nucleotiden in het DNA molecuul en weet aan de hand hiervan waar de transcriptie moet beginnen en waar moet eindigen.
RNA en DNA verschillen van elkaar op bepaalde punten. RNA is opgebouwd uit ribose, DNA is opgebouwd uit desoxyribose. RNA bevat de base uracil (U) op plaatsen waar DNA de base thymine (T) zou bevatten. RNA-moleculen zijn enkelstrengs, DNA-moleculen zijn dubbelstrengs. Omdat RNA enkelstrengs is, heeft het de mogelijkheid zich op verschillende manieren op te vouwen (in tegenstelling tot DNA). De functie van DNA is vooral het dragen van informatie. RNA heeft echter zowel structurele, informatieve en katalyserende functies.
Cellen maken verschillende soorten RNA.
mRNA: draagt de instructies voor het maken van eiwitten
non-messenger RNA: RNA dat het eindproduct is van bepaalde genen. Dit RNA dient als regulerende, structurele of enzymatische componenten van de cel.
rRNA: component van ribosomen
tRNA: gedraagt zich als een adapter molecuul in de eiwitsynthese
Transcriptie begint op plekken in het DNA die promoters genoemd worden, hier bindt RNA polymerase aan de DNA streng. Een promoter is een specifieke reeks van nucleotiden die het startpunt voor RNA synthese aangeeft. Eucaryotische RNA polymerase vereist een aantal transcriptie factoren. Zonder deze eiwitten kan RNA polymerase niet aan het DNA binden en kan de transcriptie niet verlopen. RNA polymerase in bacteriën heeft alleen een sigma factor nodig. De transcriptie gaat door totdat RNA polymerase een terminator bereikt. Dit is een specifieke nucleotide volgorde die het eind van het gen aangeeft. Op dit punt laat RNA polymerase los van de template.
In eucaryoten cellen vindt transcriptie plaats in de kern, maar translatie gebeurt op de ribosomen in het cytoplasma. mRNA moet daarom door de kernenvelop heen getransporteerd worden. Voordat dit gebeurt, ondergaat het RNA verschillende verwerkingsstappen om de stabiliteit van het RNA te verhogen en het RNA herkenbaar te maken. Het verschilt per soort RNA welke verwerkingsprocessen worden toegepast. Wanneer transcriptie plaatsvindt, rijden de enzymen voor RNA verwerking mee op de staart van RNA polymerase. Twee verwerkingsstappen die worden toegepast bij mRNA zijn: capping en polyadenylation. RNA capping is het veranderen van het 5’einde van mRNA. Er wordt een G base met methylgroep toegevoegd. Bij polyadenylation wordt eerst een deel van het 3’eind afgesneden. Vervolgens worden er vele adenine nucleotiden toegevoegd.
In eucaryotisch DNA zijn de meeste genen opgebouwd uit exons en introns. Exons zijn de coderende stukken DNA. Introns zijn stukken DNA die nergens voor coderen. Zowel exons als introns worden gekopieerd tijdens transcriptie. Introns worden verwijderd uit het RNA door middel van splicing, en exons worden bij elkaar gevoegd. Dit proces wordt gekatalyseerd door kleine ribonucleoproteins, snRNPs. De cel weet welke stukken verwijderd moeten worden, omdat introns reeksen van nucleotiden bevatten die functioneren als aanwijzingen.
Van alle gesynthetiseerde mRNA, is maar een klein deel bruikbaar voor de cel. Pas nadat mRNA capping, polyadenylation en splicing heeft ondergaan, is het functioneel en kan het vertaald worden in een eiwit. Het bruikbare RNA wordt van het onbruikbare RNA gescheiden doordat het transport van de celkern naar het cytoplasma selectief is: alleen RNA dat ‘af’ is kan passeren.
Van RNA naar eiwit
De nucleotiden reeks in mRNA wordt gelezen in setjes van drie nucleotiden. Een setje van drie nucleotiden wordt een codon genoemd. Elk codon correspondeert met een bepaald aminozuur. Welk codon correspondeert met welk aminozuur is vastgelegd in de genetische code. De mogelijke combinaties van de vier verschillende nucleotiden in RNA geven 64 verschillende, mogelijke codons. Sommige codons corresponderen dan ook met hetzelfde aminozuur.
Translatie van mRNA naar eiwit vindt plaats in het cytoplasma op ribosomen. Translatie vindt plaats aan de hand van adaptor moleculen die codons van het mRNA herkennen. Deze adaptor moleculen zijn kleine RNA moleculen bestaande uit ongeveer 80 nucleotiden en worden transfer RNA genoemd. Dit tRNA is op een speciale manier opgevouwen door basenparing. Het bevat een reeks van drie nucleotiden, het anticodon genoemd, dat kan binden aan een codon in het mRNA door basevorming. Daarnaast heeft het tRNA aan zijn 3’einde een bindingsplaats voor een aminozuur. Aminoacyl-tRNA synthetases zijn enzymen die aminozuren linken aan de passende tRNA moleculen. De binding van het aminozuur aan het tRNA komt tot stand door hydrolyse van ATP. Er ontstaat een energierijke binding, De energie van deze binding wordt later gebruikt om het aminozuur aan de peptideketen te koppelen.
Eiwitsynthese begint wanneer een ribosoom hecht aan een startcodon (AUG) op het mRNA. Het startcodon correspondeert met een speciaal tRNA dat altijd methionine als aminozuur heeft (initiator tRNA). Dit initiator DNA wordt gekoppeld aan het kleine ribosoomdeel. Dit proces wordt gereguleerd door eiwitten die translation initiation factors genoemd worden. Vervolgens wordt ook het grote ribosoomdeel eraan gekoppeld en is het ribosoom compleet. De synthese van het eiwit kan nu beginnen. Het ribosoom schuift over het mRNA en bindt steeds een tRNA met het complementaire anticodon. De aminozuren worden aaneengekoppeld tot een polipeptide keten. Het eiwit wordt losgelaten van het ribosoom wanneer een stopcodon bereikt wordt (UAA, UAG of UGA). Er bindt dan een releasefactor aan het ribosoom, waardoor alle ribosoomdelen loslaten en het eiwit wordt losgekoppeld.
Ribozyme: een RNA molecuul dat een chemische reactie kan katalyseren.
Het stap voor stap aan elkaar vastmaken van aminozuren om een polipeptidenketen te vormen wordt gekatalyseerd door een rRNA molecuul in de ribosomale subunit (het ribosoom is dus een voorbeeld van een ribozyme).
Het aantal van een bepaald eiwit is afhankelijk van de aanmaak en afbraak van dit eiwit. De afbraak van eiwitten is dus een manier om de hoeveelheid te reguleren. Proteasen: enzymen die eiwitten afbreken in kleine peptiden en later in aminozuren.
Proteasomen: bevat een centrale cilinder opgebouwd uit proteasen, waarvan de actieve centra naar binnen wijzen. Aan beide einden van de cilinder zit een groot eiwitcomplex dat bestaat uit minstens 10 verschillende eiwit subunits. Ze kunnen aan eiwitten binden en met behulp van ATP hydrolyse breken ze eiwitten af.
Bepaalde enzymen, genaamd ubiquitin, kunnen eiwitten, die afgebroken moeten worden, merken. Zodat proteasomen aan deze eiwitten kunnen binden.
Op grond van de kennis die we tegenwoordig hebben lijkt het aannemelijk dat het leven op aarde is begonnen met de evolutie van RNA moleculen die in staat waren hun eigen replicatie te katalyseren. Er wordt aangenomen dat, in de loop van de evolutie, de dubbele DNA helix de functie van het RNA voor het opslaan van genetische informatie heeft overgenomen omdat het een steviger molecuul is. Eiwitten zouden de katalytische en structurele functies van RNA overgenomen hebben. Toch katalyseert RNA nog steeds belangrijke reacties zoals de vorming van peptidenbindingen.
JoHo can really use your help! Check out the various student jobs here that match your studies, improve your competencies, strengthen your CV and contribute to a more tolerant world
Deze aantekeningen zijn gebaseerd op 2015-2016
De cel is de kleinste organische eenheid in het lichaam en wordt afgesloten door een membraan. In de cel zitten verschillende organellen met een eigen functie, die ook omhuld worden door een membraan. De verschillende organellen die zich in de cel bevinden zijn de celkern, het golgi apparaat, het peroxisoom, het lysosoom, de mitochondria, vesicels en het endoplasmatisch reticulum. Door middel van aankleuren kunnen onder de microscoop de verschillende onderdelen van de cel en de aanwezige eiwitten duidelijker zichtbaar worden gemaakt. Cellen zijn heel dynamisch door de eiwitten in de cel. Er zijn verschillende soorten cellen met verschillende vormen en maten. Een spiercel ziet er anders uit dan een epitheelcel. Ook hebben fibroblasten bijvoorbeeld een hele andere functie dan spiercellen. Fibroblasten zijn cellen van het bindweefsel die collageen produceren en dus stevigheid geven aan weefsels, terwijl spiercellen voor beweging zorgen. Cellen vermenigvuldigen, sterven en specialiseren zich en daarnaast werken ze samen met en communiceren ze met andere cellen. De cel bestaat voor een groot gedeelte uit water en is een goed oplosmiddel voor polaire stoffen. De mens bestaat voor 70% uit water. Hydrofiele stoffen zijn stoffen die goed oplosbaar zijn in water en hydrofobe stoffen lossen niet op in water. Water is belangrijk, omdat het een oplosmiddel is voor hydrofiele (polaire) stoffen. Water is zelf ook een polair molecuul, wat betekent dat de negatieve en positieve lading in het molecuul niet gelijk verdeeld zijn. Water verdrijft polaire (hydrofobe) stoffen, zoals bijvoorbeeld vet. De cel maakt gebruik van amfipathische/amfifiele stoffen, die aan de ene kant een polaire kop en aan de andere kant een apolair (hydrofobe) staart (vetzuur) hebben. De amfipatsche stoffen kunnen met elkaar micellen vormen. Er ontstaat als het ware een bolletje doordat de hydrofobe staarten bij elkaar gaan zitten en de hydrofiele koppen zich naar buiten keren. Deze koppen gaan interacties aan met het water.
