Na deze cursus begrijp je:
- Dat al het leven bestaat uit één of meer cellen
- Wat de kenmerken zijn van een levende cel
- Uit welke onderdelen een levende cel (minimaal) bestaat
- Dat een levende cel een chemische reactor is
- Dat een cel allerlei schijnbaar ongeordende stoffen bevat maar toch een geoliede machine is
Alle levende wezens op aarde hebben gemeen dat ze zijn opgebouwd uit dezelfde bouwblokken: cellen. Sommige levensvormen bestaan uit een enkele cel. De bekendste eencellige wezentjes zijn de bacteriën, die bijvoorbeeld op je huid zitten of in de bodem. Een bacteriecel is een organisme op zichzelf.
Maar het meeste leven is opgebouwd uit enorm veel cellen die met elkaar verbonden zijn. Denk maar aan de bomen in een bos, de vissen in de rivier, de koeien in de wei en de muggen in de lucht. En natuurlijk jijzelf. Ze zijn heel klein dus je kan ze niet zien, maar je lichaam wordt gevormd door biljoenen cellen die met elkaar samenwerken.
Wat alle cellen gemeen hebben
Om elke cel ligt een vliesje dat ervoor zorgt dat de cel een buiten- en een binnenkant heeft. Dat vliesje kan bepaalde moleculen doorlaten van binnen naar buiten en andersom.
Aan de binnenkant van elke cel zwemmen dezelfde soorten moleculen rond. Moleculen als DNA, koolhydraten, vetten en vooral heel veel eiwitten. En in elke cel organiseren die moleculen zich spontaan tot grotere onderdelen, een trucje van de natuur dat zelfassemblage heet. Dankzij al die verschillende moleculen kan een cel blijven functioneren. Ze zorgen ervoor dat de juiste stoffen, die bijvoorbeeld afkomstig zijn uit het broodje kaas dat je at, terechtkomen op de juiste plaats in de cel, bijvoorbeeld bij de bouwplaats voor nieuwe eiwitten.
Een ander kenmerk van een levende cel is dat het kopieën kan maken van zichzelf. Door de verdubbeling van cellen kan één bevruchte eicel uitgroeien tot een volwassen mens.
Simpel of ingewikkeld
Er is dus veel overeenkomst tussen cellen. Maar er zijn ook verschillen. De ene cel is veel ingewikkelder dan de andere. In de cellen van planten en dieren zitten orgaantjes met allemaal een eigen taak, zoals eiwitten maken, energie maken of afval verwerken. Het erfelijk materiaal, het DNA, ligt opgeslagen in een celkern. Een bacteriecel is veel simpeler: het heeft geen celkern. DNA en andere moleculen drijven gewoon vrij rond in de cel.
Chemische reactor
De ene cel heeft dus wat meer machinerie dan de andere. Maar op het kleinste niveau gebeurt er in elke niets anders dan chemische reacties. Cellen maken voortdurend nieuwe stoffen en ruimen oude stoffen op om hun stofwisseling draaiende te houden. Je moet het zo voor je zien. Het binnenste van een cel zit tjokvol eiwitten en andere moleculen die op elkaar botsen. Tijdens die botsingen ontstaan nieuwe moleculen of worden oude juist afgebroken. Er zijn duizenden stoffen die tegelijkertijd met elkaar reageren! Eigenlijk is een levende cel dus niks anders dan een chemische reactor.
Geoliede machine
Nu vraag je je vast af: hoe kan een cel iets klaarspelen in die chaotische brij van botsende moleculen? Hoe vinden de juiste moleculen elkaar? De cel is echter helemaal niet zo ongeordend. Cellen kunnen verschillende reacties van elkaar gescheiden houden door de actie van enzymen.
Enzymen zijn eiwitten die in de cel rondzwemmen en aan moleculen binden om chemische reacties sneller te laten verlopen. Het geheim is dat ze heel specifiek zijn. Enzymen binden alleen aan dát molecuul waar ze op passen. Zoals een sleutel maar op één slot past. Ze laten zich niet verwarren als ze in de drukte per ongeluk op een molecuul botsen dat in een andere reactie thuishoort. Daardoor is de cel toch een goed geoliede machine.
Dit is de vierde spoedcursus in de reeks ‘Van molecuul tot leven’. Eerder verscheen deel drie: ‘Wat is katalyse?’. Lees en bekijk volgende week deel vijf: ‘Hoe is de eerste cel ontstaan?’