Bio Hf 2

2.1 De cel als basiseenheid van het leven

Cellen zijn de kleinste levende bouwstenen van organismen. Het zijn geen vlakke, starre structuren,

maar dynamische, driedimensionale, vloeistof bevattende 'zakjes' waarin celorganellen zijn gelegen en

waarin stofwisseling plaatsvindt.

Elke cel bestaat uit een celbegrenzing en een celinhoud. De celbegrenzing is het celmembraan, de

celinhoud is het cytoplasma van de cel. Elke cel bevat ook alle erfelijke informatie van dat organisme in

de vorm van DNA. Levende organismen bestaan dus uit cellen met gelijkaardige structurele kenmerken

en een gemeenschappelijk basisplan. Je kunt zeggen dat de cel de structurele basiseenheid van het

leven vormt.

Omdat de cel de kleinste levende eenheid is van een organisme en ze in staat is functies te vervullen die

het organisme in leven houden (celademhaling, afgifte afvalstoffen, opname voedingsstoffen, vertering

...), wordt de cel ook de functionele basiseenheid van het leven genoemd.

Organismen verschillen echter sterk in opbouw en complexiteit. Er is een verschil in hoe hun cellen

georganiseerd zijn, welke organellen de cellen bezitten en welke eiwitten de cellen maken.

Prokaryote en eukaryote cellen zijn zo goed

als allemaal onzichtbaar voor het blote oog,

op slechts een paar uitzonderingen na. Wat

zichtbaar is met het blote oog, wordt het

macroscopisch niveau genoemd, maar om de

meeste cellen te kunnen bekijken heb je daar

niet genoeg aan. De grootste menselijke cel is de

eicel, die is 100 tot 200 µm (0,1-0,2 mm) groot

en kun je nog net waarnemen met het blote oog.

Om een cel in detail te bekijken, heb je een

microscoop nodig. Microscopen die werken

met zichtbaar licht noem je lichtmicroscopen.

Details van een cel die zichtbaar worden

gemaakt door een lichtmicroscoop, zijn

details op microscopisch niveau. Onder een

lichtmicroscoop zijn slechts het celmembraan, de

celwand, de celkern, de chloroplast, de vacuole

en het cytoplasma zichtbaar.

Sommige celonderdelen zijn zo klein dat je ze ook

niet met een lichtmicroscoop kunt zien. Voor die

structuren heb je een elektronenmicroscoop

nodig. Details van een cel die zichtbaar worden

gemaakt met een elektronenmicroscoop,

zijn details op submicroscopisch niveau. De

meeste celorganellen en virussen zijn enkel

waarneembaar met een elektronenmicroscoop.


2.2 Cytoplasma

Het cytoplasma van de cel is de inhoud van de cel

tussen het celmembraan en het kernmembraan.

Het bestaat uit het cytosol en de celorganellen.

.

Cytosol is de vloeibare component van het

cytoplasma en bestaat voornamelijk uit water

waarin stoffen opgelost zijn. In het cytosol

kunnen chemische reacties plaatsvinden.

Celorganellen zijn gespecialiseerde

onderdelen van de cel met specifieke functies.


2.3 Celbegrenzing

2.3.1 Celmembraan

Elke cel is begrensd met een celmembraan. Het celmembraan of plasmamembraan scheidt de

intracellulaire vloeistof, het cytosol, van de extracellulaire vloeistof rond de cel.

Structuur

Het celmembraan heeft een unieke structuur die bij alle cellen en bij verschillende celorganellen

voorkomt. Het celmembraan bestaat uit een dubbele laag fosfolipiden.

cel

1

fosfolipide

hydrofobe hydrofiele

staart

kop

De fosfolipiden zijn zo geschikt dat de hydrofiele koppen naar buiten gericht zijn en dus naar de

waterige omgeving in en uit de cel. De binnenkant van de dubbele fosfolipidenlaag bestaat uit de

hydrofobe staarten van de fosfolipiden. Deze middenlaag is hydrofoob en olieachtig en zal amper water

en in water oplosbare stoffen doorlaten.

Naast fosfolipiden zit er in het celmembraan van dierlijke cellen ook cholesterol . Cholesterol is

hydrofoob en bevindt zich tussen de hydrofobe staarten. Cholesterol heeft effect op de doorlaatbaarheid

van het membraan en de beweeglijkheid van de fosfolipiden. Als er grotere hydrofiele stoffen of ionen door het celmembraan moeten geraken, dan zijn daar aparte

structuren voor voorzien. Die stoffen kunnen namelijk niet door de fosfolipidenlaag zelf passeren. De

structuren die de doorgang voor die moleculen mogelijk maken, zijn membraaneiwitten.

