Cytologie Flashcards
Bespreek de opbouw vn de nucleus en nucleolus
a. Nucleus
Kern = controlecentrum van alle cellulaire activiteit
Meeste cellen hebben 1 kern, behalve skeletspiercellen (meerdere kernen mogelijk) en erythrocyten (in adulte vorm geen kern bij mammalia, wel bij andere vertebraten)
Kern bevat : – Chromosomale DNA – Systeem voor RNA-synthese
Variabele morfologie (zie ronde kern fibroblast vs platte kern fibrocyt)
Genetisch materiaal: opgeslagen als chromosomen die zijn opgebouwd uit chromatine (=DNA complexen + eiwit) de voornaamste eiwitten van chromatine zijn histonen
→ structurele eenheid van chromatine = nucleosoom ~ DNA zit gewonden rond dat nucleosoom
- Opslag van DNA is dynamisch door:
i. Euchromatine: actieve deel & weinig elektronendens
ii. Heterochromatine: dicht opeengeplakt en inactief DNA.
1. Constitutief heterochromatine : delen van bepaalde chromosomen die in alle cellen heterochromatisch zijn.
2. Facultatief heterochromatine : gebieden van chromosomen die in de ene cel wel, en in de andere cel niet heterochromatisch zijn.
Omgeven door een kernmembraan (= plasmamembraan)
Soorten kernen:
1) Hydropische kern
= kern met hoge transcriptie-activiteit, hoog watergehalte & veel euchromatine => kwaadaardig!
2) Pyknotische kern
= kern met weinig tot geen transcriptie-activiteit, het chromatine is 1 dichte massa en soms vertoont deze
kern al 1e tekenen van celdood
b. Nucleolus: De nucleolus is een rond gebied (1-3 µm in doormeter), niet omgeven door een membraam, in de kern waar het rRNA gevormd wordt. Bij inactieve cellen is de nucleolus niet te onderscheiden, terwijl actieve cellen grotere of meerdere nucleoli vertonen. Het primaire transcript van de rRNA genen is het 45S pre-rRNA, wat verwerkt wordt tot drie subentiteiten, het 18S, het 5.8S en het 28S rRNA. De processing van pre-rRNA wordt gemedieerd door kleine nucleolaire RNAs. Ribosomale subunits worden binnen de nucleolus gevormd vanuit rRNAs en ribosomale proteïnen. Omdat het een productie-eenheid is van pre- ribosomale subeenheden bevat de nucleolus een grote hoeveelheid RNA en ribonucleoproteïnen.
Bespreek ribosomen en de bouw en functie van ruw endoplasmatisch reticulum
Vorming ribosomen:Komen voor in alle levende cellen. Het zijn ronde of iets langgerekte deeltjes die in grote hoeveelheden voorkomen. Ze bestaan uit eiwitten en RNA en vormen twee subeenheden per ribosoom: een grote en een kleine (40S en 60S). Ze spelen een rol bij de translatie: het omzetten van mRNA in eiwit. Ze liggen vooral samen als polyribosomen. Ze kunnen in vrije vorm in het cytoplasma voorkomen of gebonden zijn aan het membraan van het RER of de celkern. Vrije ribosomen maken eiwitten aan die een rol spelen in het cytoplasma, gebonden ribosomen maken eiwitten aan die een rol spelen in het celmembraan of in lysosomen.
Ribosomen worden aangemaakt in de nucleolus uit rRNA en telomerase en is opgebouwd uit een 40s (18s rRNA) en 60s (5.8s, 28s & 5s rRNA) subeenheid. Elk rRNA –gen is een transcriptie-unit die de 18s, 5.8s en 28s- rRNA alsook de overgeschreven spacersequenties bevat. Ribosomale eiwitten worden vanuit het cytoplasma naar de nucleolus gebracht en beginnen zich daarna te hechten aan het pre-rRNA nog voor het zich splitst. Tijdens de verdere verwerking van het pre-rRNA worden er nog een aantal ribosomale eiwitten en het 5S-rRNA (dat elders in de nucleolus gesynthetiseerd wordt) toegevoegd, waardoor er preribosomale partikeltjes ontstaan. Tijdens de laatste stadia van het rijpingsproces migreren de preribosomale partikeltjes zich uit de nucleolus naar het cytoplasma en ontstaan zo de 40S en 60S ribosomale subeenheden.
Bouw RER: Bestaat uit afgeplatte membranen die onderling kunnen samenhangen en is een vervolg van het kernmembraam. Ruimte tussen membranen = cisternen en is nauw verbonden met het golgiapparaat. Op het RER zitten ribosomen (ook vrije ribosomen).
