Biomoleculen en cellen
Algemene info
• Deel 1: biomoleculen
• Deel 2: cellen
o Je kan wel aparte herexamen hebben voor niet geslaagde deel
maar als je dan niet geslaagd bent moet je heel het vak
meenemen naar 2de jaar.
Deel 1 : Biomoleculen ( 12/20)
• 6 hoofdstukken
• Alle belangrijke klasse van biomoleculen ( 6 klassen dus)
o Laatst les = 2 ziektes bekijken ( met alle geziene biomoleculen die
samen gaan werken )
• Extra opdrachten om te oefenen per hoofdstuk
o 60 vragen
• Structuren
o Lijst structuren te kennen : op BB en in cursus
o 5 tekenen + 5 herkennen = op Exam
Geen 40% op 1 donderdeel = punten worden niet geteeld
( monitoraat chemie)
DEEL1: Biomoleculen
Hoofstuk 1 : Inleiding
- Nodig voor toekomstige vakken in de 2de jaar en in geneeskunde
• Alle eigenschappen van het leven = bepaald door
biomoleculen
o Voortplanting , groei , metabolisme etc
• We praten nu over ➔ biochemische niveau
o Van grote eiwitten tot kleine aminozuren etc
,Schaal
= we gebruiken vaak
Ångström
- Nooit gevraagd
= omreken
- Vaak = heel snel
Welke biomoleculen gaan we bekijken:
- Eiwitten
- Suikers ( sachariden )
- Nucleïnezuren
- Vetten ( lipiden )
En in de intro ( nu) = water → want ..
- alle biomoleculen komen voor in een waterige omgeving
- Heel veel van de gedrag van biomoleculen heeft te maken met H2O
Chemische samenstelling van biomoleculen :
!!Micromoleculen : komen in heel
kleine hoeveelheden voor dus zelfs
kleine veranderingen in
concentratie = HEEL GROTE
impact / gevolgen
, Bvb. ijzer te kort = vaker bij meisjes ( komt voor in hoofdstuk eiwitten =
hemoglobine)
- Minder ijzer = minder hemoglobine aanmaak= minder O2
transporteren=bloed armoede
o Heeft minder te maken met te weinig ijzer consumeren ( via eten ) =
vaak → mensen kunnen niet efficiënt ijzer uit hun voedsel opnemen
• Bij elke molecule bespreken we : Drie dimensionele structuur
o Voorbeeld : enzymatische reactie →
= mutaties → waar het gebeurt en het effect op de 3d structuur zal bepalen wat
de effecten zijn.
Dus we kijken niet allen naar de samenstellingen van de elementen maar
ook altijd naar de 3D structuur.
Voorstelling 3D structuur
• Space filling model : atomen voorgesteld als bolletjes
▪ Groote van elke atoom komt overeen met de
ruimte het inneemt
• Ball & Stick model : atomen voorgesteld als bollen bindingen
als stick
▪ Dus zo kunnen we nu de bingingen ook goed zien
,Bindingen en functionele groepen
• Zeer veel verschillende interacties mogelijk
o Afhankelijk aan welke elementen dat er daar
staan
• Worden onderverdeeld in :
o Covalente interacties
▪ Vast en heel stevig
o Niet covalente interacties
▪ Meestal dit
▪ Niet vast , kunnen verbroken worden =
flexibiliteit
a) Covalente bindingen
• Binding waarbij = e- delen
• NIET complete transfer ven e- ( ionaire bindingen )
o Bij C – C bindingen bvb
- Overzicht : soorten covalente bindingen
, b) Niet covalente bindingen
• Hebben = groot effect op structuur ( vd biomoleculen)
• Kunnen heel veel verschillende ncb in 1 structuur voorkomen
- Individueel (zeer) zwak , maar samengeteld zorgen ervoor stabiliteit (molecule)
o Individueel zwak = dus makkelijk te verbreken
• hierdoor : zorgt ervoor = hoge flexibiliteit( nodig voor
structuur vd. biomolecule)
- overzicht verschillende soorten
Dipoolinteracties
a)Permanente dipolen
o ongelijke verdeling van lading ( 1 uiteinde positiever )
o netto lading → kan 0 zijn ( maar dat betekent niet dat er geen lading is →
maar de som = 0)
- Dipool moment μ ➔ maat voor de polariteit vd molecule
o Vector met μ= qx ( q=lading ; x=afstand)
b)Geïnduceerde dipool
- afhankelijk van de situatie
- bvb: in elek. veld
, • De structuur vd molecule heeft zeker effect op de dipoolmoment
Van der waals krachten
• Atomen –> hebben elektronenwolken rond zich
