Samenvatting Biochemie Hogent
Voedings- en dieetkunde
Oorsprong van het leven................................................................................5
1. 1953, Stanley Miller en Harold Urey............................................................................5
2. Synthese van voorlopercellen (LUCA)..........................................................................5
2.1 RNA vs DNA............................................................................................................ 5
2.2 3 domeinen en 5 rijken........................................................................................... 6
3. Wat is een cel?............................................................................................................ 6
3.1 Prokaryote cellen.................................................................................................... 6
3.2 Eukaryote cellen..................................................................................................... 7
Biomoleculen.................................................................................................9
1. water........................................................................................................................... 9
1.1 Verdeling van water in het lichaam.........................................................................9
1.2 % water in producten............................................................................................. 9
1.3 Functies................................................................................................................ 10
1.4 Eigenschappen..................................................................................................... 10
2. Koolstofverbindingen................................................................................................. 11
2.1 Belangrijke functies in biomoleculen....................................................................11
2.2 Voedingsstoffen die C bevatten............................................................................11
2.3 Homeostase.......................................................................................................... 11
3. Biomoleculen............................................................................................................. 12
3.1 Suikers-sachariden-koolhydraten..........................................................................12
3.2 Vetten – lidpiden................................................................................................... 13
3.3 Aminzuren en eiwitten.......................................................................................... 15
3.4 Mineralen.............................................................................................................. 18
3.5 Vitaminen............................................................................................................. 18
Enzymologie................................................................................................ 19
1. De niet-gekatalyseerde chemische reactie................................................................19
1.1 Activeringsenergie (EA)......................................................................................... 19
1.2 Chemische energie............................................................................................... 21
2. De gekatalyseerde reactie.........................................................................................21
2.1 Biochemische reacties.......................................................................................... 22
2.2 Lock and key model.............................................................................................. 22
2.3 Induced fit............................................................................................................ 22
3. Enzymkinetiek........................................................................................................... 23
3.1 Michaëlis-Menten kinetiek....................................................................................23
3.2 Factoren die de enzymkinetiek beïnvloeden.........................................................24
4. Soorten enzymen...................................................................................................... 24
5. Cofactoren................................................................................................................. 25
5.1 Co-enzymen......................................................................................................... 25
5.2 Redoxco-enzymen................................................................................................ 26
5.3 Co-enzymen die een groep overdragen................................................................26
6. Regulatie van enzymatische activiteit.......................................................................26
1
, 6.1 Regulatie door inhibitoren die binden in het actief centrum.................................26
6.2 Regulatie door conformationele veranderingen....................................................27
6.3 regulatie metabole pathways...............................................................................28
7. Proteolytische activatie van zymogenen...................................................................28
7.1 Aspirine = acetylsalicylzuur NK............................................................................29
7.2 Eicosanoïden NK................................................................................................... 29
7.3 Enzyminhibitie NK................................................................................................. 30
Bouw van een menselijke cel........................................................................31
1. Plasmamembraan = jasje vd cel...............................................................................31
1.1 Transporteiwitten of membraanproteïnen.............................................................32
1.2 Suikers.................................................................................................................. 32
1.3 Lipiden.................................................................................................................. 32
2. Celkern of nucleus..................................................................................................... 32
3. Cytoplasma............................................................................................................... 32
3.1 Cytosol.................................................................................................................. 32
3.2 Celorganellen........................................................................................................ 33
Membraantransport.....................................................................................34
1. Transport over het celmembraan..............................................................................34
1.1 Transport van kleine moleculen............................................................................35
1.2 Transport van grote moleculen en ionen...............................................................35
2. Passief transport........................................................................................................ 36
2.1 Diffusie................................................................................................................. 36
2.2 Osmose................................................................................................................ 36
2.3 Gefaciliteerd diffusie............................................................................................. 38
3. Actief transport......................................................................................................... 38
