Resume
Samenvatting Biochemie
- Cours
- Biochemie
- Établissement
- Universiteit Gent (UGent)
Samenvatting van het volledige vak Biochemie van in het jaar 2021/2022
[Montrer plus]
Aperçu du contenu
Samenvatting BiochemieDEEL 1 : Biochemie als wetenschap
1) Biochemie
Biochemie is de studie van de scheikundige processen van het leven en bestudeerd het leven op
moleculair niveau.
Levende organismen bezitten buitengewone kenmerken
- Complexe moleculen die sterk georganiseerd zijn
- Elk onderdeel heeft een specifieke functie
- Ze halen energie uit hun omgeving die hun eigen structuren te onderhouden
- Ze zijn in staat tot zelforganisatie en zelfreproductie
- De cel bestaat voornamelijk uit C, N, O en H, deze vormen stabiele en sterke covalente
bindingen. Koolstof is het centrale element (vierwaardig).
- Vorming van macromoleculen (zeer divers en zeer complex)
Dit heeft als voordeel dat er maar een paar ‘ruwe’ materialen nodig zijn om te overleven
en de informatie zit vervat in de volgorde van de bouwstenen van de keten.
2) Structurele organisatie van levende cellen
Cellen zijn opgebouwd uit 4 biomoleculen:
- Nucleotiden die nucleïnezuren vormen
- Aminozuren die eiwitten en polypeptiden vormen
- Polymeren van monosachariden die poly- en
olisachariden vormen
- Lipiden die opgebouwd zijn uit vetzuren
3) Structuur en eigenschappen van water
Aangezien levende organismen voor 70-80% uit water bestaat, zijn alle biomoleculen omringd met
water en zullen ze ook interageren met water.
Water is een oplosmiddel, maar ook een reagens of een eindproduct bij de stofwisseling. Elke
watermolecule is opgebouwd uit een centraal zuurstofatoom dat covalent is gebonden met twee
waterstoffen. Door hun uitgesproken dipoolkarakter zullen de watermoleculen onderling (of met
andere moleculen) waterstofbruggen vormen.
De solventeigenschappen van water berusten op zijn dipoolkarakter en de eigenschap om
waterstofverbindingen aan te gaan. Hoe groter het aantal niet-polaire groepen in een molecule, hoe
minder oplosbaar het zal zijn in water. Een molecule of ion dat volledig omgeven is door water, is
gehydrateerd (ze worden omgeven door een hydratatieschil).
Amfipatische moleculen bezitten een kopgroep die sterk hydrofiel is, gekoppeld aan een hydrofobe
staart. Biomoleculen (buiten lipiden) zijn sterk polair en lossen dus goed op.
1
,Macro-ionen met eenzelfde nettolading die gemengd worden met elkaar, stoten elkaar af en blijven
in oplossing.
- NZ-moleculen hebben vele negatieve ladingen en zullen elkaar
afstoten
- Eiwitten blijven in oplossing bij een pH boven of onder het
isoëlektrisch-punt
Oplossen van eiwitten kan bevorderd worden door het salting-in proces en tegen
gewerkt worden door het salting-out proces.
- Het mengen van positieve met negatieve macromoleculen, resulteert in elektrostatische
attractie, associatie en precipitatie.
4) Niet-covalente bindingen in biomoleculen
Macromoleculen worden niet enkel samengehouden door
sterke covalente bindingen, maar ook door zwakke, niet-
covalente bindingen.
A) Lading-lading interacties
Dit zijn elektrostatische interacties tussen twee
geladen moleculen volgens de wet van Coulomb. Dit is
het sterkste type van niet-covalente bindingen en is
mogelijk over zeer grote afstanden.
B) Dipoolinteracties
Deze interacties kunnen permanent (moleculen met interne asymmetrische
ladingsverdelingen) of geïnduceerd zijn (moleculen kunnen dipolair worden o.i.v. een
elektrisch veld). Deze interactie is kort reikend.
C) Van der Waals krachten
Door deze krachten trekken twee naburige atomen elkaar toch aan ondanks dat ze geen
ladingen bevatten. Deze krachten worden sterker naarmate de atomen dichter bij elkaar
komen. Als ze elkaar te dicht naderen, vormt er zich een afstotingskracht. Als compromis
tussen de aantrekking en afstoting ontstaat de ‘Van der Waals afstand’.
D) Waterstofbruggen
Deze bindingen worden gevormd tussen een covalent gebonden, positief geladen H-atoom
op een donorgroep en negatief geladen atoom bij de acceptorgroep. Deze binding heeft
zowel covalente als niet-covalente kenmerken (elektrostatische attractie). Alleen is dit een
relatief zwakke binding, maar in een macromolecule komen er enorm veel voor dus is dit één
van de sterkere krachten in het geheel. Doordat ze zo zwak zijn, breken ze gemakkelijk en
worden ze snel terug gevormd. Dit zorgt voor flexibiliteit in de moleculen.
Deze waterstofbruggen kunnen zich intermoleculair (tussen verschillende moleculen,
strengen, …) en intramoleculair (binnen één molecule, streng, …) vormen.
E) Hydrofobe interacties
Deze bindingen zijn zeer moeilijk oplosbaar in water en worden gevormd tussen twee
apolaire moleculen. De hydrofobe partikels trekken elkaar aan en versmelten zonder
interactie van het water.
2
, DEEL 2 : Biomoleculen: structuur, functie en organisatie in de cel
1) Nucleotiden en Nucleïnezuren
Deoxyribonucleïnezuur (DNA) en ribonucleïnezuur (RNA) zijn ketenvormige macromoleculen, die
de erfelijke informatie dragen en doorgeven. Ze zijn in staat tot zelfduplicatie en komen in alle
levende cellen voor.
