Moleculaire celbiologie en genetica
Hoorcollege 1
H 1 t/m 20 geen H14 en 15
Bespreking H5 en 6
Weten voor tentamen:
Starch = zetmeel, bestaat uit 1-4 linkage of alfa glucose monomeren
Cellulose, bestaat uit 1-4 linkage of beta glucose monomeren
We kunnen cellulose niet verteren omdat we geen cellulase hebben. Cellulose zou een voedingsvezel
zijn.
Hexose → C6-suikers
1-4 binding tussen monomeren
Verschil alfa beta binding weten
Weten welke polysachariden de meeste vertakkingen heeft → glycogeen
Als wij het enzym van iets niet hebben dan kunnen we er geen energie uithalen.
Lipiden → bevatten veel koolwaterstofverbindingen, lossen slecht op in water.
Backbone DNA:
Backbone RNA:
BASEN:
Purines: 2 ringen Adenine en Guanine
Pyrimidines: 1 ring Thymine, Cytosine en Uracil
2 fosfaatgroepen, dus → d in het midden → aDp
Bijvoorbeeld je hebt dATP → d staat voor DNA, A staat voor adenine, T staat voor tri dus trifosfaat.
Vetzuren:
FL (fosfolipide): fosfaat, glycerolgroep en acylgroep.
TG (triacylglycerol): acylgroep, glycerolgroep.
Amfipatisch = hydrofiel als hydrofoob
Multilamellar bodies → allemaal membraansystemen met een bilaag (denk aan een ui (allemaal
ringen))
Eigenschappen aminozuren:
- Lys: basisch
- Glu: zuur
- Leu: apolair aliphatisch
- Cys: zwavel bevattend
- Trp: apolair aromatisch
- Ser: hydroxyl groep
Thermodynamica
,G = vrije energie → negatief als reactie spontaan verloopt, omdat die nog veel energie over heeft
(exergone reactie)
Hoofdstuk 2
Atoommodel
Atoomnummer → aantal protnonen (2)
Atoommassa → protonen + neutronen (4) 4
2He
Massa van elektronen is verwaarloosbaar
Massa van protonen + neutronen aangegeven in 1 Da
Isotopen → verschil in aantal neutronen
Radioactief verval als er te veel neutronen zijn
Orbital = drie dimensionale ruimte waarin elektronen zich 90% van de tijd zich bevinden
Elektronenconfiguratie:
- 1e schil: 2 elektronen in 1s orbital (kan dus maar 2 elektronen bevatten)
- 2e schil: 8 elektronen in 2s orbital, 2Px, 2Py, 2Pz orbital, elektronen verdeeld, want ze stoten
elkaar af.
- 3e schil: 8 of 18 elektronen
Valentie-elektronen
Aantal elektronen in de buitenste schil, bijvoorbeeld koolstof: C heeft atoomnummer 6, dus 2,4 →
valentie-elektronen: 4
Atoom wilt complete valentieschil, dus: elektronen samen delen (covalente binding) of elektronen
opnemen of afstaan (ion-binding).
Chemische bindingen:
- Covalente binding (polaire of niet-polaire)
- Ion-binding
- Waterstofbruggen
- Vanderwaalskrachten
Bindingsenergie = hoeveelheid energie die nodig is om 1 mol van een bepaalde verbinding te
verbreken (bijvoorbeeld: C-C heeft bindingsenergie van 83kcal/mol, C=C heeft bindingsenergie van
146 kcal/mol
Elektronegativiteit = de aantrekking van een atoom voor de elektronen in een covalente binding.
Polaire covalente binding → ene atoom meer elektronegatief. De gepaarde elektronen zijn niet gelijk
verdeeld. Verschil in elektronegativiteit tussen 2 elementen, verschil moet tussen 0,5 – 1,6
Niet-polaire covalente binding → zijn de gepaarde elektronen gelijk verdeeld over de atomen.
Verschil kleiner dan 0,5.
Ion-binding → verschil groter dan 1,6.
O = 3,5
N=3
C = 2,5
H = 2,1
Ion-binding
Ontstaat indien 2 atomen een groot verschil in elektronegativiteit (>1,6).
En vanwege verschil in lading trekken deze atomen elkaar aan en vormen ion-binding.
,NaCl (+-)
Waterstofbindingen
Gevormd door N’’’’’H of O’’’’’H
Want H is delta+ en O en N zijn delta-
Vanderwaalskrachten
Zwak en op korte afstand.
Veroorzaakt door plaatselijke kleine ladingen fluctuatie.
Omringingsgetal
Lineair: 2
Driehoek: 3
Tetraëder: 4
Endorphine en morphine kunnen beide binden aan receptoren
De exacte vorm van een molecuul is zeer belangrijk voor zijn functie in de levende cel. Waterstof
bindingen en vanderwaalskrachten spelen hierbij een belangrijke rol.
Signaal moleculen (groeifactoren) binden aan specifieke receptoren op het oppervlak van de cel en
geven zo een signaal door.
