Samenvatting Biologie Hoofdstuk 2 t/m 4

Transcriptie

1 Samenvatting Biologie Hoofdstuk 2 t/m 4 Samenvatting door een scholier 4468 woorden 7 december ,9 28 keer beoordeeld Vak Methode Biologie Nectar Hoofdstuk 2: Cellen in werking Par. 2.1 Bouwstenen van leven Kenmerken van het leven Levenskenmerken: beweging, gaswisseling en waarneming. Ook hersenactiviteit is een levenskenmerk. Kleinste onderdeeltjes waar de levenskenmerken nog te zien zijn, zijn de cellen. Onderhoud van een cel In een cel zit water en er zijn een aantal vaste vormen, de organellen (inwendige celmilieu.) Elke cel is bezig om dat milieu stabiel te houden. Een cel raakt in verval als het zichzelf niet meer kan onderhouden. Voor onderhoud zijn bouwstoffen en energie nodig en afvalstoffen komen vrij. Een cel blijft leven zolang schei- en natuurkundige processen het celmilieu stabiel houden. Processen voor onderhoud, energievoorziening en uitscheiding vind plaats in het cytoplasma. Bacteriën, planten en dieren Bacteriën hebben geen celkern en missen organellen die alle andere cellen wel hebben. Net als bij plantencellen zit er aan de buitenkant van het celmembraan een stevige celwand. Plantencellen herken je aan de vacuole en aan de chloroplasten. Verder zijn ze bijna het zelfde als dierlijke cellen. Beide hebben een celkern, mitochondriën en endoplasmatische reticulum. Dierlijke cellen kan je herkennen door hun veranderlijke vorm. Organellen die in alle cellen voor komen zijn de ribosomen. Ook de bouw van het celmembraan is bij allemaal ongeveer hetzelfde Samenwerking Een meercellig organisme heeft een betere overlevingskans als een eencellig organisme. Dat komt omdat de cellen samenwerken. De cellen produceren zoveel warmte dat je lichaamstemperatuur op 37 C blijft, de zuurgraad blijft constant en de geregelde aan- en afvoer van stoffen. Dat zorgt samen voor een stabiel intern milieu. Pagina 1 van 13

2 Communicatie Drie soorten communicatie vormen: Celmembraancontact : Korte afstand en twee cellen kunnen elkaar beïnvloeden voor chemische stoffen uit te wisselen. Weefselvloeistof : Bereikt meer cellen en gaat wanneer een cel stoffen afgeeft in de dunne vloeistoflaag die tussen de cel zit. Hormoonstelsel en zenuwstelsel : voor grotere afstanden. Bij zenuwstelsel gaat het voor snelle kortdurende signalen en bij hormoonstelsel het tegenovergestelde Meercellige organisme hebben gespecialiseerde cellen die samen werken. Samen houden zij het interne milieu constant. Samenwerking vraagt om goede communicatie: cellen kunnen elkaar op verschillende manieren informatie doorgeven. Par. 2.2 Aan de grens Celwand Een celwand bestaat uit koolhydraten (cellulose) en geeft stevigheid aan de cel. Celwanden zijn lek en water met allerlei opgeloste stoffen passeert de celwand zonder problemen. Celwanden vormen zo een wegnet tussen cellen door. Het selecteren en actief opnemen en uitscheiden van stoffen gebeurt aan de grens van een cel door het celmembraan. Het membraan is vloeibaar Celmembraan is een dun laagje aan de buitenkant van de cel en bestaat o.a. uit fosfolipiden (vetmoleculen) en eiwitmoleculen. Het membraan is een actief organel dat bijdraagt aan een stabiel celmilieu. Het vormt de handen (transport), de voeten (beweging) en de ogen (waarneming) van een cel. Door het celmembraan heen Stoffen doorlaten gebeurt op twee manieren: Diffusie of actief transport. Diffusie: de stof verplaatst zich in de richting waar de concentratie het laagst is. Door het celmembraan kan alleen diffusie optreden van: Water (osmose), zuurstof en koolstofdioxide. De concentratie zuurstof zal het hoogst zijn in de weefselvloeistof. De concentratie koolstofdioxide zal het hoogst in het cytoplasma zijn. Actief transport: transport enzymen helpen geladen deeltjes door het membraan heen. Dit kost energie (ATP). Door dit transport is de concentratie ionen binnen de cel hoger als erbuiten. Dit verschil maakt een elektrische spanning en het zenuwenstelsel maakt hier gebruik van. (impulsgeleiding) De celwand tussen plantencellen geven stevigheid en transportmogelijkheden. Water, zuurstof en koolstofdioxide passeren de fosfolipidenlaag van het membraan met diffusie. Andere stoffen door de werking van transport enzymen: actief transport Het membraan beweegt Speciale membraan beweging is het opnemen van grote moleculen of voedseldeeltjes (endocytose). Een Pagina 2 van 13