3.1 Primair transport = ionenpomp............................................................................38
3.2 Secundair transport.............................................................................................. 39
4. Transport van vetten in het lichaam NK.....................................................................39
4.1 Lipidentransport in bloed NK................................................................................39
4.2 Bouw van lipoproteïne NK.....................................................................................39
4.3 belangrijke lipoproteïne NK...................................................................................39
4.4 Samenstelling lipoproteïne NK..............................................................................39
4.5 Metingen van cholesterol in het bloed NK.............................................................39
5. Case Study: mucoviscidose NK..................................................................................40
Eiwitsynthese............................................................................................... 41
1. DNA........................................................................................................................... 41
1.1 Nucleïnezuren: polymeren van nucleotide............................................................41
1.2 Genoom................................................................................................................ 41
1.3 Codering van de genetische informatie................................................................41
2. RNA........................................................................................................................... 42
2.1 Messenger RNA (mRNA).......................................................................................42
2.2 Ribosomaal RNA (rRNA)........................................................................................42
2.3 Transfer RNA (tRNA).............................................................................................. 42
3. Transcriptie: DNA naar mRNA....................................................................................43
2
, 4. RNA modificaties....................................................................................................... 43
5. Translatie in de ribosomen........................................................................................43
6. Posttranslationele modificaties..................................................................................44
7. Epigentica................................................................................................................. 44
8. CASE STUDY: muizen................................................................................................. 44
Signalisatie.................................................................................................. 45
1. Communicatie........................................................................................................... 45
1.1 1) DIRECT contact via gespecialiseerde, DIRECTE verbindingen tussen cellen (bv.
ligand)........................................................................................................................ 45
1.2 2) CHEMISCHE boodschappers : extracellulaire signaalmoleculen.......................45
1.3 Communicatie berust op:.....................................................................................45
1.4 Chemische communicatie.....................................................................................45
2. Stap 1: secretie......................................................................................................... 46
3. Stap 2: transport....................................................................................................... 46
4. Stap 3: binden aan receptor......................................................................................47
5. Stap 4: signaaltransductie met eventuele aanmaak ‘second messenger’.................47
6. Stap 5: terminatie...................................................................................................... 47
Biodiversiteit............................................................................................... 49
1. Nood aan orde in de biodiversiteit.............................................................................49
2. Ontstaan van soorten................................................................................................49
3. Manieren om te classificeren.....................................................................................49
3.1 5 rijken door Robert Whittaker..............................................................................50
3.2 3 domeinen of evolutielijnen door Woese.............................................................50
4. Omstreden plaats van virussen en prionen...............................................................50
4.1 Virussen................................................................................................................ 50
4.2 Prionen................................................................................................................. 51
5. Belang van Bacteria, Archae, Protista, Fungi en Animalia voor mens........................51
5.1 Belang van domein Archae...................................................................................51
5.2 Belang van domein Bacteria.................................................................................51
5.3 Belang van Protista............................................................................................... 52
5.4 Belang van Fungi.................................................................................................. 52
5.5 Belang van animalia............................................................................................. 53
6. Belang van Plantae voor onze voeding......................................................................53
6.2 Structuren bij planten voorbeelden te kennen !!..................................................54
6.3 Enkele plantenfamilies.......................................................................................... 55
Biotechnologie in voeding en gezondheid......................................................56
1. Geschiedenis van landbouw en voeding....................................................................56
2. Technieken uit de (gen)biotechnologie......................................................................57
2.1 In vitro kweek....................................................................................................... 57
2.2 Genetische vingerafdrukken.................................................................................58
2.3 Gentechnologie bij bacteriën: recombinant-DNA techniek....................................58
3
, 2.4 Gentechnologie bij planten...................................................................................60
2.5 Gentechnologie bij dieren.....................................................................................60
2.6 Gentechnologie bij mensen..................................................................................60
3. Werkterreinen van de biotechnologie........................................................................61
3.1 Landbouw............................................................................................................. 61
3.2 Producten in de winkel.......................................................................................... 61
3.3 Toekomst.............................................................................................................. 62
4
,Oorsprong van het leven
Oerknal ca. 15 miljard jaar geleden
Temperatuur en druk stijgen: nucleaire reacties (kernfusie)
We zijn opgebouwd uit sterrenstof.