Functie:
1. Belangrijke rol in de biosynthese : transmembraanproteïnen en lipiden van ER, Golgi-complex, plasmamembraan en lysosomen worden gesynthetiseerd in associatie met ERmembraan
2. Belangrijke bijdrage in aanmaak van mitochondriale en peroxisomale membranen
3. Startpunt van synthese van gesecreteerde proteïnen
4. Plaats waar extracellulaire matrix in beginsel wordt aangemaakt
Bespreek het verschil in opbouw en functie tussen het glad en ruw endoplasmatisch reticulum
Ruw endoplasmatisch reticulum (RER):
Aan de cytoplasmatische kant van het RER membraan zijn ribosomen in de vorm van polyribosomen (40s en 60s subeenheden) aangehecht. Het bestaan uit afgeplatte membranen die onderling kunnen samenhangen. De ruimte tussen de membranen noemt de cisterne. Het is goed ontwikkeld in het basofiele cytoplasma van eiwitsecreterende cellen. (vb.: pancreas, speekselklieren). Het verzamelt eiwitten die naar het Golgi-complex vervoerd moeten worden, en heeft daarom een nauwe relatie met het Golgi-complex.
Functies: - belangrijke rol in de biosynthese: transmembraanproteïnen en lipiden van ER, Golgi-complex, plasmamembraan en lysosomen worden gesynthetiseerd in associatie met ER-membraan;
Het heeft ook een belangrijke bijdrage in de aanmaak van mitochondriale en peroxisomale membranen. het is ook de plaats waar extracellulaire matrix in beginsel wordt aangemaakt.
Dit is het startpunt van synthese van gesecreteerde proteïnen (=eiwitsynthese). Dit vindt plaats door interactie van ribosomen, RNA en RER.
Glad endoplasmatisch reticulum (SER):
Er zijn geen ribosomen aangehecht aan de membranen. Het SER hangt op sommige plaatsen vast aan RER.
Functies:
-synthese van steroïde hormonen (vb.: bijnierschors, Leydig-cellen)
- Detoxificatie (Leverparenchym, vb.; voor alcoholafbraak)
- Rol bij de reconstructie van triglyceriden (enterocyt)
- Rol bij de synthese van glycogeen
- eiwitten worden bewerkt
- Synthese van fosfolipiden: de enzymen voor de synthese zitten aan de buitenkant -> toegang tot lipide-voorlopers. Na synthese en incorporatie in de cytosolzijde van de bilayer van het ER membraan worden de fosfolipiden naar de binnenzijde verplaatst door specifieke transporteiwitten (=flipases).
- SER van spiercellen heet het sarcoplasmatisch reticulum. Deze wordt omringd door myofibrillen en slaat Ca2+ op (om terug af te geven vlak voor spiercontractie).
Bespreek het Golgi-apparaat
Het Golgi-complex is nauw betrokken bij het chemisch modificeren van eiwitten die gesynthetiseerd worden in het RER (doorgaans door toevoeging van suikers). Bovendien speelt het een rol bij de aanmaak van door een membraan omgeven transportblaasjes die zich naar het celoppervlak begeven en daar afgescheiden worden.
het Golgi-apparaat de plaats is waar de verdere processing en sortering van eiwitten gebeurt en waar ook de verdere synthese van lipiden en polysacchariden plaatsgrijpt. Eiwitten worden getransporteerd vanuit het ER naar de cis-zijde van het Golgi-netwerk (waar fosforylatie van een aantal eiwitten gebeurt) en vervolgens naar het centrale mediale Golgi-gedeelte waar de hoogste metabole activiteit terug te vinden is. Hier worden suikerresiduen toegevoegd aan zowel lipiden als aan eiwitten, zodat hier complexe oligosacchariden ontstaan. Het trans-Golgi-netwerk voert proteolytische stappen uit, voegt suikerresiduen toe en sorteert verschillende macromoleculen in verschillende vesikels die zich afsplitsen van de transzijde. Het sorteren wordt uitgevoerd door specifieke membraanreceptor eiwitten, die signaalgroepen aan de macromoleculen herkennen en ze naar de juiste vesikels leiden. Nieuwe membraanlipiden die in het glad ER worden gesynthetiseerd, bereiken de celmembraan eveneens via het Golgi-apparaat
Bespreek het zure vesikelsysteem
Het zure vesikelsysteem is een klasse organellen die bedoeld is voor de intracellulaire afbraak van opgenomen stoffen of van overbodig aangemaakte componenten van de cel zelf. Het is ook betrokken bij de denaturatie van eiwitten, polysachariden, DNA,…
Het dank zijn naam de H+-ATPase aanwezig in de membraan, een protonenpomp die de pH in het lumen van een organel verlaagt met ongeveer 5, zodat de hydrolytische enzymen die instaan voor de afbraak geactiveerd worden en optimaal werken.