3 cel trekt dat een stukje membraan naar binnen. De deuk wordt een diepe inham en later afgesloten van de buitenwereld (membraanbolletje) Het omgekeerde kan ook dat een membraanbolletje zich naar het membraan gaat en zich er mee versmelt. (exocytose) (inhoud bolletje: enzymen, hormonen) Waarneming Sommige eiwitten hebben een antennefunctie (receptoren). Deze kunnen signalen uit de omgeving ontvangen en aan deze receptoren kunnen stoffen uit de omgeving van de cel hechten. Elke receptor bind zich maar aan 1 bepaalde stof. En die reageert dan weer op een specifieke manier. Wanneer stoffen aan receptoren op het membraanoppervlak hechten, heeft dit een specifieke reactie van de cel tot gevolg. Receptoren maken celcommunicatie mogelijk. Par. 2.3 Industrie op miniformaat Chloroplast Vorming van glucose door fotosynthese Amyloplast Vorming en opslag van zetmeelmoleculen als reservestof Chromoplast Kleurstoffen maken voor bloemen en vruchten Mitochondriën Productie van de energierijke stof ATP door verbranding Lysosoom Afbraak van stoffen en andere organellen door speciale enzymen Chemie Een deel van de cel houdt zich bezig met vetstofwisseling. Hier worden vetten en vetzuren afgebroken. Stoffen uit vetstofwisseling zijn nodig voor de bouw van membraan of dienen voor verbranding voor de energievoorziening. Een ander deel houdt zich bezig met eiwitstofwisseling. Eiwitten worden afgebroken tot aminozuren en vervolgens gebuikt voor nieuwe eiwitten. De derde groep houdt zich bezig met koolhydraatstofwisseling. Een cel maakt van monosachariden (glucose en frutose) disachariden en polysachariden (zetmeerl, glycogeen), en andersom. Soms krijgen deze de functie als bouwstoffen maar meestal als brandstof. Organellen Plastiden komen alleen in plantencellen voor. Mitochondriën zowel in dierlijke als in plantencellen. Glycogeenkorrels zijn structuren voor energiereserves in dierlijke cellen en zetmeelkorrels zijn dat voor plantencellen. Stofwisseling processen zorgen voor bouwstoffen, reservestoffen, hulpstoffen zoals enzymen en hormonen en de noodzakelijke energie. Elk organel heeft een speciale stofwisselingfunctie. Het celgebouw Het celmembraan wordt gesloopt en weer op nieuw gemaakt, organellen verdwijnen in lysosomen en worden vervangen. Ook het binnenmembraan en de dragende delen worden vervangen. Binnenmembraam: Lange gang waar stoffen langs worden ge transporteert. (Endoplasmatische Reticulum (ER)). Pagina 3 van 13

4 Energie Celactiviteit kost energie en de meeste bacteriesoorten halen energie uit de organische stoffen. Bij vrijwel elk proces wat afspeelt wordt ATP gebruikt. De mitochondriën van planten en dierlijke cellen zijn gespecialiseerd in productie van ATP Celonderhoud kost energie. Licht (bij planten) en organische stoffen (bij dieren en de meeste bacteriën) zijn energiebronnen. Hiermee wordt ATP geproduceerd dat directe energieleverende stof van de cel is. Par. 2.4 Enzymen: Celwerknemers Eigenschappen van enzymen Enzymen zijn eiwitten die tijdelijke energie uitlenen. Ook als is de temperatuur in een cel niet hoog dan kunnen met behulp van enzymen toch chemische processen plaats vinden. Elk enzym kan maar 1 type chemische reactie aangaan. Eiwitsynthese In chromosomen zit de stof DNA, dat de bouwinstructies voor eiwitten bevat. Deze instructies worden naar een speciale eiwitbouwplaats gebracht: Ribosomen. Op die