Ontstaan zon, aarde, … ca. 4,6 miljard jaar geleden.
Tijdens cambrium periode (ca. 0,5 miljard jaar geleden) ontstaan veel soorten ->
explosieve evolutie van dieren.
Oorsprong van de mens
1. Eerste mensapen ca. 7 miljoen jaar geleden
2. Homo neanderthalensis
3. Homo sapiens
Ontdekking Ötzi in Ötztal, H. sapiens. Voeden zich met granen en vruchten uit de natuur.
We matchen onze voeding niet altijd met wat ons lichaam nodig heeft om goed te kunnen
functioneren, mede door industrialisatie.
Ons genoom is weinig veranderd in de jaren, genetisch niet veel verschillen met nu.
1. 1953, Stanley Miller en Harold Urey
Opzet: Hoe is leven op aarde kunnen ontstaan? Zouden
organische stoffen (bouwstenen voor leven) zijn kunnen
ontstaan uit anorganische stoffen (niet-levend materiaal)?
Experiment: Een glazen bol gevuld met waterdamp en
anorganische stoffen (H2, CH4, NH3). Nadien stuurden ze
elektrische lading door het mengsel (≈ bliksem). En na
enkele dagen ontdekte ze dat er organische stoffen waren
gevormd, zoals aminozuren.
2. Synthese van voorlopercellen (LUCA)
Complexe moleculen polymeriseren gaan samenbinden tot macromoleculen. Ontstaan
van membranen, enzymen, DNA, RNA, … Ontstaan LUCA ‘last universal common
ancestor’ of voorlopercel.
2.1 RNA vs DNA
RNA was hoogstwaarschijnlijk het eerste genetische materiaal, dus voor DNA. DNA zou
een afleiding geweest zijn van het RNA.
5
, 1. RNA-monomeren
2. Vorming van korte RNA-polymeren
3. Assemblage (=samenvoegen van nucleotiden om RNA-keten te vormen) van een
complementaire RNA-keten (koppelingsregels zijn G met C en A met U)
4. De complementaire keten dient als sjabloon voor het maken van een kopie van
oorspronkelijke ‘gen’.
2.2 3 domeinen en 5 rijken
3 domeinen
1. Bacteriën: omvat prokaryote cellen (= organismen zonder celkern)
2. Archaea: omvat prokaryotische, eencellige organismen, maar ze verschillen
genetische en biochemisch van bacteriën.
3. Eukaryoten: omvat alle eukaryote organismen, die cellen met een celkern hebben.
5 rijken
1. Moneren (monera): omvat alle prokaryoten bv. bacteriën en archaea
2. Protisten (protista): omvat eencellige eukaryoten en eenvoudige meercellige
organismen, zoals algen en protozoa.
3. Fungi: omvat alle schimmels, gisten en paddenstoelen.
4. Planten (plantae): omvat alle planten, van mossen tot bloeiende planten
5. Dieren (animalia): omvat alle dieren, van sponzen tot zoogdieren
3. Wat is een cel?
Cellen zijn de bouwstenen van alle planten en dieren. Cellen zijn de kleinste
functionerende eenheden van leven. Cellen worden gevormd door de deling van
eerdere bestaande cellen. In elke cel wordt de homeostase1 gehandhaafd.
3.1 Prokaryote cellen
Eerst ontstaan ‘prokaryote’ cellen. Prokaryoten domineerden de evolutionaire
geschiedenis van 3.5 – 2.0 miljard jaar geleden.
Bevatten geen organellen. Hebben geen kern, DNA ligt los in het cytoplasma. Grootte:
1um.
