Celbiologie en biochemie
Hoofdstuk 1: Structuur, eigenschappen en functies van de biomoleculen
1.1 Chemische samenstelling van de cel
Cellen = door membraan omsloten compartimenten, met sterk geconcentreerde waterige oplossing van chemicaliën
Inhoud: 1. Waterig milieu 70% polair / hydrofiel
2. Membranen: afgelijnde apolaire zones
→ Bevatten binnenin dunne olieachtige film die een apart milieu vormt waarin vet -of olieachtige stoffen
oplossen vet / olieachtig / hydrofoob
3. Organische verbindingen (= koolstofverbindingen)
→ > 90% macromoleculen: 100 – 1000 den C-atomen
o Polysachariden, lipiden, proteïnen, nucleïnezuren → drooggewicht; structuur
→ Kleine moleculen: ± 30 moleculen
o Eenvoudig; bouwstenen macromolen; opgelost in waterig milieu
4. Anorganische ionen: regulerende werking enzymen; specifieke functies
Functies macromoleculen:
Polysahariden: Proteïnen:
▪ Reservefunctie zetmeel, glycogeen ▪ Enzymen: katalyseren reacties v/h metabolisme
▪ Structurele functie cellulose, chitine, mureïne, ▪ Structurele functie
celwanden ▪ Reservefunctie
▪ Regulatorische functie
▪ Transportfunctie
Lipiden: Nucleïnezuren:
▪ Reservefunctie olie- en vetdruppels ▪ DNA: genetisch materiaal
▪ Structurelefunctie fosfolipiden in membranen ▪ RNA: komt tussen bij de expressie van genetisch
materiaal
1.2 Het element koolstof in de chemie
▪ Vermogen om grote en structureel zeer gevarieerde moleculen te vormen
▪ 4 covalente bindingen met zowel C als andere
o C: ketens van onbeperkte lengte, ringstructuren
o Andere: O, P, N, S, H
→ ∞ veel combinaties: nodig voor opbouw en functioneren van organisme & doorgeven kenmerken
1.3 Onderscheid polair – apolair
Polair ↔ Apolair
Hydrofiel Hydrofoob
Wateraantrekkend Waterafstotend Hoe meer koolwaterstofgroepen, hoe meer apolair een
Wateroplosbaar Lipofiel; vetoplosbaar molecule en hoe slechter oplosbaar in water
Oplosbaar in water Organische solventen
Veel koolwaterstofgroepen
Voorbeelden:
- Ethanol C2H5OH is meer apolair dan methanol CH3OH. Propanol is meer apolair van ethanol . Butanol is meer
apolair van propanol …
- Diëthylether is meer apolair dan aceton
- Ringstructuren zijn zeer apolair
o Benzeen en fenylgroepen zijn zeer slecht oplosbaar in water
o
Polaire stoffen hebben inwendige ladingsverdeling: ene kant is meer negatief – /positief geladen + en trekt dus H2O aan
⇨ Polaire groepen:
o Geladen groepen zijn sterk polair: -coo- ; -nh3
⇨ De polariteit en bijgevolg de wateroplosbaarheid van een organisch molecule wordt bepaald door de verhouding
van het aantal polaire en apolaire groepen
o
⇨ Suiker = polyalcoholen: bezitten hele reeks hydroxylfuncties → sterke polaire stoffen
o Lost goed op in water, minder in organische solventen aceton, ethanol, ether
,1.4 Onderscheid: stevige bindingen – zwakke bindingen
STEVIGE BINDING
Covalente binding = gewone binding tussen atomen: C-O , C-N , C-H
▪ Enkel door enzymen te verbreken
ZWAKKE BINDING
Ionische binding
▪ Treedt op tussen geladen groepen: carboxylgroep -COO- – aminogroep -NH3+
▪ Zwak in water: er treedt voortdurend competitie op met de partieel geladen polen van watermoleculen
▪ Sterk in afwezigheid van water: fosfolipidedubbellaag van membranen, in globulaire proteïnen
Waterstofbinding
▪ Verdeling van H-atoom tussen twee andere sterke negatieve atomen (O of N)
▪ Zwak door competitie andere watermoleculen
Hydrofobe interactie
▪ Geen echte chemische binding
▪ Interactie tussen hydrofobe moleculen door afstoting water
▪ Gestabiliseerd door Van der Waals bindingen = aantrekkingskracht tussen
fluctuerende ladingsverschillen in moleculen zowel polair als apolair
o Zeer zwak: niet van groot belang bij polaire moleculen
o Zeer sterk: grote stabilisatie van grotere apolaire moleculen
▪ In membranen en in globulaire eiwitten
