Cytoplasma

cytoplasma bevat

• cytosol

  • fluid met opgeloste stofjes + inclusies (niet oplosbaar)

• celorganellen

  • met membraan

  • zonder membraan

• cytoskelet

cytosol vs extracellulair milieu

1/ meer kalium ionen

2/ minder natrium ionen

3/ een hogere concentratie aan opgeloste neg geladen eiwitten

4/ (meestal) een lagere concentratie aan glucose → w onmiddelijk weg-gemetaboliseerd

5/ een hogere concentratie aan aminozuren

6/ een hogere concentratie aan vetten

→ Een bijzonder hoge concentratie aan opgeloste stoffen (200 gram / liter) bevindt zich in de cellen – geeft een ‘gelei-achtige’ substantie
→ Aanwezigheid van inclusies

inclusies in de cel

= accumulatie van moleculen waarin nauwelijks metabole activiteit is waar te nemen

• Vetdruppeltjes (vetcellen)

• Glycogeen granules (lever)

• Pigment ophopingen zoals melanine, lipofuscine en hemosederine (huid)

geen membraan

celorganellen (8)

• met membraan → proteine sorting

  • Endoplasmatisch Reticulum

  • Golgi apperaat

  • Lysosomen

  • Peroxisomen

  • Exosomen

  • Mitochondrieën

• zonder membraan

  • ribosomen

  • proteasomen

ontstaan van membraan-organellen

• door Invaginatie van celmembraan

  • (kern/ER/Golgi/lysosomen en peroxisomen)

  • “endomembrane system”

• door fagocytose

  • (mitochondrion)

  • argumenten : MT hebben eigen DNA & geen vesiculaire communicatie, maken een aantal eigen EW en reproduceren zelf (splitsing = fissie)

het endoplasmatisch reticulum

= ER

in contact met kern

grootsste celorganel

• GER

  • tubulair

• RER

  • +ribosomen

  • sacculair en cisternen

Functie GER (6)

• productie fosfolipiden en cholesterol

• steroidhormonen

• glycogeen

• opslag calcium (sarcoplasmatisch reticulum in spiercel)

• transport

• detoxificatie (bv alcohol, medicijnen)

functie RER (3)

• productie EW

• transport EW via vesikels naar Golgi-apperaat

• EW voor celmembraan

Golgi-complex

• ‘zakjes’ = cisternea

  • Cis-zijde = gericht naar ER

  • Trans-zijde = gericht naar celmembraan

• meerdere mogelijk per cel

functie Golgi-complex

→ chemisch modifieren (afwerken van post-translationele modificaties in RER)

• verpakken van gesynthethiseerde moleculen

• export (vesikels)

• stockeren vr intern gebruik (eg lysosoom)

• stukken membraan aanleveren vr onderhoud

Golgi-eiwitten

• Dienen als eiwit in de cel (eg lysosoom, peroxisoom)

• Dienen als eiwit in de celmembraan (transmembranair EW)

• Dienen als ‘exocytose’ eiwit en komen extracellulair terecht

transport door cisternen golgi-apperaat

• er gwn door reizen

• budding = afknijping van blaasjes

intracellulair vesikel transport

belangrijke eiwitten:

• clathrine → Golgi ←→ plasma membraan

• coating protein (‘jasje rond vesikel)

  • COP-1 → achterwaarse/reverse transport → Golgi → RER

  • COP-2 → RER → Golgi

• naamkaartjes ook actief = Rab-eiwitten

lysosomen

• “bevatten het maagzuur van de cel”

• blaasjes gevuld met verteringsenzymen

• altijd voor afbraak van iets

• typisch voor dierlijke cellen

• Macrofagen/Neutrofielen hebben er heel veel

• Ontstaan uit het Golgi-apparaatje (budding)

functie lysosomen

• afbraak/recyclage van organellen/EW aggregaten – autofagie (autofagosoom) → restjes opeten

• verdediging tg bacteriën/org afval dat is geïnterneerd in de cel – heterofagie (heterofagosoom)
  → Lysosomen versmelten met de fagosomen tot fagolysosomen

• rol bij celdood (necrose vs apoptose). Het klaren van de celresten na apoptose heet efferocytose.

necrose vs apoptose

necrose = ongewilde celdood

apoptose = geprogrammeerde celdood

hydrolase

belangrijkste enzym type bij lysosomen

• 40-tal soorten

Wat gebeurt er bij falende lysosomen?