De opbouw van een celmembraan ziet er ongeveer hetzelfde uit. Zowel binnen als buiten de cel is een polaire omgeving waar de polaire koppen interacties mee aangaan. De koppen keren zich naar buiten en de apolaire staarten steken naar elkaar toe. Hierdoor ontstaat er een dubbele laag. De cel communiceert met de buitenkant (extracellulaire ruimte) door middel van eiwitten die door de membranen heen steken. Het deel van het eiwit dat zich in het celmembraan bevindt is hydrofoob. De cel bestaat naast 70% water uit 30% chemische stoffen. Dit zijn voornamelijk eiwitten, DNA, RNA, lipiden en suikers, dit zijn macromoleculen. Deze stoffen bestaan uit subunits, die gepolymeriseerd worden en zo lange ketens vormen. Bij eiwitten bijvoorbeeld zijn de subunits de 20 aminozuren. Voor DNA en RNA.....read more
Deze aantekeningen zijn gebaseerd op 2014-2015
De cel is de kleinste organische eenheid in het lichaam en wordt afgesloten door een membraan. In de cel zitten verschillende organellen (bijvoorbeeld de celkern) met een eigen functie, die ook omhuld worden door een membraan. Door middel van aankleuren kunnen onder de microscoop de verschillende onderdelen van de cel en de aanwezige eiwitten duidelijker zichtbaar worden gemaakt. Cellen zijn heel dynamisch door de eiwitten in de cel. Er zijn verschillende soorten cellen met verschillende vormen en maten. Een spiercel ziet er anders uit dan een epitheelcel.
De cel bestaat voor een groot gedeelte uit water en is een goed oplosmiddel voor polaire stoffen. De mens bestaat voor 70% uit water. Water verdrijft echter vet, een hydrofobe stof. De cel maakt gebruik van amfipathische/amfifiele stoffen, die aan de ene kant een polaire kop en aan de andere kant een apolair (hydrofobe) staart (vetzuur) hebben. De amfipatsche stoffen kunnen met elkaar micellen vormen. Er ontstaat als het ware een bolletje doordat de apolaire staarten bij elkaar gaan zitten en de polaire koppen zich naar buiten keren. Deze gaan interacties aan met het water.
De opbouw van een celmembraan ziet er ongeveer hetzelfde uit. Zowel binnen als buiten de cel is een polaire omgeving waar de polaire koppen interacties mee aangaan. De koppen keren zich naar buiten en de apolaire staarten steken naar elkaar toe. Hierdoor ontstaat er een dubbele laag. De cel communiceert met de buitenkant (extracellulaire ruimte) door middel van eiwitten die door de membranen heen steken. Het deel van het eiwit dat zich in het celmembraan bevindt is hydrofoob.
De cel bestaat naast 70% water uit chemische stoffen. Dit zijn voornamelijk eiwitten, DNA, RNA, lipiden en suikers. Deze stoffen bestaan uit subunits, die gepolymeriseerd worden en zo lange ketens vormen. Bij eiwitten bijvoorbeeld zijn de subunits de 20 aminozuren. Voor DNA en RNA zijn er 4 nucleotiden. De losse subunits worden met covalente bindingen aan elkaar gekoppeld. De eenheden worden aan elkaar gekoppeld onder afsplitsing van water (condensatiereactie). De covalente verbindingen binnen een molecuul kunnen verbroken worden onder invloed van water (hydrolysereactie)......read more
Deze samenvatting is gebaseerd op het studiejaar 2013-2014.
Primaire weefsels in ons lichaam zijn sociale verbanden van cellen die weefsels vormen. Ons lichaam kent vier primaire weefseltypen. De eerste zijn de epithelia: de cellulaire dekweefsels die de buitenkant van het lichaam en alle holten in het lichaam bekleden. Epitheelcellen grenzen heel nauw aan elkaar en zijn met stevige junctions verbonden. Epitheel staat vaak bloot aan slijtage, er is daarom veel celvernieuwing. Darmepitheel is eenlagig epitheel, de epidermis is een meerlagig epitheel.
De tweede groep van weefsels wordt gevormd door de bind- en steunweefsels en bloed. Dit weefsel bestaat uit cellen die in het algemeen omringd worden door een extracellulaire matrix, die zij zelf produceren. Een extracellulaire matrix bestaat uit weefselvloeistof, vezels en andere eiwitten, die door bijvoorbeeld fibroblasten worden gemaakt. Bindweefsel is veel luchtiger weefsel dan epitheel. De cellen zijn niet zo nauw verbonden met elkaar als in epitheel weefsel en communiceren daarom ook anders. Mesenchym: Embryonale term voor bindweefsel.Tot de bind- en steunweefsels behoren ook ons kraakbeen, bloed en onze botten. Het is een familie, omdat de cellen in deze weefsels erg op elkaar lijken met betrekking tot de productie van de belangrijkste extracellulaire matrixcomponenten zoals collageen en elastine. Maar ze zijn toch gespecialiseerd, want in bindweefsel is de extracellulaire matrix veel vloeibaarder dan in been waar het collageen juist voor een harde substantie zorgt.
De derde weefselgroep wordt gevormd door spierweefsel. Dit is onder te verdelen in skeletspierweefsel, hartspierweefsel en glad spierweefsel.
De vierde primaire weefselgroep is het zenuwweefsel. Zenuwweefsel bestaat uit neuronen met lange uitlopers en gliacellen. Tussen de cellen is zeer weinig extracellulaire matrix aanwezig. Zenuwcellen zijn heel specifiek door de lange uitlopers die synaptische contacten met elkaar maken.
Hoe ontstaan de verschillende weefsels in ons lichaam?
Er zijn in ons lichaam 200 verschillende soorten celtypen, die allemaal uit dezelfde embryonale stamcellen ontstaan. Embryonale stamcellen zijn omnipotent, dus kunnen ze aanleiding geven tot het ontstaan van alle mogelijke cellen in ons lichaam.
Verschillen Epitheel en Bindweefsel
Epitheel en bindweefsel zijn elkaars tegenpolen qua weefsels. Ze hebben een verschillend cytoskelet, verschillende vormen van communicatie, een verschillende extracellulaire matrix en een andere manier van bewegen. Alle weefsels bestaan uit cellen en door hen geproduceerde extracellulaire matrix (bevat componenten, zoals eiwitten en vezels). Per weefsel kunnen deze componenten en de hoeveelheid extracellulaire matrix echter sterk verschillen.
Epitheel
Het epitheel weefsel ontstaat uit alle drie de kiembladen. Uit de blastocyst ontstaan drie belangrijke kiembladen: het endoderm (waar je verteringskanaal uit gevormd wordt), het mesoderm (waar je bindweefsel, been, spieren, vetcellen en je bloedvatendotheel gevormd wordt) en het ectoderm (waar je epidermis.....read more
Deze samenvatting is gebaseerd op het studiejaar 2013-2014.
Er wordt bij deze tumoren onderscheid gemaakt tussen primaire en secundaire tumoren. De primaire tumoren ontstaan vanuit de hersenen, zenuwen en omgevende structuren zelf. Bij de secundaire tumoren gaat het om de metastasen in het zenuwstelsel, waarvan de primare tumor ergens anders in het lichaam is gelegen. De primaire tumoren kennen een incidentie van ongeveer 10 per 100.000 personen en meer dan de helft hiervan is kwaadaardig.
Ook kan er op anatomische gronden een onderverdeling gemaakt worden tussen intrinsieke en extrinsieke tumoren. Intrinsieke tumoren zijn de tumoren die zich binnen de begrenzing van de pia mater bevinden. Het gaat hierbij dus om tumoren die zich bevinden in de grote en kleine hersenen, hersenstam, verlengde merg en ruggenmerg. Deze tumoren gaan uit van zenuwcellen, hun uitlopers, niet-neuronale ondersteunende cellen (gliacellen) en afweercellen, mesenchymale cellen (zoals in de wand van bloedvaten) en metastasen. De extrinsieke tumoren bevinden zich buiten de pia mater en gaan uit van weefsels die het zenuwstelsel omgeven zoals het bot en de hersenvliezen en vanuit de weefsels die niet tot de hersenen gerekend worden, zoals de hypofyse. Weer een andere indeling maakt onderscheid tussen tumoren van het centrale zenuwstelsel aan de ene kant en tumoren van het perifere zenuwstelsel aan de andere kant. De meest voorkomende tumoren zijn de gliomen (neuro-epitheliale tumoren), de tumoren van de perifere zenuwen (schwannomen en neurofibromen), de meningeomen en de metastasen.
Over de pathogenese van primaire hersentumoren is nog maar weinig bekend. Wel bestaat er een relatie tussen het ontstaan ervan en schedelbestraling. Bijna altijd treedt een hersentumor sporadisch op, dus zonder dat er directe aanwijzingen bestaan op een verhoogde kans op hersentumoren in de familie. Wel zijn er enkele erfelijk overdraagbare aandoeningen bekend waarbij er een sterk verhoogd risico op hersentumoren bestaat. Voorbeeld hiervan zijn neurofibromatosis type 1 en 2, de ziekte van Von Hippel-Lindau en het syndroom van Turcot, het syndroom van Li-Fraumeni en het syndroom van Cowden. Er bestaat geen bewijs voor een relatie tussen hersentumoren en elektromagnetische straling afkomstig van telefoons en hoogspanningsmasten.
Hersentumoren
Symptomen van hersentumoren kunnen, op basis van het onderliggende pathofysiologische mechanisme, worden onderverdeeld in drie groepen:
Stoornissen in de prikkelgeleiding van neuronaal weefsel leidend tot epilepsie.