1
Behoud van evenwicht
6
Voedings- en dieetkunde
Oorsprong van het leven................................................................................5
1. 1953, Stanley Miller en Harold Urey............................................................................5
2. Synthese van voorlopercellen (LUCA)..........................................................................5
2.1 RNA vs DNA............................................................................................................ 5
2.2 3 domeinen en 5 rijken........................................................................................... 6
3. Wat is een cel?............................................................................................................ 6
3.1 Prokaryote cellen.................................................................................................... 6
3.2 Eukaryote cellen..................................................................................................... 7
Biomoleculen.................................................................................................9
1. water........................................................................................................................... 9
1.1 Verdeling van water in het lichaam.........................................................................9
1.2 % water in producten............................................................................................. 9
1.3 Functies................................................................................................................ 10
1.4 Eigenschappen..................................................................................................... 10
2. Koolstofverbindingen................................................................................................. 11
2.1 Belangrijke functies in biomoleculen....................................................................11
2.2 Voedingsstoffen die C bevatten............................................................................11
2.3 Homeostase.......................................................................................................... 11
3. Biomoleculen............................................................................................................. 12
3.1 Suikers-sachariden-koolhydraten..........................................................................12
3.2 Vetten – lidpiden................................................................................................... 13
3.3 Aminzuren en eiwitten.......................................................................................... 15
3.4 Mineralen.............................................................................................................. 18
3.5 Vitaminen............................................................................................................. 18
Enzymologie................................................................................................ 19
1. De niet-gekatalyseerde chemische reactie................................................................19
1.1 Activeringsenergie (EA)......................................................................................... 19
1.2 Chemische energie............................................................................................... 21
2. De gekatalyseerde reactie.........................................................................................21
2.1 Biochemische reacties.......................................................................................... 22
2.2 Lock and key model.............................................................................................. 22
2.3 Induced fit............................................................................................................ 22
3. Enzymkinetiek........................................................................................................... 23
3.1 Michaëlis-Menten kinetiek....................................................................................23
3.2 Factoren die de enzymkinetiek beïnvloeden.........................................................24
4. Soorten enzymen...................................................................................................... 24
5. Cofactoren................................................................................................................. 25
5.1 Co-enzymen......................................................................................................... 25
5.2 Redoxco-enzymen................................................................................................ 26
5.3 Co-enzymen die een groep overdragen................................................................26
6. Regulatie van enzymatische activiteit.......................................................................26
1
, 6.1 Regulatie door inhibitoren die binden in het actief centrum.................................26
6.2 Regulatie door conformationele veranderingen....................................................27
6.3 regulatie metabole pathways...............................................................................28
7. Proteolytische activatie van zymogenen...................................................................28
7.1 Aspirine = acetylsalicylzuur NK............................................................................29
7.2 Eicosanoïden NK................................................................................................... 29
7.3 Enzyminhibitie NK................................................................................................. 30
Bouw van een menselijke cel........................................................................31
1. Plasmamembraan = jasje vd cel...............................................................................31
1.1 Transporteiwitten of membraanproteïnen.............................................................32
1.2 Suikers.................................................................................................................. 32
1.3 Lipiden.................................................................................................................. 32
2. Celkern of nucleus..................................................................................................... 32
3. Cytoplasma............................................................................................................... 32
3.1 Cytosol.................................................................................................................. 32
3.2 Celorganellen........................................................................................................ 33
Membraantransport.....................................................................................34
1. Transport over het celmembraan..............................................................................34
1.1 Transport van kleine moleculen............................................................................35
1.2 Transport van grote moleculen en ionen...............................................................35
2. Passief transport........................................................................................................ 36
2.1 Diffusie................................................................................................................. 36
2.2 Osmose................................................................................................................ 36
2.3 Gefaciliteerd diffusie............................................................................................. 38
3. Actief transport......................................................................................................... 38
