5. Biological macromolecules and lipids
The molecules of lifebelangrijkste grote moleculen worden onderverdeeld in 4
klassen:
• Koolhydraten
• Eiwitten
• Lipiden
• Nucleinezuren
3 van deze zijn macromoleculen omdat ze enorm zijn: koolhydraten, eiwitten en
nucleinezuren.
De architectuur speelt een belangrijke rol in zijn functie. Ze vertonen eigenschappen
die voortkomen uit de ordening van de atomen.
5.1 macromolecules are polymers built from monomers
Grote koolhydraten, eiwitten en nucleinezuren zijn kettingachtige moleculen die
polymeren worden genoemd. polymeer= lang molecuul dat bestaat uit veel
identieke bouwstenen, verbonden door covalente binding. De herhalende eenheden
noem je monomeren—> naast het vormen van polymeren hebben sommige
monomeren ook hun eigen functie.
The synthesis and breakdown of polymers
Elk polymeerklasse bestaat uit ander type monomeren, maar het proces van
polymeren maken en afbreken is hetzelfde.dit proces is mogelijk door enzymen,
speciale macromoleculen die chemische reacties versnellen. Monomeren worden
verbonden door dehydratatiereactie= reactie waarbij 2 moleculen covalent worden
gebonden met verlies van watermolecuul—> een monomeer levert OH-groep en de
ander een H-atoom.
Deze reactie herhaald doordat monomeren een voor een aan de keten worden
toegevoegd, waardoor polymeren ontstaat en dit noem je ook wel polymerisatie.
polymeren worden door hydrolyse tot monomeren gedemonteerd. De bindingen
tussen monomeren worden verbroken door toevoeging van watermolecuul—> H
hecht aan een monomeer en H aan de ander.
Voorbeeld van hydrolyse in het lichaam is verteringsprocesvoedsel bevat polymeren
die te groot zijn om in de cel te komen. In spijsverteringskanaal worden ze
aangevallen door enzymen die zorgen voor het vernielen van hydrolyse zodat
monomeren ontstaan. Die monomeren kunnen via de bloedbaan naar de cellen waar
ze met uitdrogingsreacties weer polymeren kunnen vormen die functies in de cel
vervullen.
Uitdrogingsreactie en hydrolyse kunnen ook betrokken zijn bij vorming en afbraak
van moleculen die geen polymeren zijn, zoals lipiden.
The diversity of polymerseen cel heeft duizenden verschillende macromoleculen:
varieert van ene celtype tot andere. bij familie heb je kleine variaties in polymeren—
> DNA en eiwitten
,Niet-verwante hebben meer verschil, soorten hebben nog meer verschil. Hoe kan er
zoveel diversiteit zijn in polymeren—> specifieke volgorde die de eenheden volgen.
5.2 carbohydrates serve as fuel and building material.
Monosachariden hebben formules die enkelvoud zijn van CH2O. Glucose is de
meeste voorkomende monosacharine, in de structuur van glucose kun je de
handelskenmerken van een suiker zien:- carbonylgroep en meerdere
hydroxylgroepenlocatie van carbonylgroep bepaalt of het een aldose of een ketose
is. Glucose is aldose, fructose is ketose- grootte van koolstofskelet is 3 tot 7 c-
atomen. een suiker met een skelet van 6 c-atomen noem je hexose, met 3 c-atomen
een triosen en pentoten hebben 5 c-atomen. - manier waarop onderdelen rond
asymmetrische koolstofatomen zijn gerangschikt. (assymetrisch is koolstof met 4
verschillende groepen aan zich. glucose en galactose verschillen alleen in plaatsing
van onderdelen rond 1 c-atoom. in waterige oplossingen vormen glucosemoleculen,
net zoals meeste andere suikers met 5 en 6 c-atomen ringen, omdat ze onder
fysiologische omstandigheden de meest stabiele vorm van suikers zijn.
