Alle celorganellen en hun functie in één tabel
De tabel hieronder is het overzicht dat je voor een toets moet kennen. ‘Plant’ en ‘dier’ geven aan in welk type eukaryote cel je het organel aantreft.
| Organel | Functie | Plant | Dier |
|---|---|---|---|
| Celkern (nucleus) | bevat het DNA in chromosomen; regelt welke eiwitten gemaakt worden | ja | ja |
| Kernlichaampje (nucleolus) | maakt de onderdelen van ribosomen | ja | ja |
| Ribosomen | bouwen eiwitten uit aminozuren (translatie) | ja | ja |
| Ruw endoplasmatisch reticulum | membraannetwerk met ribosomen; maakt eiwitten voor membranen en voor export | ja | ja |
| Glad endoplasmatisch reticulum | maakt lipiden, ontgift stoffen (vooral in levercellen), slaat calcium op in spiercellen | ja | ja |
| Golgi-apparaat | bewerkt, sorteert en verpakt eiwitten in blaasjes; levert materiaal voor de celwand | ja | ja |
| Mitochondrium | ‘energiecentrale’: cellulaire ademhaling, maakt ATP | ja | ja |
| Bladgroenkorrel (chloroplast) | fotosynthese: zet lichtenergie om in glucose | ja (groene delen) | nee |
| Vacuole | opslag van water, zouten en afvalstoffen; zorgt voor stevigheid (turgor) | één grote centrale | klein of afwezig |
| Lysosoom | blaasje met verteringsenzymen; breekt versleten onderdelen en opgenomen deeltjes af | zelden (vacuole neemt taak over) | ja |
| Peroxisoom | breekt vetzuren en het giftige waterstofperoxide af | ja | ja |
| Centrosoom met centriolen | organiseert de spoelfiguur bij de celdeling | geen centriolen | ja |
| Cytoskelet | netwerk van eiwitdraden: vorm, transport in de cel, beweging | ja | ja |
| Celmembraan | grens van de cel; regelt wat erin en eruit gaat | ja | ja |
| Celwand | stevige laag van cellulose buiten het membraan; geeft vorm en bescherming | ja | nee |
Strikt genomen zijn celmembraan en celwand geen organellen, maar ze horen wel in elk overzicht van de bouw van een cel. Het cytoplasma is alles binnen het celmembraan behalve de kern; de vloeistof waarin de organellen liggen heet het cytosol.
Wat is een cel? Definitie en celtheorie
Volgens de celtheorie geldt: (1) alle organismen bestaan uit één of meer cellen, (2) de cel is de kleinste eenheid die alle kenmerken van leven vertoont, en (3) elke cel ontstaat uit een andere cel. Robert Hooke zag in 1665 als eerste ‘cellen’ in een plakje kurk (eigenlijk lege celwanden). Antonie van Leeuwenhoek zag kort daarna met zijn zelfgeslepen lenzen levende eencelligen en bacteriën. Schleiden en Schwann formuleerden rond 1839 dat planten en dieren uit cellen zijn opgebouwd; Virchow voegde in 1855 toe dat cellen alleen uit cellen ontstaan.
Elke cel, van bacterie tot zenuwcel, heeft vier dingen gemeen: een celmembraan, cytoplasma, DNA als erfelijk materiaal en ribosomen om eiwitten te maken. Virussen hebben geen ribosomen en geen eigen stofwisseling; daarom worden ze niet als cellen gezien. Zie ook het begrip cel in de begrippenlijst.
Plantaardige cel en dierlijke cel vergeleken
Een plantencel en een dierlijke cel zijn allebei eukaryoot en hebben dezelfde basisonderdelen. De verschillen hangen samen met de leefwijze: planten maken hun eigen voedsel en staan stil, dieren eten en bewegen.
| Kenmerk | Plantencel | Dierlijke cel |
|---|---|---|
| Celwand | ja, van cellulose | nee |
| Bladgroenkorrels | ja (in groene delen) | nee |
| Vacuole | grote centrale vacuole, tot ongeveer 90 % van het volume | kleine blaasjes |
| Vorm | vast, vaak rechthoekig | variabel, vaak rond of onregelmatig |
| Reservestof | zetmeel | glycogeen |
| Centriolen, lysosomen | meestal niet | ja |
| Verbindingen tussen cellen | plasmodesmata (kanaaltjes door de celwand) | o.a. gap junctions |
De celwand en de vacuole werken samen: water stroomt door osmose de vacuole in, die tegen de celwand drukt. Die turgor maakt niet-houtige planten stevig. Vergeet je een plant water te geven, dan daalt de turgor en hangen de bladeren slap.