Verstoring van de neuronale functie ten gevolge van compressie of aantasting van neuronaal weefsel. Dit leidt tot ischemie en neurologische uitval.
Verhoging van de intracraniële druk leidend tot symptomen van hoofdpijn, misselijkheid en verschillende graden van bewustzijnsdaling.
Intrinsieke tumoren in het hersenparenchym veroorzaken vaker epileptische verschijnselen dan extrinsieke tumoren. Een eerste epileptische aanval zonder andere neurologische verschijnselen is dan.....read more
Deze samenvatting is gebaseerd op het studiejaar 2013-2014.
Het colorectaal carcinoom leidt tot een aanzienlijke mortaliteit in de westerse wereld. Het is de 2e doodsoorzaak ten gevolge van kanker in Nederland, met 10.000 nieuwe gevallen per jaar. De 5-jaarsoverleving is 40-45%. De incidentie zal de komende jaren verder stijgen. Men verwacht dat er in 2015 14.000 nieuwe gevallen zullen zijn. Iedereen heeft een levenslang risico op het colorectaal carcinoom (CRC) van 5-6%.
Een coloncarcinoom ontwikkelt zich uit een poliep. De overgang van poliep naar CRC zal gemiddeld in een periode van 10 tot 15 jaar na het optreden van de poliep plaatsvinden. 30-50% van alle volwassenen in Nederland ontwikkelt adenomateuze poliepen, en ongeveer 10% van deze poliepen zal zich ontwikkelen tot een CRC. In de ontwikkeling van de normale situatie naar een poliep en uiteindelijk naar een carcinoom treden mutaties op in het DNA. Meestal treedt de ontwikkeling van normaal darmslijmvlies naar poliep op door een mutatie in het APC-gen (tumorsuppressorgen). Deze poliep ontwikkelit zich verder tot een carcinoom door een mutatie in het p53 gen(het verlies van apoptose met als gevolg ongeremde groei).
25% van de poliepen komen voor in rectum, 25% in het sigmoïd, 20% in het colon descendens, 10% in het colontransversum, 10% in het colon ascendens en 10% in het caecum. Linkszijdige carcinomen komen dus vaker voor dan rechtzijdige carcinomen. In totaal zijn 70% van de coloncarcinomen linkszijdig.
De kans dat een persoon een poliep ontwikkelt neemt toe met de leeftijd. Ook het voorkomen van coloncarcinoom neemt toe met de leeftijd. Het verwijderen van een poliep leidt tot een reductie in het risico op een CRC. Je verwijderd de afwijking, nog voordat het kanker is geworden. De poliep kan endoscopisch verwijderd worden, dit heet poliepectomie. De manier van verwijderen is afhankelijk van de soort poliep. Wanneer de poliep een duidelijke steel heeft, kan er een metale lis omheen gelegd worden. Vervolgens wordt de steel doorgebrand door stroom door deze lis te laten gaan. De poliep kan vervolgens voor histologisch onderzoek/pathologisch onderzoek worden aangeboden. Wanneer er sprake is van een poliep zonder.....read more
Deze samenvatting van de colleges is gebaseerd op het studiejaar 2013-2014.
Van de urologische tumoren komt prostaatkanker het meest voor. In de onderstaande tabel staan de urologische tumoren op volgorde van voorkomen.
Tumor | Soort | Incidentie |
Prostaatkanker | Adenocarcinoom | 10.000 |
Blaaskanker | Overgangsepitheelcarcinoom | 4500 |
Nierkanker | Niercelcarcinoom | 1500 |
Testistumoren | Kiemceltumoren | 600 |
Peniskanker | plaveiselcelcarcinoom | 120 |
Een prostaat heeft ongeveer de grootte van een walnoot en weegt ongeveer 20-25 gram. Vaak zal de prostaat bij oudere mannen vergroten. Dit verschijnsel wordt benigne prostaat hyperplasie genoemd. Er kunnen dan obstructieve en irritatieve klachten ontstaan. Onder obstructieve klachten vallen: moeite met op gang komen (hesitatie), slappe straal, onderbroken mictie, gevoel niet helemaal leeg te plassen. Onder irritatieve klachten vallen: toegenomen frequentie mictie (vaker dan om de 2 uur), imperatieve drang (moeite om uit te stellen) en nycturie (’s nachts naar de wc moeten).
Andere oorzaken waarbij deze klachten van de lagere urinewegen kunnen ontstaan zijn: sclerose van de blaashals, strictuur van de urethra of meatus urethra stenose.
De prostaat bestaat uit een centraal gebied met fibreus weefsel en een perifeer gebied met vooral klierbuisjes. Deze klierbuisjes maken vloeistoffen die in de urethra kunnen worden uitgestoten (bijmenging voor bevruchting). Bij vergroting van de prostaat zal de urethra vernauwen. Hierdoor moet de blaas meer kracht leveren om de urine te lozen. Er ontstaat blaashypertrofie. Later kan urineretentie ontstaan.
Er is een centrale zone, een perifere zone, een transitionele zone of peri-urethrale zone en een anterieure zone. Carcinomen ontwikkelen zich met name in de perifere zone. Hierdoor ontbreken bij carcinomen in eerste instantie de mictie klachten. Er is niet direct obstructie van de urethra. In een later stadium kan dit echter wel optreden. In de transitionele zone ontstaat met name hyperplasie.
Wanneer een patiënt zich op het spreekuur meld met klachen van de lagere urine wegen kunnen de volgende testen zinvol zijn:
Urine sediment/kweek
Rectaal toucher
Deze samenvatting is gebaseerd op het studiejaar 2013-2014.
De cel is de kleinste eenheid van leven. Er zijn veel verschillende cellen (ca. 200) in ons lichaam. De mens heeft ongeveer 1x1014 cellen. De cel vormt een onderdeel van het organismen. Terwijl er ook organismen zijn die uit slechts één cel bestaan, denk aan bacteriën, schimmels, gisten en parasieten. Celbiologie is belangrijk, omdat je moet weten hoe een gen tot een genproduct leidt in zijn natuurlijke omgeving (de cel). Op die manier is te achterhalen waar een storing (mutatie) zit en zo de mogelijke oorzaak van een ziekte opsporen om er vervolgens geneesmiddelen tegen te ontwikkelen. Cellen zijn heel dynamisch. Zij kunnen zich bewegen en zijn ook in staat om te eten, denk daarbij aan een macrofaag die een bacterie opeet. Verder zijn ze in staat te reproduceren, te communiceren en dood te gaan. De cellen kunnen zichtbaar worden gemaakt met behulp van een microsoop. Er zijn verschillende soorten microscopen, waaronder de lichtmicroscoop. Om in een cel te kunnen kijken en de organellen goed te zien is een elektronenmicroscoop nodig. Onder een elektronenmicroscoop kunnen echter geen levende cellen bekeken worden.
Organellen vormen membraanomgeven eilandjes in de cel met een eigen micro-milieu en specifieke functie. Ze worden gevormd en in stand gehouden door een constante aanvoer van nieuwe eiwitten. Transport van nieuw aangemaakte eiwitten naar het juiste organel is van levensbelang voor de cel. Een aantal onderdelen van de cel zijn:
Cytosol: gelachtige basissubstantie van de cel
Cytoplasma=cytosol + organellen
Celkern (nucleus): bevat DNA en wordt omgeven door een kernenvelop. De kern speelt een rol bij de aanmaak van mRNA en vormt de opslagplaats voor het genetisch materiaal.
Transport van eiwitten die naar de kern moeten
De kern is helemaal omgeven door een dubbel membraan waarin zich poriën bevinden. Deze kanaaltjes spelen een rol bij het transport van stoffen de kern in en uit. De nucleaire lamina die net onder de binnenste kernmembraangelegen, zorgen voor stevigheid. Een klein deel van de eiwitten die in de het cytosol geproduceerd worden,is bestemd voor de kern. Het eiwit zelf bevat een codein hun aminozuurvolgorde die de informatie bevat voor de eindbestemming. In het geval dat het eiwit naar de kern moet, bevat het een code, genaamd nuclear localization signal. Door een receptoreiwit, nuclear transport receptor, wordt deze code herkend. De receptor kan aan het eiwit binden en zo komt het eiwit via een kernporie de kern binnen. Ran-GTP (schakelaar) bindt aan het eiwitcomplex en verdringt daarmee het kerneiwit uit de receptor. De receptor gebonden aan het.....read more
Deze samenvatting is gebaseerd op het studiejaar 2013-2014.
De cel is de kleinste organische eenheid in het lichaam en wordt afgesloten door een membraan. In de cel zitten verschillende organellen (bijvoorbeeld de celkern) met een eigen functie, die ook omhuld worden door een membraan. Door middel van aankleuren kunnen onder de microscoop de verschillende onderdelen van de cel en de aanwezige eiwitten duidelijker zichtbaar worden gemaakt. Cellen zijn heel dynamisch door eiwitten die dit veroorzaken.
De cel bestaat voor een groot gedeelte uit water en is een goed oplosmiddel voor polaire stoffen. De mens bestaat voor 70% uit water. Water verdrijft echter vet, een hydrofobe stof. De cel maakt gebruik van amfipathische/amfifiele stoffen, die aan de ene kant een polaire kop en aan de andere kant een apolair (hydrofobe) staart (vetzuur) hebben. . De amfipatsche stoffen kunnen met elkaar micellen vormen. Er ontstaat als het ware een bolletje doordat de apolaire staarten bij elkaar gaan zitten en de polaire koppen zich naar buiten keren. Deze gaan interacties aan met het water,
De opbouw van een membraan om de cel ziet er ongeveer hetzelfde uit. Zowel binnen als buiten de cel is een polaire omgeving waar de polaire koppen interacties mee aangaan. De koppen keren zich naar buiten en de apolaire staarten steken naar elkaar toe. Er ontstaat een dubbele laag. De cel communiceert met de buitenkant (extracellulaire ruimte) door middel van eiwitten die door de membranen heen steken. Het deel van het eiwit dat zich in het celmembraan bevindt is hydrofoob.
