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Samenvatting biochemie (1e BACH CH, Ugent)

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Universiteit Gent (UGent)

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Biochemie
Inhoudsopgave
HOOFDSTUK 1: Inleiding: ...................................................................................................................... 11
Wat is Biochemie?: ........................................................................................................................... 11
Vleugje historiek: .......................................................................................................................... 11
biochemie is niet langer een alleenstaande discipline: ................................................................ 11
Reductionisme in klassieke Biochemie vs. systeembiologie: ........................................................ 11
Biomoleculen: chemische stoffen in levende materie: .................................................................... 12
Biomoleculen: opbouw: ................................................................................................................ 12
Kenmerkend aan levende cellen is het voorkomen van enkele essentiële bioMACROmoleculen
(bipolymeren): .............................................................................................................................. 12
Vier soorten bouwstenen van biomacromoleculen: .................................................................... 12
Biologische polymeren: ................................................................................................................. 14
Energie en metabolisme: .................................................................................................................. 14
Energie en metabolisme: .............................................................................................................. 14
Thermodynamica: ......................................................................................................................... 15
Vrije energie: ................................................................................................................................. 15
Entropie en Biochemie: ................................................................................................................. 15
Spontane reacties: ........................................................................................................................ 16
Thermodynamica van het leven: .................................................................................................. 16
Oorsprong van het leven: ................................................................................................................. 16
Van de primitieve aarde (prebiotische tijdperk) naar een aarde vol leven: ................................. 16
De prebiotische wereld: ................................................................................................................ 17
Chemische evolutie: hoe komen we tot meer biopolymeren?: ................................................... 17
Chemische evolutie: ...................................................................................................................... 17
Eerste levensvormen: ................................................................................................................... 18
De prokaryote cel:......................................................................................................................... 18
De eukaryote cel: .......................................................................................................................... 18
HOOFDSTUK 2: Chemie in een waterige omgeving: ............................................................................. 19
Water: ............................................................................................................................................... 19
Water komt tussen…: .................................................................................................................... 19
Eigenschappen van water: ................................................................................................................ 19
Fysiochemische eigenschappen van water: .................................................................................. 19
De bindingen in biomoleculen: ......................................................................................................... 20
Chemische verbindingen: bindingsenergie: .................................................................................. 20

1

, Water als oplosmiddel: ..................................................................................................................... 22
Solvatatie: ..................................................................................................................................... 22
Het hydrofoob effect: ....................................................................................................................... 22
Hydrofoob effect: .......................................................................................................................... 22
Vorming van membranen: ............................................................................................................ 22
Membranen vormen barrières: .................................................................................................... 22
Zuur-base chemie: ............................................................................................................................ 23
Twee belangrijkste soorten reacties in levende materie zijn: ...................................................... 23
Ionisatie van water:....................................................................................................................... 23
Het begrip pH: ............................................................................................................................... 23
Zuren en basen: ............................................................................................................................ 23
De pK-waarde:............................................................................................................................... 23
De pH van een oplossing kan berekend worden uit de pK: .......................................................... 23
Buffers: .......................................................................................................................................... 24
Zuur-base balans van het lichaam: ............................................................................................... 24
CO2 als buffer: ............................................................................................................................... 24
Hyperventilatie: ............................................................................................................................ 24
HOOFDSTUK 3: Aminozuren: ................................................................................................................ 25
Inleiding: ........................................................................................................................................... 25
Historisch overzicht:...................................................................................................................... 25
De chemische structuur van aminozuren: ........................................................................................ 25
Algemene eigenschappen van aminozuren: ..................................................................................... 25
De 20 aminozuren ingebouwd in eiwitten:....................................................................................... 26
Indeling van de aminozuren: ........................................................................................................ 26
Nomenclatuur: .............................................................................................................................. 27
Zuur-base eigenschappen: ................................................................................................................ 27
Ph titratie van glycine: .................................................................................................................. 28
stereochemie van aminozuren: ........................................................................................................ 28
stereochemie: ............................................................................................................................... 28
Stereochemie in de apotheek: ...................................................................................................... 29
Niet-standaard aminozuren: ............................................................................................................. 29
Post-translationele modificaties: .................................................................................................. 29
Speciale aminozuren: .................................................................................................................... 29
De peptiden: ..................................................................................................................................... 29
De peptidebinding: ....................................................................................................................... 29
Aminozuren en voeding: ................................................................................................................... 29

