CHEMISCHE COMPONENTEN VAN DE CEL
1. INLEIDING
Er zijn 92 natuurlijk voorkomende elementen, de vier elementen daarvan die het sterkst
vertegenwoordigt zijn in organismen zijn waterstof H, zuurstof O, koolstof C en stikstof N.
Bij ieder organisme en eender welke cel treft men steeds dezelfde 11 elementen aan die samen
meer dan 99% van het totaal uitmaken.
11 bouwelementen van het organisme:
1) Zuurstof O 2) Koolstof C 3) Waterstof H
4) Stikstof N 5) Calcium Ca 6) Fosfor P
7) Kalium K 8) Zwavel S 9) Natrium Na
10) Chloor Cl 11) Magnesium Mg
Spoorelementen = elementen in het organisme die in microhoeveelheden (0,05%) aanwezig zijn.
Oligo-elementen = spoorelementen in het organisme die noodzakelijk zijn voor het normale
functioneren van het organisme.
Bio-elementen = verzameling van spoorelementen en de 11 bouwelementen van het organisme.
Toevallig spoorelementen = andere spoorelementen anders dan de oligo-elementen uit het
organisme.
Levende organismen zijn open systemen die onophoudelijk materie en energie uitwisselen met hun
omgeving. Bij de mens gebeurt dit via de huid, de urine en excrementen. Er treedt ziekte op indien
de bio-elementen niet toegevoegd of aangevuld worden via de voeding.
2. ANORGANISCHE MOLECULEN
2.1. Water (H2O):
Water is noodzakelijk voor het leven, cellen bestaan voor ongeveer 70% uit water. Chemische
reacties die in de cel plaatsvinden verlopen in waterig milieu. Het dient ook als oplosmiddel of maakt
zelf deel uit van een reactie of komt als product vrij. Het heeft de functie van transportmiddel en
warmteregulator.
2.2. Koolstofdioxide (CO2):
Koolstofdioxide ontstaat als 2 zuurstofatomen en 1 koolstofatoom worden verbonden. CO2 maakt
slechts een klein deel uit van de atmosfeer en het is ook de grondstof voor de koolstofassimilatie
bij planten → CO2 wordt omgezet tot organische verbindingen. Indien die organische verbindingen
worden afgebroken in het organisme komt er C02 vrij (= koolstofkringloop).
2.3. Zuurstof (O2):
Zuurstof is meer aanwezig in de atmosfeer (21%). Het is een belangrijke molecule om de (aerobe)
afbraak van voedingsstoffen volledig te laten plaatsvinden + het oxideert organisch materiaal.
3. ORGANISCHE MOLECULEN
Cellen bevatten 4 belangrijke groepen van kleine organische moleculen: suikers, vetzuren,
aminozuren en nucleotiden. Ze vormen de bouwblokken van de cel die grote polymere
macroblokken kunnen vormen, de 4 groepen maken een groot deel van de totale celmassa uit.
, 3.1. Suikers als basis voor de polysacchariden
De sacchariden kunnen onderverdeling worden in de monosacchariden, disacchariden en
polysacchariden.
Monosacchariden:
Het is de meest eenvoudigste saccharide met brutoformule (CH2O)n met n een getal van 3-8.
Wanneer n=3 → triose, n=5 → pentose en n=6 → hexose. Er bestaan zowel ketenvormige als
ringvormige suikerketens. Veel monosacchariden zijn van belang bij stofwisselingsprocessen in
cellen. Indien een monosaccharide een ketongroep bevat, behoort de suiker tot de groep ketosen.
Indien een monosaccharide een aldehydegroep bevat, behoort de suiker tot de groep aldosen.