plaats worden de aminozuren bij de ribosomen gekoppeld tot een eiwit. Een deel van die eiwitten zorgt daarna weer als enzym voor de afbraak van andere stoffen. Ander deel krijgt een functie als bouwstof. Het DNA uit de celkern bepaald dus via gevormde eiwitten alle processen in het lichaam. Afwerking De eiwitten die van de ribosomen komen hebben een grondvorm. Terwijl het eiwit langs het ER schuift, worden er door enzymen stukken afgeknipt en koppelen er andere moleculen aan. Op die manier ontstaat de definitieve vorm van de eiwitten. Een deel van de eiwitten komt terecht in het Golgi-systeem. De eiwitten worden in membraanbolletjes verpakt. Sommige blijven in het cytoplasma en bevatten splitsende enzymen, zulke membraanbolletjes heten lysosomen. Met instructies uit het DNA kunnen ribosomen in het cytoplasma eiwitten maken. Die eitwitten worden dan afgewerkt in het ER en Gogli-systeem. Celcyclus Celcyclus verloopt in 4 stappen: De G1-fase: De cel groeit, het aantal organellen vermeerdert. De S-fase: De chromosomen verdubbelen De G2-fase: Enzymen worden gevormd, nodig voor de celdeling De M-fase (mitose): de celdeling De tijd is verschillende de meeste variatie zit in de G1-fase. De S-fase is best wel constant (6-8 uur) G2- fase is ook redelijk constant (2-4 uur) en de M-fase is meestal in een uur klaar. Enzymen zijn eiwitten die chemische processen versnellen. Ze zijn betrokken bij de stofwisseling en de Pagina 4 van 13

5 deling van de cel. Par. 2.5 Cellen in soorten en maten Grote cellen Plantencellen zij meestal groter als dierlijke cellen. De vacuole kan veel water opnemen waardoor deze cellen voor in lengte opzwellen.(celstrekking). De vacuole kan soms wel 90% van het celvolume innemen. Het cytoplasma stroomt dan in een dun laagje om de vacuole heen. Omdat het cytoplasma tegendruk krijgt van de wand, die niet teveel kan uitrekken, zorgt de vacuole ook voor stevigheid (turgor) in de plantencel. Grote cellen hebben snel problemen met de aanvoer van zuurstof uit het milieu. Plantencellen danken hun afmeting aan het opzwellen van de vacuole. De stevigheid van de plantencel ontstaat door de druk van de vacuole tegen de celwand. Specialisatie Elke weefsel bestaat ui een apart celtype met een eigen functie. Door tijdens de groei een specifiek deel van het erfelijk materiaal (DNA) aan te schakelen ontstaan celtypen met eigen soorten eiwitten en speciale membranen. Bacteriën Bacteriën hebben geen celkern en missen organellen. Ook hebben ze geen ER. Bacteriën breken organische stoffen af waardoor planten voedingstoffen kunnen opnemen. Het optimaliseren van organismen voor productiedoeleinden heet biotechnologie. Met behulp daarvan zijn onderzoekers instaat het DNA van bacteriën te veranderen: Genetische modificatie. Symbiose De endosymbiosetheorie verklaart voor een deel hoe plantencellen en dierlijke cellen zijn ontstaan uit bacteriën. Bacteriën zijn anderen cellen binnengedrongen en hebben zich daar ontwikkeld tot onmisbaar gasten. In plaats van ziektes te maken produceren ze nuttige stoffen. Deze bacteriën hebben zich aangepast en kunnen niet meer zelfstandig leven. Elk celtype kenmerkt zich door de specifieke eiwitten en membranen. Met biotechnologie kan de celstofwisselingen veranderd worden. Plastiden en mitocondriën van planten en dieren zijn vermoedelijk uit bacteriën. Hoofdstuk 3: DNA het management van je cellen Par. 3.1 DNA: geheimtaal? De dinosaurus op herhaling? Wetenschappers zijn sinds enige jaren in staat het DNA van een organisme te veranderen. Pagina 5 van 13