Een lysosomaal vesikel dat net in het Golgi-apparaat gevormd is, wordt een hydrolase-vesikel of primair lysosoom genoemd. Dit is een kleine vesikel van ongeveer 200-400 nm in diameter, dat wel al de hydrolytische enzymen bevat maar nog geen H+-ATPase. Ze zijn dus nog niet actief. Ze hebben pas een protonenpomp in de membraan, en bijgevolg zijn ze pas actief, na versmelting met een endosoom. Na de fusie zal het speciale Golgi-membraan waaruit de hydrolase vesikels gevormd zijn gerecycleerd worden en terugkeren naar het Golgi-apparaat.
Zo ontstaat een endolysosoom of secundair lysosoom. Dit is een functioneel lysosoom dat wel protonenpompen bevat om de pH te verlagen. Deze heeft een diameter van 600-800 nm, een zuur lumen en actieve hydrolasen. Endolysosomen zijn zeer bewegelijk en kunnen met andere endosomen fusioneren.
Na de fusie van endolysosoom met andere endosomen (afkomstig uit fagocytose of autofagie) ontstaan er (auto)fagolysosomen. Dit zijn grote lysosomen waarin grote opgenomen partikels worden afgebroken. Als de inhoud niet afbreekbaar is, blijft deze achter in het lysosoom en wordt er een telolysosoom (= residual body of restlichaampje) gevormd, dat achterblijft in het lichaam.
Autofagie is het afbreken en recycleren van eigen materialen van de cel. Ook verouderde organellen of fragmenten ervan kunnen afgebroken worden.
De lysosomale enzymen of hydrolasen worden gesynthetiseerd in het ruw endoplasmatisch reticulum en worden erna in het Golgi-apparaat voorzien van een lysosoomadressering met mannose-6-fosfaat. Bij cellen die niet meer aan eiwitsynthese kunnen doen, zijn het RER en Golgi-apparaat afwezig. Ze kunnen dus geen nieuwe hydrolasen aanmaken en gaan hun lysosomen bij herhaalde fagocytose opgebruiken.
Het zure vesikelsysteem bevat meer dan dertig soorten zure hydrolasen of afbraakenzymen. De belangrijkste enzymen in een lysosoom zijn: zure fosfatase, ribonuclease, deoxyribonuclease, cathepsine B-D-H of L, sulfatasen en glucuronidasen.
Bespreek de structuren betrokken bij de afbraak van endogene en exogene eiwitten
a. Endogene: Proteasomen zijn moleculaire complexen die niet door een membraan omgeven zijn. Het zijn proteolytische enzymencomplexen die endogene eiwitten in het cytoplasma en de kern selectief afbreken. Exogene eiwitten, die door de cel opgenomen zijn van buitenaf, worden afgebroken door lysosomen.
Proteasomen (26S proteasome) bestaan uit drie delen, een centraal deel (20s core) en twee ‘kappen’ (19S caps). Het centrale deel is een stapeling van vier ringvormige eiwitpolymeren die een centraal kanaal omsluiten. Er zijn twee typen polymeren, α en β, die in de volgorde alpha-bèta-bèta-alpha zitten. Elk van deze polymeren bestaat uit 7 subunits.
De kappen hebben elk 14 subeenheden, waarvan 6 ATPasen en een eenheid voor de herkenning van ubiquitine (UbQ).
Eiwitten bestemd voor vernietiging via proteasomen zijn gebonden met ubiquitine, een klein eiwit dat dient als signaalmolecule. Na de binding van één molecule ubiquitine zal er een keten van ubiquitine-moleculen gevormd worden, een polyubiquitineketen. Deze keten zal op de herkennende delen van een van de kappen binden. Daarna wordt het af te breken eiwit ontplooid door de ATPasen van de kap en wordt de ongeplooide keten in het kanaal van het centrale deel gebracht. Dit proces kost energie. Ubiquitine wordt hierna weer gerecycleerd. De bèta-ringen zullen het eiwit dan opbreken in kleine peptideketens van ongeveer acht aminozuren. Deze ketens kunnen in het cytosol verder afgebroken worden tot bruikbare aminozuren.
