Hoofdstuk 5: Bio-energetica
Vier essentiele behoeften voor een cel:
• Moleculaire bouwstenen
• Bio-katalysatoren
• Informatie
• Energie
Het belang van energie
Energie = de capaciteit om specifieke fysische of chemische veranderingen te bewerkstelligen:
• Synthetisch werk: veranderingen in chemische bindingen. Een belangrijke activiteit
die elke cel bijna altijd doet is biosynthese, dat resulteert in de vorming van nieuwe
chemische bindingen en de synthese van nieuwe moleculen. Dit is vooral te zien in
een populatie van groeiende cellen, maar is ook belangrijk bij het onderhouden van
bestaande celstructuren. Bijna alle energie die cellen nodig hebben voor biosynthese
wordt gebruikt om energierijke organische moleculen te vormen van simpelere
startende materialen en om ze te incorporeren in macromoleculen. Vorming van
nieuwe moleculen (groei + homeostase): vorming van nieuwe covalente bindingen
van veel monomeren maak je een polymeer
Afname entropie
E nodig
• Mechanisch werk: veranderingen in de locatie of oriëntatie van een cel of een
subcellulaire structuur. Een goed voorbeeld is het bewegen van de cel met respect
voor zijn omgeving, hiervoor zijn vaak 1 of meer appendages nodig zoals cilia of
flagella. Spiercontractie is een ander goed voorbeeld, net als beweging van
chromosomen over de spindle fibers gedurende de mitose, the streaming of
cytoplasma, de beweging van organellen en vesikels over de microtubuli en de
translocatie van een ribosoom over een streng van mRNA.
• Concentratie werk: beweging van moleculen over een membraan tegen de
concentratiegradiënt in. Het doel is of het accumuleren van substanties binnen de cel
of organel of om het potentiële toxische bijproduct van cellulaire activiteit te
verwijderen. Voorbeelden zijn de import van bepaalde suikers en aminozuren van
lage naar hoge concentratie over de plasmamembraan, vullen van secretorische
vesikels met digestieve enzymen.
• Elektrisch werk: beweging van ionen doorheen een membraan tegen de
elektrochemische gradiënt in. Er is niet enkel een verandering in concentratie, maar
ook een verschil in lading (elektrisch potentiaal of membraanpotentiaal). Elk cellulair
membraan heeft een bepaalde membraanpotentiaal hierdoor. Een verschil in
protonen aan eender welke kant van een mitochondrium of een chloroplast vormt
, een elektrisch potentiaal die noodzakelijk is voor de vorming van ATP bij cellulaire
ademhaling en bij fotosynthese. Het is ook belangrijke in de transmissie van impulsen
in zenuwcellen. Een dramatisch voorbeeld is de Electrophorus electricus, de
elektrische aal (gebruikt energie om een hoog membraanpotentiaal te krijgen voor
iedere cel).
• Genereren van warmte: een verhoging van de temperatuur die nuttig is voor
homeostatische dieren (reguleren en onderhouden hun temperatuur afhankelijk van
de omgeving). Wij zijn homeotherm. De warmte is een bijproduct die wordt gevormd
bij vele chemische processen. Poikilotherm (vb. reptielen).
• Genereren van licht: bioluminescentie (de productie van licht mbv ATP of chemische
oxidatie) en fluorescentie (de productie van licht door de absorptie van licht van een
kortere golflengte). Licht is geproduceerd door verschillende bioluminescente
organismen, zoals vuurvliegjes (luciferine + ATP → luciferyladenylaat + PPi -
luciferyladenylaat + O2 → oxyluciferine + AMP + licht), sommige kwallen en lumineuze
paddenstoelen. Aequorin is een proteïne dat na binding met calcium ionen in staat is
om een oxidatieve reactie uit te voeren die energie vrijlaat in de vorm van bleek
blauw licht. GFP (green fluorescent protein) is een proteïne dat dit bleek blauw licht
absorbeert en groen fluorescent licht uitstraalt. Fototroof E halen uit zonlicht om
chemische bindingen te maken. Chemotroof.
Energie afkomstig van zonlicht of van oxidatie van organische verbindingen.
Fototroof: zonlicht omgezet in chemische energie (ATP)
- Foto-autotroof (planten): zonneënergie om alle koolstofverbindingen uit CO 2 te maken
(fotosynthese).
- Foto-heterotroof (sommige bacteriën): gebruiken zonneënergie maar ook organische
moleculen als koolstofbron.
Chemotroof: energie uit oxidatie van chemische verbindingen.
- Chemo-autotroof (sommige bacteriën): oxideren anorganische verbindingen voor energie
(H2S, H2) en gebruiken CO2 als koolstofbron (Archaea).
- Chemo-heterotroof (dieren, protozoa, bacteriën en planten in afwezigheid van licht):
nemen moleculen op (carbohydraten, vetten en eiwitten) om te voorzien in energie- en
koolstofbehoeften.
Oxidatie en Reductie (O is een heel elektronegatief atoom dus trekt elektronen naar zich toe, bij
iedere oxidatiestap komt er een pakket E vrij):
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 annalopez. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $10.89. You're not tied to anything after your purchase.