6 Ontdekking van DNA Je lichaam is opgebouwd uit (13) cellen. Vrijwel in elke kern zit DNA DNA werd in 1869 toevallig ontdekt door de Zwitserse arts Miesscher. Hij ontdekte een witte neerslag afkomstig uit de celkern. Hij noemde de neerslag: nucleïne. Toen onderzoekers ontdekte dat de neerslag zure eigenschappen heeft noemde ze de stof nucleïnezuur. DNA is de afkorting voor: Deoxyribonucleic acid. DNA is een zeer groot molecuul en in 1944 is bewezen dan DNA (in codevorm) erfelijke aanles van organisme vastlegt. Voor elke menselijk kern geldt dat DNA verdeeld is in 46 chromosomen en dan elk chromosoom bestaat uit één groot DNA molecuul en een aantal eiwitten (histonen) voor de stevigheid. De chromosomen in de celkern bestaan elk uit één groot DNA-molecuul plus een aantal eitwitten. In het DNA-molecuul ligt in codevorm de erfelijke informatie opgeslagen. Structuur van DNA DNA ziet eruit als een vorm van een moleculaire wenteltrap. (een dubbele helix). De leuningen van de trap bestaan uit fosfaatgroepen en suikermoleculen (deoxyribose). Die om en om in twee lange ketens gerangschikt zijn. Aan elk suikermolecuul zit een stikstofbase. Er zijn vier verschillende stokstofbasen: Adenine (A), Thymine (T), Cytosine (C) en Guanine (G). De treden worden gevormd door twee basen met elkaar te verbinden. De C wordt altijd aan de G gekoppeld en de A altijd aan de T of andersom. De ene keten is een soort spiegelbeeld van de ander. Dat heet dat de ketens complementair zijn. De volgorde van de stikstofbasen vormt de code voor de erfelijke informatie. Een andere volgorde betekend andere informatie. Het DNA-molecuul heeft de vorm van een wenteltrap, een dubbele helix. Het molecuul is opgebouwd uit nucleotiden. Elke nucleotide bestaat uit fosfaatgroep, een suikermolecuul en een stikstofbase. Par en we noemen hem Hugo Chromosomen Chromosomen zijn informatiedragers van de cellen. Een mens heeft 46 chromosomen, die samen het menselijke genoom vormen. Die 46 chromosomen bevatten alle erfelijke informatie van je lichaam. (haarkleur, enzymen etc.). Jouw genoom is ontstaan uit een set van 23 chromosomen van je moeder en een set van 23 chromosomen van je vader. Er zitten echter veel verschillende tussen die chromosomen. Het DNA is nog onderverdeeld in genen. Eén gen levert de informatie voor één eiwit ; meestal bepalen meerdere eiwitten samen één eigenschap. Een allel is een genvariant bijv. je hebt een allel voor zwart haar van je vader en een allel voor blond haar van je moeder. Je zou het kunnen vergelijken met een repetitie. De leraar heeft een repetitie en daarin twee versies dan is de repetitie het gen en de versies het allel. Een volledige set chromosomen uit een cel vormt het genoom: dit bevat alle erfelijke informatie van een individu. Een gen is een stukje DNA dat de informatie voor één eiwit bevat; meestal bepalen meerdere eiwitten één eigenschap. Er kunnen verschillende genvarianten voorkomen dit heet een allel. Pagina 6 van 13

7 HUGO Het genoom van dieren en mensen verschilt heel weinig dus kan via dieren dingen ontdekt worden die ook voor mensen gelden. Voor onderzoek op het menselijke genoom is het Human Genome Organization verantwoordelijk. De HUGO probeert alle menselijke genen in kaart te brengen Par. 3.3 De vertaling Amylase, peptase Verteringsenzym Insuline, groeihormoon Hormonen Collageen, elastine Bestanddelen van bindweefsel Hemoglobine Binden van O en CO in rode bloedcellen Fibrinogeen, trombine Bloedeiwitten, betrokken bij de bloedstolling Antistoffen Beschermen tegen lichaamsvreemde stoffen Actine, myosine Zorgen oa voor de samentrekking van spiercellen Resusfactor Bloedgroep; eiwit in het membraan van de rode bloedcellen Eiwitten en DNA Je lichaam bevat een grote variatie aan eiwitten met elk een eigen functie. Eiwitmoleculen zijn zeer grote moleculen die uit soms wel duizenden aminozuurmoleculen bestaan. In totaal zijn er 20 verschillende aminozuren. Door de variatie in het aantal aminozuren, de soorten aminozuren, de volgorde van aminozuren en de manier waarop ze in een ruimtelijke structuur zijn gevouwen is een oneindig aantal verschillende eiwitmoleculen mogelijk. DNA is een grootbouwplan waarmee de cel eiwitmoleculen kan maken. De