Monosachariden met name glucose zijn belangrijke voedingsstoffen voor cellen.
cellulaire ademhaling= cellen halen energie uit glucosemoleculen door ze af te
breken in een reeks reacties. De koolstofskeletten van suikers dienen als grondstof
voor de synthese van andere kleine organische moleculen, zoals aminozuren en
vetzuren. Suikermoleculen die niet direct op deze manieren gebruikt kan worden,
worden als monomeren opgenomen in disachariden of polysachariden. Een
disacharide bestaat uit 2 monosachariden die zijn verbonden door een
glycosidebinding, een covalente binding die wordt gevormd tussen 2
monosachariden door een dehydratatiereactie. maltose = glucose + glucose
(brouwen van bier)Sucrose = glucose + fructose ( planten transporteren
koolhydraten van bladeren naar wortels en andere niet- fotosynthetiserende
organen in de vorm van sucrose)
Polysaccharidespolysachariden zijn macromoleculen, polymeren met honderden
monosachariden verbonden door glycosidebindingen. sommige polysachariden
dienen als opslagmateriaal, gehydrolyseerd naar behoefte om cellen van suiker te
voorzien. Anderen zijn bouwmateriaal voor structuren die de cel/organisme
beschermen. De architectuur en functie worden bepaald door soorten monomeren
en de plaatsen van de glycosidebindingen.
Storage polysaccharides.
Planten en dieren slaan suikers op voor later gebruik in de vorm van
opslagpolysacharide. planten slaan zetmeel, een polymeer van glucosemonomeren,
op als korrels in cellulaire structuren die bekend staan als plastiden (omvatten
chloroplasten). Door zetmeel te maken kan de plant overtollig glucose opslaan.
Glucose is een belangrijke brandstof en daarom vertegenwoordigt zetmeel
opgeslagen energie. Suiker kan later uit de koolhydraat bank worden onttrokken
door hydrolyse, waardoor binding tussen glucosemonomeren worden verbroken.
Veel dieren en mensen hebben ook enzymen die plantenzetmeel kunnen
hydrolyseren waardoor glucose beschikbaar komt als voedingsstof. De meeste
glucosemonomeren in zetmeel zijn verbonden door 1-4 bindingen (maltose ook). -
eenvoudigste vorm van zetmeel is amylose—> onvertakt- amylopectine is een
complexer zetmeel—> vertakt polymeer met 1-6 bindingen op vertakkingspunten. -
,dieren slaan polysachariden op in de vorm van glycogeen—> lijkt op amylopectine
maar is sterker vertakt. Gewervelde dieren slaan dit vooral op in de lever- en
spiercellen. De structuur past bij de functie van glycogeen, door veel
vertakkingspunten kan er op veel punten hydrolyse plaatsvinden. Deze opgeslagen
brandstof kan een dier niet lang in stand houden. Deze glycogeenvoorraden zijn snel
uitgeput tenzij ze worden aangevuld door te eten. Bij een koolhydraatarm dieet voel
je je daarom ook zwak en vermoeid.
Structural polysaccharidesorganismen bouwen sterke materialen op uit
structurele polysachariden. Het polysacharide cellulose (meest voorkomende
organische verbinding op aarde) is belangrijk voor de wanden van plantencellen.
Ook cellulose is net zoals zetmeel een polymeer van glucose met 1-4 glycosidische
bindingen, maar de bindingen in deze polymeren verschillen:er zijn 2 verschillende
ringstructuren voor glucose. Als glucose een ring vormt wordt de OH-groep aan
koolstof nummer 1 gehecht boven of onder het vlak van de ring. Deze ringen noem
je alfa of beta. - In zetmeel zijn alle glucosemonomeren in de a-configuratie
(allemaal naar beneden). - in cellulose zitten de glucosemonomeren in de b-
configuratie (boven en beneden).
Deze verschillen geven beide moleculen verschillende 3D-vormen:- sommige
zetmeelmoleculen zijn spiraalvormig—> functie om glucose eenheden op te slaan. -
cellulose molecuul is recht en nooit vertakt—> hydroxylgroepen op de
glucosemonomeren kunnen waterstof binden met hydroxylgroepen van andere
cellulosemoleculen die parallel liggen.
In celwanden van planten worden parallelle cellulosemoleculen op deze manier bij
elkaar gehouden, gegroepeerd in eenheden die microfibrillen heten. de onvertakte
vorm van cellulose past bij functie namelijk kracht geven aan delen van de plant.
enzymen die zetmeel verteren kunnen niet de b-configuratie van cellulose verteren
vanwege de verschillende vormen van moleculen.
