WC1. Inzoomen op organellen

Algemene informatie

• Welke onderwerpen worden behandeld in het hoorcollege?
  • In dit college worden de organellen aanwezig in een cel besproken
• Welke onderwerpen worden besproken die niet worden behandeld in de literatuur?
  • Alle onderwerpen in dit college worden ook behandeld in de literatuur
• Welke recente ontwikkelingen in het vakgebied worden besproken?
  • Er zijn geen recente ontwikkelingen besproken
• Welke opmerkingen worden er tijdens het college gedaan door de docent met betrekking tot het tentamen?
  • Er zijn geen opmerkingen met betrekking tot het tentamen gedaan
• Welke vragen worden behandeld die gesteld kunnen worden op het tentamen?
  • Er zijn geen mogelijke vragen behandeld

Weefsels

Organen zijn opgebouwd uit verschillende weefsels:

• Klierepitheel
• Bedekkend epitheel (endotheel)
• Bloed
• Bindweefsel

Weefsels bestaan uit groepen cellen die samen één of meerdere functies vervullen.

Microscopen

Om een kijkje in de cel te nemen kan een Licht Microscoop (LM) of Transmissie Elektronen Microscoop (TEM) gebruikt worden. Met een elektronenmicroscoop kan heel gedetailleerd gekeken worden: er is een groot scheidend vermogen. Bij een licht microscoop vormt het zichtbare licht een beperkende factor.

De kern

De kern bevat DNA verpakt in chromosomen. In het DNA zit erfelijk materiaal. In de kern vinden verschillende processen plaats:

• Transcriptie
• RNA-processing
• DNA-repair

Daarnaast bevat de kern een kernenveloppe met poriën:

• Verdwijnt tijdelijk in de voorbereiding op de mitose
• De enveloppe is continu met het ruw-ER
• Via de kernporiën gaan mRNA en kernspecifieke eiwitten naar buiten of naar binnen
  • De poriën bepalen wat naar binnen en naar buiten kan → onder een bepaald molecuulgewicht is er diffusie, erboven is er selectiviteit

De interfase:

De cytokinese is het proces waarin de cellen uit elkaar gaan. De kern is meestal zichtbaar in de interfase en af en toe in de mitose (dan kleurt de kern intenser door het verschil tussen hetero- en euchromatine). 

In de interfase hebben kernen nucleoli (kernlichaampjes):

• Hierin liggen de korte armen van de chromosomen die genen (DNA) bevatten bij elkaar
• Worden zichtbaar door transcriptie van de genen die coderen voor rRNA
  • Veel rRNA → veel kleurstof
• Worden meer bij veel ribosomen → er vindt veel transcriptie van de rDNA genen plaats
  • Als er veel (grote) nucleoli aanwezig zijn, zijn er veel ribosomen en dus veel rER in de cel
    • Ruw-ER is ER waarbij de ribosomen vastzitten en ze ook loszitten in het cytoplasma
• Zijn alleen in de interfase zichtbaar → transcriptie is na de mitose op gang gekomen → chromatine is niet meer maximaal gecondenseerd

Het verschil tussen de nucleolus en heterochromatine is soms lastig om te zien. Heterochromatine wordt altijd langs de omtrek van de kernenveloppe. Als er alleen nog maar euchromatine is, weet je dat het nucleoli zijn.

Ribosomen:

Een ribosoom is een moleculair complex van eiwitten en rRNA dat de centrale plaats vormt van de eiwitsynthese. Ribosomen zijn functioneel in het cytoplasma en bestaan uit een grote en een kleine subunit. Subunits bestaan elk uit rRNA en meer dan 80 eiwitten:

1. Eiwitten van de ribosomale subunits worden in de kern geïmporteerd
2. rRNA’s en ribosomale eiwitten worden in de nucleolus samengevoegd tot subunits
3. De losse subunits worden geëxporteerd naar het cytosol→ er vindt geen translatie plaats in de kern!