Een ander mogelijk resultaat is door incorporatie van peptiden in het MHC I complex. Dit is de presentatie aan het immuunsysteem als potentieel antigen. Virusachtige delen worden ook afgebroken en de kleine delen worden ingebouwd in de membraan om dan als antigen te presenteren aan T-lymfocyten.
b. Exogene: Lysosomen maken deel uit van het zure vesikelsysteem dat betrokken is bij de degradatie van eiwitten, nucleinezuren, polysacchariden en vetten. Een lysosoom is een door een membraan omgeven organel dat rijk is aan hydrolytische enzymen, die actief zijn bij een zure pH. Het functioneert als een intracellulair verteringssysteem van materiaal dat door de cel werd opgenomen of van overbodige cellulaire componenten. Deze definitie omvat een reeks vesikels die op verschillende locaties ontstaan en een verschillende functionele betekenis hebben. Lysosomen worden nu beschouwd als slechts één onderdeel van het zure vesikelsysteem + uitleg zure vesikelsysteem
Bespreek de bouw en functie van een mitochondrion
Mitochondriën zijn eivormig, langgerekt of ovaal van vorm. Ze hebben een diameter van 0,5 tot 1,0 µ en kunnen tot 0,5-1,0 µm lang zijn. Het heeft een buiten- en een binnenmembraan. Het binnenmembraan bevat plooien, de cristae mitochondriales om het oppervlak te vergroten. Bij cellen die steroïde hormonen secreteren zijn de cristae tubulair ipv plaatvormig.
Tussen de twee membranen zit de intermembranaire ruimte. Het buitenmembraan is permeabel voor alle kleine moleculen, zodat het cytoplasma in de intermembranaire ruimte gelijkaardig is aan dat van de rest van de cel. Het binnenmembraan is heel weinig permeabel, dit komt door de aanwezigheid van de fosfolipide cardiolipide in het membraan. De cytoplasmamatrix in het lumen van een mitochondrion is veel dichter dan het overige cytoplasma (als gevolg van de lage permeabiliteit van het binnenmembraan).
In de matrix bevinden zich matrixkorrels of grana met een diameter van 30-50 nm, die calciumionen bevatten.
Het buitenmembraan bevat enzymen voor de vetsynthese, vetzuurmetabolisme, en het omzetten van bepaalde substraten. Ook bevat het transporteiwitten als porine.
Op het binnenmembraan zitten enzymen voor elektronentransport, een deel van de citroencyclus, ATP-synthese en oxidatieve fosforylering. Ook hierop zitten transporteiwitten, maar in dit geval geen porine.
In de matrix zitten enzymen voor de vetzuurcyclus en voor de citroenzuurcyclus.
Mitochondriën zijn speciale organellen omdat ze hun eigen DNA, ribosomen en synthese-enzymen hebben. Hierdoor kunnen ze zelf RNA aanmaken en eiwitten synthetiseren. Ook vindt er veel Fission And Fusion (splitsen en samenvoegen) van mitochondriën plaats. Ze vormen een netwerk dat hierdoor zeer dynamisch is.
De mitochondriën zijn de voornaamste plaatsen waar ATP in de cel wordt geproduceerd. Ze worden daarom The Powerhouse of the cell genoemd, ze voorzien de cel van energie die nodig is om de cel in stand te houden. We vormen ATP door afbraak van organische moleculen in een reactieketen waarbij O2 verbruikt en CO2 aangemaakt wordt. Het aantal is afhankelijk van de energiebehoefte van de cel.
De katabole (afbrekende) en anabole (opbouwende) processen vormen het metabolisme van de mitochondriën.
Bespreek het cytoskelet
= inwendig netwerk van proteïnen dat aan cytoplasma een zekere flexibiliteit en stevigheid geeft.
Algemene functie: Cel in bepaalde vorm houden en ondersteunen van vormveranderingen en verplaatsingen van de cel als geheel en van organellen binnen de cel
Bouw:
1. Microtubuli
- Rechte buisvormige structuren die in de meeste eukaryote cellen voorkomen
- Doorsnede van ongeveer 24 nm maar sterk variabel van lengte
- Opgebouwd uit samengevoegde eenheden van heterodimeren van α- en β-tubuline
- Wand bestaat uit 13 protofilamenten
- Veel stijver dan microfilamenten of intermediaire filamenten door buisvormige constructie
- Microtubuli vervullen belangrijke rol bij verplaatsingen van organellen binnen de cel, zoals mitochondriën, transportvesikels en chromosomen (tijdens mitose) Groei begint op speciale plaatsen : microtubulusorganiserende centra (MTOC)
- Vormen bouwstenen van centriolen, cilia en flagellen
o Centrosoom: bevat 1 paar centriolen en fungeert als regio om verspreiding van microtubuli te organiseren Centriool: 0.2 µm in doormeter 0.4 µm in lengte
o Cilia: 9+2 structuur
-
2. Microfilamenten
- Actine-filamenten (Ø 5-7nm) (komt zowel voor in contractiele als niet-contractiele cellen)
- Myosine-filamenten (Ø 14-18 nm) (komt eveneens in niet-contractiele en contractiele cellen voor; in ncontractiele cellen is het myosine in oplosbare vorm aanwezig maar fungeert het eveneens als actine-bindend eiwit.
