Volledige samenvatting menselijke biologie (alle hoofdstukken)

Samenvatting biologie
HOOFDSTUK 1: DE CHEMIE VAN DE LEVENDE DINGEN

Het watermolecule:

• Polariteit: gedeeltelijk posiGef geladen waterstofpool en een gedeeltelijk negaGef geladen
zuurstofpool.
• Intermoleculaire krachten: posiGeve kant van een molecule wijst naar de negaGeve kant van
een andere molecule, verbonden door waterstoPruggen.
• Atoom als geheel elektrisch neutraal.




Belang van water in ons leven (60% lichaamsgewicht)

• Uitstekend oplosmiddel door zijn polariteit: hydrofiel (polair) vs. hydrofoob (niet-polair)
• Vloeistof bij lichaamstemperatuur
• TemperatuurregulaGe: water absorbeert en houdt warmte-energie bij + verdamping van
water verbruikt warmte-energie
• Een element in belangrijke chemische reacGes

Drie types van chemische bindingen
• Covalente binding (sterk) = atomen delen één of meer elektronenparen om een stabiele
buitenste schil te bereieken
• Ionische binding (maGg) = metaal gee] elektronen af aan een niet-metaal, waardoor posiGef
en negaGef geladen ionen elkaar aantrekken
• WaterstoPinding (zwak) = aantrekkingskracht tussen een waterstofatoom en een ander
elektronegaGef atoom

Belang van H-ionen
• pH-schaal: meet de concentraGe van H+ ionen in een oplossing, met een schaal van 0-14, van
het meest zuur naar het meest alkalisch
• Zuur en base: zuren hebben pH < 7 (meer H+ ionen), basen hebben pH > 7 (minder H+ ionen).
Zuren en basen kunnen elkaar neutraliseren.
• Buffers in bloed en urine helpen de pH stabiel te houden door H+ ionen te doneren
(zuurvorm) of te accepteren (basevorm)
o Carbonaat buffer:
- Als het bloed te zuur is: HCO3 + H -> H2CO3
- Als bloed te alkalisch is: H2CO3 -> HCO3 + H

,Macromoleculen
Ruggengraat van alle levende organismen is koolstof

Synthese en aPraak:
- DehydraGe synthese: vorming van macromoleculen door het verwijderen van water
- Hydrolyse: aPraak van macromoleculen door toevoeging van water

• Suikers of koolhydraten
- Monosacchariden: enkelvoudige suikers
§ Ribose
§ Deoxyribose
§ Glucose
§ galactose
§ Fructose

- Oligosacchariden: korte ketens van monosacchariden gelinkt door dehydraGe
Disaccharides: twee monosaccarides aan elkaar gekoppeld:
§ Sucrose (glucose + fructose)
§ Lactose (glucose + galactose)
§ Maltose (glucose + glucose)
§ Glycoproteïns

- Polysacchariden: lange ketens (recht of vertakt) van monosacchariden
§ Zetmeel (= gemaakt in planten, slaat energie op)
§ Glycogeen (= gemaakt in dieren, slaat energie op)
§ Cellulose (onverteerbare polysacchariden, gemaakt in planten voor structurele
ondersteuning)

• Lipiden of vehen
- Triglyceriden (voor opslag energie): glycerol + drie vetzuurstaarten
§ Verzadigde: enkele bindingen tussen C, rechte staarten (vaste vehen)
§ Onverzadigde: dubbele binding tussen C, knikjes in staarten (vloeibare vehen,
oliën) (= gezonder)

, - Fosfolipiden (celmembraan structuur): hydrofiele kop en hydrofobe staart




- Steroïden: op koolstof gebaseerde ringstructuren (opmerkelijke andere structuur):
cholesterol en hormonen zoals oestrogeen en testosteron. Kunnen door de
celmembranen en direct binnen in de cel binden.

• Proteïnen of eiwihen: essenGeel in bouw en werking van ons lichaam
Lange reeksen aminozuren (20 verschillende) worden verbonden door pepGdebindingen
(tussen carboxyluiteinde van het ene aminozuur en het aminouiteinde van het volgende
aminozuur)
- Aminozuur
- PolypepGde (3-100 aminozuren)
- Eiwit (langer dan 100 aminozuren)

Structuren:
1. Primaire: aminozuurvolgorde
2. Secundaire: Alfa-helix of beta-sheet.
3. TerGaire: 3D-vorm door vouwen.
4. Quartaire: AssociaGe van meerdere polypepGden.

