Hoorcollege 1- H2 Chemische componenten van cellen
Rutherford-Bohr atoommodel
o Protonen en neutronen in de kern
o Elektronen zitten in de schil
Aantal elektronen in de buitenste schil
bepaalt hoe atomen met elkaar
interacteren en verbinden
o Verschillende schillen
Schil 1: 2
Schil 2: 8
Schil 3: 8
Schil 4: 8 Figuur 1 Atoommodel
Atoomgewicht: 1 mol = 6 x 10 moleculen (getal van Avogadro)
23
Covalente binding: delen de elektronen(bijv. H 2)
Kan enkele binding(H2O,NH3,CH4), dubbele binding(CO2) en driedubbele
binding(N2) zijn
o Niet-polaire covalente binding(in H2): de elektronen zitten in het
midden tussen 2 atomen gelijk verdeeld
o Polaire covalente binding(in H2O): elektronen worden niet gelijk
verdeeld
O is meer elektronegatief dan H waardoor er ladingen op de O
en H atomen zitten
o Elektronegativiteit zegt wat over de soort bindnig
< 0.5 Apolair covalent
< 0.5-1.6 Polair covalent
> 1.6 Ionbinding
o Bindingssterkte:
Covalente binding met lengte 0.10 nm in vacuüm en water
377 kJ/mol
Soorten bindingen
o C-H is een stabiele verbinding
o C-O zit in veel biologische verbindingen
Alcohol/aldehyde/keton/carboxylzuur/Ester
o C-N
Amines(proton
opnemen)/Amide(Amine+zuurgroep)/ringstructuren
o Sulfhydryl binding
In aminozuur cysteine
o Fosfaatbinding
Resonante structuren: de dubbele bindingen wisselen af, hierdoor is het
stabieler
Ionische binding(bijv. NaCl): overdragen van elektron
o Na+: wil 1 elektron kwijt kation
o Cl : wil 1 elektron opnemen
-
anion
In vacuüm is de bindingssterkte 335kJ/mol en in water 12.6 kJ/mol
o Het negatieve chloor bindt met het positieve deel van water,
waardoor de binding veel zwakker wordt
Zwakke bindingen
o Waterstofbruggen(in vacuüm een bindingssterkte van 16.7 kJ/mol)
, Tussen H-O van 2 watermoleculen
Zijn het sterkst als de atomen in een rechte lijn liggen
De basen C-G hebben 3 waterstofbruggen
De basen A-T hebben 2 waterstofbruggen
o Hydrofiele interacties
Substanties die makkelijk oplossen in water
Ionen en polaire moleculen die water aantrekken door
elektrische lading
Niet polaire bindingen lossen niet op in water en zijn
hydrofoob
o Elektrostatische interacties
Tussen 2 geladen groepen
Zijn zwak in water
o Van der Waals krachten: in moleculen
die van zichzelf geen lading hebben
Tussen 2 dipolen
Is erg zwak, maar doordat er
heel veel binnen een molecuul
zijn, is de interactie significant
Zuren en basen Figuur 2 Bindingssterkte
o Zuur: kan H+-ionen (protonen) afstaan
Is een reductor en kan worden geoxideerd
o Base: kan H+-ionen (protonen opnemen)
Is een oxidator en kan worden gereduceerd
o pH = -log10[H+]
4 Organische bouwblokken van de cel:
Suikers: energiebronnen en onderdelen van
polysachariden
o Monosachariden
Aldehyde binding
Ketonbinding Figuur 3 Monosacharide binding
Voorbeeld van een monosacharide is
glucose
Alpha glucose: de -OH zit aan
de andere kant van CH2OH
Beta glucose: de -OH zit aan
dezelfde kant als CH2OH
o Disachariden:
maltose(glucose+glucose)/lactose(g
alactose+glucose)/sucrose(glucose+
fructose)
De stikstof van de Figuur 4 Cel met oligosacharide
aldehyde/keton binding kan
reageren met de hydroxylgroep van een
ander suiker
o Polysachariden: zetmeel/glycogeen/cellulose
Korte ketens heten oligosachariden
, Vetzuren: de componenten van celmembranen
o Hebben een hydrofiel carboxylzuur kopje
o Hebben een hydrofobe hydrocarbon staart
o Onverzadigd: hebben 1 of meer dubbele bindingen in hun
hydrocarbon staart
Gezonder
o Verzadigd: vetzuren zonder dubbele bindingen
o Vetzuren worden opgeslagen in cellen als energiereserve door een
esterbinding die ze koppelt aan glycerol -> vormt triacylglycerol
o Fosfolipiden: 2 van de -OH groepen in glycerol zijn gekoppeld aan
vetzuren, de 3e -OH groep is gekoppeld aan fosforzuur
De fosfaat wordt verder gekoppeld aan kleine polaire groepen
o Steroïden: hebben een meerdere-ring
structuur
Cholesterol en testosteron
Aminozuren: de subunits van eiwitten
o Peptidebinding: deze verbindt aminozuren
Hierbij komt H2O vrij
o Eiwitten: zijn lange polymeren van
aminozuren
o De zijgroepen van aminozuren zijn bepalend
voor interacties
Zuren: Asp en Glu
COOH <-> COO- + H+
Lading is negatief of neutraal
Basen: Lys, Arg en His
Figuur 6 Aminozuur formule
NH3+/NH2+
Lading is positief of neutraal
Ongeladen polair: Asn, Gln, Ser, Thr, Tyr
Ser,Thr en Tyr kunnen gefosforyleerd worden
o -OH groep is polair
Bij Asp en Gln: amide N is niet geladen bij een neutrale
pH, maar is wel polair
Niet polair: Ala,Val,Met,Trp,Leu,Ile,Gly,Cys,Pro,Phe
Tussen 2 cysteïne zijketens kunnen disulfide bindingen
vormen
,