- Tot stand brengen van contractie in spiercellen, door interactie met myosine
- In niet-spiercellen vormen microfilamenten een corticale laag : netwerk onder plasmamembraan. Actine vormt via membraanverankeringsproteïnen zoals spectrine en ankyrine een versterkende laag onder de membraan.
- Microfilamenten zijn betrokken bij dynamische processen zoals endo- en exocytose, contractie van microvilli en bij voortbeweging van cellen
- Veroorzaken cytoplasmastroming
- Actine speelt een belangrijke rol in de vorm van erythrocyten
- Actine speelt eveneens een rol in de activatie van bloedplaatjes
- Actine vormt samen met myosine het contractiele apparaat van de cel
3. Intermediaire filamenten
- Doormeter filamenten: 8-10 nm
- Intermediaire filamenten blijven itt microtubuli en microfilamenten intact ook tijdens celdeling en depolymeriseren dus niet
- De intermediaire filamenten zijn aan de aanhechtingsplaatsen tussen de cellen verankerd d.m.v. desmoplaskine.
Bespreek de cytoplasma-insluitsels
1) lipiden
- adipocyten = cel met weinig celplasma en een grote vetvacuole. Doen niet aan celdeling.
- Triacylglycerolen: opslagvorm van vetzuren als niet-membraangebonden druppel
2) koolhydraten
- bv. glycogeen
- Individuele glycogeenpartikels = β-partikels (15-30 nm in diameter) -e-dens met loodcitraat (ribosomen: e-dens met uranylacetaat)
- Aggregaten in rozetten = α-partikels; de grotere aggregaten kunnen zelfs met een membraan omgeven zijn (glycogenosomen)
3) proteïnen
- bij primaten: kristallen van Reinke in cellen van Leydig
- in levercellen van salamanders ook eiwitkristallen
- In secreetgrana van kliercellen komen eiwitten als niet-gekristalliseerde vormen voor
4) Pigmenten
- Endogene pigmenten
o Melanine: Melanosomen: type I-IV
o Lipofuscine: meestal in telolysosomen (vooral te vinden in zenuwcellen & hartspiercellen)
o haemoglobinen
- Exogene pigmenten
o Anthracosis (mijnwerkers)
o Silicosis (steengroeve-arbeiders)
o Hg-verbindingen
o Carotenen
o Pb-intoxicatie
Bespreek de apicale celdifferentiaties
- Staafjeszoom = lange microvilli (bv epitheel van de dunne darm) +/- 5 µm lang en 200nm dik. actinefilamenten + verankeringseiwitten
- (glycocalyx = oppervlakte mucopolysaccharide laag)
- Stereocilia: andere structuur dan ciliën, niet actief mobiel + extreem lang (bv. ductus epidydimis)
- Cilia: trilharen microtubuli 9+2 structuur (geen actine)
- Beweging van microtubuli in ciliën en flagellen: de dyneïnearmen zijn met hun basis aan de A-tubuli gehecht en de motorische hoofdgroepen staan in wisselwerking met de B-tubuli van de naburige doubletten. Door de bewegingen van de dyneïne-hoofdgroepen in de richting van het negatieve uiteinde (dus naar de basis van het cilium toe) glijdt de A-tubulus van een doublet naar de basis van de naburige B-tubulus. Aangezien beide microtubulusdoubletten verbonden zijn via nexineverbindingen, zorgt deze glijdende beweging ervoor dat ze gaan doorbuigen
Bespreek de verschillende celjuncties
Gelijkaardig cellen van meercellige organismen zijn meestal gegroepeerd in weefsels. Cellen staan gewoonlijk in contact met complex netwerk van gesecreteerde extracellulaire macromoleculen; de extracellulaire matrix. Cellen die met elkaar of de matrix verbonden zijn vertonen gespecialiseerde intercellulaire verbindingen of juncties.
Er zijn 3 grote functioneel te onderscheiden soorten juncties:
1) Cohesie-effecten (CAMs:glycoproteinen)
- Er bestaan :
o Ca2+ afhankelijke (zoals cadherinen, selectinen en integrinen) : meestal weefselspecifieke cel-cel-adhesie
• Cadherines vormen de grootste groep CAM’s.