2

,HOOFDSTUK 4: Suikers en glycoproteïnen: .......................................................................................... 30
Inleiding: ........................................................................................................................................... 30
Suikers: .......................................................................................................................................... 30
Monosachariden: classificatie:.......................................................................................................... 30
Classificatie en stereochemie van monosachariden: .................................................................... 30
Ketose suikers: .............................................................................................................................. 31
Monosachariden: configuratie en conformatie: ............................................................................... 32
Configuratie: pentosen en hexosen vormen een cyclische structuur: ......................................... 32
Reacties van alcoholen met aldehuden en ketonen:.................................................................... 32
Suikers vormen cyclische structuren: ........................................................................................... 33
Conformationele vormen:............................................................................................................. 33
Monosachariden: chemie: ................................................................................................................ 33
Aldehyden en ketonen zijn vrij reactief: ....................................................................................... 33
Vitamine C is een geoxideerd suiker: ............................................................................................ 33
Reductie van aldosen en ketosen levert alditolen: ....................................................................... 34
Andere belangrijke suikerderivaten:............................................................................................. 34
Polysachariden: ................................................................................................................................. 34
Suikers vormen polymeren: .......................................................................................................... 34
Polysachariden of glycanen: ......................................................................................................... 34
Disacchariden: ............................................................................................................................... 34
Lactose: ......................................................................................................................................... 35
Structurele polysachariden: cellulose: .......................................................................................... 35
Structurele polysachariden: chitine: ............................................................................................. 35
Opslagpolysachariden: zetmeel: ................................................................................................... 35
Opslagpolysachariden: glycogeen:................................................................................................ 36
Structurele polysachariden: glycosaminoglycanen: ..................................................................... 36
Glycoproteïnen en andere glycoconjugaten:.................................................................................... 36
Peptidoglycaan:............................................................................................................................. 36
Proteoglycaan: .............................................................................................................................. 37
Glycoproteïnen: ............................................................................................................................ 37
Glycolipiden: ................................................................................................................................. 37
HOOFDSTUK 5: Nucleotiden en nucleïnezuren: ................................................................................... 39
Inleiding: ........................................................................................................................................... 39
Nucleotiden:...................................................................................................................................... 39
Structuur en functie: ..................................................................................................................... 39
Rol van nucleotiden: ..................................................................................................................... 40

3

, Evolutie: ........................................................................................................................................ 40
Andere nucleotidederivaten: ........................................................................................................ 40
Structuren van nucleïnezuren:.......................................................................................................... 41
Structuur: ...................................................................................................................................... 41
Basensamenstelling van DNA: ...................................................................................................... 41
Model Pauling Linus: ..................................................................................................................... 41
Dubbele helix: ............................................................................................................................... 42
DNA helix:...................................................................................................................................... 42
Structurele bepaling DNA via enkelkristal X-stralendiffractie: ..................................................... 43
Bepaling van het %GC: .................................................................................................................. 43
Het genoom: ................................................................................................................................. 43
Genoom sequencing: .................................................................................................................... 44
Enkelstrengige nucleïnezuren: ...................................................................................................... 44
De functie van nucleïnezuren: .......................................................................................................... 45
Functie: ......................................................................................................................................... 45
DNA is de informatiedrager: ......................................................................................................... 45
DNA repair: ................................................................................................................................... 46
Het centrale dogma van de moleculaire biologie (gesimplifeerd): .............................................. 47
De standaard “genetische code”: ................................................................................................. 47
De genetische code is “gedegenereerd” en “niet-random”: ........................................................ 47
Intermezzo: Nobelprijs Chemie 2009: .............................................................................................. 48
De RNA wereld: ............................................................................................................................. 48
HOOFDSTUK 6: Lipiden en membranen: .............................................................................................. 49
Inleiding: ........................................................................................................................................... 49
Vetzuren:........................................................................................................................................... 49
Verzadigde vetzuren vs. onverzadigde vetzuren: ......................................................................... 49
Triacylglycerolen: .............................................................................................................................. 50
Triglyceriden: ................................................................................................................................ 50
Rol van triglyceriden: .................................................................................................................... 50
De vloeibaarheid van vetten en oliën hangt af van de aard van de vetzuurketens: .................... 50
Zepen en detergenten: ................................................................................................................. 50
Fosfolipiden:...................................................................................................................................... 51
Werking van fosfolipasen:............................................................................................................. 51
Fosfolipasen: ................................................................................................................................. 51
Sfingolipiden: .................................................................................................................................... 51
Ziekte van Tay-Sachs: .................................................................................................................... 51

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