Anatomie Fysiologie

Anatomie [van het Griekse anatome: opensnijden] Ontleedkunde Bouw van het menselijk lichaam

Welke verschillen zie je??

Fysiologie Waar anatomie vooral de structuur van het lichaam bestudeert, zal fysiologie de werking en functie ervan onderzoeken.

Kenmerken van levende organismen Stofwisseling (metabolisme) Groei Voortplanting Aanpassing (Adaptatie) Prikkelbaarheid Prikkelverwerking Beweging Adaptatie in de bergen meer ery’s Prikkelbaarheid tast, pijn

Opbouw organisme: Cel Weefsel Organen Organisme

Enzymen Biokatalysatoren [versnellen processen] Reactiespecifiek Temperatuurspecifiek Zuurgraadspecifiek [ph] Enzymen worden zelf niet verbruikt tijdens een reactie

Cel De cel is de kleinste zelfstandige/georganiseerde eenheid waaruit een organisme is opgebouwd. Er zijn diverse typen cellen voor allerlei verschillende taken. 

Celkern Het regelcentrum van de cel waarin DNA, de drager van erfelijk materiaal, ligt opgeslagen. In de celkern ligt 2 meter DNA stevig opgerold en veilig opgeslagen. Kopietjes van het DNA worden via openingen in het celkernmembraan naar de celvloeistof gestuurd. Deze kopietjes dienen als recept voor de aanmaak van eiwitten die belangrijk zijn voor alle processen in de cel. Tijdens de celdeling is de kluwen opgerold DNA zichtbaar als x-vormige chromosomen.

Afbeelding van de 23 chromosoomparen die zich in de celkern bevinden. In de kern van elke menselijke cel zitten 46 chromosomen 2n =23

Desoxyribonucleïnezuur Chromosomen zijn opgebouwd uit DNA DNA ligt in een spiraal opgerold. In de spiraal is het DNA om eiwitbolletjes gewonden. DNA heeft de vorm van een dubbele spiraal. Elke spiraal is een keten, opgebouwd uit suikers en fosfaten. Tussen de ketens van het DNA bestaan dwarsverbindingen. Er zijn slechts twee combinaties van organische basen mogelijk: C met G en T met A. Elke dwarsverbinding bestaat uit twee basen. Er zijn vier verschillende basen: Cytosine (blauw), Guanine (geel), Thymine (rood) en Adenine (groen). Hoewel de bouw van het DNA voor ieder organisme gelijk is, ontstaan unieke erfelijke eigenschappen door verschillen in volgorde van de basen en afmetingen van de ketens in het DNA. De precieze structuur van DNA, met de vier organische basen en de daarbij behorende code, is pas halverwege de twintigste eeuw is ontdekt. Maar lang daarvoor al waren onderzoekers bezig met het vraagstuk van de erfelijkheid. Erfelijke eigenschappen of genen liggen opgeslagen in zeer lange en ingewikkelde moleculen, aangeduid met de letters DNA. Hoe ingewikkeld gebouwd ook, de codering van de genen is verbluffend eenvoudig. Opbouw van het DNA Het DNA is opgebouwd uit zeer lange slierten van suikermoleculen (desoxyribose) verbonden door fosforzuur. Aan het suikermolecuul zit een organische base. Er komen vier van zulke organische basen voor: adenine, guanine, cytosine en thymine. Ze worden aangeduid met hun beginletter, dus A, G, C en T. Elke eenheid van suiker met fosforzuur en base wordt een nucleotide genoemd. Een DNA-molecuul bestaat uit duizenden (tot wel 100.000) van zulke nucleotiden. In 1954 stelden de Amerikanen Watson en Crick een model op van het DNA-molecuul dat door latere onderzoekingen is bevestigd. Het DNA bestaat uit twee in elkaar gedraaide spiralen die onderling verbonden worden door de basen. Daarbij zijn steeds A met T en G met C verbonden. De volgorde van de basen in de ene spiraal bepaalt dus ook de volgorde in de andere spiraal. Dit model staat bekend als het Watson-Crick-model of ook wel de dubbele helix. DNA en celdeling De genen bevinden zich slechts op één van de twee strengen DNA. De andere streng is bedoeld als mal voor het vormen van een kopie van de genendragende streng. Voor de celdeling beginnen de twee in elkaar gerolde strengen DNA aan één eind wat te wijken en de tegenover elkaar liggende basen raken los van elkaar. Losse basen hechten zich aan de vrijkomende basen van beide strengen, waarbij A zich weer verbindt met T en andersom, en evenzo G en C. De nieuwe nucleotiden krijgen zodoende dezelfde volgorde als in de losgeraakte streng. Onder invloed van enzymen worden ze aaneengekit tot een nieuwe streng, een exact kopie van de losgeraakte streng. Met andere woorden, elke enkelvoudige streng is weer een complete dubbele helix geworden en genen, aanwezig op het oude molecuul, zijn nu aanwezig in twee nieuwe moleculen. Een drielettercode voor het leven De volgorde van A, G, C en T, in het DNA bepaalt al het leven op aarde. In een computer stuurt een commando bestaande uit een bepaalde volgorde van nullen en enen een heel proces aan. Evenzo controleren de genen in de vorm van een bepaalde volgorde van A, G, C en T, allerlei lichaamsprocessen. De codering wordt gebruikt bij het produceren van eiwitten (proteïnen). Deze vervullen talloze levensfuncties. Ze bestaan uit een combinatie van 20 verschillende bouwstenen, aminozuren geheten, en kunnen 100 tot 10.000 aminozuren bevatten. Een aminozuur wordt gecodeerd door drie opeenvolgende basen van het DNA (een triplet). Van de 64 mogelijke combinaties van drie basen (AAA, AAG, AAC, enz.) blijken er in werkelijkheid slechts 20 combinaties worden gebruikt. Vandaar de 20 aminozuren. Deze worden gebruikt voor wel 10.000 verschillende typen eiwitten in elke lichaamscel. Fylogenie en genen Sinds we de volgorde van A, G, C en T in het DNA kunnen analyseren, hoeven we ons in het verwantschapsonderzoek niet te beperken tot uiterlijke kenmerken, maar kunnen we ook de moleculaire samenstelling van de genen erin betrekken. We doen dit door van een stukje DNA, met enkele honderden tot duizenden basen, de volgorde van A, G, C en T te bepalen. Dit herhalen we voor een aantal soorten, die we vervolgens met elkaar vergelijken. Vinden we dan bijvoorbeeld voor een bepaald gen in de ene soort als volgorde ACCACGTTGGCAA... en in een andere soort ACGACGTTGCCAA..., dan verschillen deze soorten op de 3e en 10e positie. Zo kunnen we, afhankelijk van de bestudeerde genen, talloze overeenkomsten en verschillen tussen soorten vinden, die een indicatie geven van verwantschap.