• Soorten cadherines :
o Klassieke cadherines : N-cadherine (Komt voor in neuronen, hart, spierweefsel,…. Meestal in adhaerensverbindingen en chemische synapsen), E-cadherine(Best gekarakteriseerd meestal geconcentreerd in adhaerensverbindingen in mature epitheliale cellen, waar het het corticale actineskelet helpt verbinden van de betrokken cellen), P-cadherine en VE-cadherine
o Niet-klassieke cadherines : T-cadherine, protocadherine en anderen
• Verschillende mogelijkheden om cellen te verbinden:
o Homofiele verbinding
o Heterofiele verbinding
o Verbinding met extracellulaire linkermoleculen
• Cadherines verbinden meestal met homofiele mechanismen
• De meeste cadherines zijn aan het actineskelet gelinked via cateninen.
• Meeste cadherines zijn single-pass transmembraanproteïnen van 700-750 aminozuren lang.
• Selectinen zijn koolhydraatbindende proteïnen, die een variëteit aan voorbijgaande Ca2+-afhankelijke cel-cel-adhesie interacties in de bloedstroom mediëren.
• 3 verschillende types :
o L-selectine op leukocyten
o P-selectine op thrombocyten en endotheelcellen die geactiveerde werden door een lokale inflammatoire respons
o E-selectine op geactiveerde endotheelcellen
• Selectinen zijn transmembranaire proteïnen met een hoog geconserveerd lectine-domein dat bindt met een specifiek oligosaccharide op een andere cel.
• Ze hebben een belangrijke functie in het binden van leukocyten aan de endotheelcellen, om deze zo de kans te geven te migreren uit de bloedstroom
• Integrinen zijn ofwel afhankelijk van extracellulair Ca2+, ofwel van Mg2+
• Integrinen verschillen van cadherines, selectinen en Ig-superfamilie doordat ze heterodimeren vormen door associatie van een α- en een β-subunit.
• Het cytoplasmatisch domein van integrine is verbonden aan de actinefilamenten via verbindingsproteïnen zoals taline, vinculine en α-actinine
• Het extracellulaire domein bindt met de RGD(Arg-Gly-Asp)-sequentie aanwezig in laminine en fibronectine (2 componenten van de basale membraan)
• De relatie tussen integrinen-extracellulaire matrix is van cruciaal belang, en kan verbroken worden wanneer migratie noodzakelijk is. Dit gebeurt door disintegrinen :
o Smalle eiwitten die de binding van de integrinen ongedaan maken
o Ze bevatten een RGD-domein (binden zo de integrinen), een metalloproteasedomein (degradatie van matrixcomponenten) en een peptide-fusiedomein (fusie van mannelijke en vrouwelijke gameten tijdens de fertilisatie)
o Ca2+ onafhankelijke (zoals de immunoglobuline superfamilie)
- Verschillende leden in Ig superfamilie :
• N-CAM (neural cell adhesion molecule) medieert homofiele en heterofiele interacties.
• ICAM (intercellular adhesion molecules) speelt een belangrijke rol in het “homing” proces tijdens inflammatie
• V-CAM (vascular adhesion molecule) speelt rol in cel-cel interactie van T-lymfocyten en binding van leucocyten aan endotheelcellen.
- Opbouw is verschillend van andere adhesiemoleculen
2) Celverbindingen
- zonula occludens (tight junction)
o vormt band rond apex van de cel
o complex patroon van richels waarin de buitenbladen van de beide celmembranen versmolten zijn
- zonula adhaerens
o 15-20nm ts buitenmembraan
o platen van Kelly
- Macula adhaerens (desmosoom):
o 30nm ts buitenmembranen
o intermediaire lijn van Karrer
o dens plaque van Kelly
- hemidesmosoom
- nexus (gap junction)
o 2nm ts buitenmembraan
o gp junctieproteinen vormen hexameren met hydrofiele porie;
o Dergelijke subunit=connexon
Bespreek de receptor-gemedieerde endocytose
Bij receptor-gemedieerde endocytose zijn receptoren ingebouwd in het membraan en ontstaat een coated pit, meestal van Clathrine. Clathrines bestaan uit drie eiwitketens die met mekaar verbonden zijn tot een korfvormig rooster dat de membraan vervormt en het afknoppen van de blaasjes reguleert.
Het product dat opgenomen zal worden zal binden aan de receptoren en is dus een ligand. Een goed voorbeeld hiervan is endocytose via LDL-receptoren (low density lipoprotein).