o Wnr de wolken te dicht bij elkaar komen = afstoten kracht = 𝑟 12
• Van der Waals radius = minimumafstand waarop 2 atomen kunnen naderen
Black curve : samenstelling van de
aantrekking en afstotingsenergie
Blue: afstotingsenergie
Red: aantrekkingsenergie
-Begin= te ver van elkaar
-komen dichter bij elkaar en er is
aantrekkingskracht
-op een moment zijn de e- wolken zo dicht
bij elkaar dat = komen in contact → ineens
een heel sterke/ grootte afstotingskracht
• Dit zorgt ervoor dat ➔ sommige bewegingen in biomoleculen niet mogelijk zijn
o Denk aan de bolletjes : je kan die verder laten draaien tot dat ze in contact
komen ( dat STOPT = kunnen niet verder)
,Waterstofbruggen
• Krachten tussen een waterstofatoom en een e- paar (ve sterk elektronegatief
atoom)
Zoutbruggen
- Elektrostatische bindingen tussen 2 tegengestelde geladen atomen
o Komt niet vaak voor
Hydrofobe interacties
- Anders om: gaan geen interacties aangaan met water maar met elkaar
- Bij groepen die geen interactie aangaan met water.
o Minimaliseren van het contact opp. tussen de hydrofobe structuren
▪ Het feit dat sommige groepen geen interacties willen aangaan
met water is een groot drijvende kracht voor = eiwitten
vorming( zien straks)
WATER
Wrm gaan we dit bespreken ?
• Alle biomoleculen komen voor in waterige omgeving
• H2O heeft effect op hun vorm
• Zorgt voor transport van biomoleculen naar/van de chem reactie
• Kan actief rol nemen in chem processen ( bvb. fotosynthese)
• Fotosynthese -> oxidatie van h2o met vorming van zuurstof
Eigenschappen van water
VORM : Niet lineair → tetraëders structuur
o Want O heeft nog 2 vrije e-
POLARITEIT : water = polaire molecule
o Elektrostatische interacties zijn crutiaal
,WATERSTOFBRUGVORMING : water moleculen = dipolen
o Oriënteren zich met de vorming van waterstofbruggen →
cohesie
- Kan max 4 watermoleculen kunnen ze interactie aangaan =
want 4 plekken( waar en binding plaats kan vinden )
DIT = Zorgt voor heel specifieke eig van water :
o Cohesie = water hangt aan elkaar vast !!
Structuur ijs
• Geordend structuur
o Elke watermolecule = vormt H-brug met 4 andere
▪ Vormt tetraëder
-Open structuur → water zet zich uit bij bevriezen
- door dit eigenschap kan ijs drijven op water ( andere bevroren
vloeistoffen niet ) = aarde ziet er nu zo uit
- ijstijden = ijs heeft kunnen smelten omdat het op water kan
drijven ( het blijft niet aan de bodem )
Vloeibare structuur water
• Wat gebuurt er wnr ijs naar vloeibaar ga ?
o Vloeibare water is niet rigide –> en heeft nog altijd heel veel waterstof
bruggen
▪ 15% minder dan bij ijs
o Heel dynamisch = elke H2O molecule neemt een ander plaats in elke
10^-12 s ➔ de waterstofbruggen gaan heel de tijd van plaats
veranderen
Water als oplosmiddel
• = ideale oplosmiddel
• We gaan er vanuit dat we altijd H2O gebruiken als oplosmiddel
o Wat is dat ‘oplossen’ :
→Oplosbaarheid product = kan beter( liever) interageren met solvent dan met eigen
moleculen
- Bvb . sucrose en zout gaan oplossen in H2O = ze gaan geen interactie
aangaan met ander suiker of zout korrels maar met H20 ;; vet bvb NIET
, • Vooral polaire & ionaire moleculen = goed opgelost in H2O
o Hydrofiel
▪ Polaire structuren zijn ook hydrofiel
• Apolaire moleculen = oplosbaar in apolaire solvent
o Hydrofoob
▪ Bvb . Vet oplossen ?= detergent/zeep nodig of een organische
product ( methanol / ethanol bvb)
• Als je een vlek wilt weg doen van kleding bvb gebruik je
organische solventen
Oplossen van moleculen
- Oplossen = omringt zijn door een watermantel die zich afhankelijk van de
molecule die daarin zit met de positieve of negatieve kanten naar de water
gericht zijn . bvb
Hydrofobe effect
- Het tegengestelde
- (Apolair) Niet polaire stof → niet oplossen !