, • Nucleïne zuren
- Macromoleculen die geneGsche informaGe dragen
- DNA: deoxyribonucleic acid
- RNA: ribonucleic acid
§ DNA bevat geneGsche instrucGes en RNA voert deze instrucGes uit
(DNA -> RNA -> proteïnen)
§ NucleoGden: bouwstenen van nucleïne zuren:
Suiker + base (adenine, thymine, cytosine, guanine) + fosfaatgroep
(T bindt aan A, C bindt aan G)

- ATP (adenosinetrifosfaat): universele energiebron; bij aPraak van ATP ontstaat ADP en
een anorganische fosfaatgroep, waarbij energie vrijkomt.

Enzyme = een eiwit dat chemische reacGes in het lichaam versnelt zonder zelf verbruikt te worden
• Substraat specifiek
• Versnellen reacGes
• Enzyme verandert van vorm bij binding




HOOFDSTUK 2: DE STRUCTUUR EN FUNCTIE VAN CELLEN

Indeling van cellen

Soorten cellen:

• Eukaryoten: (cellen in menselijk lichaam)

- Plasmamembraan
- Kern (nucleus)
- Cytoplasma met organellen.

• Prokaryoten: (bijvoorbeeld bacteriën)

- Plasmamembraan omgeven door sGjve celwand, zonder kern en beperkt aantal
organellen.
- EvoluGonair ouder (“pro”: voor er kernen ontstonden)

,Celstructuren

Alle cellen zijn klein:
• Hoe kleiner de cel hoe effecGever hij grondstoffen kan verkrijgen en afvalstoffen kan
vervoeren
• Totale metabole acGviteit is rechtevenredig met volume van het cytoplasma
• Kleinere cellen hebben hogere oppervlakte volume verhouding (surface-to-volume raGo)
• Microvilli om oppervlak i. v. t. volume te vergroten

Soorten microscopen:
• Lichtmicroscoop LM (1000 x): enige microscoop die op levende monsters gebruikt kan
worden
• Transmissie-elektronenmicroscoop TEM (100 000 x): bombardeert plak met elektronen,
elektronen worden gebruikt om interne structuur in beeld te brengen, kan structurele
details bij hoge vergroGng onthullen
• Scanning elektronenmicroscoop SEM (100 000 x): elektronen afgevuurd op plak om
oppervlak te scannen, 3D beeld maken
Opbouw van een cel




Celkern (Nucleus)

• FuncGe: informaGecentrum van de cel, bevat meeste geneGsch materiaal (DNA) en
controleert bijna alle celacGviteiten.

, • Opbouw:
o Buitenkant: kernmembraan: dubbelmembraan dat DNA binnenhoudt en RNA en kleine
eiwihen doorlaat via kernporiën.
o Binnenkant: nucleolus: syntheGseert ribosomale componenten die door kernporiën
naar het cytoplasma gaan om ribosomen te vormen.

Ribosomen

• Opbouw: kleine structuren van RNA en eiwihen, vrij in het cytosol of gebonden aan het
endoplasmaGsch reGculum (ER).
• FuncGe: assembleren aminozuren tot eiwihen volgens een RNA-template en transporteren
deze in blaasjes naar het celmembraan voor uitscheiding of geven deze vrij in
endoplasmaGsch reGculum

EndoplasmaGsch ReGculum (ER)

• FuncGe: syntheGseert chemische verbindingen (eiwihen), die verder verfijnd en verpakt
worden door het golgi-apparaat.
• Opbouw:
o ruw ER: bezaaid met ribosomen, betrokken bij eiwitsynthese
o glad ER: regio’s zonder ribosomen, betrokken bij het produceren van blaasjes,
syntheGseert andere macromoleculen dan eiwihen, verpakt eiwihen en lipiden voor
levering aan het Golgi-apparaat.

Golgi-apparaat

• FuncGe: raffineert, verpakt en verzendt cellulaire producten (eiwihen worden verder
geprepareerd). Ook opslagplaats: eiwihen worden vrijgegeven wanneer er grote
hoeveelheden nodig zijn.
• Opbouw: reeks met vloeistof gevulde ruimtes omgeven door een membraan, met enzymen
om producten te verfijnen.

Blaasjes

• Soorten:
o Secretorische blaasjes: bevahen producten voor export uit de cel.
o Blaasjes die cellulaire producten verzenden en opslaan
o EndocytoGsche blaasjes: brengen bacteriën en grondstoffen de cel in.
o Peroxisomen: bevahen enzymen voor aPraak van gi]ige stoffen.
o Lysosomen: bevahen spijsverteringsenzymen voor vertering van bacteriën en celafval.

Mitochondriën

• FuncGe: energiecentrales van de cel, produceren ATP.
• Opbouw: buitenmembraan en geplooid binnenmembraan met eiwit-enzymen voor
energieproducGe.

,AlternaGeve energiebronnen:

• Lipiden: opslag van ruwe energie in vetcellen.
• Glycogeenkorrels: snelle energieopslag in spiercellen.

Structuren voor ondersteuning en transsport:

Cytoskelet

• Opbouw: netwerk van vezels, microtubuli en microfilamenten van eiwihen.
• FuncGe: ondersteunt en verankert celstructuren.