Als de liganden binden aan de receptoren ontstaat een coated pit, die bij LDL vooral uit clathrine bestaat. Deze wordt vervolgens afgesnoerd tot een coated vesicle. Deze vesikels geven hun coat af, zodat de eiwitten hiervan opnieuw gebruikt kunnen worden. Een vesikel die zijn coat heeft afgegeven wordt een endosoom genoemd. Daarna zal een deel van het vesikelmembraan met de receptoren terugkeren naar de celmembraan. De rest van het endosoom met daarin de LDL zal versmelten met een lysosoom.
In het lysosoom zal LDL afgebroken worden tot de bouwstenen van een cel. Zowel de eiwitten van de coat als de receptoren worden dus gerecycleerd. Bij receptor-gemedieerde endocytose kunnen ook multi-vesicular bodies ontstaan
Bespreek de mitose en de regulatie van de celcyclus
Celdelingscyclus:
1. Interfase (G1, S, G2) Celgroei + verdubbeling bestanddelen Uit 1 moedercel ontstaan 2 dochtercellen.
a. G-fase: ‘G’ van gap = interval = rustfase waarin de celinhoud wordt verdubbeld. DNA-synthese wordt voorbereid (enzymen & proteïnen)
b. S-fase: ‘S’ van synthese. DNA wordt verdubbeld !!! =REPLICATIE OF DUPLICATIE doel: 2 genetisch identieke dochtercellen
S-fase heeft vrij constante duur (6-8 u)
2. M-fase (voor meeste cellen mitose) Distributie van gedupliceerde chromosomen + Celdeling (= karyokinese en cytokinese) Elk chromosoom bestaat uit 2 zusterchromatiden die nog verbonden zijn ter hoogte van het centromeer.
a. PROFASE
- Chromosoomcondensatie
- Ontstaan van mitotische spoelfiguur Centrosomen (normaal kernmembraan-geassocieerd), wijken nu elk naar 1 celpool.
- Ontstaan eerste STRALINGSFIGUREN. Dynamische microtubuli gaan reorganiseren en schijnbaar van pool naar pool doorlopen (polaire microtubuli)
- Kernmembraan verdwijnt
- Plaats waar de 2 zusterchromatiden het dichtst bij elkaar komen door cohesines = CENTROMEER: primaire insnoering = gespecialiseerde regio in DNA.
b. (PROMETAFASE)
- Door afbraak kernmembraan worden chromosomen bereikbaar voor microtubuli
- Aanhechting microtubuli thv kinetochoor dmv ‘search’ en ‘capture’: deze microtubuli worden chromosoom- of kinetochoormicrotubuli
- Plus-einden van de microtubuli dienen ‘juist’ vastgehecht te zijn op centromeer.
c. METAFASE
- Chromosomen die met microtubuli aan beide celpolen zijn verbonden bewegen zich naar het EVENAARSVLAK
d. ANAFASE
- Start bij splitsing chromosoom in twee afzonderlijke chromatiden (thv centromeren)
- Elk chromatide ‘aangetrokken’ door 1 van de polen zullen dus uit elkaar wijken
- einde anafase: microtubuli binden niet meer met kinetochoren ontstaan van 1 groep chromosomen aan elke pool = 2 ANAFASEGROEPEN met gelijk aantal chromosomen bestaande uit 1 chromatide, dus identieke chromosoomsamenstelling
- 2 modellen
o kinetochoren bevatten dyneïne-achtige eiwitten = molecule die aangrijpt op microtubuli & zich er over beweegt via energie(ATP) verslindend proces chromosomen dan actief naar polen getrokken depolymerisatie microtubuli aan kinetochoor
o depolymerisatie microtubuli aan kinetocho(o)r = drijvende kracht kinetochoor beweegt naar pool omdat binding met korter wordende microtubuli telkens herstelt
e. TELOFASE
- chromosomen hebben beide polen bereikt vloeien samen tot 1 massa beginnen decondensatie morfologie onduidelijk nieuw kernomhulsel gevormd uit resterend ER spoelfiguren verdwijnen
3. Intermitose (G0 fase): uitoefening specifieke functie door cel
4. Post-mitose: sterk gedifferentieerde cellen mogelijkheid tot delen verloren.
Controlesysteem: Robuust en betrouwbaar Adapteerbaar kan celcyclus ten allen tijde stilleggen (delays; on/ off-systeem).
Via controlecentra: DNA damage checkpoints (G1 naar S checkpoint en G2 naar M checkpoint) ⇒ Spindle checkpoints (metafase checkpoint CDC20)
Bij DNA beschadiging stijgt p53 p53 stimuleert transcriptie p21, Mdm2, Bax
Inductie p21 (een CKI) geeft Cdk inhibitie en celcyclusarrest Replicatie beschadigd DNA wordt verhinderd.
