De Cel

Onze fysieke wezens bestaan uit verschillende organische systemen, veel organen en ongeveer 80 biljoen cellen. Alles functioneert samen in een complexe structuur. Een cel is de kleinste component van leven en eencellige organismen zijn de minste levende wezens. Ondanks het gecompliceerde ontwerp van ons lichaam, is een cel ook bijna zeer gecompliceerd met vele onderdelen. Maar hoe precies werkt een cel?

Een klik op de afbeelding vergroot deze tot zijn volledige grootte, zodat deze beter kan worden bekeken.

1. Ruw endoplasmatisch reticulum (ER), dat ribosomen bevat.

2. De celkern

3. Golgi-apparaat

4. Celmembraan

5. Glad endoplasmatisch reticulum

6. Mitochondrium

7. Centrosoom

| 8. Celwand membraan

9. Chloroplasten voor fotosynthese…

10. Vacuole voor opslag

11. Plasmodesmata voor communicatie.

16. Ribosoom

17. Flagellum (of flagel)

In de celkern van dierlijke en plantencel bevindt zich het DNA, dat alle informatie bevat die nodig zijn om te functioneren. Deze informatie wordt gebruikt om processen te reguleren, waarbij er een kopie van DNA gemaakt wordt, genaamd RNA. Deze kopie gaat naar de ribosomen, die zich zowel op het ER als los in de cel bevinden. Hier wordt het RNA omgezet in aminozuren, die vervolgens verder bewerkt worden in het endoplasmatisch reticulum (ER). Dit ER bestaat uit twee typen ER: ruw en glad. Het ruwe ER bevat ribosomen aan de buitenkant en hier krijgen eiwitten hun vorm. In het gladde ER vinden meerdere processen plaats. Daarna gaan de eiwitten naar het Golgi apparaat, waar verdere bewerkingen plaatsvinden en suikergroepen aan het eiwit toegevoegd worden. Ook maakt het Golgi de lysosomen aan. Uiteindelijk worden de eiwitten door middel van membraanblaasjes (vesicles) naar de juiste locatie getransporteerd.

In tegenstelling tot een dierlijke of plantencel, is het DNA in een bacteriecel niet omsloten door een kernmembraan. Bovendien is het DNA circulair en bestaat het niet uit chromosomen. Er zijn ook plasmiden aanwezig in de bacteriecel; dit zijn korte stukken circulair DNA die gemakkelijk kunnen worden uitgewisseld tussen cellen. Ze bevatten genen die resistentie tegen antibiotica veroorzaken.

Alle cellen beschikken over een celmembraan die de interactie tussen de interne omgeving van de cel en de omgeving beheerst. Met andere woorden, het bepaalt wat er naar binnen of naar buiten kan worden vervoerd. Bijna alle organellen zijn ook voorzien van een membraan, met uitzondering van de ribosomen en de centriolen. Deze organellen hebben speciale functies, waaronder het DNA, en door het membraan kunnen ze hun eigen functie uitvoeren. Hierdoor kunnen ze hun eigen milieu creëren.

Een membraan is samengesteld uit verschillende onderdelen:

– Fosfolipiden: hun opbouw, bestaande uit een hydrofiele kop en hydrofobe staarten, veroorzaakt de dubbele laag.

– Eiwitten: vele verschillende soorten hebben een functie in het membraan, zoals transport en het doorgeven van signalen.

– Cholesterol: zorgt voor de stevigheid en vloeibaarheid van het membraan.

– Koolhydraten (suikerstaarten): spelen een rol bij de herkenning en het overbrengen van signalen.

Cellen zonder celwand zijn niet stevig. Cellulose of andere polysachariden vormen de celwand die ook openingen heeft, de plasmodesma. Celwanden zijn geen barrières zoals het celmembraan. Voor een plant is de celwand essentieel om overeind te blijven staan. Bij mensen is de vorm van de cellen voortdurend aan verandering onderhevig, waardoor ze niet op elkaar gestapeld kunnen worden. Planten hebben echter vaste cellen met celwanden. Wanneer deze cellen volgezogen zijn met water, gedraagt de plant zich als een vierkante ballon, waardoor de plant rechtop staat. Een tekort aan water maakt de cellen niet volledig gevuld, waardoor de plant gaat hangen, net als een half gevulde ballon.

De vacuole speelt hier een rol. Het is een groot organel in een plantencel dat stoffen en water opslaat. Het opnemen van meer water wanneer het beschikbaar is, helpt samen met de celwand om de stevigheid van de cel te behouden. Eveneens kunnen kleurstoffen zoals bij de rode uit (zie microscopie) worden opgeslagen in de vacuole.

Verbranding en fotosynthese

Om de processen die in de cel moeten worden uitgevoerd mogelijk te maken, is energie nodig. Dit wordt voorzien door het mitochondrium, dat energie verkrijgt in de vorm van warmte en ATP door middel van verbranding.

De reactie van glucose en zuurstof resulteert in de productie van water, kooldioxide, ATP en warmte-energie.

ATP is een bron van energie. Het wordt gebruikt voor processen die energie vragen en levert deze energie daarbij af. Naast glucose zijn er andere energiebronnen zoals vet.

Elke cel heeft verbranding nodig om actief te blijven en energie te krijgen.

Om glucose, een energiebron die kan worden verbrand, te hebben, is het nodig dat we planten hebben. Tijdens het proces van fotosynthese, kunnen planten de energie uit de zon opslaan in energierijke stoffen, zoals glucose.

Het is mogelijk om glucose en zuurstof te produceren met behulp van water, koolstofdioxide en zonlicht. Dit proces is het tegenovergestelde van verbranding. Binnen een plantencel vinden beide processen plaats. Chloroplasten, beter bekend als bladgroenkorrels, zijn verantwoordelijk voor de fotosynthese en de groene kleur van de plant dankzij chlorophyl. Daarnaast zijn er ook mitochondrien aanwezig in dezelfde plantencel om energie te verstrekken.

De structuur van de cel wordt bepaald door het celskelet, waarvoor het centrosoom, bestaande uit twee centriolen, verantwoordelijk is.