Summary
Samenvatting celbiologie
- Course
- Institution
- Book
Hele goede en uitgebreide samenvatting, door deze samenvatting heb ik in 1 keer het vak gehaald!
[Show more]
Connected book
Book Title:
Author(s):
- Edition:
- ISBN:
- Edition:
More summaries for
-
Samenvatting Hoofdstuk 12 van Biology a Global Approach 11th edition
-
Samenvatting Hoofdstuk 8 van Biology a Global Approach 11th edition
-
Samenvatting Hoofdstuk 7 van Biology a Global Apprach 11th edition
Seller
Follow
Nettedebruijn
Content preview
CelbiologieLes 1
Hoofdstuk 5.1 t/m 5.5
INLEIDING
De moleculen van het leven De belangrijkste moleculen die in alle levende wezens worden
aangetroffen, kunnen worden onderverdeeld in 4 klassen: koolhydraten, lipiden, eiwitten en
nucleïnezuren (carbohydrates, lipids, proteins and nucleic acids).
5.1
Macromoleculen zijn polymeren gemaakt van monomeren. Grote koolhydraten, eiwitten en
nucleïnezuren zijn kettingachtige moleculen die polymeren worden genoemd. Een polymeer is een
lang molecuul dat bestaat uit veel vergelijkbare of identieke bouwstenen die met elkaar verbonden
zijn met covalente bindingen. De bouwstenen van een polymeer worden monomeren genoemd.
Naast vormen van polymeren, hebben sommige monomeren hun eigen functies.
Hoewel elke polymeerklasse uit een ander type monomeer bestaat,
zijn de chemische mechanismen waarmee cellen polymeren maken
en afbreken in principe in alle gevallen hetzelfde. In cellen worden
deze processen gefaciliteerd door enzymen, gespecialiseerde
macromoleculen die chemische reacties versnellen. De reactie die
monomeren verbindt, is een goed voorbeeld van een
dehydratiereactie, een reactie waarbij twee moleculen covalent aan
elkaar worden gebonden met verlies van een watermolecuul.
Wanneer zich een binding vormt tussen twee monomeren, draagt
elk monomeer een deel van het watermolecuul bij dat vrijkomt
tijdens de reactie: de ene monomeer levert een hydroxylgroep (-
OH), terwijl het ander een waterstof (-H) levert. Deze reactie wordt
herhaald doordat monomeren een voor een aan de keten worden
toegevoegd, waardoor een polymeer ontstaat (ook wel
polymerisatie genoemd).
Polymeren worden door hydrolyse tot monomeren gedemonteerd,
een proces dat in wezen het omgekeerde is van
dehydratatiereactie. Hydrolyse betekent waterbreuk. De binding
tussen monomeren wordt verbroken door de toevoeging van een
watermolecuul, waarbij de waterstof zich aan het ene monomeer
hecht en de hydroxylgroep aan het andere. Een voorbeeld van hydrolyse is het verteringsproces in
ons lichaam. Een groot deel van het organische materiaal in ons voedsel is in de vorm van polymeren
die veel te groot zijn om in onze cellen te komen. In het spijsverteringskanaal vallen verschillende
enzymen en polymeren aan, waardoor hydrolyse wordt versneld. Vrijgekomen monomeren worden
vervolgens in de bloedbaan opgenomen voor distributie naar alle lichaamscellen. Die cellen kunnen
vervolgens uitdrogingsreacties gebruiken om de monomeren samen te stellen tot nieuwe,
verschillende polymeren die specifieke functies kunnen vervullen die de cel nodig heeft.
(Uitdrogingsreacties en hydrolyse kunnen ook betrokken zijn bij de vorming en afbraak van
moleculen die geen polymeren zijn, zoals sommige lipiden.)
Polymeren zijn opgebouwd uit 40 tot 50 gemeenschappelijke monomeren en eiwitten zijn
bijvoorbeeld weer opgebouwd uit 20 soorten aminozuren die zijn gerangschikt in ketens die typisch
honderden aminozuren lang zijn. Kleine moleculen die alle organismen gemeen hebben, fungeren als
,bouwstenen die worden geordend tot unieke macromoleculen. Ondanks deze enorme diversiteit
kunnen moleculaire structuur en functie nog steeds grofweg per klasse worden gegroepeerd.
5.2
Koolhydraten dienen als brandstof en bouwstof. Koolhydraten zijn onder
meer suikers en polymeren van suikers. De eenvoudigste koolhydraten zijn
de monosacchariden of enkelvoudige suikers; dit zijn de monomeren
waaruit complexere koolhydraten zijn opgebouwd. Disachariden zijn
dubbele suikers bestaande uit twee monosacchariden die verbonden zijn
door een covalente binding. Koolhydraatmacromoleculen zijn polymeren
die polysachariden worden genoemd en die uit veel suikerstructuren
bestaan.