Cycline-afhankelijke kinasen
• Associatie met cyclines
- Cyclin-dependent kinases (cdk) (serine/threonine) => fosforylatie doeleiwitten
- Komen constitutief tot expressie
- Worden op verschillende manieren gereguleerd
- Zijn ‘periodiek’ aanwezig tijdens de celcyclus
- Worden tijdens de celcyclus gesynthetiseerd en gedegradeerd (proteasomen)
- Alleen Cdk/Cyc complexen kunnen doeleiwitten selectief fosforyleren
- Soms aangeduid met de naam van de fase waarin ze actief zijn.
b. Fosforysering
- Induceert conformatieveranderingen
- Activerende en inhiberende fosforylering
c. Assossiatie met Cdk inhibitoren
- INK4 familie: vormen stabiele complexen met Cdk zodat Cyc niet kunnen binden
- Cip/Kip familie
Bespreek de meiose
Nakomelingen verschillen van elkaar en verschillen van hun ouders = Groot evolutionair voordeel.
1) herverdeling genetisch materiaal
Eerste meiotische deling (Meiose I):
a) cross-over
b) willekeurige herverdeling van homologe chromosomen
Tweede meiotische deling (Meiose II): Ontstaan van 4 niet-identieke dochtercellen
2) Chromosoomaantal in cel van diploïd (2n) naar haploïd (n) = meiotische deling
Celdeling:
1) profase I Tijdens profase I wordt het genetisch materiaal herverdeeld: lang en complex !! Onderverdeling in 5 subfasen: interfase; leptoteen; zygoteen; panchyteen en diploteen.
2) (pro)metafase I :
- De kernmembraan en nucleoli verdwijnen en de spoelfiguren ontwikkelen
- OPGELET: aanhechting van kinetochoormicrotubuli is per chromosoom !!
- Volledig centromeer (dus volledige chromosoom) naar 1 celpool
- De chiasmata liggen ongeveer in het evenaarsvlak maar zullen uiteindelijk loslaten (anafase)
3) ANAFASE 1: volledig haploïd stel chromosomen aan elke pool. Elk chromosoom bestaat nog steeds uit twee chromatiden. Welk chromosoom van een bivalent naar welke pool = toevalssituatie
4) TELOFASE 1: Kernmembraan terug gevormd en cytokinese
5) Overgang naar meiose II: Vermits elk chromosoom nog uit 2 chromatiden bestaat:
- Geen verdubbeling van het genetisch materiaal nodig (geen S-fase), geen despiralisering
- Kernmembraan doorgaans niet volledig gevormd voor aanvang van profase 2
- Men spreekt van een interkinese, deze fase kan zeer kort zijn
6) Meiose II = mitose 4 haploïde, verschillende dochtercellen gevormd.
Bespreek gereguleerde celdood
- Actieve of gereguleerde wegdood = apoptose (geen ontstekingsreactie)
o Krimpen van de cellen
o Celcontacten worden verbroken (loslaten)
o Celmembraan blijft intact, dus geen lekkage naar binnen of buiten
o Condensatie van het cytoplasma dus organellen opeen gepakt
o condensatie van chromatine
o discontinue worden van de kernenveloppe
o DNA fragmenteert, kern breekt op in chromatinelichaampjes
o Cel vertoont karakteristieke ‘blebs’
o Cel fragmenteren in apoptose-lichaampjes (apoptotic bodies)
o Daarna fagocytose van apoptotic bodies door omringende cellen (niet noodzakelijk macrofagen)fagocyten excreteren anti-inflammatoire cytokines
o Detectie:
• cel-, kern-, en membraanmorfologie: microscopische visualisatie van chromatine-condensatie, DNA-organisatie, integriteit van plasmamembraan en cytoplasma
• verlies aan viabiliteit(levensvatbaarheid): gebruik van vitale kleurstoffen
• DNA-fragmentatie: elektroforese; in situ TUNEL (terminaal transferase labelling)
• Moleculaire karakteristieken: vb immunocytochemie voor actief caspase - Passieve celdood = necrose
o Zwelling van cellen en organellen
o Verlies integriteit celmembraan (lekkage)
o Cel vervalt tot debris
o Celinhoud komt vrij in extracellulaire ruimte => aantasting andere cellen
o Opruiming door macrofagen
o Leidt meestal tot ontstekingsreacties !
o Necrose is circulatieafhankelijk en kan in een weefsel massaal optreden