De cel bestaat naast 70% water uit chemische stoffen. Dit zijn voornamelijk eiwitten, DNA, RNA, lipiden en suikers. Deze stoffen bestaan uit subunits, die gepolymeriseerd worden en zo lange ketens vormen. Bij eiwitten bijvoorbeeld zijn de subunits de 20 aminozuren. Voor DNA en RNA zijn er 4 nucleotiden. De losse subunits worden met covalente bindingen aan elkaar gekoppeld. De ontstane ketens vormen een molecuul. De losse moleculen gaan ook een interactie met elkaar aan door middel van non-covalente bindingen.
Eiwitten
Een aminozuur bestaat uit een centraal C-atoom, een carboxylgroep en een aminogroep. Aan het centrale C-atoom zit een specifieke zijketen. Deze zijketens hebben een verschillend karakter, zoals hydrofoob, hydrofiel, zuur, base. Deze specificiteit van de zijketens zorgt uiteindelijk voor de eigenschappen van een eiwit. De aminozuurvolgorde is gecodeerd in het DNA. Het vormt de primaire structuur van een eiwit.
De aminozuren worden door peptidebindingen (covalente bindingen) aan elkaar gekoppeld. De peptidebinding is stijf en vlak, dus niet vrij draaibaar. Tussen de carboxylgroep.....read more
Deze samenvatting is gebaseerd op het studiejaar 2013-2014.
Een primaire tumor ontstaat op een bepaalde locatie en is vaak goed behandelbaar. Een secundaire tumor ontstaat na metastase. De kankercellen van de primaire tumor verspreiden zich door het lichaam, waar door er ook op andere plekken tumoren ontstaan.. Een tumor ontstaat uit 1 cel. Deze cel is vaak een stamcelachtige cel. De kankercel ontstaat door een bepaalde mutatie, die ervoor zorgt dat een stamcel alleen maar dochtercellen produceert die zich niet differentiëren, maar alleen maar blijven delen. Deze cellen zijn pluripotent. Een andere optie is dat deze stamcel alleen maar stamcellen als dochtercellen produceert. Het gevolg is een ongeremde groei, waardoor een tumor ontstaat.
Er zijn twee soorten tumoren, goedaardige (= beligne) en kwaadaardige (=maligne). Het verschil daartussen is dat de kwaadaardige tumor in het omringende weefsels infiltreert en niet meer gelokaliseerd is. Behandeling is veel moeilijker, omdat de kankercellen door het lichaam worden verspreid via de bloedvaten en/of lymfevaten. Hierdoor ontstaan er op verschillende plaatsen tumoren. De weg naar een metastaserende tumorcel is als volgt. Eerst is het een beginnende, goedaardige tumorcel. Deze gaat zich veelvuldig delen, waardoor een goedaardige tumorcel ontstaat. Nu ontstaat er in een of meerdere cellen een mutatie waardoor ze door de basale lamina heen kunnen dringen. Zij produceren bepaalde enzymen die de basale lamina plaatselijk afbreken, waardoor de tumorcellen in het onderliggen weefsel kunnen infiltreren. Om zich verder te kunnen verspreiden moeten deze cellen in staat zijn hun junctions los te laten en moeten zich kunnen bewegen door het bindweefsel. Als dit het geval is kunnen deze cellen ook in debloedvaten of de lymfevaten infiltreren. Wanneer de kankercellen in staat zijn afweerreacties te ontwijken, kunnen zij zich op andere plaatsen in het lichaam vestigen. Er treedt extravasatie op, dit is uittreding van kankercel buiten de vaten en angiogenese (groei bloed –en lymfevaten). Hierdoor kan er een nieuwe tumor ontstaan op een andere plek.
Een tumorcel bestaat niet alleen uit kankercellen, maar daarnaast ook uit immuun cellen, fibroblasten (cancer assistent fibroblasts) en endotheelcellen. Deze gaan een interactie met elkaar aan binnen de tumor waardoor een zeer complex geheel ontstaat. Zo zorgen de fibroblasten in een tumor er voor dat er bloedvaten worden gevormd, zodat de kankercellen worden voorzien in voedingsstoffen en zuurstof. Ook onderdrukken zij het immuunsysteem.
Helaas zijn veel tumoren pas in een laat stadium te ontdekken. Er zijn al ongeveer 108 cellen ontstaan (diameter ± 5 mm), voordat de tumor zichtbaar is in de X-ray. Vervolgens is een tumor bij ongeveer 109 cellen voelbaar (diameter ± 20-50 mm) en al bij 1012 cellen gaat de patiënt dood. Doordat tumoren pas in een laat stadium worden ontdekt, past men zeer agressieve.....read more
Deze samenvatting is gebaseerd op collegejaar 2016-2017.
Deze samenvatting (deel 1 en deel 2) is te gebruiken bij alle verplichte hoofdstukken uit de volgende boeken voor het vak Van Cel tot Molecuul:
Essential Cell Biology van Alberts et al uit 2014, namelijk onderwerpen uit hoofdstukken
3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 15, 16, 17, 18, 19.
Elements of Medical Genetics van Turnpenny uit 2011, namelijk onderwerpen uit hoofdstukken
1, 2, 3, 6, 7, 8, 9, 17, 18, 22
Medical Physiology: A Cellular And Molecular Approach van Boron & Boulpaep uit 2008, namelijk hoofdstuk 2
Voordat een enzym een reactie kan katalyseren moet het enzym eerst binden aan zijn substraat. Vervolgens wordt er een product aangemaakt dat bindt aan het enzym. Wanneer dit product losraakt van het enzym kan er een volgend substraat binden. De gekatalyseerde reacties van een substraat dat een bepaald product vormt, verschillen in snelheid. De snelheid kan gemeten worden in een experiment waarbij zuivere enzymen en substraten gemixt worden onder zorgvuldige omstandigheden. Als alle enzymen gebonden zijn door substraat, is de Vmax bereikt.
De substraatconcentratie die nodig is om een enzym efficiënt te laten werken, wordt vaak gemeten met een andere parameter: Km. De Km is de substraatconcentratie waarbij het enzym op de helft van zijn maximale snelheid werkt (0,5 Vmax).
Wanneer een enzym de activeringsenergie voor de reactie Y naar X verlaagt, wordt tegelijkertijd ook de activeringsenergie voor de reactie X naar Y verlaagd met precies dezelfde hoeveelheid.
Het bestuderen van de kinetica (bewegingsleer) van een enzym (hoe snel het opereert, hoe het zich gedraagt tegenover het substraat, hoe de activiteit wordt gecontroleerd),.....read more
Deze samenvatting is geschreven in collegejaar 2012-2013.
Deze samenvatting is gebaseerd op collegejaar 2012-2013. Bekijk hier ons huidige aanbod.
Deze samenvatting is gebaseerd op collegejaar 2012-2013. Bekijk hier ons huidige aanbod.
Deze samenvatting is gebaseerd op collegejaar 2012-2013. Bekijk hier ons huidige aanbod.
This summary is based on the 3rd edition of Essential Cell Biology from Alberts et al. The remaining chapters can be accessed when logged in and can be found here: Second part of the summary
Cells are the fundamental units of life; all living things are made of cells. The present-day cells are believed to have evolved from an ancestral cell that excited more than 3 billion years age. Cells vary enormous in appearance and function, however all living cells have a similar basic chemistry.
With the invention of the microscope, it became clear that plants and animals are assemblies of cells, that cells can also exist as independent organisms, and that cells individually are living in the sense that they can grow, reproduce, convert energy from one form into another, respond to their environment, and so on. Although cells are varied when viewed from the outside, all living things are fundamentally similar inside. And in all living things, genetic instructions, called genes, are stored in DNA molecules. In every cell, the instructions in the DNA are read out, or transcribed, into a chemically related set of molecules made of RNA. The messages carried by the RNA molecules are in turn translated into yet another chemical form: they are used to direct the synthesis of a huge variety of large protein molecules that dominate the behaviour of the cell. In sum, the reproduction process exists of replication (DNA synthesis), transcription (RNA synthesis) and translation (protein synthesis). Unfortunately, the copying of DNA is not always perfect, and the instructions are occasionally corrupted. Later is this summary we will discuss this further.
Cells are enclosed by a plasma membrane that separates the inside of the cell from the environment. And all cells contain DNA as a store of genetic information and use it to guide the synthesis of proteins. Cells in a multicellular organism, though the all contain the same DNA, can be very different. They use their genetic information to direct their biochemical activities according to cues they receive from their environment.
Cells of animal and plant tissues are typically 5-20 micrometer in diameter and can be seen with a light microscope, which also reveals some of their internal components (organelles). The electron microscope permits the smaller organelles and even individual molecules to be seen, but specimens require elaborate preparation and cannot be viewed.....read more
This summary is based on the 3rd edition of Essential Cell Biology from Alberts et al. The first 10 chapters are open access and can be found here: First part of the summary
Cell membranes enable a cell to create barriers that confine particular molecules to specific compartments. The simplest bacteria have only a single membrane, the plasma membrane. Eucaryotic cells, however, contain in addition a profusion of internal membranes that enclose intracellular compartments. All cell membranes are composed of lipids and proteins and share a common general structure. The lipid component consists of many millions of lipid molecules forming a lipid bilayer. This lipid bilayer gives the membrane its basic structure and serves as a permeability barrier.