Glucose is normaal ringvormig en bestaat uit 5 C-atomen en 1 O-atoom, de ringvormige structuur
is de meest stabiele vorm. De suiker glucose levert bij afbraak energie, de tussenproducten zijn
grondstoffen voor de synthese van andere belangrijke moleculen. Afhankelijk van de richting van
de OH-groep aan het eerste koolstof atoom (ontstaan uit een aldehydegroep), onderscheidt men
α-glucose en β-glucose. Deze beide vormen van glucose noemt men stereochemische isomeren.
Isomeren = zijn stoffen die met elkaar overeenkomen doordat hun moleculen hetzelfde aantal en
dezelfde soort atomen bevatten, maar die van elkaar verschillen door de wijze waarop die atomen
onderling zijn verbonden of geschikt.
Het suiker ribose is een bouwsteen van RNA en van de energierijke verbinding ATP.
Disacchariden:
De disacchariden en polysacchariden bestaan uit aaneengekoppelde monosacchariden (=
monomeren). Een disaccharide ontstaat wanneer 2 hexose moleculen gekoppeld worden en
vervolgens een molecule water afsplitst.
Polymeriseren = het proces waarbij kleine moleculen of monomeren aaneengekoppeld worden tot
een lange keten of polymeren.
De disacchariden sacharose (rietsuiker = bietsuiker) en lactose (melksuiker) zijn bestanddelen van
voedingsmiddelen. De suiker maltose ontstaat als tussenproduct bij de afbraak van zetmeel.
Polysacchariden:
Indien veel glucosemoleculen aan elkaar gekoppeld zijn (meer dan 2, poly = veel) vormen ze een
polysaccharide.
Zetmeel en glycogeen zijn opslagvormen van α-glucose. Zetmeel komt voor bij planten en is een
mengsel van de moleculen amylose en amylopectine. Glycogeen komt voor bij de mens en dier,
structuur lijkt op amylopectine maar het verschil is dat glycogeen sterker vertakt is.
Cellulosemoleculen bestaan uit β-glucose-eenheden en zijn draadvormige structuren. Het is een
belangrijk bestanddeel in de wanden van plantencellen, het zorgt voor de stevigheid van de plant.
1. INLEIDING
Er zijn 92 natuurlijk voorkomende elementen, de vier elementen daarvan die het sterkst
vertegenwoordigt zijn in organismen zijn waterstof H, zuurstof O, koolstof C en stikstof N.
Bij ieder organisme en eender welke cel treft men steeds dezelfde 11 elementen aan die samen
meer dan 99% van het totaal uitmaken.
11 bouwelementen van het organisme:
1) Zuurstof O 2) Koolstof C 3) Waterstof H
4) Stikstof N 5) Calcium Ca 6) Fosfor P
7) Kalium K 8) Zwavel S 9) Natrium Na
10) Chloor Cl 11) Magnesium Mg
Spoorelementen = elementen in het organisme die in microhoeveelheden (0,05%) aanwezig zijn.
Oligo-elementen = spoorelementen in het organisme die noodzakelijk zijn voor het normale
functioneren van het organisme.
Bio-elementen = verzameling van spoorelementen en de 11 bouwelementen van het organisme.
Toevallig spoorelementen = andere spoorelementen anders dan de oligo-elementen uit het
organisme.
Levende organismen zijn open systemen die onophoudelijk materie en energie uitwisselen met hun
omgeving. Bij de mens gebeurt dit via de huid, de urine en excrementen. Er treedt ziekte op indien
de bio-elementen niet toegevoegd of aangevuld worden via de voeding.
2. ANORGANISCHE MOLECULEN
2.1. Water (H2O):
Water is noodzakelijk voor het leven, cellen bestaan voor ongeveer 70% uit water. Chemische
reacties die in de cel plaatsvinden verlopen in waterig milieu. Het dient ook als oplosmiddel of maakt
zelf deel uit van een reactie of komt als product vrij. Het heeft de functie van transportmiddel en
warmteregulator.