- Hydrofobe effect : minimaliseren van contact met H2O
→Amfipatische moleculen : deel hydrofoob – deel hydrofiel
• Nodig omdat zelfs de meest hydrofobe biomoleculen
zoals vet , nog steeds in contact gaan moet komen
met water
• Hebben heel klein deeltje van boven die wel kan
interageren met water
o Zo organiseren dat alle hydrofiele
delen samen zijn en enkel hun met H2O
interageren
, Kleine herhaling
What makes smthn polar :
-Different atoms bonded (large electronegativity difference)
- Asymmetrical molecular shape
- Lone pairs on central atom
- Symmetrical molecule with identical atoms
Ionisaite van water
• Water = neutraal molecule , met kleine neiging tot ionisatie
o Kleine gedeelte van dat water gaat toch uiteen vallen
• Proton→ H3O+
o Proton = heel reactief dus bindt direct met een H3 ion
• Proton zitten niet stil → protonjumping
o Proton kan heel snel van ene naar andere molecule gaan in
een waterige omgeving
Dissociatie van water
Recap : dissociatiereactie is een reactie waarbij een verbinding in oplossing
uiteenvalt in ionen.
• Meeste reacties in water ! dus…
o We gaan de Kw als constant beschouwen
o
pH
vergelijking Sorensen
• Hoe hoger de pH = hoe lager de concentratie van H+
Algemene info
• Deel 1: biomoleculen
• Deel 2: cellen
o Je kan wel aparte herexamen hebben voor niet geslaagde deel
maar als je dan niet geslaagd bent moet je heel het vak
meenemen naar 2de jaar.
Deel 1 : Biomoleculen ( 12/20)
• 6 hoofdstukken
• Alle belangrijke klasse van biomoleculen ( 6 klassen dus)
o Laatst les = 2 ziektes bekijken ( met alle geziene biomoleculen die
samen gaan werken )
• Extra opdrachten om te oefenen per hoofdstuk
o 60 vragen
• Structuren
o Lijst structuren te kennen : op BB en in cursus
o 5 tekenen + 5 herkennen = op Exam
Geen 40% op 1 donderdeel = punten worden niet geteeld
( monitoraat chemie)
DEEL1: Biomoleculen
Hoofstuk 1 : Inleiding
- Nodig voor toekomstige vakken in de 2de jaar en in geneeskunde
• Alle eigenschappen van het leven = bepaald door
biomoleculen
o Voortplanting , groei , metabolisme etc
• We praten nu over ➔ biochemische niveau
o Van grote eiwitten tot kleine aminozuren etc
,Schaal
= we gebruiken vaak
Ångström
- Nooit gevraagd
= omreken
- Vaak = heel snel
Welke biomoleculen gaan we bekijken:
- Eiwitten
- Suikers ( sachariden )
- Nucleïnezuren
- Vetten ( lipiden )
En in de intro ( nu) = water → want ..
- alle biomoleculen komen voor in een waterige omgeving
- Heel veel van de gedrag van biomoleculen heeft te maken met H2O
Chemische samenstelling van biomoleculen :
!!Micromoleculen : komen in heel
kleine hoeveelheden voor dus zelfs
kleine veranderingen in
concentratie = HEEL GROTE
impact / gevolgen
, Bvb. ijzer te kort = vaker bij meisjes ( komt voor in hoofdstuk eiwitten =
hemoglobine)
- Minder ijzer = minder hemoglobine aanmaak= minder O2
transporteren=bloed armoede
o Heeft minder te maken met te weinig ijzer consumeren ( via eten ) =
vaak → mensen kunnen niet efficiënt ijzer uit hun voedsel opnemen
• Bij elke molecule bespreken we : Drie dimensionele structuur
o Voorbeeld : enzymatische reactie →
= mutaties → waar het gebeurt en het effect op de 3d structuur zal bepalen wat
de effecten zijn.
