Aantekeningen moleculaire biologie
Hf 4
Moleculen met koolstofatomen zijn organische moleculen. Het bestuderen van deze
moleculen heet organische chemie. Koolstof kan 4 bindingen vormen met andere
atomen.
De elektronenconfiguratie bepaald de eigenschappen en de bindingen van een element.
Koolstof heeft 4 valentie elektronen en kan hierdoor 4 bindingen vormen om zijn valentie
schil vol te krijgen. Door deze 4 bindingen krijgt het c molecuul en tertahedron vorm. Als
er dan 2 koolstofatomen naast elkaar zijn heb je een overlappende tetrahedron. Met een
dubbele binding krijg je een plat vlak. Koolstofketens zijn vaak het skelet van organische
moleculen. Koolwaterstoffen bestaan uitsluitend uit koolstof en waterstof. Hiertussen
zit een niet-polaire covalente binding, hierdoor is het een hydrofobe binding. Er zit veel
energie opgeslagen in C-C en C-H bindingen.
Isomeren: stoffen met dezelfde molecuulformule maar met een andere structuur en
eigenschappen. Structuurisomeren hebben een verschil in de molecuulstructuur. De
molecuulformule is hetzelfde maar het molecuul ziet er anders uit. Cis-trans isomeren
zijn ruimtelijk anders georiënteerd. Ze hebben dezelfde molecuulformule maar een
andere ruimtelijke structuur. Ze hebben altijd een dubbele binding waardoor er geen
rotatie kan plaats vinden. Bij cis zitten de groepen aan dezelfde kant, bij trans aan
verschillende kant. Speigelbeeldisomeren (enantiomeren) zijn elkaars spiegelbeeld
(net zoals linker en rechterhand), ze bevatten een asymmetrisch C-atoom met 4
verschillende groepen aan dit atoom vast. Ze lijken op elkaar maar werken heel anders,
ze passen namelijk niet op dezelfde receptoren omdat ze in spiegelbeeld zijn.
Functionele groepen bepalen de functie van het molecuul. Belangrijkste groepen:
hydroxyl groep (OH-) → zorgt voor polariteit en waterstofbruggen. Carbonyl groep (C=O)
→ kan als keton (dubbele O zit in keten) of als aldehyde (dubbele O zit aan het einde).
Carboxyl groep (C=O-OH) → zuurgroep, H kan worden afgescheiden als H+. amino
groep (NH2) → kan werken als base want hij kan H+ opnemen, ergens aan vast is een
amine. Sulfhydryl groep (SH) → kunnen ‘cross-links’ maken, thiol. Fosfaat groep (PO4 2-)
→ heeft een negatieve lading, zit in ATP en DNA. Bij het losmaken van een fosfaatgroep
komt er energie vrij. Methylgroep (CH3) → effect op expressie van genen.
5.1
Een polymeer is een lang molecuul bestaande uit meerdere monomeren. Hier is oneinig
veel variatie mee mogelijk. Er zijn 4 hoofdcategorieën van moleculen: suikers, vetzuren,
aminozuren (eiwitten), DNA en RNA. De monomeren worden aan elkaar gebonden door
covalente bindingen. Om monomeren aan elkaar vast te maken vind er een
dehydralisatie reactie plaats waarbij water zich afsplitst. Bij een hydrolyse reactie
,worden monomeren weer gescheiden van polymeren doordat er water wordt
toegevoegd.
5.2
Monosacharide zijn monomeren uit suiker ketens. De formule hiervan is (CH2O)n,
bijvoorbeeld glucose. Er zijn twee vormen: ketose en aldose. De ene heeft een keton
binding (ketose), en de ander heeft een aldehyde binding (aldose). Een monosacharide
wordt vaak in een ringstructuur getekend doordat de C1 bindt met de OH-groep van C5.
Een suiker van 3 Ctjes is een triose, 5 Ctjes is een pentose en 6 Ctjes is een hexose. Bij
alfa-glucose wijst het OH-groepje naar beneden toe, bij bèta-glucose wijst het OH-
groepje naar boven toe.
Disacharide zijn twee sacharide moleculen die worden verbonden door een
dehydratatie reactie. Er ontstaat dan een glycoside binding. Ed naam van de disacharide
wordt bepaald door welke Ctjes aan elkaar binden.
