cell bio #3

Dit zijn de termen voor celbio deel 3

Lytische cyclus

De vermenigvuldigingscyclus waarbij een virus zijn erfelijk materiaal in een gastheercel brengt, de cel dwingt om honderden tot duizenden nieuwe virussen te produceren, en daarna de cel laat doodgaan door lysis van het plasmamembraan of de celwand. De vrijgekomen virussen kunnen vervolgens nieuwe cellen infecteren.

Lysogene cyclus

Alternatieve levensstrategie van sommige virussen waarbij het virale DNA wordt ingebouwd in het chromosoom van de gastheercel als een provirus. De gastheercel blijft leven en deelt zich normaal, waarbij het provirus mee wordt gekopieerd. Na duizenden delingen (of bij UV-straling) kan het virus opnieuw vrijkomen en een lytische cyclus starten.

Provirus

Het virale DNA dat ingebouwd is in het chromosoom van een eukaryote gastheercel tijdens de lysogene cyclus. Het provirus wordt bij elke celdeling mee gekopieerd en kan na lange tijd opnieuw actief worden en een lytische cyclus starten.

Profaag

Het virale DNA dat ingebouwd is in het chromosoom van een bacterie tijdens de lysogene cyclus — het bacteriële equivalent van een provirus. De bacterie die dit draagt heet een lysogene bacterie en deelt zich normaal met het profaag erin.

Retrovirussen

Klasse van RNA-virussen (zoals HIV) die het enzym reverse transcriptase gebruiken om hun RNA-erfelijk materiaal om te zetten in DNA, dat vervolgens als provirus wordt ingebouwd in het gastheerchromosoom. Voorbeelden: HIV en verschillende kankerverwekkende virussen.

Reverse transcriptase

Enzym van retrovirussen dat RNA omzet in een complementaire DNA-kopie (cDNA). Dit is het omgekeerde van de normale transcriptie (DNA→RNA) en is essentieel voor de integratie van retrovirussen in het gastheergenoom.

Omgekeerde transcriptie

Het proces waarbij RNA wordt omgeschreven naar DNA door het enzym reverse transcriptase. Dit proces werd vroeger uitzonderlijk geacht maar blijkt bij retrovirussen en op andere plaatsen in de natuur voor te komen. Het resulterende DNA kan in het gastheerchromosoom worden ingebouwd.

Interfase

De periode tussen twee opeenvolgende celdelingen, waarin de cel groeit, zijn DNA kopieert en zich voorbereidt op deling. Bestaat uit drie subfasen: G1 (groei en voorbereiding), S (DNA-synthese/replicatie) en G2 (verdere groei en controle). De cel spendeert het grootste deel van zijn leven in de interfase.

Kerndeling (mitose)

Het proces waarbij de kern van een eukaryote cel zijn gedupliceerde chromosomen gelijkmatig verdeelt over twee dochterkern, zodat elke dochtercel een identieke set chromosomen krijgt. Verloopt via de stadia profase, metafase, anafase en telofase.

Cytokinese

De deling van het cytoplasma na de kerndeling, waarbij twee aparte dochtercellen ontstaan. Bij dierlijke cellen via een contractiele ring van actine en myosine die insnoert; bij plantaardige cellen via de vorming van een celplaat (fragmoplast + Golgi-vesikels) in het midden van de cel.

S-fase

De synthesefase van de celcyclus (onderdeel van interfase) waarin het hele DNA van de cel wordt gedupliceerd. Elke dochtercel krijgt zo een volledige kopie van het genoom. Fouten in DNA-replicatie die niet worden hersteld, kunnen leiden tot mutaties.

M-fase

De mitosefase van de celcyclus, waarin de gedupliceerde chromosomen worden verdeeld over twee dochtercellen. Omvat kerndeling (mitose) en cytokinese. De M-fase wordt voorafgegaan door G2 en is het meest zichtbare stadium van de celdeling.

G1/S controlepunt

Controlepunt aan het einde van de G1-fase waarbij de cel controleert of ze groot genoeg is, voldoende voedingsstoffen heeft en of het DNA intact is, voor ze DNA-replicatie start. Groeifactoren (zoals PDGF) en G1-cyclines spelen hierbij een sleutelrol. p53 kan dit controlepunt vertragen bij DNA-schade.