▪ Zwakke bindingen zijn makkelijk te breken dus enkel belangrijk als er zeer veel optreden
o Lipiden: snel gevormd maar ook snel terig afgebroken
1.5 Overzicht van de bouwstenen van macromoleculen en de bindingen ertussen
Dehydratatiereactie Hydrolyse; hydratatiereactie
= binding van monomeren aan elkaar = reactie waarbij H2O wordt toegevoegd
→ VEEL enzymes nodig o Wordt door 1 enkel enzym gekatalyseerd
glycosidase, protease, lipase, fosfolipase, RNAse,
DNAse
Bindingen tussen bouwstenen
Glycosidebinding Peptidebindingen Neutraal: (vetzuur)ester- (Fosfaat)esterbindingen
→ Verbroken door → Verbroken door protease bindingen → Verbroken door DNase
glycosidase enzymes enzymes → Verbroken door lipase en RNase enzymes
enzymes
Fosfo: (fosfaat)ester -
bindingen
→ Verbroken door fosfo-
lipase enzyme
,Voorbeelden:
RNA DNA
1.6 Enkelvoudige en meervoudige suikers (mono-, di-, oligo- en polysacchariden)
1.6.1 Monosacchariden
Monosacchariden zijn organische moleculen met:
1. Minstens 2 alcoholgroepen
2. Een aldehydegroep (aldosen) of een ketongroep (ketosen)
→ Groep verdwijnt bij suikers met ringstructuur
Oligosacchariden: suikers met klein aantal monosacchariden
Monosacchariden
Polysacchariden: heel veel aan elkaar gekoppelde monosacchariden
CnH2nOn 3 ≤ n ≤ 7 n = 3: triosen n = 5: pentosen n = 7: heptosen
allemaal in cel
n = 4: tetrosen n = 6: hexosen
↪ 3, 4, 7: erkomen fosfaatesters van voor die fungeren als tussenproducten in metabolisme
↪ 6: voornaamste bouwstenen van polysacchariden
↪ 5: belangrijke structuurelementen nucleïnezuren
Eenvoudigste monosacchariden: Glyceraldehyden (aldose) Dihydroxyaceton (ketose)
→ 2 vormen: D & L → 1 vorm
Algemeen:
▪ Nummering: uiteinde dichtst bij C=O is laagst
▪ Optische isomeren of stereo-isomeren:
o De voorstelling van 4 verschillende groepen op een asymmetrische C-atoom in de ruimte kan op
verschillende manieren waardoor er 2 configuraties verkregen worden die niet te overlappen vallen, ze
zijn elkaars spiegelbeeld. (Hebben wel zelfde eigenschappen)
↪ D-suikers: OH-rechts L-suikers: OH-links
→ Natuur
Voorbeelden:
- Glucose (druivensuiker): in veel vruchten; in bloed van mens en zoogdieren; belangrijkste bouwsteen oligo- en
polysacchariden
- Frutctose (rietsuiker): in veel vruchten; met glucose: structuur van sucrose
- Fosfaatesters van glucose & fructose: tussenproduct in metabolsime
Ringvorming
- Pentosen & hexosen komen niet lineair in de natuur voor maar als ringstructuren
Reactie: proton van hydroxylfunctie op C-
atoom nr 5 verspringt naar
tegenoverliggende O-atoom van
carbonylfunctie op C-atoom nr 1. Daarbij
wordt een nieuwe binding gevormd tussen
C-atoom nr1 en vrijkomende O-atoom op C-
atoom nr 5
↪ 2 manieren:
- Op C1: 𝜶: OH ↓ ↔ 𝜷: OH ↑
↪ Natuurlijk evenwicht: 2 vormen kunnen in elkaar overgaan via lineaire keten
- OH-groep op C1 gebruiken om glycosidebinding tussen monosacchariden te vormen
↪ Ringstructuur kan niet meer open = niet- reducerende suikers want aldehyde kan niet meer als
reducerende groep optreden. Geen evenwicht meer
↕ Reducerende suikers: ringstructuur kan nog wel open
Nog 2 belangrijke suikers: 𝛼-D-ribose = aldopentose 𝛽-D-fructose = ketohexose
1.6.2. Di- oligo- en polysacchariden
Glycosidebinding = binding tussen hydroxylgroep op C1 van eerste monosaccharide en 1 van de verschillende
hydroxylgroepen van het 2e monosaccharide.
→ Vrijzetting H2O
→ Naargelang eerste monosaccharide is het 𝛼- of 𝛽-binding
→
+
H2O 𝛼 − 1,4 − 𝑏𝑖𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
√ Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, Bancontact of creditcard voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper Sciencestudent123. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €3,48. Je zit daarna nergens aan vast.