Vaak zijn het eiwitten die door de hele dubbele lipidenlaag steken en die de extracellulaire en

intracellulaire delen met elkaar kunnen verbinden. In dat geval spreek je over transmembraan-

eiwitten (integrale eiwitten). Deze eiwitten kunnen zich ook verplaatsen in de breedte over het

celmembraan. Transmembraaneiwitten maken transport van stoffen in en uit de cel mogelijk.

Andere membraaneiwitten steken slechts gedeeltelijk door het membraan, dit zijn perifere

eiwitten. Ze bevinden zich aan de oppervlakte van het membraan en deze eiwitten doen dienst

als receptor.

Naast lipiden en eiwitten kun je ook een klein aantal sachariden terugvinden op het extracellulaire

oppervlak van het celmembraan. Er kunnen glycolipiden en glycoproteinen aanwezig zijn.

Het celmembraan is een dynamische grenslaag die je terugvindt in alle cellen van levende organismen.

Membranen met gelijkaardige structuur komen ook voor rond celorganellen zoals de mitochondriën,

chloroplasten. Je spreekt van een eenheidsmembraan omdat alle biologische membranen opgebouwd

zijn volgens dit bouwplan.


Functie

De cel is een actief geheel dat continu

reageert op signalen van bijvoorbeeld

hormonen of neurotransmitters. Het

celmembraan is in die communicatie

een belangrijke eerste schakel en

communicatie is dan ook een

van de voornaamste functies van

het celmembraan. Eiwitten op het

celmembraan en de sachariden od

glycolipiden en glycoproteinen doen

dienst als receptoren voor hormonen en

neurotransmitters. Verder is het celmembraan een selectieve

barrière voor stoffen en indringers. Door de

structuur is het in staat om bepaalde stoffen door

te laten en andere niet. Het houdt zo de verschillen

tussen de intra- en extracellulaire vloeistof in

stand. Het celmembraan maakt selectief transport

van stoffen tussen de cel en de extracellulaire

vloeistof mogelijk.

Het celmembraan speelt ook een rol bij de

vasthechting aan naburige cellen en ook het

cytoskelet wordt eraan verankerd. 2.3.3 Celwand

Plantaardige cellen, schimmels, bacteriën en archaea hebben rond het celmembraan nog een celwand.

Dierlijke cellen hebben geen celwand. Hierdoor hebben plantencellen een vastere vorm dan dierlijke

cellen.

Structuur

Bij planten bestaat de celwand voornamelijk uit het polysacharide cellulose. Celwanden zijn niet overal

even dik, dat is afhankelijk van het celtype.

Bij parenchymcellen (vulweefsel) van jonge bladeren is de celwand redelijk dun en bestaat hij uit één

laag, de primaire celwand. In andere weefsels wordt er een extra secundaire celwandgevormd

tussen het celmembraan en de primaire celwand. Die bestaat vaak uit meerdere lagen. In elke laag

zijn de cellulosevezels anders georiënteerd, wat de sterkte vergroot en zeker bij de grotere planten

meer steun geeft. In de secundaire celwand zit er ook lignine, waardoor hij minder flexibel en

waterdoorlatend is dan de primaire celwand. Gedroogd hout bijvoorbeeld bestaat uit ongeveer 30%

lignine. Lignine is een complexe molecule die ook houtstof wordt genoemd.


Celwanden van naburige cellen staan in contact

met elkaar door plasmodesmata, kleine gaatjes ir

de celwand die ervoor zorgen dat het cytoplasma

en het celmembraan van verschillende cellen in

contact staat met elkaar. Op die manier kunnen

cellen communiceren met elkaar en kunnen

stoffen uitgewisseld worden. Functie

De functie van de celwand is vooral beschermend en ondersteunend.

Hij beschermt tegen indringers en bepaalt mee de vorm van de cel.

De celwand laat opgeloste stoffen door zoals H₂O, O, en CO₂. De

stevige celwand van een plant zorgt er bijvoorbeeld voor dat een

plant kan groeien, tot wel meters hoog tegen de zwaartekracht in. De

cellulosevezels en de houtstof (lignine) in hout zijn dan ook zeer sterk en

zorgen ervoor dat bomen erg groot kunnen worden.


