MENSELIJKE BIOLOGIE EN
ZIEKTELEER: SAMENVATTING
HOOFSTUK 2: CHEMISTRY OF LIFE
2.1. VAN ATOMEN NAAR MOLECULES
Materie (matter): alles dat plaats inneemt en massa heeft. Deze kan bestaan in verschillende
vormen: vaste stof, vloeibare stof, gas of plasma.
Element: een van de basis bouwblokken van materie. Elke element heeft een naam en een
symbool. Alle elementen staan in het periodieke systeem. Het menselijk lichaam bestaat voor
90% uit 4 elementen, namelijk: koolstof, zuurstof, stikstof en waterstof. Maar ook bv. ijzer is
belangrijk voor onze gezondheid.
Atoom: kleinste eenheid van een element die nog steeds de chemische en fysische
eigenschappen hebben van het element. De subatomische deeltjes waaruit atomen bestaan zijn:
protonen, neutrons en elektronen. Protonen en neutronen zitten in de kern (nucleus) en de
elektronen zitten rond de kern, in de buitenste schil van elektronen zitten de valentie-elektronen.
Een atomen meest stabiel à valentieschil 8 elektronen.
"#
!! ,met 12 als massagetal (= het aantal protonen en neutronen in de kern), 6 als atoomnummer
(= hoeveelheid protonen in de kern).
Isotopen: zijn verschillende varianten van een atoom, deze hebben dezelfde atoomnummer en
dus een gelijk aantal protonen maar een verschillende aantal neutronen. Bv.: "$!! #$ "%!! .
Koolstof 14 is erg onstabiel, als deze afbreekt komen er verschillende types energie vrij in de
vorm van straling, dit noemt men een radio-isotoop. Deze kunnen voor medische doeleinden
gebruikt worden als tracers.
Moleculen: zijn gebonden atomen. Er zijn 2 verschillende bindingen van atomen:
1) Ionische bindingen:
Atomen geven of nemen elektronen op of af om een tot een stabiele aantal valentie-
elektronen te komen. Ionen: de deeltjes die een positieve of negatieve lading dragen.
De aantrekking van negatief geladen ionen en positief geladen ionen is een ionische
binding. Bv.: %&& en !' ' à NaCl
2) Covalente bindingen:
Bij een covalente binding delen de atomen hun elektronen. De elektronen die gedeeld
worden bevinden zich in de valentieschil van beide atomen.
Bv.: 1 binding zoals (# ): H-O-H, 2 bindingen zoals )# : O=O
, 2.2. WATER EN HET LEVEN
Water:
- Meest overvloedige molecule in alle levende organismen
- De fysische en chemische eigenschappen van water
maken het leven mogelijk
- Water is polair
- Waterstofbruggen kunnen gevormd worden door een
positief geladen waterstofatoom met bv. een negatief
geladen zuurstofatoom
- Eigenschappen:
• Vloeibaar bij kamertemperatuur
• Verandert niet snel van temperatuur à thermische stabiliteit (door die vele
waterstofbruggen die de warmte absorberen)
• Hoge verdampingswarmte
• Bevroren water heeft een lagere dichtheid dan
vloeibaar water (drm blijft ijs drijven op water, dat
is minder zwaar)
• Het is een oplossing (solvent) voor polaire
moleculen
- Polaire moleculen zijn hydrofiel en worden aangetrokken door het water en lossen erin
op
- Apolaire moleculen zijn hydrofoob zoals vele oliën die lossen niet op in water
Zuren: substanties die dissociëren en waterstofionen
afgeven ((& )
Basen: substanties die waterstofionen opnemen ((& ) of
hydroxide-ionen afgeven ()(' )
2.3. MOLECULEN VAN HET LEVEN
Macromoleculen: bestaan uit vele aaneengeregen kleinere moleculen (monomeren).
Dehydratatie reactie:
monomeer OH H monomeer
!! "
monomeer monomeer
,Hydrolyse reactie:
monomeer OH H monomeer
!! "
monomeer monomeer
Er zijn 4 categorieën van organische moleculen, dit zijn moleculen die koolstof en waterstof (C
en H) bevatten en meestal geassocieerd zijn met levende organismen:
1. Koolhydraten
• Bestaat uit monosachariden
• Te herkennen aan de atomische groep: H-C-OH
• Functie: voor korte en lange termijn opslag van energie
• Simpele koolhydraten:
- Monosachariden: met 1 koolstofring
- Disachariden: met 2 koolstofringen
• Complexe koolhydraten:
- Polysachariden: bestaan uit vele
koolstofringen, dus van vele mono- Glucose("! #"# $! )
sachariden
- Glycogeen: opgeslagen vorm van glucose in dieren
- Zetmeel: opgeslagen vorm van glucose in planten
2. Lipiden
• Lossen niet op in water
• Worden gebruikt als energie moleculen
• Kan men vinden in celmembranen
• Kan men vinden in verschillende vormen:
- Vetten: meestal van dierlijke afkomst, vast bij
kamertemperatuur, functie: lang behouden van
energie, als kussen voor de organen, isolatie
van warmteverlies
- Oliën: meestal van planaardige afkomst,
vloeibaar bij kamertemperatuur
- Verschillende soorten vetzuren met als groep -COOH:
1) Verzadigde vetzuren: geen dubbele binding tussen
de koolstoffen en heeft dus alle waterstoffen die
deze maar kan hebben.
2) Onverzadigde vetzuren: hebben minstens een
dubbele binding tussen de koolstoffen, zij hebben
dus niet het maximale aantal waterstoffen die
mogelijk zijn. à de waterstoffen (H) kunnen in
een cis of trans positie liggen.
, Onverzadigde cis vetten: oliën
Onverzadigde trans vetten: waarschijnlijk schadelijk, artificieel gemaakt van
oliën van groenten
- Fosfolipiden: heeft een gelijkaardige structuur als
triglyceriden, alleen is een vetzuur vervangen door een
polaire fosfaatgroep, het zijn de primaire componenten
van een celmembraan à vormen een lipide dubbellaag.
- Steroïden: zijn dus lipiden, met als structuur 4
gefuseerde koolstofringen. Voorbeelden van steroïden
zijn cholesterol en geslachtshormonen (testosteron en
oestrogeen).
3. Proteïnen
• Bestaan uit componenten die aminozuren heten
• Belangrijk voor diverse functies van het lichaam: hormonen,
enzymen, antistoffen en transport.
• Kunnen denatureren,
• Kunnen denatureren, ondergaan een verandering in vorm
waardoor het zijn functie verliest
• Levels van eiwitstructuren (proteïne structuren): Aminozuur
- Primaire structuur: de aminozuur sequentie
- Secundaire structuur: + − ℎ#'./ #$ 0 −
1ℎ##2, gestabiliseerd door H-bruggen
- Tertiaire structuur: uiteindelijke vorm van de
polypeptide, de vouwing van eiwit als geheel
- Quartaire structuur: de vorm die voortkomt uit
de associatie van meerdere eiwitketens, het
eiwitcomplex. Een voorbeeld hiervan is
hemoglobine, dat uit meerdere eiwitketens
bestaat en ook nog eens in het midden een
heem bevat.
4. Nucleïnezuren
• Gemaakt uit nucleotides
• Functie: in de cel proteïnes maken
• Bevatten RNA en DNA
• 3 delen: fosfaat groep, nucleotide en een stikstof
bevattende base