Polysacharide zijn polymeren gevormd uit sacharide. Deze kunnen een opslag voor
energie vormen maar hebben ook een structurele rol. Een voorbeeld van een
Polysacharide is zetmeel wat in de plant zit. Deze bevat alfa-glucose monomeren en
vormt een helix. Dieren hebben glycogeen als opslag. Deze bestaan ook uit alfa-glucose
monomeren. Structurele polysacharide zijn bijvoorbeeld cellulose. Dit zijn bèta-glucose
monomeren en komen bijvoorbeeld voor in de celwand. Het is een lineair molecuul
waarbij waterstofbruggen tussen meerdere ketens worden gevormd.
5.3
Lipiden zijn grote biomoleculen en mengen skecht met water. Ze bestaan vooral uit
koolwaterstof regios die apolair zijn waardoor deze hydrofoob worden. Er zijn 3
belangrijke soorten lipiden:
1. Vetten: opgebowud uit 1 glycerol molecuul en 3 vetzuren (CH-keten met een
carboxy groep op het einde). Deze onderdelen worden verbonden aan elkaar door
dehydralisatie die ester-bindingen vormt tussen de glycerol en vetzuren. Met 3
vetrzuren is een tryglyceride. Het is een apolair en dus hydrofoob molecuul.
Verzadigde vetzuren hebben geen dubebele bindingen en onverzadigde vetzuren
hebben wel dubbele bindingen. Functie: opslaan van energie, isolatie en
ondersteuning van organen.
2. Fosfolipiden: bestaan uit glycerol molecuul met 2 vetzuurstaarten. Ze bevatten
ook 1 fosfaatgroep. Ze hebben een hydrofiele kop en hydrofobe staarten.
Fosfolipeden vormen een bi-laag met de staarten naar elkaar toe en de koppen
naar buiten toe. Ze vormen de membranen in cellen.
3. Steroide: lipiden die bestaan uit een koolstofskelet van 4 gefuseerde
ringstructuren. → cholesterol.
, 5.4
Functies van eiwitten: enzymen, opslag, hormonen, beweging, afweer, transport,
receptoren, structuur.
Eiwitten zijn opgebouwd uit 20 verschillende aminozuren. Dit is een organisch molecuul
met een amino en een zuur groep. Daartussen zit het centrale C-atoom met een
restgroep die verschilt voor elke aminozuur. Aminozuren verdelen in 3 groepen:
1. Niet-polaire zijketens: hydrofoob.
2. Polaire zijketens, hydrofiel.
3. Elektrisch geladen zijketen, hydrofiel. Kunnen zuur (negatief geladen) en basisch
(positief geladen) zijn.
Een polypeptide is een onvertakt polymeer van aminozuren. Deze zijn verbonden via
peptidebindingen. De C en de N worden aan elkaar vast gebonden. Een eiwit is een
biologisch functioneel molecuul dat bestaat uit 1 of meerdere polypeptiden.
Structuur van eiwitten beschrijven op 4 niveaus:
1. Primaire structuur: volgorde van de aminozuren, bepaald door DNA.
2. Secundaire structuur: alfa-helix of bèta-sheet? Wordt bepaald door
waterstofbruggen tussen de atomen van de ‘backbone’ (dus niet zijgroepen) van
aminozuren. H-bruggen tussen -NH en -CO.
3. Tertiaire structuur: 3D structuur van polypeptide, bepaald door interacties tussen
zijgroepen.
4. Quaternaire structuur: 2 of meer polypeptiden vormen samen een
macromolecuul. → hemoglobine.
Als een eiwit zijn structuur verliest denatureert dit eiwit. Dit maakt een eiwit inactief.
5.5
Functie nucleotide: DNA nucleotide en RNA nucleotide. Nucleotide zijn opgebowud uit 5
C-atomen → pentose, een stikstof base en een fosfaatgroep. Er zijn 5 stikstofbase:
Adenine, Guanine, Cytosine, Thymine en Uracil. DNA heeft bij C2 een H-atoom en RNA
heeft op C2 een OH-molecuul. De gebonden fosfaatgroep kan een ATP, ADP of AMP zijn.
De base zit gebonden aan C1 en de fosfaatgroep zit gebonden aan C5.
Nucleotide zitten aan elkaar vast met een fosfodiester binding. De fosfaat groep zit aan
de 5’ en de volgende fosfaatgroep linkt aan de 3’.
DNA strengen zijn anti-parallel. 5’ > 3’ tegen 3’ > 5’. Tussen de nucleotide van de twee
strengen worden waterstofbruggen gevormd. A met T en C met G.