Een paar onderdelen uit een cel Arghh!!! Moeilijke woorden Netwerk voor de aanmaak en het transport van eiwitten. Het endoplasmatisch reticulum is een netwerk van platte holten en buizen waar nieuwe eiwitten worden aangemaakt. Vervolgens worden de eiwitten via het netwerk verder getransporteerd en behandeld zodat zij hun werk kunnen doen. Bouw Het ER is een netwerk van buizen en platte holtes dat bestaat uit een ruw en glad deel. Het ruw ER dankt zijn naam aan het feit dat er ribosomen in dit deel van het netwerk liggen. Het ruw ER gaat over in het gladde ER dat weinig tot geen ribosomen bevat. Functie De cel is voor het overgrote deel opgebouwd uit eiwitten. Het ER is dus een onmisbare werkplaats waar eiwitten worden gemaakt. Eiwitten worden aangemaakt vanuit het recept dat ligt opgeslagen in het DNA in de celkern. Die informatie is niet direct te lezen, maar moet eerst worden vertaald vanuit de RNA code A, C, G en U. Het ER biedt een plek waar deze vertaling plaatsvindt. Op het ER worden aan de lopende band eiwitten gemaakt. Als eerste stap in dit proces lezen de ribosomen op het ruwe ER het recept voor het eiwit af van het RNA; een kopie van een stukje DNA dat uit de celkern komt. Zodra het nieuwe eiwit is aangemaakt, wordt het verder getransporteerd naar het gladde ER. Daarna moet het eiwit nog een verdere behandeling ondergaan om het tot een werkzame machine te maken. Behalve het transportsysteem voor nieuwe eiwitten is het gladde ER een plek waar de bouwstenen voor de celmembranen worden gemaakt.