G2/M controlepunt

Controlepunt aan het einde van de G2-fase waarbij de cel controleert of de DNA-replicatie volledig en correct is afgerond voor de cel mitose ingaat. Wordt geregeld door MPF (cycline B + Cdk1). Bij DNA-schade wordt dit controlepunt geblokkeerd om mutaties te voorkomen.

Spindle checkpoint

Controlepunt tijdens de metafase waarbij de cel controleert of alle chromosomen correct zijn vastgehecht aan de spoelfiguur via hun kinetochoren. Zolang er chromosomen zijn die niet correct verbonden zijn, wordt de overgang naar anafase uitgesteld om foutieve chromosoomverdeling te vermijden.

Anafase stimulerend complex (APC)

Eiwitcomplex dat de overgang van metafase naar anafase bewerkstelligt door cohesines (die zusterchromatiden bij elkaar houden) af te breken en cyclines te degraderen. Het APC zorgt voor de onomkeerbaarheid van de overgang naar anafase.

MPF / Maturation promoting factor

Eiwitcomplex bestaande uit Cdk1 (Cdc2) en cycline B dat de overgang van G2 naar mitose aanstuurt. MPF fosforyleert talrijke eiwitten die nodig zijn voor chromosoomcondensatie, spoelfiguuropbouw en kernmembraanafbraak. De concentratie piekt tijdens de mitose.

Cyclines

Regulatorische eiwitten waarvan de concentratie ritmisch stijgt en daalt tijdens de celcyclus. Ze hebben zelf geen enzymatische activiteit maar activeren Cdk-kinasen door eraan te binden. De vier belangrijkste zijn cycline D (G1), cycline E (S-fase), cycline A (S en mitose) en cycline B (mitose).

Cdc2 (Cdk1)

Het eerste geïdentificeerde cycline-afhankelijke kinase, oorspronkelijk gevonden in gist (S. pombe). Vormt samen met cycline B het MPF-complex en stuurt de overgang naar mitose aan. Kan op twee plaatsen gefosforyleerd worden: activerende fosforylatie of inhiberende fosforylatie (door Wee1).

Cycline-afhankelijk kinase (Cdk)

Klasse van kinasen (enzymen die fosfaatgroepen overdragen op andere eiwitten) die enkel actief zijn wanneer ze gebonden zijn aan een specifiek cycline. Ze vormen de drijvende kracht van de celcyclus. Cdk4 werkt in G1, Cdk2 in S-fase en Cdk1 tijdens mitose.

Fosfatasen

Enzymen die fosfaatgroepen verwijderen van eiwitten (defosforylatie), het omgekeerde van kinasen. Bij de celcyclus speelt het fosfatase Cdc25 een cruciale rol: het verwijdert de inhiberende fosforylatie op Cdc2, waardoor MPF volledig geactiveerd wordt en de cel mitose kan ingaan.

p53

Tumorsuppressorproteïne dat de integriteit van het DNA bewaakt. Bij DNA-schade vertraagt p53 de G1-fase en activeert het reparatie-enzymen. Bij onherstelbare schade zet p53 apoptose in gang. In veel kankercellen is p53 gemuteerd of afwezig, waardoor cellen zich ongecontroleerd kunnen blijven delen.

Apoptose

Geprogrammeerde, genetisch bepaalde celdood waarbij de cel gecontroleerd verschrompelt, het DNA in fragmenten van 200 bp wordt geknipt (DNA-ladder), en de celresten worden opgenomen door omliggende cellen. Verschilt van necrose (ongeprogrammeerde celdood met ontsteking). Essentieel voor embryonale ontwikkeling en weefselonderhoud.

Tumor-suppressor gen

Gen dat celgroei en -deling remt en zo tumoren voorkomt. Het bekendste voorbeeld is p53. Als dit gen gemuteerd of afwezig is, kan de cel ongecontroleerd blijven delen. Tumorsuppressorgenen zijn recessief: beide kopieën moeten defect zijn voor er verlies van remming optreedt.