basis voor alle menselijke eigenschappen wordt bepaald door eiwitten. Eiwitten zijn opgebouwd uit aminozuren. Er zijn oneindig veel combinaties van aminozuren mogelijk, dus ook oneindig veel verschillende eiwitten. DNA bevat de code voor aanmaak van eiwitten. DNA-code en genen Drie nucleotiden vormen samen een triplet. Eén triplet staat voor één aminozuur. Er zijn 64 tripletten mogelijk dus dat zijn er meer als genoeg voor 20 aminozuren. Drie tripletten coderen voor geen enkel aminozuur: ATT ATC ACT Als je die ziet staat betekend dat eiwitaanmaak stopt. Zo n triplet heet stoptriplet of stopcodon. Een hele zin met allemaal van die 3 letterige codes codeert voor een complete eiwit. De zin begint altijd met de combinatie TAC (methionine) em eindigt met een stopcodon. Eiwitsynthese aan de ribosomen Pagina 7 van 13

8 Als er een bepaald stof nodig is dan komt er een afschrift. Dit afschrift is een aan DNA verwante stof: RNA. De ribosomen vertalen het RNA woord voor woord. Elk woord betekent de keuze van een bepaald aminozuur. Zo ontstaat er een ketting met aminozuren in de juiste volgorde. Die ketting wordt op de juiste manier in zijn eiwitvorm gebogen. Er zijn ook eiwitten waar de functie nog niet eens van bekend is. (nonsense code) De volgorde van aminozuren in een eiwitmolecuul wordt bepaald door de volgorde van de nucleotiden in het DNA. De erfelijke code is een triplet-code: Drie stikstofbasen coderen voor één aminozuur. De aanmaak van eiwitten vindt plaats met behulp van ribosomen, via RNA Par. 3.4 Stabiliteit van DNA Chromosomen veranderen Door mutatie in het betreffende gen veranderd de genetische informatie. Mutatie: verandering in het DNA. Bij puntmutatie/genmutatie vindt er een verandering plaats op 1 plaats in een gen (er is 1 base uit de keten veranderd). Bij een chromosoommutatie zijn meerdere genen op hetzelfde chromosoom gemuteerd. Door (punt)mutaties ontstaan meerdere allelen van 1 gen. Oorzaken en gevolgen van mutaties DNA is een tamelijk kwetsbare stof. Een verandering in het DNA die niet leidt tot celdood en die niet wordt gecorrigeerd door de herstelenzymen, kan voor een cel verschillende gevolgen hebben. Wanner mutatie plaats vind in de regelgen dat is echt een groot probleem. De regelgen remt en stimuleert de celdeling en dat kan lijden tot ongeremde celdeling zo kan er een tumor ontstaand (goedaardig, kwaadaardig). Mutaties in het nonsense-dna hebben weinig gevolgen. Mutaties komen spontaan voor. Bepaalde milieufactoren kunnen de mutatiefrequentie verhogen. Door mutaties in het regelen. Par. 3.5 Goochelen met genen en mensen. Ethiek: over kunnen en mogen Ethiek: het formuleren van wat we de grens vinden tussen aanvaardbaar en onaanvaardbaar. Bijv. Mogen we op grond van de kwaliteit van het leven ingrijpen in het DNA bij erfelijke ziektes (principe van weldoen). DNA-fingerprint Jouw patroon is uniek: Je DNA-fingerprint. Met behulp van enzymen wordt je DNA in stukjes geknipt. De stukjes DNA worden in een elektrisch veld enigszins uit elkaar getrokken door het verschil in massa en elektrische lading. Uit de rangschikking van de stukjes die zo ontstaat, kan de basenvolgorde worden vastgelegd. De informatie die over jouw vastgelegd wordt kan worden vastgelegd in een zogenaamd genenpaspoort. Voordelen: Je kan zien wat iemand heeft en hoef je dat niet te gaan onderzoeken in het ziekenhuis Nadelen: de verzekering kan zeggen van ik denk jouw niet of bijv. sollicitaties worden de mensen Pagina 8 van 13