Dus we kijken niet allen naar de samenstellingen van de elementen maar
ook altijd naar de 3D structuur.
Voorstelling 3D structuur
• Space filling model : atomen voorgesteld als bolletjes
▪ Groote van elke atoom komt overeen met de
ruimte het inneemt
• Ball & Stick model : atomen voorgesteld als bollen bindingen
als stick
▪ Dus zo kunnen we nu de bingingen ook goed zien
,Bindingen en functionele groepen
• Zeer veel verschillende interacties mogelijk
o Afhankelijk aan welke elementen dat er daar
staan
• Worden onderverdeeld in :
o Covalente interacties
▪ Vast en heel stevig
o Niet covalente interacties
▪ Meestal dit
▪ Niet vast , kunnen verbroken worden =
flexibiliteit
a) Covalente bindingen
• Binding waarbij = e- delen
• NIET complete transfer ven e- ( ionaire bindingen )
o Bij C – C bindingen bvb
- Overzicht : soorten covalente bindingen
, b) Niet covalente bindingen
• Hebben = groot effect op structuur ( vd biomoleculen)
• Kunnen heel veel verschillende ncb in 1 structuur voorkomen
- Individueel (zeer) zwak , maar samengeteld zorgen ervoor stabiliteit (molecule)
o Individueel zwak = dus makkelijk te verbreken
• hierdoor : zorgt ervoor = hoge flexibiliteit( nodig voor
structuur vd. biomolecule)
- overzicht verschillende soorten
Dipoolinteracties
a)Permanente dipolen
o ongelijke verdeling van lading ( 1 uiteinde positiever )
o netto lading → kan 0 zijn ( maar dat betekent niet dat er geen lading is →
maar de som = 0)
- Dipool moment μ ➔ maat voor de polariteit vd molecule
o Vector met μ= qx ( q=lading ; x=afstand)
b)Geïnduceerde dipool
- afhankelijk van de situatie
- bvb: in elek. veld
, • De structuur vd molecule heeft zeker effect op de dipoolmoment
Van der waals krachten
• Atomen –> hebben elektronenwolken rond zich
o Wnr de wolken te dicht bij elkaar komen = afstoten kracht = 𝑟 12
• Van der Waals radius = minimumafstand waarop 2 atomen kunnen naderen
Black curve : samenstelling van de
aantrekking en afstotingsenergie
Blue: afstotingsenergie
Red: aantrekkingsenergie
-Begin= te ver van elkaar
-komen dichter bij elkaar en er is
aantrekkingskracht
-op een moment zijn de e- wolken zo dicht
bij elkaar dat = komen in contact → ineens
een heel sterke/ grootte afstotingskracht
• Dit zorgt ervoor dat ➔ sommige bewegingen in biomoleculen niet mogelijk zijn
o Denk aan de bolletjes : je kan die verder laten draaien tot dat ze in contact
komen ( dat STOPT = kunnen niet verder)
,Waterstofbruggen
• Krachten tussen een waterstofatoom en een e- paar (ve sterk elektronegatief
atoom)
Zoutbruggen
- Elektrostatische bindingen tussen 2 tegengestelde geladen atomen
o Komt niet vaak voor
Hydrofobe interacties
- Anders om: gaan geen interacties aangaan met water maar met elkaar
- Bij groepen die geen interactie aangaan met water.
o Minimaliseren van het contact opp. tussen de hydrofobe structuren
▪ Het feit dat sommige groepen geen interacties willen aangaan
met water is een groot drijvende kracht voor = eiwitten
vorming( zien straks)
WATER
Wrm gaan we dit bespreken ?