Oncogenen

Gemuteerde versies van normale genen (proto-oncogenen) die coderen voor groeifactoren, receptoren of signaaltransductie-eiwitten. Door mutatie blijven ze permanent actief, waardoor de cel zich voortdurend deelt ongeacht externe signalen. Dit kan leiden tot kanker.

Profase

Eerste stadium van de mitose. Het chromatine condenseert tot zichtbare chromosomen (elk bestaande uit twee zusterchromatiden). De nucleolus verdwijnt, het cytoskelet depolymeriseert en de mitotische spoelfiguur begint te vormen vanuit twee tegenovergestelde centra. Aan het einde van de profase desintegreert de kernmembraan.

Mitotische spoelfiguur

Structuur opgebouwd uit microtubuli die tijdens de mitose de chromosomen naar de polen van de cel trekt. Bestaat uit kinetochoormicrotubuli (trekdraden naar chromosomen) en interpolaire microtubuli. Wordt opgebouwd vanuit twee tegenovergestelde centra (centriolen bij dieren, poolkapjes bij planten).

Centriolenpaar

Paar van centriolen (cilindervormige structuren uit microtubuli) dat bij dierlijke cellen aanwezig is in elk spoelcentrum. Rondom het centriolenpaar vormt zich een aster van microtubuli. Plantaardige cellen hebben geen centriolen maar vormen poolkapjes uit amorf materiaal.

Aster

Stervormige straling van microtubuli die bij dierlijke cellen rond elk centriolenpaar verschijnt aan het begin van de mitose. De aster helpt de spoelfiguur te verankeren aan de celcortex en de twee Polen te positioneren.

Poolkapjes

Amorfe materiaalcentra in plantaardige cellen die de twee Polen van de mitotische spoelfiguur organiseren. Plantaardige cellen hebben geen centriolen of asters, maar vormen de spoelfiguur toch correct dankzij deze poolkapjes.

Kinetochoor

Gespecialiseerde eiwitstructuur die gevormd wordt op het centromeer van elk chromosoom (aan beide zijden). Hieraan hechten de kinetochoormicrotubuli van de spoelfiguur zich vast. De kinetochoor is verantwoordelijk voor de beweging van chromosomen naar de Polen en bevat ook componenten van het spindle checkpoint.

Kinetochoormicrotubuli

Microtubuli van de mitotische spoelfiguur die zich vasthechten aan de kinetochoren van de chromosomen. Tijdens de anafase worden ze korter, waardoor de chromosomen actief naar de Polen worden getrokken. Ze worden ook trekdraden genoemd.

Metafase

Stadium van de mitose waarbij alle chromosomen zich opstellen in het middenvlak van de cel, de metafaseplaat. De kinetochoormicrotubuli van beide Polen zijn correct vastgehecht aan de kinetochoren van elk chromosoom. Dit stadium wordt gecontroleerd door het spindle checkpoint.

Anafase

Kortste stadium van de mitose. De kinetochoormicrotubuli worden korter, waardoor de zusterchromatiden worden losgemaakt en snel naar de tegenovergestelde Polen bewegen. Tegelijk verlengen de interpolaire microtubuli, waardoor de Polen verder uiteenbewegen en de scheiding versnelt.

Telofase

Laatste stadium van de mitose. De chromosomen zijn bij de Polen aangekomen, de kinetochoormicrotubuli verdwijnen, de chromosomen decondenseren, een nieuwe kernmembraan vormt zich rond elke chromosomengroep en de nucleolus verschijnt opnieuw. Gevolgd door cytokinese.

Contractiele ring

Ring van actine- en myosinefilamenten die bij dierlijke cellen net onder de plasmamembraan in het midden van de cel gevormd wordt tijdens de cytokinese. Door samentrekking snoert de ring de cel in tweeën. Het proces is onomkeerbaar zodra de ring volledig is samengetrokken.

Middenlichaampje

Donkere band van gestapelde microtubuli in het laatste brugje tussen twee dierlijke dochtercellen aan het einde van de cytokinese. Bevat de resterende microtubuli van de spoelfiguur en speelt mogelijk een rol bij de uiteindelijke afsnoering van de twee dochtercellen.