2.4.1 Сelkern

Een celkern komt enkel voor in eukaryote cellen, zoals dierlijke, plantaardige en schimmelcellen.

Een uitzondering hierop zijn rode bloedcellen, die geen celkern bevatten. De celkern kan meestal

waargenomen worden met de lichtmicroscoop, de details in de celkern worden pas zichtbaar onder de

elektronenmicroscooр. Structuur

De celkern of nucleus is het grootste

celorganel, dat al het erfelijk materiaal

van een organisme bevat in de vorm van

DNA. Het kernmembraan is een dubbel

membraan dat de kerninhoud scheidt van

het cytoplasma. Het bestaat uit twee dubbele

fosfolipidenlagen met een smalle ruimte

tussen beide. Het dubbele kernmembraan

bevat kleine kernporiën die instaan voor een

selectieve uitwisseling van stoffen tussen het

cytoplasma en de celkern. Het nucleoplasma

is de inhoud van de celkern en het vloeibare

gedeelte ervan wordt nucleosol genoemd.

De totale hoeveelheid DNA in een cel is wel

ruw endoplasmatisch

reticulum

nuclealus

chromatine

nucleoplasma

kernporie

kernmembraan

Onderdelen van de celkern

twee meter lang. De DNA-molecule wordt op een bijzonder efficiënte geordende manier ineengedraaid

rond eiwitten, zodat ze in de celkern past. DNA gewikkeld rond eiwitten is chromatine.

De nucleolus of het kernlichaampje is de plaats waar de bouwstenen van de ribosomen worden

gemaakt. Normaal heeft elke celkern één nucleolus, maar er kunnen er meer voorkomen. De nucleolus

wordt niet door een membraan omgeven. Functie

De nucleus draagt de genetische informatie die opgeslagen is in de DNA-molecule. Elke celkern in een

organisme bevat hetzelfde DNA, maar afhankelijk van de taak die de cel uitvoert, zullen andere delen

van het DNA actief zijn.

Op basis van signalen die de cel krijgt van het externe milieu, zal de cel bepaalde functies uitvoeren. Als

een signaal ontvangen wordt via het celmembraan, dan beantwoordt de cel dat door de bij die functies

horende stukken van het DNA in de celkern te activeren. Een actief stuk DNA is dus direct gelinkt aan

een taak die een cel vervult. Deze taken zijn niet voor elk celtype hetzelfde. Op die manier ontstaan er in

meercellige organismen verschillende celtypes waarin telkens andere DNA-stukken actief zijn. 2.4.2 Ribosoom

Zowel eukaryote als prokaryote cellen bevatten ribosomen. In één zoogdiercel kunnen tot wel tien

miljoen ribosomen zitten, maar ook in een bacteriecel kunnen duizenden ribosomen voorkomen.

Structuur

In actieve toestand bestaan ribosomen uit twee

subeenheden, een grote en een kleine, die afzonderlijk in

de celkern worden gemaakt. Als het ribosoom zijn functie

heeft uitgevoerd, vallen de subeenheden weer uit elkaar.

De twee subeenheden bestaan uit speciale eiwitten

(ribosomale eiwitten) en uit nucleinezuren (ribosomaal

RNA). Ribosomen hebben geen membraan, Ze komen vrij

in het cytoplasma voor (vrije ribosomen) of gebonden aan

een ander organel, aan het endoplasmatisch reticulum

(reticulaire ribosomen).

Functie

Ribosoom

grote

subeenheid

kleine

subeenheld

Ribosomen zijn minimachientjes die zorgen voor de aanmaak van proteïnen. Ze lezen en vertalen

de erfelijke code en zetten de aminozuren die bij de code horen aan elkaar, zodat polypeptideketens

gevormd worden.


2.4.3 Endoplasmatisch reticulum (ER)

Het endoplasmatisch reticulum (ER) komt zowel voor in dierlijke als in plantaardige cellen, met

uitzondering van rode bloedcellen en zaadcellen. Prokaryote cellen bevatten geen ER.

Structuur

Het endoplasmatisch reticulum is een heel uitgebreid netwerk van membranen. Die membranen

hebben dezelfde structuur als het celmembraan en bestaan uit een dubbele laag van fosfolipiden.

Een deel van de membranen is eerder buisvormig en bevat geen ribosomen: dit is het glad (of

smooth) endoplasmatisch reticulum (SER). Een ander deel bestaat uit een netwerk van schijfvormige,

afgeplatte membraanzakjes die aan de kant van het cytoplasma bedekt zijn met ribosomen. Dit is het

ruw endoplasmatisch reticulum (RER).

