Cel biologie

Onderzoek van biologen leert dat Alle levende organismen op aarde, dus ook mensen netwerken van cellen zijn.

Cellen zijn de kleinste levend onderdelen van alle organismen. Zo klein dat ze met het blote oog niet waarneembaar zijn. Zij vormen de bouwstenen van al het leven. De studie van cellen heet cel biologie.
Cellen bestaan uit cytoplasma omsloten door een membraan. Het cytoplasma bevat vele biomoleculen zoals eiwitten en desoxyribonucleïnezuur (DNA) en ribonucleïnezuur (RNA). sinds de wetenschap beschikt over de elektronenmicroscopie kunnen gedetailleerde celstructuren onderzocht worden.
Organismen kunnen worden geclassificeerd als eencellig (bestaande uit een enkele cel zoals bacteriën) of meercellig (inclusief planten en dieren). De meeste eencellige organismen worden geclassificeerd als micro-organismen.
Het aantal cellen in planten en dieren verschilt van soort tot soort; er wordt geschat dat mensen ongeveer 40 biljoen ((4×1013) cellen bevatten. Het menselijk brein is goed voor ongeveer 80 miljard van deze cellen.
Nadat Robert Hooke in 1665 voor de eerste keer cellen beschreef, werd de celtheorie in 1839 ontwikkeld door Matthias Jakob Schleiden en Theodor Schwann. Zij stelden dat alle organismen zijn samengesteld uit een of meer cellen, dat cellen de fundamentele eenheid van structuur en functie zijn in alle levende organismen, en dat alle cellen afkomstig zijn van pre- bestaande cellen. Cellen ontstonden minstens 3,5 miljard jaar geleden op aarde.

Celtype

Er zijn twee soorten cellen: eukaryotisch, die een kern bevatten, en prokaryotisch, die dat niet hebben. Prokaryoten zijn eencellige organismen, terwijl eukaryoten eencellig of meercellig kunnen zijn.

Prokaryotische cellen

Prokaryoten omvatten bacteriën en archaea: twee van de drie domeinen van het leven. Prokaryotische cellen waren de eerste vorm van leven op aarde. gekenmerkt door vitale biologische processen, waaronder celsignalering. Ze missen een kern en andere membraangebonden organellen. Het DNA van een prokaryotische cel bestaat uit een enkel circulair chromosoom dat in direct contact staat met het cytoplasma. Het nucleaire gebied in het cytoplasma wordt het nucleoïde genoemd.
De meeste prokaryoten zijn de kleinste van alle organismen met een diameter van 0,5 tot 2,0 μm. Een prokaryotische cel heeft drie regio's:

1.Het cel omhulsel bestaande uit een plasmamembraan bedekt met een celwand die voor sommige bacteriën verder kan worden bedekt door een derde laag genaamd een capsule. Hoewel de meeste prokaryoten zowel een celmembraan als een celwand hebben, zijn er uitzonderingen zoals Mycoplasma (bacteriën) en Thermoplasma (archaea) die alleen de celmembraan laag bezitten. Het membraan geeft stijfheid aan de cel en scheidt het binnenste van de cel van zijn omgeving en dient als een beschermend filter.
Bij bacteriën bestaat de celwanduiten uit peptidoglycan en fungeert als een extra barrière tegen externe krachten. Het voorkomt ook dat de cel uitzet en barst(cytolyse) doorosmotische druk als gevolg van een hypotone omgeving. Sommige eukaryotische cellen(plantencellen en schimmelcellen) hebben ook een celwand.

2.In de cel bevindt zich het cytoplasmatische gebied dat het genoom (DNA), ribosomen en verschillende soorten insluitsels bevat. Het genetische materiaal wordt vrij gevonden in cytoplasma. Prokaryoten kunnen extra chromosomale DNA-elementen dragen die plasmiden worden genoemd, die meestal circulair zijn. Lineaire bacteriële plasmiden zijn geïdentificeerd in verschillende soorten spirochete bacteriën, waaronder leden van het geslacht Borrelia met name Borrelia burgdorferi, die de ziekte van Lyme veroorzaakt. Hoewel het geen kern vormt, wordt het DNA gecondenseerd in een nucleoïde. Plasmiden coderen extra genen, zoals antibiotica resistentiegenen.

