Wat is een cel?
Mensen bestaan uit triljoenen cellen - de basiseenheid van het leven op aarde. In dit artikel leggen we enkele van de structuren uit die in cellen worden aangetroffen en beschrijven we enkele van de vele celtypen die in ons lichaam worden aangetroffen.
Cellen kunnen worden gezien als kleine pakketjes die minuscule fabrieken, magazijnen, transportsystemen en energiecentrales bevatten. Ze functioneren op zichzelf, creëren hun eigen energie en repliceren zichzelf - de cel is de kleinste eenheid van het leven die kan repliceren.
Cellen communiceren echter ook met elkaar en verbinden zich om een solide, goed aan elkaar geplakt dier te creëren. Cellen bouwen weefsels, die organen vormen; en organen werken samen om het organisme in leven te houden.
Robert Hook ontdekte cellen voor het eerst in 1665. Hij gaf ze hun naam omdat ze op de cella (Latijn voor "kleine kamers") waar monniken in kloosters woonden.
In de cel
Verschillende celtypen kunnen er enorm verschillend uitzien en heel verschillende rollen in het lichaam vervullen.
Een zaadcel lijkt bijvoorbeeld op een kikkervisje, een vrouwelijke eicel is bolvormig en zenuwcellen zijn in wezen dunne buisjes.
Ondanks hun verschillen delen ze vaak bepaalde structuren; dit worden organellen (mini-orgels) genoemd. Hieronder staan enkele van de belangrijkste:
Een vereenvoudigd diagram van een menselijke cel.
Kern
De kern kan worden gezien als het hoofdkwartier van de cel. Normaal gesproken is er één kern per cel, maar dit is niet altijd het geval, skeletspiercellen hebben er bijvoorbeeld twee. De kern bevat het grootste deel van het DNA van de cel (een kleine hoeveelheid bevindt zich in de mitochondriën, zie hieronder). De kern zendt berichten uit om de cel te vertellen dat hij moet groeien, delen of afsterven.
De kern is gescheiden van de rest van de cel door een membraan dat de nucleaire envelop wordt genoemd; nucleaire poriën in het membraan laten kleine moleculen en ionen door, terwijl grotere moleculen transporteiwitten nodig hebben om ze erdoorheen te helpen.
Plasma membraan
Om ervoor te zorgen dat elke cel gescheiden blijft van zijn buurman, is deze omhuld in een speciaal membraan dat bekend staat als het plasmamembraan. Dit membraan is voornamelijk gemaakt van fosfolipiden, die voorkomen dat stoffen op waterbasis de cel binnendringen. Het plasmamembraan bevat een reeks receptoren die een aantal taken uitvoeren, waaronder:
- Poortwachters: sommige receptoren laten bepaalde moleculen door en stoppen andere.
- Markers: deze receptoren fungeren als naambadges en informeren het immuunsysteem dat ze deel uitmaken van het organisme en niet van een buitenlandse indringer.
- Communicatoren: sommige receptoren helpen de cel te communiceren met andere cellen en de omgeving.
- Bevestigingsmiddelen: sommige receptoren helpen de cel aan zijn buren te binden.
Cytoplasma
Het cytoplasma is het inwendige van de cel die de kern omgeeft en bestaat voor ongeveer 80 procent uit water; het bevat de organellen en een geleiachtige vloeistof die het cytosol wordt genoemd. Veel van de belangrijke reacties die in de cel plaatsvinden, vinden plaats in het cytoplasma.
Lysosomen en peroxisomen
Zowel lysosomen als peroxisomen zijn in wezen zakken met enzymen. Lysosomen bevatten enzymen die grote moleculen afbreken, inclusief oude delen van de cellen en vreemd materiaal. Peroxisomen bevatten enzymen die giftige stoffen vernietigen, waaronder peroxide.
Cytoskelet
Het cytoskelet kan worden beschouwd als de steiger van de cel. Het helpt het de juiste vorm te behouden. In tegenstelling tot gewone steigers is het cytoskelet echter flexibel; het speelt een rol bij de celdeling en celmotiliteit - het vermogen van sommige cellen om te bewegen, zoals zaadcellen bijvoorbeeld.
Het cytoskelet helpt ook bij celsignalering door zijn betrokkenheid bij de opname van materiaal van buiten de cel (endocytose) en is betrokken bij het verplaatsen van materialen in de cel.
Endoplasmatisch reticulum
Het endoplasmatisch reticulum (ER) verwerkt moleculen in de cel en helpt ze naar hun eindbestemming te transporteren. In het bijzonder synthetiseert, vouwt, modificeert en transporteert het eiwitten.
De ER bestaat uit langwerpige zakjes, cisternae genaamd, bij elkaar gehouden door het cytoskelet. Er zijn twee soorten: ruwe ER en gladde ER.
Golgi-apparaat
Zodra moleculen zijn verwerkt door de ER, reizen ze naar het Golgi-apparaat. Het Golgi-apparaat wordt soms beschouwd als het postkantoor van de cel, waar items worden verpakt en geëtiketteerd. Zodra materialen weggaan, kunnen ze binnen de cel worden gebruikt of buiten de cel worden meegenomen voor gebruik elders.