Fragmoplast

Ring van microtubuli die bij plantaardige cellen gevormd wordt uit de resten van de spoelfiguur na kerndeling. Via de microtubuli van de fragmoplast worden Golgi-vesikels naar het equatoriale vlak geleid, waar ze fuseren en de celplaat vormen.

Celplaat

Membraanomsloten, discusvormige structuur die in het midden van een plantaardige cel gevormd wordt door fusie van Golgi-vesikels tijdens cytokinese. Breidt zich uit naar de randen van de cel en vormt de middenlamel van de nieuwe celwand. Bestaat voornamelijk uit pectines.

Middenlamel

Eerste laag van de nieuwe celwand bij plantaardige cellen, gevormd uit de celplaat. Bestaat voornamelijk uit pectines en lijmt de twee dochtercellen aan elkaar. Aan weerszijden van de middenlamel wordt daarna cellulose afgezet om de primaire celwand te vormen.

Primaire celwand

Eerste celwand die rondom een jonge plantaardige cel wordt aangelegd, bestaande uit cellulose aan weerszijden van de middenlamel. Flexibel genoeg om celgroei toe te laten. Sommige cellen leggen later een dikkere secundaire celwand aan. Kan plasmodesmata bevatten voor communicatie tussen cellen.

Antikliene deling

Plantaardige celdeling waarbij de as van de spoelfiguur evenwijdig loopt aan de lengteas van de plant. De nieuwe celwand staat dus loodrecht op de lengteas. Dit type deling zorgt voor lengtegroei van de plant.

Perikliene deling

Plantaardige celdeling waarbij de as van de spoelfiguur loodrecht staat op de lengteas van de plant. De nieuwe celwand loopt evenwijdig aan de lengteas. Dit type deling zorgt voor diktegroei (toename van de diameter) van de plant

Preprofase-band

Ringvormige band van microtubuli die kort voor de profase bij plantaardige cellen verschijnt juist onder het celoppervlak. Verdwijnt voor de mitose begint, maar markeert de plek waar de celplaat later de oude celwand zal raken. Bepaalt zo het delingsvlak (antiklien of periklien).

Meiose I

Eerste delingsronde van de meiose, waarbij homologe chromosomen van elkaar worden gescheiden. Na synapsis en crossing-over in profase I worden de homologe paren (bivalenten) op de metafaseplaat gelegd en daarna naar tegenovergestelde Polen getrokken. Het resultaat zijn twee haploïde cellen, elk met chromosomen die nog uit twee chromatiden bestaan.

Meiose II

Tweede delingsronde van de meiose, gelijkaardig aan een mitose maar zonder voorafgaande DNA-replicatie. De zusterchromatiden worden van elkaar gescheiden, resulterend in vier haploïde dochtercellen elk met één enkele kopie van elk chromosoom en een unieke genetische samenstelling door crossing-over.

Chromosomenparing / synapsis

Het nauwkeurig naast elkaar liggen van homologe chromosomen tijdens profase I van de meiose. De twee homologen worden langs hun volledige lengte bij elkaar gehouden door het synaptonemaal complex. Dit is de voorwaarde voor crossing-over.

Recombinatie

Het uitwisselen van stukken DNA tussen homologe chromosomen tijdens de meiose. Dit gebeurt via crossing-over op specifieke plaatsen en zorgt voor nieuwe combinaties van allelen, waardoor de genetische diversiteit van nakomelingen toeneemt.

Crossing-over

Fysieke uitwisseling van chromatidestukken tussen twee niet-zusterchromatiden van homologe chromosomen tijdens profase I. Gebeurt specifiek tussen homologen en niet tussen zusterchromatiden. Per chromosoomarm zijn er gewoonlijk slechts een paar crossing-overs. Leidt tot genetische recombinatie.

Chiasmata

De X-vormige structuren die zichtbaar worden na crossing-over, daar waar de homologe chromatiden nog aan elkaar vastzitten door hun uitgewisselde stukken. Tijdens profase I migreren de chiasmata naar de uiteinden van de chromatiden (terminalisatie) en houden de homologen bijeen tot anafase I.