3.1 Primair transport = ionenpomp............................................................................38
3.2 Secundair transport.............................................................................................. 39
4. Transport van vetten in het lichaam NK.....................................................................39
4.1 Lipidentransport in bloed NK................................................................................39
4.2 Bouw van lipoproteïne NK.....................................................................................39
4.3 belangrijke lipoproteïne NK...................................................................................39
4.4 Samenstelling lipoproteïne NK..............................................................................39
4.5 Metingen van cholesterol in het bloed NK.............................................................39
5. Case Study: mucoviscidose NK..................................................................................40
Eiwitsynthese............................................................................................... 41
1. DNA........................................................................................................................... 41
1.1 Nucleïnezuren: polymeren van nucleotide............................................................41
1.2 Genoom................................................................................................................ 41
1.3 Codering van de genetische informatie................................................................41
2. RNA........................................................................................................................... 42
2.1 Messenger RNA (mRNA).......................................................................................42
2.2 Ribosomaal RNA (rRNA)........................................................................................42
2.3 Transfer RNA (tRNA).............................................................................................. 42
3. Transcriptie: DNA naar mRNA....................................................................................43
2
, 4. RNA modificaties....................................................................................................... 43
5. Translatie in de ribosomen........................................................................................43
6. Posttranslationele modificaties..................................................................................44
7. Epigentica................................................................................................................. 44
8. CASE STUDY: muizen................................................................................................. 44
Signalisatie.................................................................................................. 45
1. Communicatie........................................................................................................... 45
1.1 1) DIRECT contact via gespecialiseerde, DIRECTE verbindingen tussen cellen (bv.
ligand)........................................................................................................................ 45
1.2 2) CHEMISCHE boodschappers : extracellulaire signaalmoleculen.......................45
1.3 Communicatie berust op:.....................................................................................45
1.4 Chemische communicatie.....................................................................................45
2. Stap 1: secretie......................................................................................................... 46
3. Stap 2: transport....................................................................................................... 46
4. Stap 3: binden aan receptor......................................................................................47
5. Stap 4: signaaltransductie met eventuele aanmaak ‘second messenger’.................47
6. Stap 5: terminatie...................................................................................................... 47
Biodiversiteit............................................................................................... 49
1. Nood aan orde in de biodiversiteit.............................................................................49
2. Ontstaan van soorten................................................................................................49
3. Manieren om te classificeren.....................................................................................49
3.1 5 rijken door Robert Whittaker..............................................................................50
3.2 3 domeinen of evolutielijnen door Woese.............................................................50
4. Omstreden plaats van virussen en prionen...............................................................50
4.1 Virussen................................................................................................................ 50
4.2 Prionen................................................................................................................. 51
5. Belang van Bacteria, Archae, Protista, Fungi en Animalia voor mens........................51
5.1 Belang van domein Archae...................................................................................51
5.2 Belang van domein Bacteria.................................................................................51
5.3 Belang van Protista............................................................................................... 52
5.4 Belang van Fungi.................................................................................................. 52
5.5 Belang van animalia............................................................................................. 53
6. Belang van Plantae voor onze voeding......................................................................53
6.2 Structuren bij planten voorbeelden te kennen !!..................................................54
6.3 Enkele plantenfamilies.......................................................................................... 55
Biotechnologie in voeding en gezondheid......................................................56
1. Geschiedenis van landbouw en voeding....................................................................56
2. Technieken uit de (gen)biotechnologie......................................................................57
2.1 In vitro kweek....................................................................................................... 57
2.2 Genetische vingerafdrukken.................................................................................58
2.3 Gentechnologie bij bacteriën: recombinant-DNA techniek....................................58
3
, 2.4 Gentechnologie bij planten...................................................................................60
2.5 Gentechnologie bij dieren.....................................................................................60
2.6 Gentechnologie bij mensen..................................................................................60
3. Werkterreinen van de biotechnologie........................................................................61
3.1 Landbouw............................................................................................................. 61
3.2 Producten in de winkel.......................................................................................... 61
3.3 Toekomst.............................................................................................................. 62
4
,Oorsprong van het leven
Oerknal ca. 15 miljard jaar geleden
Temperatuur en druk stijgen: nucleaire reacties (kernfusie)
We zijn opgebouwd uit sterrenstof.