2.2. Koolstofdioxide (CO2):
Koolstofdioxide ontstaat als 2 zuurstofatomen en 1 koolstofatoom worden verbonden. CO2 maakt
slechts een klein deel uit van de atmosfeer en het is ook de grondstof voor de koolstofassimilatie
bij planten → CO2 wordt omgezet tot organische verbindingen. Indien die organische verbindingen
worden afgebroken in het organisme komt er C02 vrij (= koolstofkringloop).
2.3. Zuurstof (O2):
Zuurstof is meer aanwezig in de atmosfeer (21%). Het is een belangrijke molecule om de (aerobe)
afbraak van voedingsstoffen volledig te laten plaatsvinden + het oxideert organisch materiaal.
3. ORGANISCHE MOLECULEN
Cellen bevatten 4 belangrijke groepen van kleine organische moleculen: suikers, vetzuren,
aminozuren en nucleotiden. Ze vormen de bouwblokken van de cel die grote polymere
macroblokken kunnen vormen, de 4 groepen maken een groot deel van de totale celmassa uit.
, 3.1. Suikers als basis voor de polysacchariden
De sacchariden kunnen onderverdeling worden in de monosacchariden, disacchariden en
polysacchariden.
Monosacchariden:
Het is de meest eenvoudigste saccharide met brutoformule (CH2O)n met n een getal van 3-8.
Wanneer n=3 → triose, n=5 → pentose en n=6 → hexose. Er bestaan zowel ketenvormige als
ringvormige suikerketens. Veel monosacchariden zijn van belang bij stofwisselingsprocessen in
cellen. Indien een monosaccharide een ketongroep bevat, behoort de suiker tot de groep ketosen.
Indien een monosaccharide een aldehydegroep bevat, behoort de suiker tot de groep aldosen.
Glucose is normaal ringvormig en bestaat uit 5 C-atomen en 1 O-atoom, de ringvormige structuur
is de meest stabiele vorm. De suiker glucose levert bij afbraak energie, de tussenproducten zijn
grondstoffen voor de synthese van andere belangrijke moleculen. Afhankelijk van de richting van
de OH-groep aan het eerste koolstof atoom (ontstaan uit een aldehydegroep), onderscheidt men
α-glucose en β-glucose. Deze beide vormen van glucose noemt men stereochemische isomeren.
Isomeren = zijn stoffen die met elkaar overeenkomen doordat hun moleculen hetzelfde aantal en
dezelfde soort atomen bevatten, maar die van elkaar verschillen door de wijze waarop die atomen
onderling zijn verbonden of geschikt.
Het suiker ribose is een bouwsteen van RNA en van de energierijke verbinding ATP.
Disacchariden:
De disacchariden en polysacchariden bestaan uit aaneengekoppelde monosacchariden (=
monomeren). Een disaccharide ontstaat wanneer 2 hexose moleculen gekoppeld worden en
vervolgens een molecule water afsplitst.
Polymeriseren = het proces waarbij kleine moleculen of monomeren aaneengekoppeld worden tot
een lange keten of polymeren.
De disacchariden sacharose (rietsuiker = bietsuiker) en lactose (melksuiker) zijn bestanddelen van
voedingsmiddelen. De suiker maltose ontstaat als tussenproduct bij de afbraak van zetmeel.
Polysacchariden:
Indien veel glucosemoleculen aan elkaar gekoppeld zijn (meer dan 2, poly = veel) vormen ze een
polysaccharide.
Zetmeel en glycogeen zijn opslagvormen van α-glucose. Zetmeel komt voor bij planten en is een
mengsel van de moleculen amylose en amylopectine. Glycogeen komt voor bij de mens en dier,
structuur lijkt op amylopectine maar het verschil is dat glycogeen sterker vertakt is.
Cellulosemoleculen bestaan uit β-glucose-eenheden en zijn draadvormige structuren. Het is een
belangrijk bestanddeel in de wanden van plantencellen, het zorgt voor de stevigheid van de plant.