• Alle biomoleculen komen voor in waterige omgeving
• H2O heeft effect op hun vorm
• Zorgt voor transport van biomoleculen naar/van de chem reactie
• Kan actief rol nemen in chem processen ( bvb. fotosynthese)
• Fotosynthese -> oxidatie van h2o met vorming van zuurstof
Eigenschappen van water
VORM : Niet lineair → tetraëders structuur
o Want O heeft nog 2 vrije e-
POLARITEIT : water = polaire molecule
o Elektrostatische interacties zijn crutiaal
,WATERSTOFBRUGVORMING : water moleculen = dipolen
o Oriënteren zich met de vorming van waterstofbruggen →
cohesie
- Kan max 4 watermoleculen kunnen ze interactie aangaan =
want 4 plekken( waar en binding plaats kan vinden )
DIT = Zorgt voor heel specifieke eig van water :
o Cohesie = water hangt aan elkaar vast !!
Structuur ijs
• Geordend structuur
o Elke watermolecule = vormt H-brug met 4 andere
▪ Vormt tetraëder
-Open structuur → water zet zich uit bij bevriezen
- door dit eigenschap kan ijs drijven op water ( andere bevroren
vloeistoffen niet ) = aarde ziet er nu zo uit
- ijstijden = ijs heeft kunnen smelten omdat het op water kan
drijven ( het blijft niet aan de bodem )
Vloeibare structuur water
• Wat gebuurt er wnr ijs naar vloeibaar ga ?
o Vloeibare water is niet rigide –> en heeft nog altijd heel veel waterstof
bruggen
▪ 15% minder dan bij ijs
o Heel dynamisch = elke H2O molecule neemt een ander plaats in elke
10^-12 s ➔ de waterstofbruggen gaan heel de tijd van plaats
veranderen
Water als oplosmiddel
• = ideale oplosmiddel
• We gaan er vanuit dat we altijd H2O gebruiken als oplosmiddel
o Wat is dat ‘oplossen’ :
→Oplosbaarheid product = kan beter( liever) interageren met solvent dan met eigen
moleculen
- Bvb . sucrose en zout gaan oplossen in H2O = ze gaan geen interactie
aangaan met ander suiker of zout korrels maar met H20 ;; vet bvb NIET
, • Vooral polaire & ionaire moleculen = goed opgelost in H2O
o Hydrofiel
▪ Polaire structuren zijn ook hydrofiel
• Apolaire moleculen = oplosbaar in apolaire solvent
o Hydrofoob
▪ Bvb . Vet oplossen ?= detergent/zeep nodig of een organische
product ( methanol / ethanol bvb)
• Als je een vlek wilt weg doen van kleding bvb gebruik je
organische solventen
Oplossen van moleculen
- Oplossen = omringt zijn door een watermantel die zich afhankelijk van de
molecule die daarin zit met de positieve of negatieve kanten naar de water
gericht zijn . bvb
Hydrofobe effect
- Het tegengestelde
- (Apolair) Niet polaire stof → niet oplossen !
- Hydrofobe effect : minimaliseren van contact met H2O
→Amfipatische moleculen : deel hydrofoob – deel hydrofiel
• Nodig omdat zelfs de meest hydrofobe biomoleculen
zoals vet , nog steeds in contact gaan moet komen
met water
• Hebben heel klein deeltje van boven die wel kan
interageren met water
o Zo organiseren dat alle hydrofiele
delen samen zijn en enkel hun met H2O
interageren
, Kleine herhaling
What makes smthn polar :
-Different atoms bonded (large electronegativity difference)
- Asymmetrical molecular shape
- Lone pairs on central atom
- Symmetrical molecule with identical atoms
Ionisaite van water
• Water = neutraal molecule , met kleine neiging tot ionisatie
o Kleine gedeelte van dat water gaat toch uiteen vallen
• Proton→ H3O+
o Proton = heel reactief dus bindt direct met een H3 ion
• Proton zitten niet stil → protonjumping
o Proton kan heel snel van ene naar andere molecule gaan in
een waterige omgeving
Dissociatie van water
Recap : dissociatiereactie is een reactie waarbij een verbinding in oplossing
uiteenvalt in ionen.
• Meeste reacties in water ! dus…
o We gaan de Kw als constant beschouwen
o
pH
vergelijking Sorensen
• Hoe hoger de pH = hoe lager de concentratie van H+