Profase I

Langste fase van de meiose. De homologe chromosomen paren (synapsis), er treedt crossing-over op, de kernmembraan breekt af, de spoelfiguur begint te vormen en de chiasmata migreren naar de chromosoomeinden. Verschilt fundamenteel van de profase bij mitose door de paring van homologen.

Metafase I

De homologe paren (bivalenten), samengehouden door terminale chiasmata, plaatsen zich op de metafaseplaat. De kinetochoren van de twee zusterchromatiden gedragen zich als één geheel en worden verbonden aan microtubuli van één pool. De oriëntatie van elk paar is willekeurig (2ⁿ mogelijkheden).

Anafase I

De spoeldraden worden korter en trekken de homologe chromosomen naar tegenovergestelde Polen. De twee zusterchromatiden blijven nog verbonden via hun centromeer. Aan het einde heeft elke pool een haploïde set chromosomen, maar elk chromosoom bestaat nog uit twee chromatiden.

Telofase I

De chromosomen bevinden zich bij de Polen, een kernmembraan kan opnieuw gevormd worden. Elk chromosoom bestaat nog uit twee chromatiden (niet identiek door crossing-over). Gevolgd door celdeling en een korte interfase zonder DNA-replicatie voor de start van meiose II.

Zusterchromatiden niet identiek (na meiose I)

Na crossing-over in profase I zijn de twee chromatiden van elk chromosoom niet meer identiek: ze hebben stukken uitgewisseld met de homologe chromosomen. Dit onderscheidt meiose van mitose, waar zusterchromatiden wél identiek zijn aan elkaar.

Profase II

Begin van meiose II: de kernmembraan desintegreert opnieuw en een nieuwe spoelfiguur wordt gevormd. Er is geen DNA-replicatie voorafgegaan. De chromosomen condenseren opnieuw en de cel bereidt zich voor op de scheiding van de zusterchromatiden.

Metafase II

De chromosomen stellen zich op in de metafaseplaat. De spoeldraden binden aan de kinetochoren van elke zusterchromatide afzonderlijk (één kinetochoor per pool), waardoor de chromosomen correct gepositioneerd worden voor scheiding.

Anafase II

Het eiwitcomplex aan de centromeren breekt en de spoeldraden trekken de zusterchromatiden naar tegenovergestelde Polen. Elke pool ontvangt één enkelvoudige kopie van elk chromosoom.

Telofase II

Rond elk van de vier sets dochterchromosomen wordt een kernmembraan gevormd. Na cytokinese ontstaan vier haploïde dochtercellen, elk met een unieke genetische samenstelling door crossing-over en willekeurige oriëntatie van chromosomen in metafase I.

Callus

Grote massa ongedifferentieerde plantencellen die ontstaat wanneer plantenweefsel op een agar-medium met voedingsstoffen en plantenhormonen wordt gekweekt. Calluscellen kunnen ook in suspensiecultuur worden gehouden. Door de hormonenbalans aan te passen kan een callus gedifferentieerde structuren (stengels, wortels) vormen.

Suspensiecultuur

Kweektechniek waarbij losse cellen of kleine celklompjes groeien in vloeibaar voedingsmedium. Bij planten worden calluscellen vaak zo gekweekt; ze kunnen uiteindelijk embryo's vormen die uitgroeien tot volledige planten. Voordeel: homogene celpopulatie voor biochemisch onderzoek.

Steriele condities

Werkomstandigheden waarbij alle micro-organismen (bacteriën, schimmels) zijn uitgeschakeld om besmetting van celculturen te voorkomen. Materiaal wordt gesteriliseerd via autoclaaf (121°C, 20 min onder druk), filtratie of UV-bestraling. Essentieel bij in vitro celkweek.

Laminaire-flowkast / entkast

Gesloten werkbank waarin een continue stroom steriele, gefilterde lucht van achter naar voor (of van boven naar onder) wordt geblazen. Hierdoor kan men onder steriele omstandigheden cultuurmedium inoculeren met cellen zonder risico op besmetting van buitenaf.

Continue cultuur / chemostaat

Kweeksysteem waarbij voortdurend vers steriel medium wordt toegevoerd en tegelijkertijd een gelijk volume oud medium met cellen wordt afgevoerd. Hierdoor blijven de groeiomstandigheden (voedingsstoffen, celconcentratie, pH) constant. Geeft een continue aanvoer van verse cellen in een stabiele toestand.