The lipids in cell membranes combine two very different properties in a single molecule: each lipid has a hydrophilic (‘water-loving’) has and one or two hydrophobic (‘water-hating’) hydrocarbon tails. There are three major classes of membrane lipid molecules:
The most abundant lipids in cell membranes are phospholipids, and the most common type of phosphoslipid in most cell membranes is phosphatidylcholine. Molecules with both hydrophilic and hydrophobic properties are termed amphipathic. This chemical property plays a crucial part in driving these lipid molecules to assemble into bilayers. They assemble spontaneously into bilayers when placed in water, forming closed compartments that reseals of torn.
Amphipathic molecules re subject to two conflicting forces: the hydrophilic head is attracted to water, while the hydrophobic tail shuns water and seeks to aggregate with other hydrophobic molecules. This conflict is resolved by the formation of a lipid bilayer, because the hydrophilic heads face the water at each of the two surfaces of the sheet of molecules and the hydrophobic tails are all shielded from the water and lie next to one another in the interior of this ‘sandwich’. Finally, the phospholipid bilayers spontaneously close in on themselves to form sealed compartments.
The lipid bilayer is fluid, and individual lipid molecules are able to diffuse within their own monolayer; they do not, however, spontaneously flip from one monolayer to the other. The two layers of the lipid bilayer have different lipid compositions, reflecting the different functions of the two faces of a cell membrane.
The fluidity of a cell membrane (the ease with which its lipid molecules move within the plane of the
.....read moreDeze samenvatting is gebaseerd op collegejaar 2012-2013. Bekijk hier ons huidige aanbod.
Deze aantekeningen zijn gebaseerd op 2015-2016
Anatomie is van belang voor het uitvoeren van lichamelijk onderzoek. De oppervlakte anatomie is de ‘projectie op de lichaamswand’: je moet aan kunnen wijzen welke organen er op welke plek onder de huid zitten.
Anatomie is van belang bij :
De (algemene) bouw van organen in relatie tot hun functie
Samenhang van organen en orgaansystemen
Lichamelijk onderzoek: projectie van organen
Interpretatie van MRI, röntgen, CT opnamen enzovoort
We houden ons dit blok bezig met het aanleren van de algemene lichaamsbouw op verschillende niveaus:
Macroscopisch niveau: met het blote oog zichtbaar.
Microscopisch niveau: te zien met de microscoop
histologie (weefselleer) en cytologie (celleer).
Hierbij staat de relatie tussen een normale en afwijkende bouw en de betekenis hiervan voor het wel of niet juist functioneren van de organen en orgaansystemen centraal. Het doel van het bestuderen van de anatomie is om delen van het menselijk lichaam te leren herkennen, en om.....read more
Deze aantekeningen zijn gebaseerd op 2013-2014
HC Bouwplan: van mens tot cel (21 oktober 2013)
We houden ons dit blok bezig met het aanleren van de algemene lichaamsbouw op verschillende niveaus:
Macroscopisch niveau (met het blote oog zichtbaar).
Microscopisch niveau (te zien met de microscoop): histologie (weefselleer) en cytologie (celleer).
Hierbij staat de relatie tussen een normale en afwijkende bouw en de betekenis hiervan voor het wel of niet juist functioneren van de organen en orgaansystemen centraal. Het doel van het bestuderen van de anatomie is om delen van het menselijk lichaam te leren herkennen en om op die manier lichamelijk processen te begrijpen.
Thema’s
We werken dit blok aan de hand van verschillende thema’s. De eerste drie thema’s zijn bouwplan en ontwikkeling, de huid en het bewegingsstelsel. Bij het eerste thema gaan we in op de systematische anatomie, waarbij het lichaam is ingedeeld in orgaansystemen. We behandelen onder andere het ademhalingssysteem, bewegingssysteem, zenuwstelsel en circulatiestelsel. Bij de ontwikkeling gaan we in op het tot stand komen van de bouw. We gaan het er ook over hebben dat er veel mis kan gaan tijdens de ontwikkeling en over wat de sensitieve perioden zijn.
Vanaf thema 4 houden we ons bezig met de topografische anatomie: het deel van de anatomie dat het lichaam opdeelt in regio’s. De thema’s zijn borst, buik & bekken en hoofd & hals. We gaan in op de medische beeldvormende technieken waardoor we organen leren herkennen. De oppervlakte anatomie is de ‘projectie op de lichaamswand’: je moet aan kunnen wijzen welke organen er op welke plek onder de huid zitten. Dit is later van belang voor het uitvoeren van lichamelijk onderzoek.
Onderwijsvormen
Een KVC is een Klinisch Verdiepingscollege. Hierin wordt aangegeven hoe we in de kliniek gebruik kunnen maken van onze anatomische kennis.
Er zijn veel hoorcolleges waarin de stof aangeboden wordt die niet duidelijk in de kernboeken verwoord wordt, of waarin klinische verdieping wordt geboden. Ook is er elke week een Responsie College. Het is belangrijk dat je goed voorbereid naar een hoorcollege komt. Van tevoren kun je je vraag posten op het discussion board op blackboard.
Naast de colleges zijn er opdrachten die je moet maken en is er elke week een werkgroep. Daarbij zijn er deze periode practica: die zijn verplicht en mag je niet missen. Ook zijn er een aantal COO: Computer Ondersteunend Onderwijs. Als er op blackboard in het themamapje een COO staat, is dit verplicht om te maken. De COO die niet in het blokboek staan zijn de quizzen. Onder het mapje ‘overige COO’ vind je de niet-verplichte COO waar je door middel van spelletjes de anatomische.....read more
Deze aantekeningen zijn gebaseerd op 2014-2015.
We houden ons dit blok bezig met het aanleren van de algemene lichaamsbouw op verschillende niveaus:
Macroscopisch niveau: met het blote oog zichtbaar.
Microscopisch niveau: te zien met de microscoop: histologie (weefselleer) en cytologie (celleer).
Hierbij staat de relatie tussen een normale en afwijkende bouw en de betekenis hiervan voor het wel of niet juist functioneren van de organen en orgaansystemen centraal. Het doel van het bestuderen van de anatomie is om delen van het menselijk lichaam te leren herkennen, en om op die manier het geheel te kunnen begrijpen.
Thema’s
We werken dit blok aan de hand van verschillende thema’s. De eerste drie thema’s zijn bouwplan en ontwikkeling, de huid en het bewegingsstelsel. Bij het eerste thema gaan we in op de systematische anatomie, waarbij het lichaam is ingedeeld in orgaansystemen. We behandelen onder andere het ademhalingssysteem, bewegingssysteem, zenuwstelsel en circulatiestelsel. Bij de ontwikkeling gaan we in op het tot stand komen van de bouw. We gaan het er ook over hebben dat er veel mis kan gaan tijdens de ontwikkeling en over wat de sensitieve perioden zijn.
Vanaf thema 4 houden we ons bezig met de topografische anatomie: het deel van de anatomie dat het lichaam opdeelt in regio’s. De thema’s zijn borst, buik en bekken, en hoofd en hals. We gaan in op de medische beeldvormende technieken waardoor we organen leren herkennen. De oppervlakte anatomie is de ‘projectie op de lichaamswand’: je moet aan kunnen wijzen welke organen er op welke plek onder de huid zitten. Dit is later van belang voor het uitvoeren van lichamelijk onderzoek.
Onderwijsvormen
Een KVC is een Klinisch Verdiepings College. Hierin wordt aangegeven hoe we in de kliniek gebruik kunnen maken van onze anatomische kennis.
Er zijn veel hoorcolleges waarin de stof aangeboden wordt die niet duidelijk in de kernboeken verwoord wordt, of waarin klinische verdieping wordt geboden. Ook is er elke week een Responsie College. Het is belangrijk dat je goed voorbereid naar een hoorcollege komt. Van tevoren kun je je vraag posten op het discussion board op blackboard.
Naast de colleges zijn er opdrachten die je moet maken en is er elke week een werkgroep. Daarbij zijn er deze periode practica: die zijn verplicht en mag je niet missen. Ook zijn er een aantal COO: Computer Ondersteunend Onderwijs. Als er op blackboard in het themamapje een COO staat, is dit verplicht om te maken. De COO die niet in het blokboek staan zijn de quizzen. Onder het mapje ‘overige COO’ vind je de niet-verplichte COO waar je door middel van spelletjes de anatomische kennis kunt testen......read more
Deze aantekeningen zijn gebaseerd op 2013-2014.
Tijdens dit blok komen er twee basisvakken en één klinisch vak ten sprake. Moleculaire celbiologie, genetica en klinische genetica. Tijdens dit blok wordt er gewerkt aan de competenties AWV en gezondheidsbevordering. De twee coördinatoren van dit blok zijn Prof M. Breuning en Prof T. Raap.
Dit blok bevat zeven thema’s.
1. Humane Genoom en Chromosomen
2. Mono genetische Ziekten en Overervingspatronen
3. Replicatie, Transcriptie, Repair en Recombinatie
4. Translatie en Structuur/Functie van Eiwitten
5. Metabolisme en Enzymologie
6. Membranen en Transportprocessen
7. Communicatie en Signaaloverdracht
Bij elk thema hoort een werkgroep en twee studieopdrachten. Bij elke SO-2 worden er 2 studenten uitgekozen die de casus moeten presenteren. Ook moeten zij een verslag over die casus maken. Dit verslag moet schriftelijk ingeleverd worden tijdens de werkgroep, gemaild worden naar de werkgroep docent en online ingevoerd worden in TurnItin (via blackboard). Je moet goed voorbereid naar de werkgroep komen en je kernboeken meenemen. Het verslag wat je samen met een medestudent inlevert moet beoordeelt worden met een voldoende of goed. Wanneer het verslag met een onvoldoende beoordeelt is wordt het tentamencijfer van cel tot molecuul niet vrijgegeven.
Toetsing
Op vrijdag 20 december is er een deeltentamen. Dit deeltentamen gaat over de thema’s 1 tot en met 4. Het bestaat uit 35 meerkeuzenvragen en duurt 2 uur lang.