• Lysosomiale stapelingsziekten

• Afval blijft vaak in de cel = residual bodies (inclusies)

peroxisomen

• dubbele origine

  • Ontstaan uit ER

  • splitsing van bestaande peroxisomen

• rol in lipiden stofwisseling –> afbraak van vetzuren

• afbraak AZ = ontstaat PEROXIDE (toxisch) H2O2

• CATALASE neutraliseert peroxide tot H2O en O2

• veel in levercellen en nieren

• Vaak een centrale ‘densiteit’ (zwarte bol)

exosomen

• exosomen bevinden zich extracellulair

• Kleine blaasjes die worden vrijgesteld uit MVB (multivesiculair lichaampje)

• Dat MVB zit stampvol ILVs (intraluminele vesikeltjes), die zelf ontstaan door ‘inwaartse of reverse budding’

vorming exosomen

• endocystose vormt endosoom

• reverse budding

• exocytose of intercellulair blijven

benoem

functie exosomen

• Transport macromoleculen

• Communicatie (bijv door transfer van miRNA)

• Andere ?

vroeger: vuilzakken van de cel

mitochondrien functie

Leveren de energie voor

• Anabole processen (synthese)

• Katabole processen (afbraak)

Dmv
Cel-ademhaling (O2 afhankelijk)

mitochondrien (6)

• Buitenste membraan (OMM) met porines

  • zeef

• Intermembranaire ruimte (IMS)

• Binnenste membraan met cristae (IMM)

  • ondoorgankelijk voor ionen

  • Cristae mitochondriales met enzymcomplexen

  • Crista juncties → plek waar crista ontstaan uit IMM

• Matrix met vrije ribosomen en mt-DNA

• Erg dynamisch, op plaatsen waar ATP nodig is

• Fusie (samensmelten) – Fissie (splitsen = reproduceren)

eigen DNA mitochondrien (8)

• klein (maar belangrijk) deel van het genoom zit in de mt

• Circulair en met eiwitten gecomplexeerd : nucleoïden

• Van maternale afkomst → enkel moeder

• vele EW in het mitonchondrion komen van nucleair DNA (waar mitochondriale genen geincorporeerd werden)

• mtDNA repliceert → meerdere kopijen

• Coderen voor EW, tRNA en rRNA

• mtRNA polymerase schrijft mtDNA in 1x helemaal af

• ER is toezichthouder op de MT activiteit/levensscyclus – via
  MERCs

communicatie tussen membraan organellen

• vesiculair transport

  • Clathrine, Dynaminen, v/t-SNARE en Rab eiwitten

  • Mitchondrieën doen niet mee!!

• membraan contact sites (MCS)

  • Aanmaak/aanvoer membraanlipiden

  • Calcium transport → ATP aanmaak

  • Regelen fusie/fissie vd MT

  • Mitofagie (bij beschadigde MT)

mitofagie

‘opeten’ fagocytose van dode mitochondrien

functies membraan contact sites (MCS)

• Aanmaak/aanvoer membraanlipiden

• Calcium transport → ATP aanmaak

• Regelen fusie/fissie vd MT

• Mitofagie (bij beschadigde MT)

membraan contact sites en het ER

• ‘babbelt’ / maakt contact met alle membraan omhulde organellen

• zeer actief int aanmaken van MCS

• contactopp tussen ER en mitochondrien

  • = MAM’s of MERCS

functies MAM’s/MERCS

• essentieel vr aanmaak fosfolipiden

• Ca transport

• betrokken in fusie en fissie processen

• mitofagie

celorganellen zonder membraan

• ribosomen

• proteasomen

ribosomen

R-RNA en EW

• Kleine en grote subunit met elk een EW en een rRNA component

• Assemblage EW-fractie aan rRNA-componenten thv nucleool (aka aanmaak in kern)

• # ~ EW synthese activiteit
  - Levercel, plasmacel etc : erg veel
  - Vetcel : erg weinig

• Vrij of “vast” op het ER

ribosomen vrij of “vast” op het ER

• vrij

  • aangemaakte EW komen vrij in cytoplasma

• vast

  • aangemaakte EW komen vrij in lumen van ER → bestemd vr exocytose

polysomen

meerdere ribosomen die tegelijkertijd op het mRNA binden

3 mechanismen transport eiwitten naar organellen

• cytosol → kern

  • nucleaire porien

• cytosol → mt lysosoom peroxisoom of ER

  • proteine translocatoren (door membraan getrokken)