Hoe organellen samenwerken: de weg van een eiwit
Organellen werken als een fabriek. Neem een cel in de alvleesklier die het verteringsenzym amylase uitscheidt:
- In de kern wordt het gen voor amylase overgeschreven naar mRNA (eiwitsynthese).
- Het mRNA gaat door een kernporie naar een ribosoom op het ruw ER, dat het eiwit bouwt en meteen het ER in schuift.
- In het ER wordt het eiwit gevouwen en in een transportblaasje verpakt.
- Het golgi-apparaat past het eiwit aan (bijvoorbeeld met suikergroepen) en verpakt het in een secretieblaasje.
- Het blaasje versmelt met het celmembraan en laat de inhoud naar buiten los (exocytose).
- De energie voor dit alles komt van ATP uit de mitochondriën.
Dit verklaart waarom cellen die veel eiwit uitscheiden een groot ruw ER en golgi-apparaat hebben, en waarom spiercellen en zaadcellen vol mitochondriën zitten.
Het celmembraan: grens en poortwachter
Het celmembraan is een dubbele laag van fosfolipiden: moleculen met een waterminnende ‘kop’ en twee watervrezende ‘staarten’. De koppen wijzen naar het water binnen en buiten de cel, de staarten naar elkaar toe. In die laag drijven eiwitten die als kanaal, pomp of herkenningspunt werken; dit beeld heet het vloeibaar-mozaïekmodel. Ook de membranen van de kern, het ER, het golgi-apparaat en de mitochondriën zijn zo gebouwd.
Kleine, ongeladen moleculen zoals zuurstof en koolstofdioxide gaan vanzelf door het membraan via diffusie. Water gaat erdoor via osmose, grotendeels door speciale kanaaleiwitten. Ionen en grote moleculen zoals glucose hebben transporteiwitten nodig. Moet een stof tegen het concentratieverschil in, dan kost dat ATP: actief transport. De natrium-kaliumpomp in zenuwcellen is daarvan het bekendste voorbeeld. Grote deeltjes worden in blaasjes opgenomen (endocytose) of uitgescheiden (exocytose).
Gespecialiseerde cellen: bouw past bij functie
In een meercellig organisme zijn de meeste cellen gespecialiseerd. Welke organellen veel of weinig voorkomen, verraadt hun taak:
- Rode bloedcel: verliest bij de rijping haar kern en mitochondriën, zodat er meer ruimte is voor hemoglobine. Zonder kern kan ze niet delen en leeft ze ongeveer 120 dagen.
- Spiercel en zaadcel: veel mitochondriën, want ze verbruiken veel ATP voor beweging.
- Levercel: veel glad ER om giftige stoffen, zoals alcohol en medicijnen, onschadelijk te maken.
- Witte bloedcel (fagocyt): veel lysosomen om opgenomen bacteriën te verteren.
- Wortelhaarcel: lange uitstulping voor een groot oppervlak om water op te nemen, maar geen bladgroenkorrels.
- Palissadecel in een blad: tientallen bladgroenkorrels, dicht onder het bladoppervlak waar het meeste licht valt.
Prokaryoten en eukaryoten
Alle levende wezens vallen in twee celtypen. Prokaryoten (bacteriën en archaea) hebben geen kern en geen membraanomsloten organellen. Eukaryoten (planten, dieren, schimmels en protisten) hebben dat wel. ‘Karyon’ is Grieks voor kern; pro- betekent ‘voor’, eu- ‘echt’.