3. Aan de buitenkant van de cel steken projecteren flagella en pili uit. Dit zijn eiwit structuren (niet aanwezig in alle prokaryoten) die beweging en communicatie tussen cellen vergemakkelijken.

Eukaryotische cellen

Planten, dieren, schimmels, slijmzwammen, protozoa en algen zijn allemaal eukaryoot. Deze cellen zijn ongeveer vijftien keer breder dan een typische prokaryoot en kunnen wel duizend keer groter zijn in volume. Het belangrijkste onderscheidende kenmerk van eukaryoten in vergelijking met prokaryoten is compartimentering: de aanwezigheid van membraangebonden organellen (compartimenten) waarin specifieke activiteiten plaatsvinden. De belangrijkste hiervan is een celkern, een organel dat het DNA van de cel herbergt. Deze kern geeft de eukaryoot zijn naam, wat "echte kern (kern)" betekent.
Andere verschillen zijn onder meer:

Het plasmamembraan lijkt qua functie op dat van prokaryoten, met kleine verschillen in de opzet. Celwanden kunnen al dan niet aanwezig zijn. Het eukaryote DNA is georganiseerd in een of meer lineaire moleculen, chromosomen genaamd, die geassocieerd zijn met histon-eiwitten. Al het chromosomale DNA wordt opgeslagen in de celkern, gescheiden van het cytoplasma door een membraan. Sommige eukaryote organellen zoals mitochondriën bevatten ook wat DNA.
Veel eukaryote cellen zijn uitgerust met trilhaartjes Primaire trilhaartjes spelen een belangrijke rol bij chemotaxis: beweging van cellen, bacteriën etc. in een bepaalde richting onder invloed van een chemische prikkel.Trilhaartjes reageren door mechanotaxis dat is bijvoorbeeld wanneer cellen migreren in de richting van de vloeistofstroom. Wnneer trilhaartjes reageren op een temperatuursverandering wordt dit thermotaxis genoemd.
De beweeglijkheid van elk cilium of trilhaartje kan dus worden "beschouwd als een sensorische cellulaire antenne die een groot aantal cellulaire signaalroutes coördineert
Beweeglijke eukaryoten kunnen bewegen met behulp van beweeglijke trilharen of flagella. Beweeglijke cellen zijn afwezig in coniferen en bloeiende planten. Eukaryotische flagella zijn complexer dan die van prokaryoten

Vergelijking kenmerken prokaryoten en eukaryoten

Kenmerken Prokaryoten Eukaryoten
Typen organismen bacteriën, archea protisten, schimmels, planten, dieren
veel voorkomende grootte ~1-5µ ~10-100µ
type kern kerngebied, geen kern kern met dubbel membraan
DNA meestal cirkelvormig Lineaire moleculen(chromosomen) met histone proteïnen
RNA proteIne synthese gekoppeld aan het cytoplasma RNA synthese in de kern
proteïne synthes in het cytoplasma
Ribosomen 50S en 30S 40S en 40S
Cytoplasma structuur zeer weinig structuren zeer gestructureerd door
endomembranen en een cytoskelet
Celbeweging flagella gemaakt van flagellin flagella en trilharen die microtubuli
bevatten ;
lamellipodia en filopodia die actine bevatten
Mitochondria geen één tot enkele duizenden
Chloroplasten geen in algen en planten
organisatie meestal enkele cellen enkelvoudige cellen, kolonies,

met gespecialiseerde cellen
celdeling binaire splijting mitose (splijting of
ontluikende) meiose
Chromosomen enkel Chromoso0m meer dan één chromosoom
Membranen celmembraan Celmembraan en membraangebonden organellen

Video over 2 protisten: Stentor en Vampyrella