Weinig organismen hebben enzymen die cellulose kunnen verteren. Cellulose gaat
dan door spijsverteringskanaal en wordt met de ontlasting uitgescheiden.
Onderweg schuurt de cellulose de wand van spijsverteringskanaal en stimuleert het
de bekleding om slijm af te scheiden, wat helpt bij soepel doorgang van voedsel
door kanaal.fruit, groenten en volle granen hebben veel cellulose —> onoplosbare
vezels. Sommige micro-organismen kunnen wel cellulose verteren, afbreken tot
glucosemonomeren.
Een koe heeft prokaryoten en protisten in zijn darmen. Deze hydrolyseren de
cellulose van hooi en gras en zetten glucose om in andere verbindingen die de koe
voeden. Hetzelfde geldt voor een termiet (micro kunnen maaltijden van hout
maken) en een schimmel (recyclen van chemische elementen in ecosysteem).
Een ander belangrijk structureel polysacharide is chitine, het koolhydraat dat door
geleedpotigen wordt gebruikt voor exoskeletten. exoskelet= harde cover die de
zachte delen van een dier omgeeft. Het is gemaakt van chitine ingebed in een laag
proteïnen, de behuizing is in eerste instantie leerachtige en flexibel, maar wordt het
hard wanneer de proteïnen chemisch met elkaar verbonden zijn of bedekt zijn met
calciumcarbonaat. Chitine wordt bij schimmels gebruikt voor de celwanden. Chitine
heeft net zoals cellulose een b-configuratie, maar de glucosemonomeer heeft een
stikstofbevattende aanhechting.
, 5.3 lipids are a diverse groep of hydrophobic moleculeslipiden zijn de enige klasse
van grote biologische moleculen die geen echte polymeren bevatten, ze zijn niet
groot genoeg om macromoleculen te heten. Alle lipiden mengen niet met water, dit
hydrofobe gedrag komt door hun moleculaire structuur. Lipiden bestaan vooral uit
koolwaterstof gebieden. Lipiden variëren in vorm en functie.
Fats
Vetten zijn geen polymeren, maar grote moleculen die worden dehydratiereacties
uit kleinere moleculen zijn samengesteld. Een vet bestaat uit 2 soorten kleinere
moleculen: glycerol en vetzuren. - glycerol is een alcohol; elk van deze 3 c-atomen
draagt een hydroxylgroep. - vetzuur heeft lang koolstofskelet, 16-18 c-atomen lang.
De koolstof aan het ene uiteinde van het skelet heeft een carboxylgroep en daarom
noem je het een vetzuur. De rest van het skelet bestaat uit een koolwaterstof keten.
De koolwaterstofketen van vetzuren zorgen ervoor dat een vet apolair is.
Vetten scheiden zich van water doordat de watermoleculen waterstof aan elkaar
binden en de vetten uitsluiten
Bij het maken van vet worden 3 vetzuur moleculen elk met glycerol verbonden door
een ester verbinding, een verbinding gevormd door een dehydratatiereactie tussen
hydroxylgroep en een carboxylgroep. De vetzuren in een vet kunnen allemaal
hetzelfde zijn, of ze kunnen van 2 of 3 verschillende soorten zijn.
Als er geen dubbele bindingen zijn tussen koolstofatomen die een keten vormen dan
worden zoveel mogelijk waterstofatomen aan het koolstofskelet gebonden—>
verzadigd.een onverzadigd vetzuur heeft een of meer dubbele bindingen met een
waterstofatoom minder op elk gebonden c-atoom. Bijna elk dubbele binding in een
vetzuur is een cis-dubbel binding waardoor er een knik ontstaat in de
koolwaterstofketen. De meeste dierlijke vetten zijn verzadigd, de staarten van
vetmoleculen hebben geen dubbele binding en dankzij hun flexibiliteit kunnen
vetmoleculen stevig in elkaar worden gepakt. Verzadigde vetten zijn vast. De vetten
van planten en vissen zijn onverzadigd. Zij zijn vloeibaar bij kamertemperatuur je
neemt het dan oliën. De knikken van de cis-bindingen voorkomen dat moleculen
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 chelsea789. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $3.20. You're not tied to anything after your purchase.