Cilia en Flagella

• Opbouw: eiwitmicrotubuli omgeven door plasmamembraan.
• FuncGe:
o Cilia: haarachGge structuur, verplaatsen materialen langs het celoppervlak.
o Flagella: door energie zweepachGge beweging van de cel, bijvoorbeeld zaadcellen.

Centriolen

• FuncGe: essenGeel voor celdeling

Plasmamembraan

• FuncGe: reguleert de beweging van stoffen in en uit de cel en draagt informaGe over.
• Opbouw:
o Fosfolipiden: lipidendubbellaag met polaire koppen en niet-polaire staarten.
o Cholesterol: verhoogt mechanische sterkte en verankert eiwihen.
o Eiwihen: transporteren moleculen en informaGe, verankeren het cytoskelet.
o Suikermoleculen op membraan spelen een rol bij de herkenning van cellen die tot ons
lichaam behoren

• Eigenschappen:

o Geen starre structuur, vorm wordt behouden door inwendige structuur van de cel.
o Fosfolipiden en eiwihen niet verankerd op specifieke posiGes.

,Transport doorheen het plasmamembraan:

Passief transport: zonder energieverbruik

• Diffusie: beweging van moleculen van hoge naar lage concentraGe.

- Diffusie door de lipidedubbellaag
- Diffusie door kanalen opgebouwd uit eiwihen
- Gefaciliteerd vervoer: molecuul hecht zich aan membraaneiwit -> vorm of oriëntaGe
van eiwit verandert -> molecuul naar andere kant van membraan gebracht

• Osmose: diffusie van water door een selecGef permeabel membraan; osmoGsche druk =
vloeistofdruk die nodig is om osmose precies tegen te gaan




Ac/ef transport: tegen concentraGegradiënt in, vereist gebruik van energie

- Breken ATP af tot ADP en fosfaatgroep, en gebruiken de vrijgekomen energie om
moleculen te verplaatsen
- Transporteiwihten -> pompen, belangrijkste: natrium-kalium pomp




Bulk transport: als moleculen te groot zijn voor acGef of passief transport

• Endocytose: verplaatst materialen de cel in
• Exocytose: verplaatst materialen de cel uit

,Transport van informaGe over het plasmamembraan

Receptoreiwihen in het plasmamembraan ontvangen en verzenden informaGe:

• Signaalmoleculen binden aan receptoren, veroorzaken biochemische reacGes binnen de cel
zonder dat de moleculen passeren over het membraan.

De Natrium-Kalium Pomp

Deze pomp handhaa] het celvolume door natrium uit en kalium in de cel te transporteren,
essenGeel voor cellulaire funcGes. Proces:

1. 3 natriumionen binden zich aan de pomp.
2. ATP wordt afgebroken, energie verandert de pomp van vorm.
3. Natrium wordt uitgestoten en 2 kaliumionen binden zich, waarna ze de cel in worden
gebracht

Plasmamembraan is permeabel voor K dus dit proces verhoogt K concentraGe niet veel omdat
deze er toch gemakkelijk uit kunnen maar houdt de concentraGe van Na+ laag, cruciaal voor
celvolume en funcGe (aantal ionen in de cel van 3 naar 2 gebracht).

, Cellulaire vloeistof

De toniciteit (concentraGe opgeloste stoffen) van de extracellulaire vloeistof is cruciaal voor het
celvolume.

• Isotoon: dezelfde concentraGe als intracellulaire vloeistof, behoudt celvolume.
• Hypertoon: hogere concentraGe buiten de cel, waardoor de cel krimpt.
• Hypotoon: lagere concentraGe buiten de cel, waardoor de cel opzwelt en kan openbarsten


Cellen gebruiken en transporteren materie en energie

Metabolisme:

• Het totaal van alle chemische reacGes in een organisme, inclusief anabolisme (opbouw) en
katabolisme (aPraak).
• Elke reacGe vereist specifiek enzym + metabolisme vergt veel energie
• Soorten metabole routes:

o Lineair: product van de ene reacGe wordt het substraat (startmateriaal) van de
andere reacGe
o Cyclus: substraat moleculen komen binnen en productmoleculen gaan weg

Energiebron van de cel

• ATP -> ADP + P + energie
• ATP halen uit glucose (meestal), vehen of eiwihen

Energiebron: Glucose

• 1 glucosemolecule levert 36 ATP-moleculen op.

1. Glycolyse: glucose molecule opgesplitst in twee pyruvaatmoleculen
2. De voorbereidende stap: pyruvaatmolecuul in mitochondrion levert acetyl CoA op
3. De citroenzuurcyclus: acetyl CoA wordt volledig afgebroken
4. Elektronentransportsysteem: ATP geproduceert