Het eindtentamen op 17 januari gaat over alle 7 thema’s.
Nucleotiden zijn de bouwstenen van het DNA. DNA bestaat uit een suikermolecuul, fosfaatgroep en een stikstofbase (guanine etc.). Deze structuur is hiernaast weergegeven. De fosfaatgroep is negatief geladen.
Een DNA-streng heeft een 5’ en een 3’ kant. Nieuwe nucleotiden bevinden zich aan de 3’ kant. Het DNA-molecuul bestaat uit een dubbele helix, dus uit 2 DNA strengen. Deze strengen zijn doormiddel van waterstofbruggen aan elkaar geketend. Tussen T en A 2 waterstofbruggen en tussen G en C 3. Bij de aanmaak van nieuw DNA wordt 1 streng gebruikt als matrijsstreng.
Het menselijk DNA kent 3 miljard basenparen, 22000 genen, 1 m lengte, 2nm dik, 3 picogram zwaar en kent 22 autosomen chromosomen en 2 geslachtschromosomen.
Spermacellen en eicellen zijn haploïd en een lichaamscel is diploïd. DNA zit verpakt in chromatine. Er zijn twee soorten chromatine: heterochromatine en euchromatine. Heterochromatine is donker, gecondenseerd, niet actief en er vindt geen DNA transcriptie plaats. Euchromatine is licht van kleur, is actief en er vindt transcriptie plaats. Een cel met een grote kern bevat meer euchromatine aangezien er meer chromatine actief zijn.
DNA is negatief geladen. DNA bindt met positief.....read more
Deze aantekeningen zijn gebaseerd op collegeweek 1 t/m 5 van het studiejaar 2015-2016.
Tijdens dit blok komen er twee basisvakken en één klinisch vak ten sprake. Moleculaire celbiologie, genetica en klinische genetica. Tijdens dit blok wordt er gewerkt aan de competenties AWV en gezondheidsbevordering. De twee coördinatoren van dit blok zijn Prof M. Breuning en Prof T. Raap.
Dit blok bevat zeven thema’s.
1. Humane Genoom en Chromosomen
2. Mono genetische Ziekten en Overervingspatronen
3. Replicatie, Transcriptie, Repair en Recombinatie
4. Translatie en Structuur/Functie van Eiwitten
5. Metabolisme en Enzymologie
6. Membranen en Transportprocessen
7. Communicatie en Signaaloverdracht
Bij elk thema hoort een werkgroep en twee studieopdrachten. Bij elke SO-2 worden er 2 studenten uitgekozen die de casus moeten presenteren. Ook moeten zij een verslag over die casus maken. Dit verslag moet schriftelijk ingeleverd worden tijdens de werkgroep, gemaild worden naar de werkgroep docent en online ingevoerd worden in TurnItin (via blackboard). Je moet goed voorbereid naar de werkgroep komen en je kernboeken meenemen. Het verslag wat je samen met een medestudent inlevert moet beoordeelt worden met een voldoende of goed. Wanneer het verslag met een onvoldoende beoordeelt is wordt het tentamencijfer van cel tot molecuul niet vrijgegeven.
Het deeltentamen gaat over de thema’s 1 tot en met 4. Het bestaat uit 35 meerkeuzenvragen.....read more
Deze aantekeningen zijn gebaseerd op collegeweek 2 t/m 5 van het studiejaar 2014-2015.
Nucleotiden zijn de bouwstenen van het DNA. DNA bestaat uit een suikermolecuul (desoxyribose), fosfaatgroep en een stikstofbase (guanine etc.). De fosfaatgroep is negatief geladen. Een DNA-streng heeft een 5’ en een 3’ kant: polariteit. Nieuwe nucleotiden worden aan de 3’ kant aangezet. In losse vorm zit bij RNA een H-groep en bij DNA OH-groep aan 3'. De fosfaatgroep zit aan 5' en de base aan 1'. Het DNA-molecuul bestaat uit een dubbele helix, dus uit 2 DNA strengen. Deze strengen zijn doormiddel van waterstofbruggen aan elkaar geketend. Tussen T en A 2 waterstofbruggen en tussen G en C 3. Bij de aanmaak van nieuw DNA wordt 1 streng gebruikt als matrijsstreng.
Het menselijk DNA kent in 3 miljard basenparen, 22000 genen, 1 m lengte, 2nm dik, 3 picogram zwaar en kent 22 autosomen chromosomen en 2 geslachtschromosomen. Dit is voor haploïde situatie. Spermacellen en eicellen zijn haploïd en een lichaamscel is diploïd. DNA zit verpakt in chromatine. Er zijn twee soorten chromatine: heterochromatine en euchromatine. Heterochromatine is donker, gecondenseerd, niet actief en er vindt geen DNA transcriptie plaats. Euchromatine is licht van kleur, is actief en er vindt transcriptie plaats. Bij euchromatine is het DNA gedecondenseerd zodat enzymen en polymerasen er beter bij kunnen. Een cel met een grote kern bevat meer euchromatine aangezien er meer chromatine actief zijn.
DNA is negatief geladen. DNA bindt met positief geladen histonen om een chromatine te vormen.Allereerst windt het DNA zich om de histonen (2x4 eiwitten) dit vormt een
nucleïosoom. Vervolgens condenseert dit verder met behulp van een 5e histon om een chromatine fiber te vormen. Die fibers maakt dan nog loops en die loops worden gecondenseerd met als resultaat het interfase chromosoom. De meest gecondenseerde vorm van chromatine is in de metafase. Een chromosoom is vaak in de metafase afgebeeld.
Een chromosoom bestaat uit 2 chromatiden. Het punt waarop deze chromatiden aan elkaar zitten wordt het centromeer genoemd. De uiteinden van de chromosoom/chromatiden noemt men het telomeer. Wanneer het centromeer zich niet exact in het midden bevindt (submetacentrisch), heeft de chromosoom lange (Q-armen) en korte (P-armen) armen. Overigens wordt ook bij chromosomen waarbij de armen evenlang zijn (metacentrisch) P en Q armen benoemd. Dit is om onderscheid te maken en zo genlocaties te kunnen aanduiden. Hele kleine armen noemt men satelliet armen. Dit komt voor bij acrocentrische chromosomen
Chromosomen worden geclassificeerd op lengte en op de positie van het centromeer. Wanneer hieruit geen onderscheidt kan worden gemaakt wordt er gekeken naar de G-banding van de chromosoom. Deze G-banding vindt plaats in de metafase met behulp van Giemsa, vervolgens krijgt het.....read more
Bevat een blokspecifiek oefententamen met antwoorden uit voorgaande collegejaren.
A: Epidermis
B: Dermis
C: Hypodermis
A: Colon ascendens
B: Colon sigmoideus
C: Rectum
D: Duodenum
A: Connexine
B: Integrine
C: Cadherine
D: Claudine
A: Fibroblast
B: Neutrofiele granulocyt
C: Osteoprogenitor cel
D: Chondroblast
A: Trophoblast
B: Epiblast
C: Decidua
D: Allantois
A: Cysteine
B: Methionine
C: Proline
D: Glycine
A: Gestoorde passage van de voedselbolus
B: Nasale regurgitatie
C: Aspiratie
D: Reflux van de maaginhoud
A: Een kieuwboog afwijking
B: Een uiting van een vergrote lymfeknoop
C: Een aanlegstoornis van de schildklier
D: Een maligne aandoening met vochtholte
Bevat een blokspecifiek oefententamen met antwoorden uit voorgaande collegejaren.
1. Hans en Tineke willen graag een kindje. Zowel de ouders van Hans als de ouders van Tineke zijn beide drager van een autosomaal recessieve ziekte. Wat is de kans dat Hans en Tineke een gezond kind krijgen?
A: 1:4
B: 1:8
C: 1:16
D: 1:32
E: 1:64
2. Merel is een gezonde 26-jarige vrouw. Haar vader heeft daarentegen een dominante erfelijke aandoening, die zich al op kinderleeftijd uit. Merel vraagt zich af hoe groot de kans is dat zij draagster is van dit dominante gen. Deze kans is:
A: 0%
B: 25%
C: 33%
D: 50%
3. Kleurenblindheid heeft een X-chromosomale overerving. De prevalentie van kleurenblindheid is onder de Nederlandse-mannen 4%. Het percentage Nederlandse-vrouwen dat homozygoot is voor deze genen zou rond de … liggen:
A: 0,16%
B: 0,2%
C: 0,8%
D: 1,6%
4. Angelos komt bij de huisarts. Hij maakt zich zorgen, aangezien zijn zus vorige week is overleden aan een aandoening die autosomaal recessief overerft. Voor zover Angelos weet is zijn zus de eerste in de familie waarbij deze ziekte tot uiting kwam. Angelos heeft op dit moment een kinderwens en vraagt de arts hoe groot de kans is dat zijn kind het zieke gen bevat, deze kans bedraagt:
A: 1:3
B: 1:6
C: 1:8
D: 1:12
5. Een vrouw met het syndroom van down is zwanger. Hoe groot is de kans dat dit kindje ook het syndroom van down krijgt? (de kans dat de meiose bij haar partner fout gaat is verwaarloosbaar).
A: 0%
B: 33%
C: 50%
D: 75%
6. Nancy en Robert hebben beide het syndroom van Down. Zij hebben een kinderwens. Hoe groot is de kans dat zij een kindje krijgen met het syndroom van Down?
A: 0 - 12,5%
B: 12,5 - 25%
C: 25 - 50%
D: >50%
7. Susan komt bij de huisarts en verteld dat haar broer vorige week is overleden aan de gevolgen van Duchenne’s spierdistrofie. Susan vraagt hoe groot de kans is dat haar kind ook duchenne zal krijgen. Haar broer is de enige in de familie die Duchenne heeft. De dragerschapsfrequentie van Duchenne is 1:30. Hoe groot is de kans dat Susan haar kind Duchenne krijgt?