Endoplasmatisch reticulum Netwerk voor de aanmaak en het transport van eiwitten. Het endoplasmatisch reticulum is een netwerk van platte holten en buizen waar nieuwe eiwitten worden aangemaakt. Vervolgens worden de eiwitten via het netwerk verder getransporteerd en behandeld zodat zij hun werk kunnen doen. Bouw Het ER is een netwerk van buizen en platte holtes dat bestaat uit een ruw en glad deel. Het ruw ER dankt zijn naam aan het feit dat er ribosomen in dit deel van het netwerk liggen. Het ruw ER gaat over in het gladde ER dat weinig tot geen ribosomen bevat. Functie De cel is voor het overgrote deel opgebouwd uit eiwitten. Het ER is dus een onmisbare werkplaats waar eiwitten worden gemaakt. Eiwitten worden aangemaakt vanuit het recept dat ligt opgeslagen in het DNA in de celkern. Die informatie is niet direct te lezen, maar moet eerst worden vertaald vanuit de RNA code A, C, G en U. Het ER biedt een plek waar deze vertaling plaatsvindt. Op het ER worden aan de lopende band eiwitten gemaakt. Als eerste stap in dit proces lezen de ribosomen op het ruwe ER het recept voor het eiwit af van het RNA; een kopie van een stukje DNA dat uit de celkern komt. Zodra het nieuwe eiwit is aangemaakt, wordt het verder getransporteerd naar het gladde ER. Daarna moet het eiwit nog een verdere behandeling ondergaan om het tot een werkzame machine te maken. Behalve het transportsysteem voor nieuwe eiwitten is het gladde ER een plek waar de bouwstenen voor de celmembranen worden gemaakt. 14

Ribosoom Eiwitfabriekjes van de cel. Een ribosoom hecht zich aan een kopie van een stukje DNA, zogenaamd RNA. Op het RNA staat een recept voor een eiwit. Dit wordt afgelezen door het ribosoom. Het recept schrijft voor in welke volgorde het ribosoom de bouwstenen van een eiwit aan elkaar moet koppelen. Bouw Het ribosoom is een enorm complex en bestaat uit meer dan 30 verschillende eiwitten. Het ribosoom is geen ophoping van 30 eiwitten maar opgebouwd uit een grote en een kleine eenheid. De kleine eenheid bindt het RNA. Dit RNA is de boodschapper die de informatie van het DNA overbrengt naar de ribosomen. De grote eenheid bevat het centrum waar die informatie wordt afgelezen en waar de bouwstenen van eiwitten aan elkaar worden gekoppeld. Functie Eiwitten vormen de belangrijkste moleculaire machines van de cel en worden  door de ribosomen aangemaakt. Het recept voor de aanmaak van eiwitten ligt opgeslagen in het DNA in de celkern en verlaat de kern als een RNA kopie. Het RNA bevat een recept dat moet worden vertaald naar eiwitten. Ieder drieletterig woord van dit recept moet worden herkend en dient als code voor de bouwstenen van het eiwit, de aminozuren. Het ribosoom koppelt de bouwstenen op een correcte manier aan elkaar en vormt zo eiwitten.

Golgi-systeem Plek in de cel waar aangemaakte eiwitten worden omgevormd tot werkzame eindproducten. Het golgi-systeem bestaat uit sterk geplooide blaasjes waar verwerking plaatsvindt van nieuw aangemaakte eiwitten. Zodra een eiwit klaar is, wordt het herkend door het transportsysteem en naar de juiste plek in de cel gebracht. Bouw Het golgi-systeem wordt gevormd door een serie van afgeplatte blaasjes die aansluiten op het endoplasmatisch reticulum.  Functie Binnen de afgeplatte blaasjes van het golgi-systeem vindt bewerking van nieuw aangemaakte eiwitten plaats. Dit gebeurt door er suikers, vetten en andere stoffen aan te koppelen. Na deze bewerking zijn de eiwitten in staat hun functie uit te voeren. Zodra ze klaar zijn transporteert het golgi-systeem de eiwitten naar de juiste plek in de cel.

Mitochondrion Energieleveranciers van de cel. Een mitochondrion haalt energie uit koolhydraten en vetzuren door ze af te breken. Energie die zo vrijkomt wordt voor tal van processen in de cel gebruikt. De afbraak van koolhydraten en vetzuren levert daarnaast ook nuttige bouwstenen op voor onderdelen van de cel.

celdeling

2n 2n 2n Mitose n n n 2n Meiose n n n

Cel-differentiatie