Bij het RER vormen de membranen zakvormige structuren: cisternen. De inhoud ervan wordt lumen

genoemd. Het RER staat in verbinding met het buitenste membraan van de celkern en is dan ook vooral

rond de kern alsook in de buurt van het Golgi-apparaat te vinden. Ruw endoplasmatisch reticulum heeft

verschillende functies die allemaal

verbonden zijn aan de eiwitsynthese.

De ribosomen op het RER produceren

een aminozuurketen

die terechtkomt in het lumen van de

cisternen van het RER. In het lumen

ontstaat de driedimensionale structuur

van het eiwit. In het RER kunnen cok

sachariden aan de eiwitten toegevoegd

worden, waardoor glycoproteinen

ontstaan. Daarna zullen ze verpakt

worden3 en als vesikels of blaasjes

afgesnoerd worden. Celtypes

zoals pancreascellen en levercellen, die

veel eiwitten produceren, hebben een

uitgebreid RER. Glad endoplasmatisch reticulum is vooral betrokken bij verschillende stofwisselingsprocessen. Die

kunnen per celtype verschillen. Het speelt een rol bij de synthese van lipiden of bij het onschadelijk

maken van giftige stoffen. Dat gebeurt voornamelijk in de levercellen. In spiercellen doet het dienst

als opslagplaats voor calciumionen. Die ionen komen vrij bij contractie van spieren.

2.4.4 Golgi-apparaat

Het Golgi-apparaat komt in de meeste eukaryote cellen voor, maar nooit in prokaryote cellen.

Plantencellen hebben soms tot wel honderd van deze organellen. In dierlijke cellen zijn het er minder,

soms zelfs maar één per cel.

Structuur

Het Golgi-apparaat is een stapel van platte, schijfachtige membraanzakjes, cisternen, die aan de

uiteinden iets verbreed zijn. Het membraan van het Golgi-apparaat is een dubbele fosfolipidenlaag.

Het geheel lijkt een beetje op een stapel pannenkoeken. Aan beide zijden van die stapel zijn vesikels

zichtbaar.

Het Golgi-apparaat ligt tussen het ruw endoplasmatisch reticulum en het celmembraan. De kant die

het dichtst gelegen is bij het endoplasmatisch reticulum heet de ciszijde, de kant het verst daarvanaf

gelegen is de transzijde.


Functie

Het Golgi-apparaat maakt van simpele moleculen meer complexe moleculen.

Transportvesikels, afkomstig van het endoplasmatisch reticulum, zullen aan de ciszijde, ook de

importkant van het Golgi-apparaat genoemd, versmelten met het membraan van het Golgi-apparaat.

De inhoud van de transportvesikels komt terecht in het lumen van de cisternen van het Golgi-apparaat.

Daar worden de eiwitten afgewerkt tot volledig functionele moleculen.

Die eindproducten worden dan verpakt in vesikels, die aan de transzijde of exportkant weer worden

afgesnoerd. Daarbij worden de vesikels voorzien van proteïnen en sachariden, die dienen als label.

Zo zullen ze op de juiste bestemming geraken. Het Golgi-apparaat wordt het postkantoor van de cel

genoemd: het verpakt producten en verzendt ze naar de juiste bestemming door ze te voorzien van een

label.

Op basis van de inhoud van de afgesnoerde vesikels en de labels op de vesikels zijn er verschillende

paden die de vesikels kunnen volgen.

Als de vesikels verteringseiwitten bevatten, dan worden ze lysosomen

als aparte celorganellen van de cel.

genoemd en beschouwd

Als de vesikels naar het celmembraan gaan, dan zullen ze daarmee versmelten en stoffen uit

de cel brengen of onderdelen naar het celmembraan zelf vervoeren. Dit soort vesikels heten

secretievesikels. Soms worden de secretievesikels eerst nog opgestapeld in de buurt van het

celmembraan, tot ze het juiste signaal krijgen om ermee te versmelten

Bij dierlijke cellen bevatten celtypes met een secretiefunctie, zoals speekselkliercellen, veel Golgi-

apparaten. Bij plantaardige cellen bevatten de meeste cellen veel Golgi-apparaten.

2.4.5 Lysosoom

Lysosomen komen enkel voor in dierlijke cellen. Ze werden ontdekt door de Belg Christian de Duve. Hij

kreeg in 1974 de Nobelprijs voor die ontdekking. Het aantal lysosomen verschilt van slechts enkele tot

honderden per cel.