Ontstaan zon, aarde, … ca. 4,6 miljard jaar geleden.
Tijdens cambrium periode (ca. 0,5 miljard jaar geleden) ontstaan veel soorten ->
explosieve evolutie van dieren.
Oorsprong van de mens
1. Eerste mensapen ca. 7 miljoen jaar geleden
2. Homo neanderthalensis
3. Homo sapiens
Ontdekking Ötzi in Ötztal, H. sapiens. Voeden zich met granen en vruchten uit de natuur.
We matchen onze voeding niet altijd met wat ons lichaam nodig heeft om goed te kunnen
functioneren, mede door industrialisatie.
Ons genoom is weinig veranderd in de jaren, genetisch niet veel verschillen met nu.
1. 1953, Stanley Miller en Harold Urey
Opzet: Hoe is leven op aarde kunnen ontstaan? Zouden
organische stoffen (bouwstenen voor leven) zijn kunnen
ontstaan uit anorganische stoffen (niet-levend materiaal)?
Experiment: Een glazen bol gevuld met waterdamp en
anorganische stoffen (H2, CH4, NH3). Nadien stuurden ze
elektrische lading door het mengsel (≈ bliksem). En na
enkele dagen ontdekte ze dat er organische stoffen waren
gevormd, zoals aminozuren.
2. Synthese van voorlopercellen (LUCA)
Complexe moleculen polymeriseren gaan samenbinden tot macromoleculen. Ontstaan
van membranen, enzymen, DNA, RNA, … Ontstaan LUCA ‘last universal common
ancestor’ of voorlopercel.
2.1 RNA vs DNA
RNA was hoogstwaarschijnlijk het eerste genetische materiaal, dus voor DNA. DNA zou
een afleiding geweest zijn van het RNA.
5
, 1. RNA-monomeren
2. Vorming van korte RNA-polymeren
3. Assemblage (=samenvoegen van nucleotiden om RNA-keten te vormen) van een
complementaire RNA-keten (koppelingsregels zijn G met C en A met U)
4. De complementaire keten dient als sjabloon voor het maken van een kopie van
oorspronkelijke ‘gen’.
2.2 3 domeinen en 5 rijken
3 domeinen
1. Bacteriën: omvat prokaryote cellen (= organismen zonder celkern)
2. Archaea: omvat prokaryotische, eencellige organismen, maar ze verschillen
genetische en biochemisch van bacteriën.
3. Eukaryoten: omvat alle eukaryote organismen, die cellen met een celkern hebben.
5 rijken
1. Moneren (monera): omvat alle prokaryoten bv. bacteriën en archaea
2. Protisten (protista): omvat eencellige eukaryoten en eenvoudige meercellige
organismen, zoals algen en protozoa.
3. Fungi: omvat alle schimmels, gisten en paddenstoelen.
4. Planten (plantae): omvat alle planten, van mossen tot bloeiende planten
5. Dieren (animalia): omvat alle dieren, van sponzen tot zoogdieren
3. Wat is een cel?
Cellen zijn de bouwstenen van alle planten en dieren. Cellen zijn de kleinste
functionerende eenheden van leven. Cellen worden gevormd door de deling van
eerdere bestaande cellen. In elke cel wordt de homeostase1 gehandhaafd.
3.1 Prokaryote cellen
Eerst ontstaan ‘prokaryote’ cellen. Prokaryoten domineerden de evolutionaire
geschiedenis van 3.5 – 2.0 miljard jaar geleden.
Bevatten geen organellen. Hebben geen kern, DNA ligt los in het cytoplasma. Grootte:
1um.
1
Behoud van evenwicht
6