A: 1:12
B: 1:24
C: 1:48
D: 1:60
8. 3 broers hebben een bepaalde aandoening die X-gebonden wordt overerft. De moeder van deze broers heeft dit gen niet. Welke uitspraak is juist:
A: De vader heeft het X-gen met de ziekte.
B: Er is sprake van nonpenetrantie
C: Er is 3x een noveau mutatie opgetreden
9. 3 broers hebben een bepaalde aandoening.....read more
Bevat blokspecifiek oefenmateriaal met antwoorden uit voorgaande collegejaren.
A. Threonine
B. Thyrosine
C. Alanine
D. Serine
A. Voor de werking van DNA helicase is ATP hydrolyse nodig.
B. DNA replicatie is onafhankelijk van RNA primers.
C. DNA polymerase bevat endonuclease activiteit (endonuclease activiteit is het vermogen van een enzym DNA in het midden van een keten af te breken).
A. DNA mismatch repair functioneert niet goed in de ziekte HNPCC.
B. DNA schade heeft geen invloed op de celcyclus.
C. Proofreading corrigeert alle fouten gemaakt tijdens DNA replicatie.
A. DNA-mismatch repair
B. Het proces dat cross-links uit DNA haalt
C. Het proces dat breuken in DNA repareert
D. Het proces dat thymine dimeren uit het DNA verwijdert
A. DNA polymerase
B. DNA helicase
C. DNA ligase
D. DNA primase
C. Alanine
Bij het proces van fosforylering van eiwitten wordt een fosfaatgroep covalent gebonden aan een zijgroep van een aminozuur. Dit kan echter slechts bij 3 verschillende aminozuren: Serine, Threonine en Tyrosine, en dus niet bij Alanine.
A. Voor de werking van DNA helicase is ATP hydrolyse nodig.
A: DNA helicase is het eiwit dat betrokken is bij de scheiding van twee DNA strengen. Tijdens dit proces moeten de waterstofbruggen tussen de tegenover elkaar liggende nucleotidebasen worden verbroken. Hiervoor is energie nodig die vrijkomt bij de hydrolyse van ATP.
B: Onjuist. DNA polymerase kan stukjes nucleotiden toe voegen aan het 3’uiteinde van een groeiende polynucleotideketen. Het is echter niet in staat om een nieuwe polynucleotide keten te beginnen. Daarom wordt eerst een stukje complementair RNA op de DNA matrijs neergelegd (RNA primers).
C. Onjuist. DNA polmyerase heeft geen endonuclease activiteit. Wel bevat DNA polymerase exonuclease activiteit. Dit is het vermogen DNA vanaf een uiteinde (en dus niet in het midden van een keten) af te breken. Van dit mechanisme wordt gebruik gemaakt bij proofreading door DNA-polymerase.
A. DNA mismatch repair functioneert niet goed in de ziekte HNPCC.
A. HNPCC (Hereditair Non-Polyposis Colonrectaal Carcinoom) is een erfelijk tumorsyndroom dat wordt veroorzaakt door een afwijking in een gen dat codeert voor een mis-match-repair-eiwit. Doordat deze eiwitten niet goed functioneren, is het zelfherstellend vermogen van het DNA verminderd.
B. Onjuist. DNA schade heeft wel invloed op de celcyclus. Tijdens de checkpoints van de celcyclus wordt onder andere gekeken of DNA.....read more
Deze samenvatting van de colleges is gebaseerd op het studiejaar 2013-2014.
Alle afbeeldingen in deze samenvatting zijn opgenomen in de bijlage die je hieronder los kunt downloaden.
Normale groei van cellen is goed gecontroleerd. Een voorbeeld van normale groei is na weefselschade, of de turn-over van maagslijmvlies in het maagdarmkanaal. Een andere soort van gecontroleerde groei is aangepaste groei. De ene celsoort gaat over in de andere. Er is sprake van adaptatie. Wanneer de groei niet goed gecontroleerd is, is er sprake van autonome groei. De cellen vermenigvuldigen zich zonder dat zij reageren op de contactremming. Er is dan sprake van tumorgroei.
Groeistoornissen:
Groeistoornissen kunnen worden onderverdeel in gecontroleerde groeistoornissen en ongecontroleerde groeistoornissen. De gecontroleerde groeistoornissen worden weer verder onderverdeeld in:
kwantitatieve groeistoornissen. Binnen deze groei wordt onderscheid gemaakt in:
Hypertrofie: Het orgaan wordt groter, doordat de individuele cellen groter worden. Dit kan een pathologisch of fysiologisch proces zijn. Pathologisch: het groeien van het hart bij hypertensie of klepafwijkingen. Fysiologische hypertrofie: het groeien van de uterus bij zwangerschap en het groeien van de spieren bij bodybuilders.
Hyperplasie: Het orgaan wordt groter doordat de cellen zich delen. Dit kan een pathologisch of fysiologisch proces zijn. Pathhhologisch: prostaatgroei bij oudere mannen. Fysiologisch: lacterende mamma. Er kan ook een combinatie voorkomen van hyperplasie en hypertrofie.
Atrofie: Het orgaan wordt kleiner doordat zowel de grootte als het aantal cellen in het orgaan afneemt. Dit kan optreden als een orgaan nier meer van bloed wordt voorzien, niet meer wordt geïnnerveerd, geen hormonale beïnvloeding meer krijgt of niet meer beweegt.
Hypoplasie: Het orgaan is niet volledig tot ontwikkeling is gekomen. Het orgaan bevat hierdoor minder cellen dan in de normale situatie en is dus kleiner.
Aplasie: Het orgaan is wel aangelegd, maar niet tot ontwikkeling gekomen.
Agenese: Het orgaan is niet aangelegd.
Kwalitatieve groeistoornissen: Binnen deze groep wordt onderscheid gemaakt tussen:
Metaplasie: Een uitgerijpt gedifferentieerd weefsel gaat over in een ander uitgerijpt gedifferenteerd weefsel. Dit kan bijvoorbeeld optreden bij chronische irritatie. Er is dan sprake van een verandering in celtype, die beter bestand is tegen de stress-situatie. Deze verandering is reversibel. Een voorbeeld is de verandering van cilinderepitheel naar plaveiselepitheel in de bronchi bij roken.
Dysplasie: Er is sprake van abnormale rijping, waardoor het weefsel ordeloos wordt. De cellen zien er afwijkend uit. Er verlies van uniformiteit en
Deze samenvatting van de colleges is gebaseerd op het studiejaar 2013-2014.
Incidentie van longkanker is 11500 per jaar in Nederland en per jaar gaan er ook zo'n 10000 mensen dood aan longkanker. Het is de vierde meest voorkomende vorm van kanker. Het is wel de meest dodelijkste vorm. De verhouding tussen mannen en vrouwen met longkanker is 1.55:1.00. 1 op de 15 mannen krijgt longkanker voor het 75 jaar. Bij vrouwen is dit 1 op de 25.
Het grootste risico voor het krijgen van longkanker is roken. Zo'n 85-90% van de patiënten met longkanker hebben gerookt, of roken. Het risico op longkanker neemt ook al toe door passief roken met 19%. Er gaan in Nederland zo'n 200 mensen dood ten gevolge van passief roken. Inmiddels is het meeroken veel minder.
Roken is dus een risicofactor voor het krijgen van longkanker. Dit wil niet zeggen dat als je nooit gerookt heb, je geen longkanker kan krijgen. Roken verhoogt de kans op longkanker, keelkanker, blaaskanker, hart-en vaatziekten en COPD.
Als je het hebt over preventie, dan heb je het over het vermijden van risicofactoren. Omgevingsfactoren spelen namelijk een grote rol in het ontwikkelen van longkanker. Gedacht wordt dat genetica hierbij ook een rol speelt. Dit is echter nog niet aangetoond. Screening wordt op dit moment nog niet toegepast. Er zou bij screening gebruik kunnen worden gemaakt van een CT-thorax. Een X-thorax en sputum cytologie zijn hiervoor niet geschikt.
Er zijn twee belangrijke soorten longkanker
NSCLC: non small cell lung carcinoma. Het niet-kleincellig longcarcinoom
SCLC: small cell lung carcinoma.
Het is belangrijk om te weten met welke van de twee je te maken hebt voor de behandeling en de prognose.
Als je kijkt naar het niet-kleincellig longcarcinoom onderscheiden we het adenocarcinoom, het plaveiselcelcarcinoom en het grootcellig ongedifferentieerd carcinoom. Ook hier is het onderscheid belangrijk voor de soort therapie, met name binnen de chemotherapie.
In zo'n 20% van de gevallen gaat het om een kleincellig longcarcinoom. De rest is niet-kleincellig.
Symptomen van longkanker zijn over het algemeen zeer aspecifiek. Er kunnen klachten zijn van hoesten, kortademigheid, hemoptoë, thoracale pijn, pneumonie, gewichtsverlies, algehele malaise, koorts en gegeneraliseerde zwakte. De longtumor zelf kan geen pijn veroorzaken, want in het longweefsel zelf zitten geen.....read more
Drie oefentoetsen, gebaseerd op 2007, 2008 & 2009. Let op: alleen de oefentoets van 2009 heeft antwoorden.