Structuur

Lysosomen zijn kleine, ronde celorganellen met een membraan. Het membraan bestaat uit een

dubbele fosfolipidenlaag. De inhoud van het lysosoom bevat verschillende speciale afbraakstoffen

(verteringseiwitten) die gelegen zijn in een vloeistof. Lysosomen zijn vesikels die zijn afgesnoerd van het

Golgi-apparaat en die vrij in het cytoplasma voorkomen. De verschillende afbraakstoffen die ze bevatten,

werden gemaakt in de ribosomen en het endoplasmatisch reticulum.

Functie

Een lysosoom is verantwoordelijk voor de afbraak van moleculen. Het lysosoom is het

verteringsorgaan van de cel.

Om hun functie te kunnen uitoefenen, versmelten de lysosomen eerst met andere vesikels die de af

te breken stoffen bevatten. De verteringseiwitten in het lysosoom versnellen een hydrolysereactie

waarbij de stoffen afgebroken worden. De afgebroken stoffen die daarbij ontstaan, kunnen door de

cel nog opnieuw gebruikt worden om lichaamseigen stoffen aan te maken. De af te breken stoffen kunnen proteinen, polysachariden, nucleïnezuren ... zijn, maar ook slecht

functionerende of oude celonderdelen. Als de af te breken stoffen uit het lichaam zelf komen, spreek

je van autofagie. Autofagie speelt een belangrijke rol bij het in stand houden van de homeostase bij

meercellige organismen.

Het lysosoom breekt niet alleen macromoleculen af, maar ook micro-organismen die mogelijk

ziekteverwekkend zijn. Om die reden zijn de lysosomen veelvuldig aanwezig in bepaalde witte

bloedcellen die betrokken zijn bij de afweer tegen ziekteverwekkers. Als de af te breken stoffen van

buiten het lichaam komen, spreek je van heterofagie.


2.4.6 Mitochondrion

Het mitochondrion (meervoud mitochondria of mitochondriën) komt voor in eukaryote cellen. Het is niet

aanwezig in prokaryote cellen.

Structuur

Mitochondriën zijn te herkennen als redelijk grote, ovale celorganellen, Ze hebben een dubbel

membraan. Elk membraan bestaat uit een dubbele laag van fosfolipiden.

Het buitenste membraan is van het binnenste membraan gescheiden door de intermembraneuze

ruimte, Het binnenste membraan is geplooid. Zo'n plooi is naar binnen toe gericht en wordt crista

(meervoud cristae) genoemd. De plooien zorgen voor oppervlaktevergroting, zodat de mitochondriën

nog beter hun functie kunnen uitoefenen. De ruimte binnen het binnenste membraan heet de matrix.

Hierin bevinden zich mitochondriaal DNA, ribosomen en opgeloste stoffen.


Functie

Mitochondriën maken energie vrij uit moleculen zoals glucose met behulp van O₂. Dat doen ze door

celademhaling, waardoor energie vrijkomt in de vorm van ATP (adenosinetrifosfaat). De eiwitten die

voor die omzetting nodig zijn, zijn gelegen op het binnenste membraan en in de matrix. Vanwege hun

functie zijn mitochondriën ook de energiefabriekjes van de cel. ATP is de belangrijkste energieleverancier

van de cel. De energie in ATP kan door een cel direct gebruikt worden om processen uit te voeren zoals

spierbeweging, celgroei en metabole reacties.

Celtypes die veel energie (ATP) nodig hebben om hun functie te kunnen uitoefenen, bevatten veel

mitochondriën. Spiercellen zijn hiervan een voorbeeld en ook een zaadcel bevat veel mitochondriën, om

de zweepstaart te laten bewegen, die zorgt voor de voortbeweging van de zaadcel.

2.4.7 Plastide

Plastiden zijn enkel aanwezig in eukaryote cellen, meer bepaald bij planten en groene algen. Plastiden

bij planten hebben een dubbel membraan. Bij algen kan een plastide zelfs een vierdubbel membraan

hebben. Net als de mitochondriën bevatten de plastiden hun eigen DNA en ribosomen. Je kunt de

plastiden onderverdelen in drie soorten: chloroplasten, chromoplasten en leukoplasten. Chloroplast

Een chloroplast of bladgroenkorrel

is een celorganel dat bestaat

uit twee membranen. Het

is verantwoordelijk voor de

fotosynthesereactie.