Celdensiteit

Het aantal cellen per volume-eenheid (bijv. cellen/ml) in een cultuur. Wordt bepaald door rechtstreeks tellen in een hemocytometer (telkamer onder microscoop) of met een Coulter Counter die elektrische stroomveranderingen meet wanneer cellen door een kleine opening stromen.

Telkamer / hemocytometer

Geijkte glazen kamer met geëtste microscopische vierkanten van bekende afmetingen en bekende diepte. Een druppel celsuspensie wordt erin gebracht en de cellen in een bepaald aantal vierkanten worden geteld onder de microscoop. Zo kan de celdensiteit (cellen/ml) worden berekend.

Necrose

Ongeprogrammeerde celdood als gevolg van beschadiging (vergiftiging, verwonding, infectie). De cel zwelt op, het plasmamembraan scheurt en de celinhoud komt vrij in de omgeving, wat een ontstekingsreactie uitlokt. Verschilt fundamenteel van apoptose, waarbij de celinhoud netjes ingepakt wordt.

Apoptosoom

Groot eiwitcomplex gevormd door cytochroom c (vrijgekomen uit mitochondriën) en Apaf-1 samen met procaspase-9. Het apoptosoom activeert caspase-9, dat op zijn beurt andere caspases activeert. Zo start de proteïne-afbraakcascade die leidt tot de geordende ontmanteling van de cel.

Procaspases

Inactieve voorlopers van caspases, de proteïnasen die apoptose uitvoeren. Procaspases worden geactiveerd door afsplitsing van een stuk van het eiwit. Actieve caspases breken vervolgens eiwitten van het cytoskelet en de kern af en activeren het apoptose-specifieke DNAse dat het DNA in fragmenten knipt.

Intrinsieke signaalweg (apoptose)

Apoptosepad dat geactiveerd wordt door intracellulaire signalen zoals DNA-schade (via p53) of zuurstoftekort. Mitochondriën komen hierbij centraal te staan: ze geven cytochroom c vrij dat het apoptosoom activeert en zo caspase-9 in gang zet.

Extrinsieke signaalweg (apoptose)

Apoptosepad dat geactiveerd wordt door externe signalen, met name liganden (zoals TNF, tumor necrose factor) die binden aan celdoodreceptoren op de celmembraan. Deze receptoren activeren procaspase-8, dat op zijn beurt de apoptosecascade start.

Hofstippels

Gespecialiseerde doorgangen in de celwand van xyleemelementen (tracheïden) waarbij de primaire en secundaire celwand een karakteristieke verdikking vormen met een centrale dunnere zone (het membraan). Hofstippels regelen de waterstroming tussen naburige xyleemelementen en kunnen afsluiten bij beschadiging.

Sklerenchymcellen

Plantencellen met zeer dikke, sterk gelignifieerde secundaire celwanden die een steunfunctie vervullen. Het cytoplasma sterft af wanneer de celwand volledig is aangelegd. Voorbeelden zijn vezelcellen (lang en smal) en sklereïden of steencellen (korter, onregelmatig van vorm, zoals in perenvruchtvlees).

Adipocyten

Vetcellen in dierlijk vetweefsel die voor het grootste deel bestaan uit één grote centrale vetdruppel (triacylglycerolen). De kern en een dun laagje cytoplasma bevinden zich aan de rand van de cel. Adipocyten slaan energie op als vet en spelen een rol in thermische isolatie en hormoonproductie (bijv. leptine).

Prionen

Infectieuze eiwitten zonder nucleïnezuur die ziektes veroorzaken door hun abnormale vouding. Het prionproteïne (PrP) neemt in plaats van zijn normale α-helixrijke structuur een β-vouwbladrijke conformatie aan. Dit verkeerd gevouwen eiwit induceert andere normaal gevouwen PrP-eiwitten om ook van conformatie te veranderen, waardoor neurodegeneratieve ziektes ontstaan (bijv. gekke koeienziekte, Creutzfeldt-Jakob).