Algemene oncologie
1. Een voorbeeld van een tumor die overwegend hematogeen metastaseert is het:
a. mammacarcinoom
b. ovariumcarcinoom
c. niercelcarcinoom
2. Longmetastasen van een schildkliercarcinoom zijn een voorbeeld van metastasering via de:
a. vena pulmonalis
b. vena cava
c. vena porta
3. Het ontstaan van een urotheelcelcarcinoom van de blaas, is geassocieerd met
a. roken
b. Schistosoma infectie
c. asbest contact
4. Welke van de volgende micro-organismen kan gezien worden als een biologische verwekker van kanker?
a. Epstein-Barr-virus
b. Cytomegalie virus
c. Hepatitis A virus
5. Tot de meest frequente vormen van kanker bij kinderen horen:
a. melanomen
b. hersentumoren
c. longtumoren
6. Bij het typische incidentie-patroon van een West-Europees land , hoort een relatief lage incidentie van:
a. coloncarcinoom
b. cervixcarcinoom
c. longcarcinoom
Mamma
7. Alvorens tot een operatieve behandeling over te gaan, wordt bij de verdenking op mammacarcinoom eerst de zgn. “triple diagnostiek” verricht. Dit houdt in:
a. lichamelijk onderzoek, mammografie en echografie
b. mammografie, echografie en weefseldiagnostiek (cytologie en/of histologie)
c. lichamelijk onderzoek, mammografie/echografie en weefseldiagnostiek
8. Welke zenuwen komt u allemaal tegen in de oksel bij een okselklierdissectie? Geef het beste antwoord.
a. nn intercostobrachialis en n thoracicus longus
b. n axillaris, n brachialis en n thoracodorsalis
c. nn intercostobrachialis, n thoracicus longus en n thoracodorsalis
9. Bij een multifocaal mammacarcinoom, zonder doorgroei of infiltratie van de huid is
a. een gemodificeerde radicale mastectomie geïndiceerd
b. ablatio van de mamma in combinatie met een schildwachtklier procedure een goede behandeling
c. een mammasparende behandeling mogelijk
10. Er bestaan verschillende soorten mammacarcinomen. Welke komt verreweg het meeste voor?
a. invasief lobulair mammacarcinoom
b. slijmvormend adenocarcinoom
c. invasief ductaal carcinoom
11. Patiënte ondergaat een ablatio mammae wegens DCIS graad III. Dit is radicaal verwijderd. Welke nabehandeling zal nu volgen?
a. radiotherapie
b. hormoontherapie
c. geen
12. Patiënt ondergaat een segment excisie van de mamma wegens DCIS graad I. Dit is niet radicaal verwijderd. Welke nabehandeling zal nu volgen?
a. radiotherapie
b. re-excisie
c. hormoontherapie
Longziekten
13. Mediastinoscopie is belangrijk voor:
a. het vaststellen van de aard van de tumor (kleincellig of niet-kleincellig)
b. stadiering van een longcarcinoom
c. diagnostiek van perifeer gelegen longtumoren
14. Een patiënt met een longcarcinoom heeft een verhoogd alkalische fosfatase en hypercalciemie. In dit geval is het verstandig het standaard disseminatie onderzoek uit te breiden met:
a. een echografie of CT-scan van de bovenbuik
b. een CT-scan van de hersenen
c. een botscintigrafie
15. Een kleincellig longcarcinoom wordt in principe behandeld met:
a. chemotherapie
Bulletpoint samenvatting voor het vak GZC II met alle belangrijke begrippen met toelichting. Gebaseerd op 2014-2015.
Bulletpoint samenvatting
Algemeen | |
| nieuwvorming |
| abnormale massa waarvan groei die van normale weefsels overstijgt, ongecoördineerd is en doorgaat nadat de stimulus is gestaakt |
| een afwijking, die histologisch de normale componenten toont van het orgaan waarin de afwijking gelokaliseerd is, maar in een abnormale rangschikking en graad van differentiatie bron: Ned Tijdschr Geneeskd. 1990;134:481-3 naar Albrechts, die de term hamartoom voor het eerst omschreef |
| normaal weefsel op de verkeerde locatie |
| toegenomen variatie in kern (vorm, grootte, etc..) |
| kernen zijn donkerder door toegenomen hoeveelheid DNA |
| verhouding van kerngrootte ten opzichte van de hoeveelheid cytoplasma |
| oriëntatie van de kernen in het cytoplasma |
| reversibele verandering van een celtype wordt verwisseld voor een ander als reactie op een prikkel; verandert terug als je de prikkel “weghaalt”; wanneer metaplasie sneller plaatsvindt of zonder prikkel kan dit een predispositie voor maligniteit zijn |
| toename van het aantal cellen |
| metaplasie met polymorfie, toegenomen aantal nucleoli, meer mitose, verlies van eigenschappen, verlies van architectuur |
| in hoeverre zie je nog het originele weefsel: goed, matig (tumor zichtbaar, maar je ziet van welk weefsel), slecht (te veel tumor om te zien van welk weefsel het afkomstig is), anaplasie/ongedifferentieerd |
| benigne is niet invasief, niet destructief, metastaseert niet; krijgt uitgang –oom; benigne tumoren kunnen wel klinisch relevant zijn als ze andere weefsels verdrukken (kan het geval zijn bij een meningioom) |
| tumor van slijmvliezen |
| vleesboom |
| invasief, destructief, lymfogene en/of hematogene metastasering; krijgen de naam –sarcoom of –carcinoom; uitzonderingen: lymfoom, mesothelioom en melanoom (zijn maligne!) |
| als tumorcellen in het “doelwitorgaan” een nieuwe tumor hebben gevormd spreekt men van metastase, route die wordt gevolgd: |
Bevat leeropdrachten bij Gezonde & Zieke Cellen 2 (GZC 2), gebaseerd op 2015-2016
Aanvankelijk is er sprake van een carcinoma in situ, die kan overgaan in een maligne vorm. Wanneer dit gebeurt, is niet bekend. Borstkanker heeft veelal een lage groeifractie (cellen in celcyclus) met een verdubbelingstijd van gemiddeld ruim 200 dagen. Tumoren van 1-2 cm noemen we klinisch vroeg ontdekte carcinomen, hoewel de tumor biologisch dan al ten minste twee derde van zijn totale groei heeft ondergaan en er derhalve eerder van een late ontdekking sprake is. Lokale infiltrerende groei is het gevolg van de vermeerdering van tumorcellen in het borstklierweefsel, waarin neoplastische groei is ontstaan. De meeste tumoren worden gevonden in het laterale bovenkwadrant, waar zich het meeste mammaweefsel bevindt. Bij microscopisch onderzoek worden echter meer, veelal niet-infiltrerende, onafhankelijke carcinomen gevonden. Infiltrerende ingroei vindt plaats langs de klierbuisjes, de bindweefselstrengen en het weinig weerstand biedende vetweefsel in de borst. Tumorcellen kunnen lymfevaten en bloedvaten op dezelfde wijze als witte bloed lichaampjes penetreren. Op deze wijze kan al voor de tumor ontdekt is metastasering plaatsvinden (Van der Velde, 7e druk, 2005).
Steeds meer gegevens tonen aan dat behandeling in een vroege fase en het bereiken van een plaatselijke genezing van invloed zijn op de uiteindelijke genezingskans.
Chirurgie.
Er zijn twee mogelijkheden: de mammasparende operatie en de gemodificeerde radicale mastectomie. Welke het wordt, hangt af van tumorgrootte, calcificaties, het te verwachten cosmetische resultaat en de wens van de patiënt. Multicentriciteit en macroscopische irradicaliteit zijn contra-indicaties voor MST (mamma-sparende therapie). De radicale mastectomie bestaat uit een ablatio mammae inclusief een okselklierdissectie. Bij het okselkliertoilet worden de n. thoracodorsalis en de n. thoracicus longus zo mogelijk gespaard. De schildwachtklierprocedure is een geaccepteerd alternatief voor de okseldissectie. De beste resultaten worden bereikt met een combinatie van preoperatieve lymfoscintigrafie met radiocolloïd en preoperatieve injectie met patentblauw. Contra-indicaties zijn multipele tumorhaarden, tumor groter dan T2 en klinisch verdachte okselklieren. Bij een positieve schildwachtklier.....read more
Bevat aantekeningen bij de colleges, werkgroepen etc. gebaseerd op het studiejaar 2014-2015
Er zijn twee soorten gecontroleerde groei van cellen: normale groei (bijvoorbeeld herstel na weefselschade of turnover van maagslijmvlies) en adaptatie. Wanneer groei ongecontroleerd is, is er sprake van autonome groei ofwel tumorgroei: cellen delen onafhankelijk van signalen uit hun milieu.
Groeistoornissen
Groeistoornissen kunnen worden onderverdeel in gecontroleerde groeistoornissen en ongecontroleerde groeistoornissen. De gecontroleerde groeistoornissen worden weer verder onderverdeeld in:
Kwantitatieve groeistoornissen.
Hypertrofie: cellen worden groter. Dit kan een pathologisch of fysiologisch proces zijn. Pathologisch: het groeien van het hart bij hypertensie of klepafwijkingen. Fysiologisch: het groeien van de uterus bij zwangerschap en het groeien van de spieren bij bodybuilders.
Hyperplasie: cellen vermeerderen zich. Dit kan een pathologisch of fysiologisch proces zijn. Pathologisch: prostaatgroei bij oudere mannen. Fysiologisch: lacterende mammaklieren. Er kan ook een combinatie voorkomen van hyperplasie en hypertrofie.
Atrofie: grootte en aantal cellen neemt af. Dit kan optreden als een orgaan niet meer van bloed wordt voorzien, niet meer wordt geïnnerveerd, geen hormonale beïnvloeding meer krijgt of niet meer beweegt.
Hypoplasie: er zijn weinig cellen. Een orgaan is dan niet volledig tot ontwikkeling is gekomen en kleiner van omvang.
Aplasie: er zijn geen cellen. Het orgaan is wel aangelegd, maar niet tot ontwikkeling gekomen.
Agenese: het orgaan is niet aangelegd.
Waag jij binnenkort de sprong naar het buitenland? Verzeker jezelf van een goede ervaring met de JoHo Special ISIS verzekering
There are several ways to navigate the large amount of summaries, study notes en practice exams on JoHo WorldSupporter.
Do you want to share your summaries with JoHo WorldSupporter and its visitors?
Field of study
Add new contribution