9 aangenomen met een gunstiger genenpaspoort! Met behulp van moderne techniekenkan ieder individu het DNA-patroon (fingerprint) vastleggen. Daarmee zijn erfelijke aandoeningen op te sporen. Het vastleggen van iemands DNA-patroon kan ook nadelen met zich meebrengen. Mag alles wat kan? Je kan bij een pre-embryo gentherapie uitvoeren. Dit kan door de defecte cellen te repareren. Het is moeilijk om een grens van het toelaatbare vast te stellen (het uitproberen van gentherapie) : Voorbeelden: Pre-embryo;s die nog niet teruggeplaatst zijn. Maar allen als dat onderzoek in dienst staat voor verbetering van IVF en DNA-diagnostiek. Embryo s kweken (niet toegestaan in Nederland maar wel in Groot-Brittannië) Zieke genen uitschakelen en gezonde genen terugplaatsen bij pre-embryo s. Bij gentherapie worden genen die een ziekte of een afwijking veroorzaken vervangen door of aangevuld met gezonde genen. Hoofdstuk 4: Groei Par. 4.1 Dooreten, daar word je oud van Groei, maar ook verouderingsverschijnselen, hangen ten dele af van de samenstelling van het voedsel. Je bent piepjong Lichaamscellen delen niet eindeloos. Na een aantal delingen komen de meeste cellen in een soort van rustfase. Dit heeft te maken met het uiteinde van elke DNA-keten: het telomeer. Bij elke deling wordt dat stukje korter en uiteindelijk is dat stukje telomeer zo klein geworden dat als het weer opnieuw zou delen dat het DNA zou beschadigen. Alleen als een cel beschikt over een bepaald enzym dat het telomeer langer maakt kan het vaker delen (telomerase) (darm- en huidcellen) Cellen slijten Na verloop van tijd komen steeds meer cellen in die fase waarin ze niet meer delen. Deze cellen zijn dan echter nog wel chemisch actief. Een ongelukje is dan zo gebeurd: eiwitten en vetten raken onwerkzaam of het DNA verandert. Bij grote beschadigingen kan het zelfs lijden tot celdood. Veel beschadigde of afgestorven cellen leiden tot zichtbare verouderingskenmerken: rimpels of botontkalking. Eten en jong blijven Bij dieren is het zo dat hoe minder voedsel ze eten hoe langer de cellen blijven leven, maar bij mensen is dat niet zo je moet ook sterk naar de samenstelling van voedsel kijken. Bepaalde stoffen: vitamine A,C en E zijn in staat om schadelijke stoffen te binden en de veroudering te remmen. Het telomeer geeft de grens aan het aantal delingen van de meeste lichaamscellen. Pagina 9 van 13

10 Par. 4.3 Giraffen en olifanten Jongens en meisjes Je zou niet worden dat jongens gemiddeld 14 cm langer worden als meisjes. Dit komt dat meisjes eerder in de puberteit zitten en daardoor eerder aan hun groeispurt beginnen. Jongens groeien nog twee jaar door in hun normale ritme (5 cm per jaar) en krijgen daarna een hevigere groeispurt. Lengtegroei Lengtegroei ontstaat voornamelijk doordat de pijpbeenderen groeien. Onder deze pijpbeenderen bevind zich een groeischijf. De kraakbeencellen in de groeischijf worden aangezet tot deling en verbening en zo groeit het pijnbeen. De groei van het pijpbeen stopt als alle kraakbeencellen zijn gedeeld en in botcellen zijn veranderd. Hormonen en groeifactoren regelen de groei van de pijpbeenderen. Hormonen Het groeihormoon wordt gemaakt in de hypofyse in de hersenen (waar de meeste hormonen worden gemaakt). In de puberteit zorgen de geslachtshormonen voor de groeispurt en dan de kraakbeencellen versneld omgezet worden in botcellen (waardoor uiteindelijk de lengtegroei stopt). Groeistoornissen kunnen het gevolg zijn van een tekort aan deze hormonen Groeifactoren Het groeihormoon bereikt via je bloed je hele lichaam. Alleen cellen met receptoren voor het groeihormoon reageren: zij maken groeifactoren. Dit zijn kleine eiwitmoleculen die cellen stimuleren te delen. Op het membraan van de kraakbeencellen bevinden zich van die receptoren. Zodra een groeifactor zich koppelt aan de receptor gaat de kraakbeencel zich delen. De groei en de deling van de cellen hangen af van groeifactoren en de hormonen. Lengtegroei is voornamelijk het gevolg van celdeling in de groeischrijven van de pijpbeenderen. Gewichtig Wanneer je groeit neemt niet alleen je lengte toe maar ook je gewicht en je volume. Met het toenemen van je lichaamsomvang, neemt het volume en je massa snel toe. En hoe groter de massa hoe grote de invloed van de zwaartekracht. Lengtegroei en volumetoename De massagroei is een derdemachtsfunctie (x³) Het steunoppervlak van de benen is een tweedemachtsfunctie (x²) Soms wordt de gewichtsdruk zo hoog dat je bloedvaten in je benen veranderen in spataderen. Volume en warmte Een grotere volume kan ook een voordeel hebben. Je kunt je beter warm houden. Bij het groter en dikker worden komen de cellen meer in het inwendige van het lichaam te liggen en groeien in het weefsel. De warmte die bij een chemische reactie vrijkomt verdwijnt voor een groot deel weer via je huid. Pagina 10 van 13

