Biochemie & biofysica
1. Situering biochemie
1.1 Wat is chemie – wat is biochemie
1.1.1 wat is chemie
= een natuurwetenschap die zich richt op de studie van de samenstelling en de bouw van stoffen, de chemische
veranderingen die kunnen plaatsvinden onder bepaalde omstandigheden en de wetmatigheden
(overeenstemming met de wetten v. d. wetenschap) die eruit volgen.
➢ Onderverdeling:
• Anorganische chemie: chemie die zich verdiept in stoffen waar geen of bijna geen koolstofatomen (C) in
voorkomen (H2O) -> ‘dode’ chemie
• Organische chemie: chemie die zich bezig houdt met moleculen waar koolstof (C) in voorkomt. Wordt ook wel
‘levende’ chemie genoemd (glucose) = koolstofchemie, met biomoleculen
Organismen bestaan zowel uit beiden.
1.1.2 wat is biochemie
= afdeling van de chemie/scheikunde die zich bezighoudt met de omzetting van stoffen in levende organismen.
Zowel deelgebied van de chemie als van de biologie
➢ monomeren (1 bouwsteen) – polymeer
➢ levende organismen
(vb. omzetting O2 -> CO2, verandering oogkleur…)
1.2 waarom biochemie belangrijk voor verpleegkundigen?
Bij ziektebeelden -> biochemische processen verstoord (diabetes mellitus type 1 of 2…)
Inzicht in klinische parameters (pH bloed, glycemie…)
2. Basisbegrippen van de celbiologie
2.1 prokaryoten vs eukaryoten
2 soorten cellen: prokaryote cellen en eukaryote cellen
- prokaryoot: bacteriën
- eukaryoot: planten, dieren, schimmels
eukaryote cellen -> bevatten gespecialiseerde organellen, apart kernmembraan en groter dan prokaryote cellen ( eukaryote
cellen zo’n 10X groter), alle cellen (behalve rode bloedcel) CELKERN
DNA= deoxyribonucleïnezuur -> drager erfelijke eigenschappen waaruit eiwitten worden gemaakt in zowel prokaryotische
als eukaryotische cellen.
➔ In prokaryotische cellen -> in cytoplasma in vorm van groot molecuul (genomisch DNA) + kleine DNA moleculen
(plasmiden) aanwezig - (wij hebben geen plasmiden)
➔ In eukaryotische cellen -> DNA in celkern (nucleus) + DNA zit ook in mitochondria
In lichaam ongeveer 200 versch celtypes (levercel, zenuwcel, huidcel…) met allemaal een specifieke opbouw
Eukaryoot prokaryoot
- Gespecialiseerde organellen - Geen organellen
(compartimenten) - Geen kern
- DNA in kern ( & in mitochondria) - DNA ligt los in cytoplasma van de cel
- 10-100 micrometer - 0,1 – 10 micrometer
, 2.2 bouw eukaryote cellen
cel: celmembraan, celkern, cytoplasma (celorganellen o.a. ribosoom, ER, Golgi-app, lysosoom, mitochondriën…
en cytosol)
2.3 celmembraan
= plasmamembraan = dun laagje dat de gehele cel omsluit
➢ belangrijkste functie: regelt transport van stoffen tss de celinhoud en omgeving
hydrofoob – apolair
hydrofiel – polair (houdt van water)
Receptoreiwit
Transporteiwit
celmembraan bestaat uit -> lipiden en eiwitten (proteïnen)
- de lipiden zijn vooral fosfolipiden -> 2 lagen fosfolipiden
- hydrofoob (waterafstotend) gedeelte / hydrofiel (waterlievend) gedeelte
- alleen in eukaryote cellen speciale lipide: cholesterol > stevigheid celmembraan (enkel in dierlijke cellen)
- eiwitten: transport van stoffen -> receptoreiwit/ transporteiwitten
2.4 cytoplasma
=Alles w binnen de celmembraan (celorganellen + cytosol) valt, met uitzondering van de kern
Hier komen o.a. koolhydraten, lipiden, eiwitten, mineralen edc voor
Hier vinden vele biochemische reacties plaats
Macromoleculen (vb. glycogeen) liggen vrij in cytoplasma
2.5 cytosol
= de vloeistof die we binnenin het celmembraan vinden -> als het ware het oplossingsmiddel voor de verschillende
celorganellen en celkern = ICF = intracellulaire vloeistof
Bestaat uit water met opgeloste stoffen (eiwitten, ionen)
2.6 celkern = nucleus
opslaan DNA
2.7 mitochondria
➔ omgeven door dubbelmembraan: buitenmembraan glad, binnenmembraan geplooid in halfvloeibare massa, de
matrix
➔ bezitten eigen DNA-moleculen
➔ ook eigen ribosomen om eiwitten te maken
= energieproducenten van de cel -> biochemische reactie van voedselmoleculen – energie komt vrij in vorm van ATP
(cellulaire energie) -> om activiteiten te verrichten
, 3. basisbegrippen chemie
O : zuurstof F : fluor
H : waterstof Fe : ijzer
Hg : kwik C : koolstof
S : zwavel Ca : calcium
P : fosfor Cl : chloor
N : stikstof
Pb : lood Na : natrium
3.4.3 de versch notaties van moleculen
-> moleculen op versch manieren worden weergegeven:
➢ structuurformule: symbolen van de elementen & strepen (elektronenpaar) -> zuurstofgas >
O=O
➢ molecuulformule: aantal atomen weergegeven in subscript -> waterstofgas H2
➢ voorstelling ionen: hebben een lading -> positieve/ negatieve ionen (Na+ , Ca2+ , Cl-)
bicarbonaat: HCO3-
soms worden versch notaties door elkaar gebruikt
3.5 de chemische reactie
= een proces waarbij uit 1 of meerdere deeltjes nieuwe deeltjes gevormd worden
➔ Botsing tss moleculen of atomen -> botsing sterk genoeg -> bestaande bindingen verbroken en ontstaat nieuwe
bindingen
REAGENS -> (REACTIE)PRODUCTEN : reagens 1 + reagens 2 -> product 1 + product 2
Er gaat geen materie verloren en er wordt geen nieuwe materie gevormd
Aflopende reactie: 4 Fe + 3 O2 -> 2 Fe2O3
➢ Voorbeeld: condensatiereactie: 2 monomeren gaan binding aan -> polymeer
➢ Evenwichtsreactie: heengaande als teruggaande reactie gaan met gelijke snelheid door (A + B -> <- C + D) ->
reactie 1 en 2 gaan even snel door
4. Bouw en samenstelling van het organisme
4.1 bouw menselijk organisme
organisme -> versch organen -> versch weefsels -> cellen
4.2 samenstelling menselijk lichaam op atomair niveau
organische stoffen: C 18,5 % ; O 65% ;N 3% ; H 9,5%
+ mineralen = macromoleculen= Na, K, Mg, Ca, Cl, P, S
+ 0,1 oligo-elementen/ sporenelementen = Fe, Zn, Cu, I
4.3 samenstelling van het menselijk lichaam op moleculair niveau
3 hoofdgroepen:
• 70 % water (oplosmiddel)
• 29 % organische moleculen (biomoleculen): koolhydraten (1kg), lipiden (10 à 15 kg), proteïnen (10kg) en
nucleotiden (vb. DNA)
• 1 % anorganische componenten: Ca, K, Na…