Hf 4
Moleculen met koolstofatomen zijn organische moleculen. Het bestuderen van deze
moleculen heet organische chemie. Koolstof kan 4 bindingen vormen met andere
atomen.
De elektronenconfiguratie bepaald de eigenschappen en de bindingen van een element.
Koolstof heeft 4 valentie elektronen en kan hierdoor 4 bindingen vormen om zijn valentie
schil vol te krijgen. Door deze 4 bindingen krijgt het c molecuul en tertahedron vorm. Als
er dan 2 koolstofatomen naast elkaar zijn heb je een overlappende tetrahedron. Met een
dubbele binding krijg je een plat vlak. Koolstofketens zijn vaak het skelet van organische
moleculen. Koolwaterstoffen bestaan uitsluitend uit koolstof en waterstof. Hiertussen
zit een niet-polaire covalente binding, hierdoor is het een hydrofobe binding. Er zit veel
energie opgeslagen in C-C en C-H bindingen.
Isomeren: stoffen met dezelfde molecuulformule maar met een andere structuur en
eigenschappen. Structuurisomeren hebben een verschil in de molecuulstructuur. De
molecuulformule is hetzelfde maar het molecuul ziet er anders uit. Cis-trans isomeren
zijn ruimtelijk anders georiënteerd. Ze hebben dezelfde molecuulformule maar een
andere ruimtelijke structuur. Ze hebben altijd een dubbele binding waardoor er geen
rotatie kan plaats vinden. Bij cis zitten de groepen aan dezelfde kant, bij trans aan
verschillende kant. Speigelbeeldisomeren (enantiomeren) zijn elkaars spiegelbeeld
(net zoals linker en rechterhand), ze bevatten een asymmetrisch C-atoom met 4
verschillende groepen aan dit atoom vast. Ze lijken op elkaar maar werken heel anders,
ze passen namelijk niet op dezelfde receptoren omdat ze in spiegelbeeld zijn.
Functionele groepen bepalen de functie van het molecuul. Belangrijkste groepen:
hydroxyl groep (OH-) → zorgt voor polariteit en waterstofbruggen. Carbonyl groep (C=O)
→ kan als keton (dubbele O zit in keten) of als aldehyde (dubbele O zit aan het einde).
Carboxyl groep (C=O-OH) → zuurgroep, H kan worden afgescheiden als H+. amino
groep (NH2) → kan werken als base want hij kan H+ opnemen, ergens aan vast is een
amine. Sulfhydryl groep (SH) → kunnen ‘cross-links’ maken, thiol. Fosfaat groep (PO4 2-)
→ heeft een negatieve lading, zit in ATP en DNA. Bij het losmaken van een fosfaatgroep
komt er energie vrij. Methylgroep (CH3) → effect op expressie van genen.
5.1
Een polymeer is een lang molecuul bestaande uit meerdere monomeren. Hier is oneinig
veel variatie mee mogelijk. Er zijn 4 hoofdcategorieën van moleculen: suikers, vetzuren,
aminozuren (eiwitten), DNA en RNA. De monomeren worden aan elkaar gebonden door
covalente bindingen. Om monomeren aan elkaar vast te maken vind er een
dehydralisatie reactie plaats waarbij water zich afsplitst. Bij een hydrolyse reactie
,worden monomeren weer gescheiden van polymeren doordat er water wordt
toegevoegd.
5.2
Monosacharide zijn monomeren uit suiker ketens. De formule hiervan is (CH2O)n,
bijvoorbeeld glucose. Er zijn twee vormen: ketose en aldose. De ene heeft een keton
binding (ketose), en de ander heeft een aldehyde binding (aldose). Een monosacharide
wordt vaak in een ringstructuur getekend doordat de C1 bindt met de OH-groep van C5.
Een suiker van 3 Ctjes is een triose, 5 Ctjes is een pentose en 6 Ctjes is een hexose. Bij
alfa-glucose wijst het OH-groepje naar beneden toe, bij bèta-glucose wijst het OH-
groepje naar boven toe.
Disacharide zijn twee sacharide moleculen die worden verbonden door een
dehydratatie reactie. Er ontstaat dan een glycoside binding. Ed naam van de disacharide
wordt bepaald door welke Ctjes aan elkaar binden.