Monosachariden hebben over het algemeen moleculaire formules die enkel
veelvoud zijn van de CH2O. Glucose (C6H12O6), de meest voorkomende
monosachariden, is van cruciaal belang in de chemie van het leven. In de
structuur van glucose zien we kenmerken van een suiker: het molecuul
heeft een carbonylgroep en meerdere hydroxylgroepen (-OH). Afhankelijk
van de locatie van de carbonylgroep, is een suiker een aldose
(aldehydesuiker) of een ketose (ketonsuiker). Een ander criterium voor het
classificeren van suikers is de grootte van de koolstofketen, dat varieert van
drie tot zeven koolstofatomen. Glucose, fructose en andere suikers met 6
koolstofatomen worden hexosen genoemd. Triosen (suikers met drie
koolstofatomen) en pentosen (suikers met vijf koolstofatomen) komen ook
veel voor. Nog een andere bron van diversiteit voor eenvoudige suikers is de
manier waarop hun onderdelen ruimtelijk rond asymmetrische
koolstofatomen zijn gerangschikt. Glucose en galactose verschillen
bijvoorbeeld alleen in de plaatsing van onderdelen rond één asymmetrische
koolstof. Wat een klein verschil lijkt, is significant genoeg om de twee
suikers onderscheidende vormen en bindende activiteiten te geven, dus
verschillende gedragingen.
Hoewel het handig is om glucose te tekenen met een lineaire koolstofketen,
is deze
weergave niet helemaal
nauwkeurig. In waterige
oplossingen vormen
glucosemoleculen, evenals de
meeste andere suikers met vijf
en zes koolstofatomen, ringen,
omdat ze onder fysiologische
omstandigheden de meest
stabiele vorm van deze suikers
zijn.
Monosacchariden, met name glucose, zijn belangrijke voedingsstoffen voor cellen. In het proces dat
bekend staat als cellulaire ademhaling, halen cellen energie uit glucosemoleculen door ze in een
reeks reacties af te breken. Niet alleen eenvoudige suikermoleculen zijn een belangrijke brandstof
voor cellulair werk, maar hun koolstofketens dienen ook als grondstof voor de synthese van andere
soorten kleine organische moleculen, zoals aminozuren en afstandszuren. Suikermoleculen die niet
onmiddellijk op deze manieren worden gebruikt, worden over het algemeen als monomeren
opgenomen in disachariden of polysachariden.
, Een disacharide bestaat uit twee
monosachariden die zijn
verbonden door een glycose
binding, een covalente binding
die gevormd wordt tussen twee
monosachariden door een
dehydratatiereactie.
Lactose-intolerantie is een veel
voorkomende aandoening bij
mensen die lactase missen, het
enzym dat lactose afbreekt. De
suiker wordt in plaats daarvan
afgebroken door darmbacteriën,
waardoor gasvorming en vervolgens krampen ontstaan. Het probleem kan worden vermeden door
het enzym lactase in te nemen bij het eten of drinken van zuivelproducten of door zuivelproducten
te consumeren die al zijn behandeld met lactase om de lactose af te breken. Polysachariden zijn
macromoleculen, polymeren met een paar honderd tot enkele duizenden monosachariden
verbonden door glycosidebindingen. Sommige polysachariden dienen als opslagmateriaal,
gehydrolyseerd naar behoefte om de cellen van suiker te voorzien. Andere polysachariden dienen als
bouwmateriaal voor structuren die de cel of het hele organisme beschermen. De architectuur en
functie van een polysacharide wordt bepaald door zijn suikermonomeren en door de posities van zijn
glycosidebindingen.
Bewaarpolysachariden Zowel planten als dieren slaan suikers op voor later gebruik in de vorm van
bewaarpolysachariden. Planten slaan zetmeel, een polymeer van glucosemonomeren, op als korrels
in cellulaire structuren die bekend staan als plastiden (plastiden omvatten chloroplasten). Door
zetmeel te synthetiseren, kan de plant overtollige glucose opslaan. Omdat glucose een belangrijke
cellulaire brandstof is, vertegenwoordigt zetmeel opgeslagen energie. De suiker kan later door de
plant aan deze koolhydraat worden onttrokken, waardoor de bindingen tussen de
glucosemonomeren worden verbroken. De meeste dieren, inclusief mensen, hebben ook enzymen
die plantenzetmeel kunnen hydrolyseren, waardoor glucose beschikbaar komt als voedingsstof voor
cellen. (Bijvoorbeeld granen, maïs, rijst en andere grassen). De eenvoudigste vorm van zetmeel,
amylose is onvertakt. Amylopectine, een complexer zetmeel, is een vertakt polymeer met 1-6
bindingen op de vertakkingspunten. Dieren slaan polysacharide op, glycogeen genaamd, een
glucosepolymeer dat lijkt op amylopectine. Gewervelde dieren slaan glycogeen voornamelijk op in
lever- en spiercellen. Bij hydrolyse van glycogeen in deze cellen komt glucose vrij wanneer de vraag
naar suiker toeneemt. De sterk vertakte structuur van glycogeen past bij zijn functie: er zijn meer
vrije uiteinden beschikbaar voor hydrolyse. Deze opgeslagen brandstof kan een dier echter niet lang
in stand houden. Bij mensen zijn de glycogeenvoorraden bijvoorbeeld binnen een dag uitgeput, tenzij
ze worden aangevuld door te eten. Dit is een punt van zorg bij koolhydraatarme diëten, wat kan
leiden tot zwakte en vermoeidheid.