Nucleïnezuren zijn opgebouwd uit nucleotidebouwstenen (heterocyclische basen). Deze
nucleotiden spelen ook een belangrijke rol in de transfer van energie in de cel of als cofactor van
enzymen.
A) Chemische structuur
Nucleotiden bestaan uit een stikstofrijke, aromatische,
heterocyclische base gekoppeld aan een suiker met
minstens één fosfaatgroep.
We maken een onderscheid tussen purines en pyrimidines.
Deze base wordt
gekoppeld aan een suiker (vorming nucleosiden) aan de
hand van glycosidische binding. Deze suiker kan β-D-
Ribose zijn of β-D-2- Deoxyribose.
B) Functies
Nucleotiden spelen een rol in de energieoverdracht in de cel, het zijn geen energie-
opslagmoleculen maar energietransferverbindingen:
- Ze vormen ATP, dat is belangrijk voor het algemeen energiemetabolisme
- Ze vormen GTP, dat is nodig voor de eiwitsynthese
- Ze vormen CTP, dat is nodig voor de lipide-synthese
- Ze vormen UTP, dat is nodig voor het koolhydraatmetabolisme
NTP en dNTPs zijn energierijke precursoren van mononucleotiden in de biosynthese van DNA
en RNA. Deze zijn energierijke carriers van specifieke bouwstenen.
Sommige nucleotiden gedragen zich als co-enzymen en andere nucleotiden doen dienst als
boodschappermoleculen (vnl. de cyclische)
Cyclische nucleotiden zijn signaalmoleculen en regulatoren van cellulair metabolisme en
reproductie. (cAMP/cGMP)
DNA vertoont een specifieke UV-absorptie (max. bij 260 nm). Bij de afbraak van DNA neemt
de UV-absorptie toe (hyperchromiciteit), bij het verwarmen van een DNA-oplossing gaan de
twee strengen uiteen (hoe meer GC-bindingen, hoe moeilijker). Vrije nucleotiden zullen nog
meer UV-absorberen dan een enkele streng.
3
, C) Structuur van nucleïnezuren
DNA/RNA zijn polynucleotiden, bestaande uit covalent
gebonden (fosfodiësterbruggen) ketens van
deoxyribonucleotiden/ribonucleotiden. Deze nucleïnezuren
zijn lineaire ketens met een 3’-uiteinde (OH-groep) en een
5’-uiteinde (fosfaatgroep).
Bij NZ zijn er drie verschillende structuren te onderscheiden die
elkaar opvolgen:
- Primaire structuur
Lineaire keten gevormd door fosfodiësterbruggen met een 3’- en 5’-uiteinde.
- Secundaire structuur
Opvouwing tot een driedimensionale structuur, de dubbele helix. Deze bestaat uit twee
NZ die aan elkaar gekoppeld zijn via H-bruggen tussen de complementaire basen.
Deze twee strengen zijn antiparallel en complementair, de basen wijzen naar binnen en
de ruggengraat zit errond gewikkeld.
DNA kan voorkomen is drie verschillende vormen: A-DNA, B-DNA en C-DNA:
B-DNA is biologisch het meest
voorkomend, de as van de helix loopt
hier door het midden van elk
basenpaar.
A-DNA is breder dan B-DNA maar
heeft wel dezelfde kenmerken.
Z-DNA is iets rommeliger.
- Tertiaire structuur
DNA kan een circulair DNA vormen en kan opvouwen tot een supercoiled molecule. Dit
gebeurt aan de hand van palindroom-sequenties die een hairpin of cruciform vormen.
Bij RNA gebeuren deze opvouwingen ook, het grootste verschil is dat RNA enkelstrengig is en dus
geen dubbele helix zal vormen. Als tertiaire structuur zal ook een supercoil gevormd worden.
NZ zijn relatief stabiele moleculen. Toch is het mogelijk dat de secundaire structuur verloren gaat,
dan spreken we van denaturatie (door opwarming, stijging in pH, verhoogde zoutconcentraties,…)
4
Les avantages d'acheter des résumés chez Stuvia:
Qualité garantie par les avis des clients
Les clients de Stuvia ont évalués plus de 700 000 résumés. C'est comme ça que vous savez que vous achetez les meilleurs documents.
L’achat facile et rapide
Vous pouvez payer rapidement avec iDeal, carte de crédit ou Stuvia-crédit pour les résumés. Il n'y a pas d'adhésion nécessaire.
Focus sur l’essentiel
Vos camarades écrivent eux-mêmes les notes d’étude, c’est pourquoi les documents sont toujours fiables et à jour. Cela garantit que vous arrivez rapidement au coeur du matériel.
Foire aux questions
Qu'est-ce que j'obtiens en achetant ce document ?
Vous obtenez un PDF, disponible immédiatement après votre achat. Le document acheté est accessible à tout moment, n'importe où et indéfiniment via votre profil.
Garantie de remboursement : comment ça marche ?
Notre garantie de satisfaction garantit que vous trouverez toujours un document d'étude qui vous convient. Vous remplissez un formulaire et notre équipe du service client s'occupe du reste.
Auprès de qui est-ce que j'achète ce résumé ?
Stuvia est une place de marché. Alors, vous n'achetez donc pas ce document chez nous, mais auprès du vendeur seppamaes. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €6,99. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.
Peut-on faire confiance à Stuvia ?
4.6 étoiles sur Google & Trustpilot (+1000 avis)
53022 résumés ont été vendus ces 30 derniers jours
Fondée en 2010, la référence pour acheter des résumés depuis déjà 14 ans