11 Wanneer een organisme groeit, komen relatief veel cellen in het inwendige van het organisme te liggen. Daar zitten voordelen aan, zoals vasthouden van warmte. Een nadeel is bijvoorbeeld de steeds toenemende massa. Par. 4.3 Jong blijven? Vernieuw je cellen! Celcyclus De periode waarin een cel ontstaat, groeit, actief is en opnieuw deelt noemen we de celcyclus. Een celcyclus bestaat uit 4 fase: G1-, S-, G2-, en M-fase. De eerste drie vormen de interfase. Gedurende de interfase bereidt de cel zich voor op de deling. Tijdens de G1-fase neemt de omvang van de cel toe. De organellen zijn actief met het maken van stoffen die een rol spelen bij het verdubbelen van het DNA DNA-verdubbeling Tijdens de S-fase vormt een cel nieuw DNA. Aan het eind van deze fase is de DNA keten verdubbeld. De twee identieke DNA-moleculen blijven op één punt met elkaar verbonden (centromeer). In de G2-fase controleren de enzymen beide DNA-ketens op fouten. Verder verdubbelen de mitochondriën en andere organellen. Tijdens de voorbereiding van de cel op de deling, verdubbelt het DNA zich. Bij dit proces zijn veel enzymen betrokken, die samen ervoor zorgen dat de twee gevormde DNA-ketens identiek zijn. Mitose In de mitose of de M-fase ontstaan uit de kern twee nieuwe kernen. Om dit mogelijk te maken rollen de verdubbelende DNA-ketens zich op. Ze worden zichtbaar als chromosomen. De chromosomen bestaan uit twee identieke helften, de chromatiden., met elkaar verbonden het centromeer. In het centromeer is het DNA nog lang niet verdubbeld. Er ontstaan in de cel een structuur van lange eiwitdraden, die de chromosomen,et duwen en trekken naar het midden van de cel verplaatsen. Hier splitsenm de centromeren zich en trekken de eiwitdraden en de chromatiden uit elkaar. Elke groep krijgt een nieuw kernmembraan, waardoor twee kernen ontstaan. Celdeling Na afloop van de mitose vind pas de eigenlijke celdeling plaats. Nieuw gevormde celmembranen brengen een scheiding aan tussen de beide kernen en het hen omringende cytoplasma met de celorganellen. Er zijn twee nieuwe dochtercellen ontstaan met elk een eigen kern en identiek aan de andere cel. De celcyclus begint weer opnieuw. Kenmerkend voor een mitose is het uiteen trekken van de chromatiden. Bij de celdeling worden cytoplasma en celorganellen verdeeld. Par. 4.4 Beter een goede buur. Verschillende cellen Pagina 11 van 13

12 Na bevruchting deelt een zygote nog een aantal keren. De gevormde cellen lijken in het begin erg op elkaar maar worden op ten duur toch anders (celdifferentiatie). De cellen verschillen ook in het maken van eiwitten (enzymen, bouweiwitten etc.) De verschillen ontstaan door het aan- en uitschakelen van genen. Celdeterminatie Tijdens de ontwikkeling van een embryo gebeurt er iets waardoor cellen veranderen. Ze hebben een bestemming gekregen (hersencel etc.). Deze cellen zij gedetermineerd. Vaak delen ze nog velen malen voor dat ze daadwerkelijk differentiëren. Ontwikkeling Op het DNA van gedetermineerde cellen zitten op bepaalde vaste plekken eiwitten. Die eiwitten zorgen ervoor dat sommige stukken DNA actief zijn en andere niet. De stukken DNA met de informatie voor deze regeleiwitten, noemen we mastergenen. Mastergenen besturen de ontwikkelingspatronen van organen Er bestaan zelfs mastergenen die andere mastergenen regelen. Een