Het buitenste membraan 1 is van

het binnenste membraan geschei-

den door de intermembraneuze

ruimte. Wat door het binnenste

membraan2 omsloten wordt,

wordt stroma genoemd.

6

3

5

Onderdelen van een chloroplast

4

In het stroma liggen grana (enkelvoud granum). Een granum bestaat uit een stapel van schijfachtige

op elkaar gestapelde structuren. Zo'n schijf in die stapel wordt een thylakoide genoemd en is een

holte omgeven door een membraan. Het binnenste van de thylakoïde is het lumen. De grana in de

chloroplast zijn verbonden door intergranale lamellen.

In de membranen van de thylakoiden bevindt zich het groene pigment chlorofyl. Cellen met veel

bladgroenkorrels hebben een donkergroene kleur. De fotosynthesereacties vinden plaats in de

thylakoïden en in het stroma. Chromoplast

Chromoplasten zijn plastiden met

pigmenten, maar andere dan de groene

pigmenten in de chloroplasten. Het zijn de

kleurstofkorrels in de plantaardige cellen.

Ze maken de pigmenten en slaan ze op. Die

pigmenten bepalen de vaak felle kleur van

bloemen, vruchten, bladeren, wortels... Hun

functie is aantrekking van dieren voor de

verspreiding van zaden of stuifmeel.

Onderdelen van een chromoplast

Een bekende groep pigmenten zijn de carotenoiden. Hiertoe

behoren onder andere de carotenen, die oranje zijn, en de

xanthofylen, die geel tot rood zijn. Die laatste veroorzaken

bijvoorbeeld de herfstkleuren bij bladeren.

Chloroplasten of bladgroenkorrels kunnen differentiëren

tot chromoplasten bij bijvoorbeeld het rijpen van fruit.

De overheersende kleur verandert dan van groen naar

bijvoorbeeld geel of oranje, afhankelijk van de gevormde

pigmentkorrels. Een onrijpe tomaat ziet bijvoorbeeld eerst

groen en daarna rood. Eerst overheersen de chloroplasten,

daarna zijn er meer chromoplasten met rood pigment

(lycopeen).

Leukoplast

chromoplast

celtwand

membraan

stroma

ribosoom

DNA

kleurstof bv. carotenoide

rode peperceien 40Ox

Chromoplasten in cellen van rode peper

Leukoplasten zijn plastiden zonder pigment en zijn dus kleurloos. Ze hebben een opslagfunctie.

Als ze zetmeel opslaan, dan spreek je van amyloplasten of zetmeelkorrels.

- Als ze vet opslaan, zijn het elaioplasten.

Als ze proteïnen opslaan, worden ze proteinoplasten genoemd.

Je vindt ze bijvoorbeeld in zaden, stengels of wortels. Dat zijn de plaatsen waar reservestoffen

opgeslagen worden. In de cellen van aardappelen zijn veel amyloplasten te vinden.


2.4.8 Vacuole

Een vacuole komt in prokaryote cellen en in

eukaryote cellen voor. Vacuolen in bacteriën en

dierlijke cellen komen minder voor en zijn veel

kleiner dan de vacuolen in plantencellen.

Structuur

Een vacuole is een met vocht gevuld blaasje

omgeven door een membraan. Het vocht in de

vacuole wordt ook celsap genoemd. Het membraar

van de vacuole bestaat uit een dubbele laag van

fosfolipiden en wordt tonoplast genoemd. Functie

De belangrijkste functie van een vacuole is opslag van water,

afvalstoffen en bruikbare stoffen zoals kleurstoffen, opgeloste

suikers... De functie is sterk afhankelijk van het type cel waarin

ze te vinden is. In plantencellen hebben vacuolen naast opslag

nog andere functies.

De inhoud van de vacuole is vrij zuur, zodat afbraakstoffen

daar goed hun werk kunnen doen. Een plantencel bevat geen

lysosomen, dus dienen plantaardige vacuolen vaker voor

afbraak van materiaal dan dierlijke vacuolen.

Vacuolen zorgen voor het behoud van de turgordruk. De

turgordruk is de druk uitgeoefend op de celwand. Door

de grote, met vocht gevulde vacuole wordt er een druk

uitgeoefend op de celwand die de plant stevig maakt. De

tonoplast controleert de turgordruk. Samen met de celwand

geeft de vacuole de stevige structuur aan de plant.