Mitochondriën
Mitochondriën, vaak de krachtpatser van de cel genoemd, helpen energie van het voedsel dat we eten om te zetten in energie die de cel kan gebruiken - adenosinetrifosfaat (ATP). Mitochondriën hebben echter een aantal andere banen, waaronder calciumopslag en een rol bij celdood (apoptose).
Ribosomen
In de kern wordt DNA getranscribeerd naar RNA (ribonucleïnezuur), een molecuul vergelijkbaar met DNA, dat dezelfde boodschap draagt. Ribosomen lezen het RNA en vertalen het in eiwitten door aminozuren aan elkaar te plakken in de volgorde die door het RNA wordt bepaald.
Sommige ribosomen zweven vrij in het cytoplasma; anderen zijn verbonden aan de ER.
Celverdeling
Ons lichaam vervangt voortdurend cellen. Cellen moeten om een aantal redenen delen, waaronder de groei van een organisme en om gaten op te vullen die zijn achtergelaten door dode en vernietigde cellen na bijvoorbeeld een verwonding.
Er zijn twee soorten celdeling: mitose en meiose.
Mitose
Mitose is hoe de meeste cellen in het lichaam zich delen. De "oudercel" splitst zich in twee "dochtercellen".
Beide dochtercellen hebben dezelfde chromosomen als elkaar en de ouder. Ze worden diploïde genoemd omdat ze twee volledige kopieën van de chromosomen hebben.
Meiosis
Meiose creëert geslachtscellen, zoals het mannelijke sperma en vrouwelijke eicellen. Bij meiose breekt een klein deel van elk chromosoom af en kleeft aan een ander chromosoom; dit wordt genetische recombinatie genoemd.
Dit betekent dat elk van de nieuwe cellen een unieke set genetische informatie heeft. Het is dit proces dat genetische diversiteit mogelijk maakt.
Kortom, mitose helpt ons te groeien, en meiose zorgt ervoor dat we allemaal uniek zijn.
Celtypes
Als je kijkt naar de complexiteit van het menselijk lichaam, is het geen verrassing dat er honderden verschillende soorten cellen zijn. Hieronder vindt u een kleine selectie van menselijke celtypen:
Stamcellen
Stamcellen zijn cellen die nog moeten kiezen wat ze gaan worden. Sommige differentiëren om een bepaald celtype te worden, en andere delen zich om meer stamcellen te produceren. Ze worden zowel in het embryo als in sommige volwassen weefsels aangetroffen, zoals beenmerg.
Botcellen
Er zijn ten minste drie primaire soorten botcellen:
- Osteoclasten, die bot oplossen.
- Osteoblasten, die nieuw bot vormen.
- Osteocyten, die zijn omgeven door bot en helpen communiceren met andere botcellen.
Bloedcellen
Er zijn drie hoofdtypen bloedcellen:
- rode bloedcellen, die zuurstof door het lichaam transporteren
- witte bloedcellen, die deel uitmaken van het immuunsysteem
- bloedplaatjes, die helpen bij het stollen van bloed om bloedverlies na verwonding te voorkomen
Spiercellen
Ook wel myocyten genoemd, spiercellen zijn lange buisvormige cellen. Spiercellen zijn belangrijk voor een enorm scala aan functies, waaronder beweging, ondersteuning en interne functies, zoals peristaltiek - de beweging van voedsel langs de darmen.
Zaadcellen
Deze kikkervormige cellen zijn de kleinste in het menselijk lichaam.
Ze zijn beweeglijk, wat betekent dat ze kunnen bewegen. Ze bereiken deze beweging door hun staart (flagellum) te gebruiken, die vol zit met energiegevende mitochondriën.
Spermacellen kunnen niet delen; ze dragen slechts één kopie van elk chromosoom (haploïde), in tegenstelling tot de meeste cellen, die twee kopieën hebben (diploïde).
Vrouwelijke eicel
Vergeleken met de zaadcel is de vrouwelijke eicel een reus; het is de grootste menselijke cel. De eicel is ook haploïde, zodat het DNA uit het sperma en de eicel kan worden gecombineerd om een diploïde cel te vormen.
Vetcellen
Vetcellen worden ook wel adipocyten genoemd en zijn het hoofdbestanddeel van vetweefsel. Ze bevatten opgeslagen vetten, triglyceriden genaamd, die indien nodig als energie kunnen worden gebruikt. Zodra de triglyceriden zijn opgebruikt, krimpen de vetcellen. Adipocyten produceren ook enkele hormonen.
Zenuwcellen
Zenuwcellen zijn het communicatiesysteem van het lichaam. Ze worden ook wel neuronen genoemd en bestaan uit twee hoofdonderdelen: het cellichaam en zenuwprocessen. Het centrale lichaam bevat de kern en andere organellen, en de zenuwprocessen (axonen of dendrieten) lopen als lange vingers en dragen boodschappen van heinde en verre. Sommige van deze axonen kunnen meer dan 1 meter lang zijn.
In een notendop
Cellen zijn even fascinerend als gevarieerd. In zekere zin zijn het autonome steden die alleen functioneren en hun eigen energie en eiwitten produceren; in een ander opzicht maken ze deel uit van het enorme netwerk van cellen dat weefsels, organen en ons creëert.