• ER → andere

  • vesiculair transport

Hoe worden de ribosomen het ER binnengelaten (vaste ribosomen)

• mRNA bindt op ribosoom = EW start

• als in AZ-keten een ER-signaal sequentie zit

• herkent door SRP (signal-receptor-particle)

• EW synthese vertraagt

• SRP zoekt SRP-receptor (membraaneiwit) op ER

• SRP-receptor bind met proteine translocator

• synthese neemt verder plaats

• AZ keten w door translocater lumen van ER binnnen geduwd

• signaalpeptidase knipt AZ door als klaar is

  • EW in lumen ER

  • MAAR soms blijft stuk hangen in membraan

    • = transmembraan eiwit

Benoem

vrije ribosomen hun EW in cytosol, hoe vinden zij de weg?

• naar de kern:

  • nucleaire porien complexen (NPC)

  • signal-frequentie → niet door zonder adreskaartje

• naar organellen:

  • proteine translocatoren → schuiven proteine binnen (soms unfolding)

proteasomen

• Ubiquitin (marker)= herkent fouten in de cel en binden eraan → signaal nr proteasomen “breek maar af”

• vb fouten:

  • Misgevouwen

  • Gedenatureerd

  • Geoxideerd

• “hakselmachines van de cel”

• 4 ringen

proteasomen functies

• hakselmachines

• Rol in kwaliteitcontrole

• Rol in immuniteit

groepen filamenten cytoskelet (klein → groot)

• Microfilamenten

  • actine

• Intermediaire filamenten

  • vimentine

  • desmine

  • cytokeratine

• Microtubuli

  • Tubuline

  • **Kinesine

  • **Dyneine

microfilament (functies) 6

actine

• Celcortex (A)

• Spankabels doorheen de cel (B)

• Microvilli structuur (axiale schachten)

• Beweeglijkheid van cel (vorming van pseudo-pootjes / pseudo-podiën) (C)

• Spiercelcontracties

• Celdeling (D)

Wat is het groene?

actine

pg 87-91!!!

intermediare filamenten

In cytoplasma

• Keratine → alle epitheel cellen (huid!) & thv desmosomen

• Desmine → Z-schijven

• Vimentine → intermediair fil. in spier/bindweefselcellen

• Neurofilamenten → axonen van de zenuwcellen

In celkern

• Lamine → lamina nuclearis (geeft vorm aan celkern)

progeria

defect in nucleaire lamine

→ voorttijdige veroudering door gebrekkige celdeling

microtubuli (teken indeling)

13 protofilamenten

functies microtubuli (5)

1. Positie organellen

2. Transport organellen

3. Bouw cilia/flagel (axonemen / basal body)

4. Bouw mitotische spoel

5. Ze zijn zelf een bouwsteen van de centriolen in het
   centrosoom van waaruit de microtubuli gemaakt worden

centrosoom

• microtubuli komen uit centrosoom (MTOC)

• = microtubulus organizing complex

• 2 paar centriolen

• EW matrix (bolvormig)

dynamische instabiliteit microtubulus

• catastrofe en redding cyclus

• plots kleiner worden en dan weer verder groeien

• beschikbaarheid van beta tubulines bepalen groei:

  • veel b-tubuline =GTP stabiliseert dit, en stimuleert aangroei

  • weinig b-tubuline = weinig GTP, zal het aanwezige GTP-
    hydrolase het GTP afbreken, wat zorgt voor instabiliteit/afbraak vd tubulus

• ook onder invloed van microtubulus geassocieerde EW

microtubulus geassocieerde EW

Functies

• Stabilisatie van de microtubulus

• Koppeling van de microtubulus aan organellen

• motor-EW

  • transport van organellen langs microtubulus

    • kinesines

    • dyneines

speciale cytoskelet structuren

• centriolen

• trilharen

• zweepharen

centriolen

9×3

1 centriool bestaat uit 9 tripletten van microtubuli

• komen altijd als paar voor en staan loodrect op elkaar

belangrijk bij celdeling

centriolen functies

• cel in rust

  • centrosoom= bron van microtubuli

• cel in deling

  • 2 paar centriolen (1 aan elke pooll → elk in een centrosoom verpakt

• cel met trilharen/ zweephaar

  • aande basis = basal body

structuur tril/zweep haar

basisstructuur = 9 paren microtubuli die 2 centraal gelegen microtubuli omgeven = axoneme