Het cytoplasma

Het cytoplasma bevat veel organellen. Cytosol is de naam voor cytoplasma zonder organellen. In het cytoplasma zijn 2 soorten organellen:

• Membraan-omgeven organellen
  • Plasma (cel)membraan
    • Scheidt de binnenwereld van de buitenwereld
    • Transporteert ionen en voedselmoleculen
    • Heeft een rol bij het doorgeven van informatie uit de buitenwereld van de cel
  • Endoplasmatisch reticulum
    • Zit overal in de cel
    • Ruw-ER
      • Eiwitsynthese
      • Eiwitmodificatie
      • Eiwitvouwing
    • Glad
      • Lipide en steroïd synthese
      • Detoxificatie
  • Golgi-apparaat
    • Er is één Golgi-apparaat per cel
    • Eiwitmodificatie
    • Sortering en concentratie van extracellulaire, plasmamembraan en lysosomale eiwitten
  • Mitochondriën
    • Hebben een dubbelmembraan
    • Citroenzuurcyclus
    • Vetzuuroxidatie
    • Initiërende rol bij apoptose
    • Produceren ATP m.b.v. fosforylering
    • Hebben hun eigen DNA: zijn later in de eukaryote cel terechtgekomen
      • Er zitten 37 genen op het mitochondriaal DNA waarvan 13 coderen voor eiwitten voor oxidatieve fosforylering
      • Er zijn ziektes die worden veroorzaakt door mutaties op het mitochondriaal DNA
    • Hebben hun rRNA, ribosomen en een genetische code
      • De meeste eiwitten zijn echter nucleair gecodeerd
    • Wordt maternaal overgeërfd
  • Vesicles (blaasjes) → meerdere soorten:
    • Transport vesicles
      • Van ER naar cis-Golgi
      • Tussen Golgi stacks
      • Tussen het plasmamembraan en endosomen → endocytose
      • Tussen endosomen en lysosomen → endocytose
      • Tussen endosomen en het plasmamembraan
    • Exocytotische vesicles
      • Gereguleerde secreties van bv. hormonen of spijsverteringsenzymen
      • Constitutieve secreties voor bv. onderhoud van het plasmamembraan
  • Peroxisomen
    • Honderden per cel
    • Oxidatieve detoxificatie (alcohol)
    • Oxidatie van zeer lange vetzuurketens
    • Bij het Zellweger syndroom is er een verstoorde biogenese van de peroxisomen
    • Bij X-linked Adrenoleukodystrophie ontbreekt het transporteiwit voor de import van lange vetzuurketens
  • Endosomen
    • Honderden per cel
    • Sorteerstation voor de door endocytose opgenomen stoffen:
      • Membraaneiwitten die hergebruikt kunnen worden (bv. LDL-receptoren)
      • Aflevering van nuttige stoffen (bv. Cholesterol uit LDL)
      • Af te breken stoffen doorgeven aan het lysosoom
  • Lysosomen
    • Vertering van opgenomen materiaal
    • Zuur intern milieu
    • Zit vol met hydrolytische enzymen
    • Autofagie: verteert versleten organellen
• Niet-membraan-omgeven organellen
  • Cytoskelet
    • Actinefilamenten
      • Dynamisch in vorm
      • Beweeglijkheid van cellen
      • Aanwezig onder het celmembraan → verankering van membraaneiwitten
      • Zitten op plaatsen waar geen organellen zichtbaar zijn
      • Microvilli (speciale celstructuren)
        • Liggen aan het oppervlak
      • Vormen met myosine sarcomeren → spiercontractie is mogelijk
    • Microtubuli
      • Dynamisch in vorm
      • Netwerk voor organeltransport
        • Zorgt ervoor dat het ER overal aanwezig is
      • Worden geassocieerd met motoreiwitten
      • Spoeldraden tijdens de mitose
        • In de interfase is er één centrosoom dat de microtubili organiseert
      • Aanwezig in cilia
    • Intermediaire filamenten
      • Vaste vorm
      • Geven rek- en trekkracht
      • Worden door verschillende typen cellen tot expressie gebracht
        • Van belang in kankerdiagnostiek
  • Glycogeen
    • Insluitsel
  • Proteasoom
  • Ribosomen
    • ER ribosomen
    • Vrije ribosomen: maken eiwitten voor mitochondriën en peroxisomen
      • Deze eiwitten hebben een sequentie nodig om het membraan te kunnen passeren
  • Vetdruppels
    • Insluitsel