| Kenmerk | Prokaryoot | Eukaryoot |
|---|---|---|
| Kern | nee; DNA ligt los in het cytoplasma (nucleoïde) | ja, met kernmembraan |
| DNA | meestal één ringvormig chromosoom, plus plasmiden | meerdere lineaire chromosomen |
| Organellen met membraan | nee | ja (mitochondriën, ER, golgi …) |
| Ribosomen | kleiner (70S) | groter (80S) |
| Grootte | ongeveer 1–5 µm | ongeveer 10–100 µm |
| Deling | binaire deling | mitose en meiose |
| Voorbeelden | E. coli, melkzuurbacteriën, cyanobacteriën | gist, eik, mens, amoebe |
Is een eukaryote cel tien keer zo lang als een bacterie, dan is haar volume 10³ = 1000 keer zo groot; die ruimte wordt door membranen in compartimenten verdeeld. Ter vergelijking: een rode bloedcel is ongeveer 7 µm, een mitochondrium 1 à 2 µm lang, een ribosoom zo’n 25 nm. Ribosomen zie je dus alleen met een elektronenmicroscoop.
Rekenvoorbeeld vergroting. Op een elektronenmicroscopische foto met vergroting 10 000× is een mitochondrium 15 mm lang. De werkelijke lengte is 15 mm / 10 000 = 0,0015 mm = 1,5 µm. Omgekeerd: een cel van 20 µm wordt bij een lichtmicroscoop met 400× vergroting 20 × 400 = 8 000 µm = 8 mm groot in beeld.
De endosymbiosetheorie: organellen die ooit bacteriën waren
Mitochondriën en bladgroenkorrels hebben een opvallend eigen leven. Volgens de endosymbiosetheorie, vooral uitgewerkt door Lynn Margulis (1967), stammen ze af van vrijlevende bacteriën die meer dan anderhalf miljard jaar geleden door een grotere cel werden opgenomen maar niet verteerd. Gastheer en bacterie hadden er allebei voordeel van en raakten blijvend van elkaar afhankelijk. Mitochondriën stammen af van zuurstof gebruikende bacteriën, bladgroenkorrels van cyanobacteriën.
Het bewijs:
- Beide hebben een dubbel membraan: het binnenste van de oorspronkelijke bacterie, het buitenste van de opname door de gastheer.
- Ze hebben eigen ringvormig DNA, net als bacteriën. Het mitochondriale DNA van de mens erf je alleen van je moeder.
- Ze hebben eigen 70S-ribosomen, van het bacteriële type. Sommige antibiotica die bacteriële ribosomen remmen, hinderen daarom ook mitochondriën.
- Ze ontstaan alleen uit bestaande mitochondriën of bladgroenkorrels, door een deling die op binaire deling lijkt.
- Hun grootte en de volgorde van hun DNA lijken op die van bacteriën.
Deze theorie verbindt celbiologie met evolutie: de eukaryote cel ontstond niet alleen door geleidelijke mutaties, maar ook door het samengaan van twee organismen.
Veelgestelde vragen
Wat is de definitie van een cel?
Een cel is de kleinste eenheid van leven: een door een membraan omsloten ruimte met cytoplasma, DNA en ribosomen, die zelf stoffen opneemt, energie omzet, groeit en zich deelt.
Wat zijn celorganellen?
Celorganellen zijn gespecialiseerde onderdelen in een cel met een eigen functie, zoals de celkern (DNA), mitochondriën (ATP-productie), ribosomen (eiwitsynthese), het golgi-apparaat (verpakken en sorteren) en bladgroenkorrels (fotosynthese).
Welke organellen heeft alleen een plantencel?
Alleen plantencellen hebben een celwand van cellulose, bladgroenkorrels en een grote centrale vacuole. Dierlijke cellen hebben daarentegen centriolen en lysosomen, die plantencellen meestal missen.
Wat doet een mitochondrium?
Een mitochondrium zet via de cellulaire ademhaling de energie uit glucose en zuurstof om in ATP, de energiedrager van de cel. Het heeft een dubbel membraan en eigen DNA.
Wat is het verschil tussen een prokaryoot en een eukaryoot?
Een prokaryoot (bacterie of archee) heeft geen kern en geen organellen met een membraan. Een eukaryoot (plant, dier, schimmel, protist) heeft een kern met kernmembraan en organellen zoals mitochondriën.
Wat is de endosymbiosetheorie?
De theorie dat mitochondriën en bladgroenkorrels afstammen van bacteriën die door een andere cel werden opgenomen. Bewijs: ze hebben een dubbel membraan, eigen ringvormig DNA, bacteriële ribosomen en delen zich zelfstandig.