mutatie in deze genen leidt tot bizarre organismes. De eiwitproducten van de mastergenen blijven tijdens de verdubbeling van het DNA en de celdeling op hun vaste plek zitten. Tijdens de ontwikkeling van weefsels treedt eerst celdeterminatie op, vervolgens celdifferentiatie. Mastergenen sturen deze processen. Inductie De plaats waar de cel ligt is ook van belang. Vaak beïnvloed het contact met buurcellen de ontwikkeling van een bepaalde cel. (inductie) De beeldhouwer Inductie kan leiden tot een merkwaardige vorm van ontwikkelen, de geprogrammeerde celdood. Bij een geprogrammeerde celdood sterven cellen doordat, na een signaal van buitenaf, hun eigen DNA hen daartoe aanzet. Bijv. van dat een klompje een handje wordt en dat er is vliesjes tussen zitten maar dat uiteindelijk afsterft. Cellen kunnen elkaar beïnvloeden door onderling contact. Deze beïnvloeding heet inductie. Par. 4.5 Wildgroei Kanker Wanneer een cel ongeremd blijft delen ontstaat er een gezwel of een tumor. Zo n tumor kan plaatselijk blijven en liggen onder een dun laagje bindweefsel. Zo n tumor is goedaardig Wanneer een bepaalde cellen van zo;n tumor zich losmaken van de buurcellen en door je hele lichaam gaan via het bloed is ie kwaadaardig. De tumor zaait uit (metastaseert). Celcyclus geregeld De celcyclus wordt actief gestuurd door verschillende moleculen. Tijdens de G1-fasse krijgt de cel signalen Pagina 12 van 13

13 van buitenaf van stoffen die de cel stimuleren en remmen met het delen. Ze regelen samen wanneer een cel wel of niet mag delen doordat ze via receptoren op de cel bepaalde regelgenen in de cal aan- of uitschakelen. Een verstoring van deze stoffen kan tot ongeremde celding van een gezonde cel leiden. Het kan ook gebeurden door een onjuist reagerende receptor. Regelgenen Er zijn twee regelgenen betrokken bij de celdeling. 1. Stimuleren de celdeling: proto-oncogenen 2. Remmen de celdeling: tumor-suppressorgenen Ontsporing van de 1ste kan leiden tot tumoren. De producten van de 2de onderdrukken de celdeling juist. Het eiwit blokkeert de voortgang van het celcyclus totdat alle beschadigingen in het DNA hersteld zijn. Door een mutatie in het gen P53 ontstaat een verkeerd eiwit dat niet in staat is de voortgang te blokkeren. De cel kan zich met beschadigd DNA gaan delen met alle gevolgen van dien. Je cellen kennen een extra beveiliging tegen ongewenst DNA: het zelfmoordgen. Bij helft van de menselijke tumoren blijkt dit gen gemuteerd te zijn Mutaties Mutaties spelen een belangrijke rol bij het ontstaan van tumoren. Voordat een tumor ontstaat, hebben er meerdere mutaties plaatsgevonden in meerdere genen. Bepaalde stoffen zijn mutageen: ze veranderen het DNA (tabak) Voor het ontstaan van kanker zijn meerdere oorzaken aan te geven: verstoring in het evenwicht van stimulerende en remmende stoffen; fouten in receptoren; mutaties in het regelgen. Carcinogene stoffen en straling veroorzaken mutaties. Losgeraakte cellen Kankercellen verspreiden zich door het lichaam, dat is heel bijzonder omdat de meeste cellen een vaste plek vinden met behulp van eiwitten en als ze daar vanaf losraken gaat de cel dood. Metastasen Door nieuwe mutaties in de genen voor de eiwitten die de cel op zijn plaats houden, kan een aantal cellen van de tumor loslaten. Die kuipen vervolgens in een bloed of lymfevat. En verspreidt zich over het lichaam vaak waarvan de cellen eiwitmoleculen hebben die lijken op de tumorcel. Het is nooit voorspelbaar waar de tumor zal uitzaaien Genezen van kanker Meestal wordt het genezen met een combinatie van een aantal therapieën. Bijv: opereren en bestralen. 40 tot 50% hersteld dan. Maar er wordt nog onderzoek gedaan naar genniveau (zelfmoordgennen) en enzymniveau (telomerase) Wanneer een cel in een te hoog tempo doorgaat met delen ontstaat een gezwel. Metastasen ontstaan wanneer cellen losraken van het gezwel. Pagina 13 van 13