Vacuolen in eencellige eukaryoten hebben eveneens

verschillende functies.

Er zijn vacuolen die kunnen samentrekken. Dit zijn

kloppende vacuolen. Bij het samentrekken worden het

vocht en eventuele afvalstoffen in de vacuole uitgestoten.

Op die manier kunnen deze organismen het water dat ze

voortdurend opnemen uit de omgeving weer lozen.

Er zijn ook voedselvacuolen aanwezig. Deze vacuolen

bevatten stoffen die door de cel werden opgenomen en

afgebroken moeten worden.

Vacuolen in dierlijke cellen hebben vooral een opslagfunctie.

Ze zijn klein en niet altijd veelvuldig aanwezig. In vetcellen

bijvoorbeeld vind je vacuolen terug die een grote hoeveelheid

lipiden opslaan. 2.4.9 Cytoskelet

Het cytoskelet komt voor in eukaryote cellen. In prokaryote cellen komen gelijkaardige structuren voor

die ongeveer dezelfde rol spelen.

Structuur

Het cytoskelet is een netwerk van vezelige eiwitten in het cytoplasma van de cel die samenwerken en zo

de basis vormen voor heel wat celfuncties. De eiwitten van het cytoskelet kunnen ingedeeld worden in drie groepen op basis van hun vorm en

samenstelling: microtubuli, intermediaire filamenten en actinefilamenten.

actinefilamenten

(microfilamenten)

intermediaire filamenten

microtubuli

(enkelvoud microtubulus)


Functie

De elementen van het cytoskelet hebben verschillende functies. Ze geven de cel haar vorm en helpen de

celonderdelen zich te organiseren. Ze vormen ook de basis voor celbeweging en celdeling.


2.4.10 Centriool

Centriolen komen voor in dierlijke cellen.

Structuur

Centriolen zijn buisvormige organellen zonder membraanstructuur die bestaan uit microtubuli. Een

centriool is opgebouwd uit negen groepjes van telkens drie (triplet) microtubuli. Een dierlijke cel heeft

een centriolenpaar. Dat zijn twee centriolen die loodrecht tegenover elkaar staan en in de buurt van de

celkern zijn gelegen.

Functie

Centriolen spelen een belangrijke rol bij de celdeling.



2.7 Celdifferentiatie

Eencellige organismen zijn beperkt in grootte. In deze cel moeten alle processen plaatsvinden die

belangrijk zijn om de cel en het organisme in leven te houden: celademhaling, vertering, uitscheiding...

Eén cel voert alle levensnoodzakelijke functies uit en om dat te kunnen doen mag de cel niet te groot

worden.

Meercellige organismen kunnen bestaan omdat hun cellen een gespecialiseerde functie kregen. De

verschillende levensnoodzakelijke processen en functies worden door verschillende celtypes uitgevoerd.

Bij die gespecialiseerde functie hoort vaak een specifieke vorm.

Wanneer cellen een specifieke vorm en functie hebben en daardoor verschillen van elkaar, spreek je van

celdifferentiatie. Door het proces van celdifferentiatie wordt het mogelijk dat een organisme zich kan

organiseren. De cel is het laagste organisatieniveau van een levend organisme. De celorganellen zijn

moleculen die zich in de cel bevinden en van de cel een efficiënt functionerend geheel maken.


2.7.1 Stamcellen in dierlijke cellen

Een stamcel is een cel die in staat is om

in een ander celtype te veranderen of te

differentiëren. In een organisme zijn er

verschillende soorten stamcellen, die in

meer of mindere mate de mogelijkheid

hebben te differentiëren naar andere

celtypes.

Alle organismen zijn ooit begonnen als

één cel. Die cel wordt een totipotente

stamcel genoemd. De totipotente stamcel

is in staat uit te groeien tot een compleet

organisme. De zygote, een bevruchte

eicel, is een voorbeeld van een totipotente

stamcel. De zygote zal zich door celdeling

vermeerderen. Hierdoor ontstaan cellen

die de placenta vormen maar ook cellen

die het embryo zullen vormen. Die laatste

cellen zijn embryonale stamcellen.


Embryonale stamcellen zijn pluripotente stamcellen.

Ze kunnen zich nog ontwikkelen tot alle soorten

lichaamscellen, maar niet tot cellen van de placenta, wat

een totipotente stamcel wel nog kan.

