Opbouw van de cel

Welkom bij de eerste les van de module “Biologische effecten van röntgenstraling”. De module bestaat in totaal uit 6 lessen en wordt afgesloten met een quiz. Indien u voldoende vragen juist hebt beantwoord hebt u de module succesvol afgerond en ontvangt u een certificaat. Hebt u geen tijd de module in één keer af te ronden? Geen probleem, u kunt later via “mijn account” de nascholing vervolgen. Succes!

Allereerst gaan we beginnen met de opbouw en de functie van de cel. Aan de hand van deze kennis is beter te begrijpen welk effect ioniserende straling heeft op de cel.

Alle levende organismen zijn opgebouwd uit cellen. Ons lichaam bestaat uit een paar honderd verschillende celtypen zoals bijvoorbeeld zenuwcellen, spiercellen, bloedcellen en geslachtscellen. Alle cellen van dieren en planten zijn hetzelfde opgebouwd. Ze bestaan uit een celkern en cytoplasma omgeven door een celmembraan. In het cytoplasma van de cel bevinden zich kleine orgaantjes die hun eigen taken vervullen, zoals bijvoorbeeld de energieproductie (mitochondria), eiwitproductie (endoplasmatisch riticulum) en de eiwitdistributie (Golgi-apparaat). Een cel vormt een eenheid die onder gunstige omstandigheden zelfstandig kan functioneren. Alle cellen van een organisme bevatten dezelfde erfelijke informatie.

De celkern is de opslagplaats voor erfelijk materiaal, het genoom genaamd. Dit is verdeeld in afzonderlijke eenheden, de chromosomen. Elke cel bevat 22 paar chromosomen en 2 geslachtschromosomen (XX bij vrouw en XY bij man). Het erfelijk materiaal in deze chromosomen bestaat uit de stof desoxyribonucleinezuur (DNA). DNA is de drager van de erfelijke informatie. Het zorgt voor de productie van eiwitten dat maakt dat het hele organisme kan functioneren. DNA is een lang molecuul dat bestaat uit twee tegengesteld gerichte strengen, die in een dubbele helix aan elkaar gevlochten zijn. De twee strengen zijn met elkaar verbonden via vier verschillende stikstofbasen; adenine, guanine, cytosine en thymine (A, G, C, T). De twee tegenover elkaar liggende basen vormen een basepaar, waarbij A alleen op T past en G alleen op C. Voorafgaand aan de celdeling wordt de DNA in een chromosoom gekopieerd. Zodoende krijgt iedere cel een kopie van het DNA.

Het deel van het DNA dat één erfelijke eigenschap beslaat noemen we een gen. Van de meeste genen bezitten we twee kopieën. In totaal heeft een mens ongeveer 30.000 genen. Elk gen bevat de code voor een specifiek eiwit. Deze eiwitten zijn de belangrijkste moleculen in de cel. Eiwitten zorgen voor de bouw (collageen) of het herstel van de lichaamscellen, zorgen ervoor dat de stofwisseling goed verloopt (enzymen), zorgen voor de communicatie tussen de cellen en hun omgeving (hormonen).

In de volgende video laten we zien hoe er vanuit de cel eiwitten worden aangemaakt. Druk op play om de video af te spelen.

Bron: yourgenome, Genome Research Limited, https://www.yourgenome.org/video/from-dna-to-protein

We hebben nu besproken wat de opbouw en de functie van de cel is. Later in deze module gaan we uitleggen welk weefsel er meer of minder gevoelig is voor ioniserende straling. Daarvoor is het handig in grote lijnen te begrijpen hoe de celdeling in zijn werk gaat. Dit leggen we uit in de volgende animatie;

*U kunt kiezen om de animatie te bekijken, zelf de tekst te lezen of mee te lezen wanneer u luistert.

Celdeling

De celcyclus bestaat uit vijf delen. De G1-fase, S-fase, en G2-fase bij elkaar noemen we de interfase. Maar wat doet de cel nu precies in al deze verschillende fases van zijn leven?

1. Interfase, voorbereiden op het delen van de cel. De interfase wordt onderverdeeld in drie subfases:

De G1-fase, belangrijke toename van cytoplasma in de cel; plus het aanmaken van eiwitten, ter voorbereiding op de celdeling.
De S- of synthesefase, de cel gaat alle chromosomen die de celkern bevat voor het functioneren van de cel kopiëren door replicatie. Het verdubbelde celkern-materiaal kan dan bij de mitose worden gedeeld. Elk van de twee nieuwe chromosomen heet nu chromatide.
De G2-fase, de periode tussen het verdubbelen van het DNA en de deling van de cel. In deze fase worden stoffen gemaakt die belangrijk zijn voor de celdeling.

2. Mitotische fase, de uiteindelijke deling van de kern:

De mitose of kerndeling, waarbij de chromosomenparen paarsgewijs uit elkaar gaan.
De cytokines: de deling van het cytoplasma.

Tussen G1- en S-fase en na de G2-fase zijn er ook ‘checkpoints‘ (controlepunten). Deze controleren of de DNA-replicatie goed is gebeurd. Kleine fouten worden hersteld, maar als er zich te grote fouten voordoen gaat de cel in apoptose (geprogrammeerde celdood).

Bronnen:

Introductie in de fysiologie; www.zowerkthetlichaam.nl

Nederlands tijdschrift voor tandheelkunde; Radiobiologische aspecten van tandheelkundige röntgendiagnostiek, 2015

Videos over het genoom: Yourgenome