Hoofdstuk 1
1.1
Organismen bestaan voornamelijk uit waterstof, zuurstof en koolstof
Koolstof als bouwsteen:
o Vormt sterke koolstof-koolstofbindingen, wat stabiele, grote moleculen mogelijk maakt
o Levert bij verbranding meer energie dan silicium
o Koolstofdioxide is oplosbaar in water en blijft in biologische kringlopen aanwezig.
1.2
4 hoofdklassen: eiwitten, nucleïnezuren, lipiden en koolhydraten
Eiwitten: opgebouwd uit aminozuren die verbonden zijn door peptidebindingen (gevormd door
dehydratie), hebben verschillende functies:
o Signaalmoleculen
o Receptoren
o Structurele rol
o Verdediging
o Katalysator: enzymen die chemische reacties versnellen
Nucleïnezuren: opgebouwd uit nucleotide, elk nucleotide bevat:
o Een suiker (deoxyribose of ribose)
o Een stikstofhoudende base (adenine, cytosine, guanine, thymine of uracil)
o Minstens 1 fosfaatgroep
Lipiden: opslag en cel barrières
o Hebben een hydrofiele kop(oplosbaar in water) en hydrofobe staart(onoplosbaar in
water) waardoor ze barrières kunnen vormen zoals celmembranen
Koolhydraten: brandstof en informatiedragers(herkenningssites)
o Opslagvorm: glycogeen bij dieren en zetmeel bij planten
1.3
Centrale dogma: DNA -> RNA -> eiwitten
o DNA: DNA kopiëren wordt gekatalyseerd door DNA-polymerasen
o Transcriptie: DNA -> RNA, uitgevoerd door RNA_polymerase
o Translatie: RNA -> eiwitten, via ribosomen
1.4
DNA bevat het genoom, dat is georganiseerd in genen
Cel:
o Plasmamembraan: scheidt de cel van de omgeving, is selectief permeabel voor de
meeste stoffen(komt door eiwitten)
o Cytoplasma: binnenste substantie van de cel, vinden biochemische processen plaats
Cytoskelet: actine filamenten, intermediaire filamenten en microtubuli
o Celwand(in planten): voor bescherming, bestaat vooral uit cellulose
o Nucleus: dubbel-membraan, informatiecenter
Membraan bevat poriën die transport mogelijk maken
o Mitochondriën: bevat 2 membranen(buitenste en binnenste)
Hiertussen zit intermembraan ruimte
, Generatie van ATP
o Chloroplast(in planten): dubbel membraan, zet zonlicht om in chemische
energie(fotosynthese)
o Endoplasmatisch reticulum: membraanzakken
Glad ER: processing van exogene chemicaliën
Ruw ER: ribosomen aan cytoplasma kant – synthese van eiwitten
Chaperonnes: helpen bij 3D-vouwing van eiwitten
o Golgi complex: transport vesicles van ruw ER gaan naar Golgi complex en fuseren hier –
verdere processing(carbohydraten toegevoegd)
o Secretoire granules(zymogen granule): vesicle met eiwitten van het Golgi systeem
richting het celmembraan en fuseert hier en dumpt inhoud(exocytose)
o Endosoom: materiaal wordt in de cel opgenomen door instulping van het
plasmamembraan (endocytose)
o Lysosymen: organellen gevuld met spijsverteringsenzymen en kunnen na fusie zorgen
voor afbraak van materiaal
Verschil eukaryoten en prokaryoten:
o Eukaryoten: membranen rondom organellen
o Prokaryoten: missen de membranen rondom organellen
Hoofdstuk 2
2.1
Brownian motion: kleine deeltjes in een vloeistof/gas bewegen willekeurig door de botsingen met
moleculen van die vloeistof/gas
o Moleculen in de omgeving zijn in beweging door de thermische energie van de omgeving
o Water fungeert als een soort smeermiddel
2.2
Zuurstof is een elektronegatief elementen: de elektronen in de bindingen brengen meer tijd door
bij het zuurstofatoom dan bij de waterstofatomen -> hierdoor is water een polair
molecuul(zuurstof δ− en waterstof δ+)
o Waterstofbrug: waterstofatomen van ene watermolecuul gaan een interactie aan met de
licht negatieve zuurstofatomen -> cohesie van water
Hydrofobe effect: niet-polaire moleculen lossen niet op in water
2.3
Covalente koolstof-waterstofbinding: 418 kJ/mol
Niet-covalente interacties
o Ionische bindingen: krachten tussen verschillende elektrische ladingen op atomen
k q 1 q2
Wet van Coulomb: E= waarbij E=kracht, q = lading, r = afstand,
rD
D=diëlektrische constante(sterkst in vacuüm, D=1) en k=constante
Afstand voor maximale bindingssterkte is 3 Å
o Waterstofbruggen: wanneer waterstof covalent
gebonden is aan een elektronegatief atoom zoals
zuurstof of stikstof – elektronen van waterstof
sterker aan getrokken – ongelijke verdeling van
lading – waterstof kan met ander atoom binden
, Energie van waterstofbrug: 8-20 kJ/mol
Afstand: tussen 1.5 en 2.6 Å
Stabilisatie van DNA
o Van der Waals interacties: door tijdelijke asymmetrie in de elektrische lading van een
atoom – gedeeltelijke positieve en negatieve lading – aantrekking tussen atomen
Sterker naarmate atomen dichterbij komen, tot ze afstand van 3-4 Å bereiken
2-4 kJ/mol
2.4
2e wet van thermodynamica: de totale entropie (mate van wanorde) van een systeem en zijn
omgeving neemt altijd toe in een spontaan proces
o Hydrofobe effect: neiging van niet-polaire moleculen om zich in water te groeperen, wat
resulteert in een afname van de entropie van het water(maar entropie van systeem
neemt toe)
Fosfolipide zijn amfipatisch: ze hebben een hydrofiele kop en een hydrofobe staart
o In contact met water resulteert dit in de vorming van membraan met een hydrofiele
buitenkant en een hydrofobe binnenkant, dit wordt gestabiliseerd door van der Waals-
interacties tussen hydrofobe staarten
o Bij vouwen van eiwitten komen hydrofobe aminozuren in het binnenste van het eiwit
terecht – interageren met elkaar – stabilisatie van 3D structuur van het eiwit
, 2.5
Keq = [producten]/[reactanten]
pH = -log10[H+]
pH + pOH = 14
K a =¿ ¿
o Hoe groter de Ka, hoe sterker het zuur
Buffers: weerstaat veranderingen in de pH van een oplossing, houdt de pH dichtbij de pKa van het
zuurcomponent van de buffer ondanks toevoegen van protonen of hydroxide-ionen
Hoofdstuk 3
3.1 Proteins are built from a repertoire of 20 amino acids
α-aminozuur: centraal koolstofatoom(α koolstof) gebonden aan een aminogroep, een carbonzuur
en een zijketen(R-groep)
o Aminozuren kunnen voorkomen in 2 spiegelbeeldvormen: L-isomeer en D-isomeer
L-aminozuren komen voor in eiwitten, waarschijnlijk door betere oplosbaarheid
o Aminozuren bestaan bij neutrale pH voornamelijk als dipolaire ionen(zwitterionen):
aminogroep (NH3+) is geprotonneerd en de carboxylgroep (COO-) gedeprotonneerd
Bij een lage pH(pH=1) is er NH3+ en COOH