Multipotente stamcellen zijn cellen die tot een beperkt

aantal celtypes kunnen differentiëren. Het is een

stamcel die voorkomt in gespecialiseerd weefsel van het

organisme. Zo zijn er stamcellen die differentiëren tot de

drie soorten bloedlichaampjes: de rode bloedcellen, de

witte bloedcellen en de bloedplaatjes. Deze stamcellen

zitten in rood beenmerg of in navelstrengbloed.

Stamcellen die nog slechts in staat zijn tot één celtype

te differentiëren, zijn unipotente stamcellen. Een

voorbeeld hiervan zijn de volwassen stamcellen in de teelbal voorbeeld hiervan zijn de volwassen stamcellen in de teelbal van de man die zaadcellen vormen.

Alle cellen van een meercellig organisme zijn dus ontstaan uit een stamcel. Bij dat differentiatieproces

ondergaat de cel een vormverandering die afhankelijk is van de functie die de cel zal uitvoeren. In

elk celtype zullen specifieke delen van het DNA actief zijn en ervoor zorgen dat de cel haar specifieke

functies kan uitoefenen.

Dat de vorm aangepast is aan de functie, is zichtbaar in verschillende celtypes. Zaadcellen bijvoorbeeld

hebben een zweepstaart om zich te kunnen voortbewegen. Zenuwcellen bezitten uitlopers om impulsen

efficiënt te kunnen doorgeven. Dunnedarmcellen hebben microvilli voor een efficiëntere opname van

voedingsstoffen.

De functie wordt ook zichtbaar in het aantal en type celorganellen dat aanwezig is in een cel.

Zaadcellen bevatten veel mitochondriën en microtubuli om te kunnen voortbewegen met de

zweepstaart. Zenuwcellen bevatten veel ER en Golgi-apparaat voor de aanmaak en verpakking

van de neurotransmitters in vesikels. Dunnedarmcellen bevatten in het celmembraan veel

transmebraaneiwitten voor het transport van voedingsstoffen vanuit de dunne darm naar het bloed.

De gedifferentieerde cellen organiseren zich in weefsels. Een weefsel is een groep van cellen met

dezelfde vorm en functie. Door de groepering van cellen met eenzelfde functie, kan deze functie meer

gecoördineerd en efficiënter uitgevoerd worden. Veel botcellen samen vormen een sterk bot, veel

spiercellen samen zorgen voor een krachtige spierwerking, veel zenuwcellen zorgen voor een snelle

impulsgeleiding in zenuwweefsel ... Bij de dieren kun je de weefsels indelen in vier groepen. Verschillende weefsels komen samen voor in organen. Je hersenen bestaan bijvoorbeeld voornamelijk

uit zenuwweefsel, maar ze worden van bloed voorzien door hersenbloedvaten en worden omgeven door

bindweefselvliezen. De maag bevat spierweefsel om het voedsel te kneden en ze heeft een epitheellaag

van speciale slijmproducerende cellen die een slijmlaag op de maagwand leggen. Uiteraard bevat de

maag ook bloedvaten en zenuwen.

Organen groeperen zich tot stelsels. Een stelsel is een groep van samenwerkende organen die samen

een bepaalde taak uitoefenen. Cellen, weefsels, organen en stelsels zorgen voor een efficiënte en

gecoördineerde uitvoering van alle levensnoodzakelijke functies bij een meercellig dierlijk organisme.

Door deze organisatieniveaus is een meercellig organisme in staat om elke cel in leven te houden en

efficiënt te laten functioneren. 2.7.2 Meristeem bij plantaardige cellen

Bij vaatplanten vind je meristeem. Meristeem of deelweefsel bestaat uit groepjes van delende cellen die

nog niet gedifferentieerd zijn. Uit deze cellen ontstaan door celdeling, celstrekking en celdifferentiatie de

verschillende plantencellen en -weefsels.

Deze cellen zijn net als de stamcellen bij dierlijke cellen in staat de gewenste celvorm aan te nemen,

de plant te laten groeien en de verschillende celtypes te laten ontwikkelen tot plantaardige weefsels,

organen en tenslotte plantenstelsels om een efficiënt functionerend levensvatbaar meercellig

organisme te bekomen. Bij de planten kunnen volgende weefsels onderscheiden worden:

- vulweefsel (parenchym)

- dekweefsel

- steunweefsel

transportweefsel of vaatweefsel (xyleem, floëem)


Soorten plantenweefsels in de stengel (dwarsdoorsnede)

Verschillende weefsels vormen samen de organen van de plant: de stengel, de wortels en de bladeren.