Structurele polysachariden Organismen bouwen sterke materialen op uit structurele polysachariden,
bijvoorbeeld cellulose, belangrijk onderdeel van de harde wanden die plantencellen omsluiten. Net
als zetmeel is cellulose een polymeer van glucose met 1-4 glycosidische bindingen, maar de
bindingen in deze twee polymeren verschillen. Het verschil is gebaseerd op het feit dat er twee
enigszins verschillende ringstructuren zijn voor glucose. Wanneer glucose een ring vormt, bevindt de
hydroxylgroep die aan de koolstof nummer 1 is gehecht, zich onder of boven het vlak van de ring.
Deze twee ringvormen voor glucose worden alfa (a) en bèta (b) genoemd. In zetmeel hebben al de
glucose-monomeren de a-configuratie.
, De glucosemonomeren van cellulose bevinden zich
allemaal in de b-configuratie, waardoor elk
glucosemonomeer ondersteboven is ten opzichte
van zijn buren. De verschillende glycosidebindingen
in zetmeel en cellulose geven de twee moleculen
verschillende driedimensionale vormen. Bepaalde
zetmeelmoleculen zijn grotendeels spiraalvormig,
passend bij hun functie om glucose-eenheden
efficiënt op te slaan. Omgekeerd is een
cellulosemolecuul recht. Cellulose is nooit vertakt
en sommige hydroxylgroepen op de
glucosemonomeren zijn vrij om waterstof te binden met de hydroxylgroepen van andere
cellulosemoleculen die er parallel aanliggen. In celwanden van planten worden parallelle
cellulosemoleculen die op deze manier bij elkaar worden gehouden, gegroepeerd in eenheden die
microfibrillen worden genoemd. Deze kabelachtige microfibrillen zijn een sterk bouwmateriaal voor
planten en cellulose is het hoofdbestandsdeel van papier en het enige bestandsdeel van katoen. De
onvertakte structuur van cellulose past dus bij zijn functie: kracht geven aan delen van de plant.
Enzymen die zetmeel verteren door de a-verbindingen te hydrolyseren, zijn niet in staat de b-
verbindingen van cellulose te hydrolyseren vanwege de verschillende vormen van deze twee
moleculen. In feite, weinig organismen hebben enzymen om cellulose te verteren, bijna alle dieren
en mensen doen dat niet. De cellulose wordt met de ontlasting uitgescheiden. Toch is cellulose een
belangrijk onderdeel van een gezond dieet, het schuurt onderweg de wand van het
spijsverteringskanaal af en stimuleert het slijm af te scheiden, wat helpt bij een soepele doorgang
van voedsel door het kanaal. Een koe heeft wel cellulose-verterende prokaryoten in zijn darmen,
deze microben hydrolyseren de cellulose van hooi en gras en zetten de glucose om in andere
verbindingen die de koe voeden. Ook een termiet, die zelf cellulose niet kan verteren, heeft
prokaryoten of protisten in zijn darmen die een houtmeel kunnen maken. Sommige schimmels in
bodem kunnen cellulose verteren waardoor ze helpen bij het recyclen van chemische elementen in
de ecosystemen van aarde.
Een ander belangrijk polysacharide is chitine, het koolhydraat dat door geleedpotigen wordt gebruikt
om hun exoskeletten te bouwen. Een exoskelet is een harde koffer die de zachte delen van een dier
omgeeft. De behuizing is gemaakt van chitine ingebed in een laag proteïnen en is in eerste instantie
leerachtig en flexibel, maar wordt harder wanneer de eiwitten chemisch met elkaar verbinden of
bedekt worden met calciumcarbonaat. Chitine wordt ook aangetroffen in schimmels die dit
polysacharide in plaats van cellulose gebruiken als bouwmateriaal voor hun celwanden. Chitine is
vergelijkbaar met cellulose, met b-verbindingen, behalve dat het glucosemonomeer van chitine een
stikstof bevattende aanhechting heeft.
5.3
Lipiden zijn een diverse groep van hydrofobe moleculen. Lipiden zijn de enige klassen van grote
biologische moleculen die geen echte polymeren bevatten, en ze zijn over het algemeen niet groot
genoeg om als macromoleculen te worden beschouwd. De verbindingen die lipiden worden
genoemd, zijn met elkaar gegroepeerd omdat ze één belangrijke eigenschap gemeen hebben: ze
mengen slecht of helemaal niet met water. Het hydrofobe gedrag van lipiden is gebaseerd op hun
moleculaire structuur. Hoewel ze enkele polaire bindingen hebben die verband houden met zuurstof,
bestaan lipiden voornamelijk uit koolwaterstofgebieden. Lipiden zijn gevarieerd in vorm en functie.
Lipiden die biologisch het belangrijkste zijn, zijn vetten, fosfolipiden en steroïden.
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller Nettedebruijn. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $9.23. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
64438 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now