Moleculen met gelijke 3D-structuur kunnen ook aan die receptoren binden en hetzelfde biologisch
effect geven.
Hoofdstuk 3 water
Het belang van water
Watermolecuul heeft 2 covalente bindingen, polair molecuul, kan waterstofbruggen vormen.
Waterstofbindingen zijn zwak, bindingen worden steeds opnieuw gevormd.
Eigenlijkschappen water:
- Cohesie gedrag en adhesie gedrag
De polariteit van H2O zorgt ervoor dat er
aantrekking is door andere H2O moleculen,
meestal door waterstofbruggen.
Het cohesie gedrag van water heeft
oppervlakte spanning tot gevolg. Insecten die
over H2O heen lopen. Watermoleculen bij
elkaar door waterstofbruggen → cohesie.
Adhesie gedrag van H2O → de eigenschap
om te binden aan andere componenten dan
water. Meestal bindingen aan geladen
groepen van atomen of moleculen aan hun oppervlakten.
Aantrekking tussen verschillende stoffen → adhesie.
Bij water transport in planten: water omhoog door cohesie en adhesie gedrag
- Hoge specifieke warmte
Een calorie is de hoeveelheid warmte die het kost om 1 gram water 1 graad in temperatuur te
verhogen.
Water kan grote hoeveelheden warmte opnemen of afgeven met slechts een geringe verandering in
temperatuur. Water zorgt er dus voor dat er geen gigantische temperatuur fluctuaties zijn in de
atmosfeer.
Specifieke warmte van water: 1 cal/g/C
Ethyl alcohol: 0,1 cal/g/C
IJzer: 0,1 cal/g/C
, De hoge specifieke warmte van water is toe te schrijven aan de waterstofbindingen.
Hitte absorberen → H-brug breken
Hitte afgeven → H-brug vormen
Gevolgen:
Water heeft veel energie nodig om zijn eigen temperatuur te verhogen. Deze extra energie is nodig
om de waterstofbruggen te verbreken. De temperatuur van het water in oceanen veranderd nooit
met meer dan 1C per dag, terwijl de temperatuur van andere stoffen met 15C kan veranderen per
dag.
Water zorgt ook in ons lichaam voor weinig temperatuur schommelingen.
- Hoge verdampingswarmte
Is de hoeveelheid warmte die het kost om 1 gram water om te zetten van de vloeibare fase in de
gasfase.
Verdamping gebeurt wanneer moleculen snel genoeg bewegen om de aantrekking van de andere
moleculen in de vloeistof te overwinnen.
Zelfs bij lage temperatuur hebben enkele moleculen genoeg snelheid om de vloeibare stof te
verlaten.
Bij verhitten neemt de snelheid van moleculen toe en neemt de verdamping toe.
De verdampingswarmte is hoog bij water vanwege wederom zijn waterstofbruggen.
Als een vloeistof verdampt dan wordt het oppervlak van de vloeistof die achter blijft koeler.
Gevolgen:
Verdamping van zweet of water uit bladeren van planten voorkomt oververhitting.
Verdamping van water bij meren voorkomt hoge temperaturen.
- De dichtheid van vast water (ijs) is lager dan water bij 4 graden
IJs heeft een lagere dichtheid dan koud vloeibaar water. Want vloeibaar water heeft hogere
dichtheid omdat waterstofbruggen steeds opnieuw ontstaan, terwijl bij ijs juist stabiele
waterstofbindingen zijn (structuur met stabiele waterstofbruggen).
Gevolgen:
Indien ijs dichter zou zijn dan water dan zou ijs zinken en zou in de winter alle vijvers, meren en
oceanen totaal kunnen bevriezen.
- Oplosmiddel
Bijvoorbeeld NaCl in water → HCl en Na2O.
Een stof die affiniteit heeft voor water wordt hydrofiel genoemd. Deze stoffen bezitten ion bindingen
of polaire covalente bindingen.
Een stof die geen affiniteit heeft voor water (en dus niet oplost) wordt hydrofoob genoemd. Deze
stof bestaat uit niet polaire covalente bindingen.
Buffers en pH
In iedere waterige oplossing bij 25 graden het product van H3O+ en OH- is constant: [H3O+][OH-] = 10-14
2 H2O → H3O+ + OH-
Buffers = oplossingen die minimaliseren verandering in de concentratie van H+ en OH-. Buffer bestaat uit zwak
zuur en zijn geconjugeerde base
Vb: indien je 0,01 mol van een sterk zuur toevoegt aan water, verandert de pH waarde van 2,0. Voeg je echter
deze hoeveelheid toe aan bloed dan verandert de pH van 7,4 in 7,3.
Bloed wordt gebufferd
Vb buffer: H2CO3
H2CO3 → HCO3- + H+
Buffers reguleren pH:
CH3COOH → CH3COO- + H+
Toevoeging van 0,1M HCL aan zuiver water → pH gelijk naar 2
of aan 0,1M natrium acetaat → pH verandert geleidelijk, azijnzuur ontstaat