Polysacharide zijn polymeren gevormd uit sacharide. Deze kunnen een opslag voor
energie vormen maar hebben ook een structurele rol. Een voorbeeld van een
Polysacharide is zetmeel wat in de plant zit. Deze bevat alfa-glucose monomeren en
vormt een helix. Dieren hebben glycogeen als opslag. Deze bestaan ook uit alfa-glucose
monomeren. Structurele polysacharide zijn bijvoorbeeld cellulose. Dit zijn bèta-glucose
monomeren en komen bijvoorbeeld voor in de celwand. Het is een lineair molecuul
waarbij waterstofbruggen tussen meerdere ketens worden gevormd.
5.3
Lipiden zijn grote biomoleculen en mengen skecht met water. Ze bestaan vooral uit
koolwaterstof regios die apolair zijn waardoor deze hydrofoob worden. Er zijn 3
belangrijke soorten lipiden:
1. Vetten: opgebowud uit 1 glycerol molecuul en 3 vetzuren (CH-keten met een
carboxy groep op het einde). Deze onderdelen worden verbonden aan elkaar door
dehydralisatie die ester-bindingen vormt tussen de glycerol en vetzuren. Met 3
vetrzuren is een tryglyceride. Het is een apolair en dus hydrofoob molecuul.
Verzadigde vetzuren hebben geen dubebele bindingen en onverzadigde vetzuren
hebben wel dubbele bindingen. Functie: opslaan van energie, isolatie en
ondersteuning van organen.
2. Fosfolipiden: bestaan uit glycerol molecuul met 2 vetzuurstaarten. Ze bevatten
ook 1 fosfaatgroep. Ze hebben een hydrofiele kop en hydrofobe staarten.
Fosfolipeden vormen een bi-laag met de staarten naar elkaar toe en de koppen
naar buiten toe. Ze vormen de membranen in cellen.
3. Steroide: lipiden die bestaan uit een koolstofskelet van 4 gefuseerde
ringstructuren. → cholesterol.
, 5.4
Functies van eiwitten: enzymen, opslag, hormonen, beweging, afweer, transport,
receptoren, structuur.
Eiwitten zijn opgebouwd uit 20 verschillende aminozuren. Dit is een organisch molecuul
met een amino en een zuur groep. Daartussen zit het centrale C-atoom met een
restgroep die verschilt voor elke aminozuur. Aminozuren verdelen in 3 groepen:
1. Niet-polaire zijketens: hydrofoob.
2. Polaire zijketens, hydrofiel.
3. Elektrisch geladen zijketen, hydrofiel. Kunnen zuur (negatief geladen) en basisch
(positief geladen) zijn.
Een polypeptide is een onvertakt polymeer van aminozuren. Deze zijn verbonden via
peptidebindingen. De C en de N worden aan elkaar vast gebonden. Een eiwit is een
biologisch functioneel molecuul dat bestaat uit 1 of meerdere polypeptiden.
Structuur van eiwitten beschrijven op 4 niveaus:
1. Primaire structuur: volgorde van de aminozuren, bepaald door DNA.
2. Secundaire structuur: alfa-helix of bèta-sheet? Wordt bepaald door
waterstofbruggen tussen de atomen van de ‘backbone’ (dus niet zijgroepen) van
aminozuren. H-bruggen tussen -NH en -CO.
3. Tertiaire structuur: 3D structuur van polypeptide, bepaald door interacties tussen
zijgroepen.
4. Quaternaire structuur: 2 of meer polypeptiden vormen samen een
macromolecuul. → hemoglobine.
Als een eiwit zijn structuur verliest denatureert dit eiwit. Dit maakt een eiwit inactief.
5.5
Functie nucleotide: DNA nucleotide en RNA nucleotide. Nucleotide zijn opgebowud uit 5
C-atomen → pentose, een stikstof base en een fosfaatgroep. Er zijn 5 stikstofbase:
Adenine, Guanine, Cytosine, Thymine en Uracil. DNA heeft bij C2 een H-atoom en RNA
heeft op C2 een OH-molecuul. De gebonden fosfaatgroep kan een ATP, ADP of AMP zijn.
De base zit gebonden aan C1 en de fosfaatgroep zit gebonden aan C5.
Nucleotide zitten aan elkaar vast met een fosfodiester binding. De fosfaat groep zit aan
de 5’ en de volgende fosfaatgroep linkt aan de 3’.
DNA strengen zijn anti-parallel. 5’ > 3’ tegen 3’ > 5’. Tussen de nucleotide van de twee
strengen worden waterstofbruggen gevormd. A met T en C met G.
