HOOFDSTUK 1 : BIOCHEMISTRY : IN AWE OF LIFE
1. Life in a nutshell
1.1 Biochemical Unity Underlies Biological Diversity
uniek op de aarde : leven weerstond de test van de tijd en is geëvolueerd over biljoenen
jaren tot vele vss vormen
Biochemie = tak van de wetenschap die zich bezig houdt met de onderliggende moleculaire
en cellulaire processen dat zorgen voor leven ( laat de werking van natuurlijke wereld zien)
Hoe leven is geëvolueerd :
- 24u = 4.6 biljoen jaren
- In het begin gebeurt niks :
primordiale soep
- wij pas heel laat, zijn er nog
nt lang
De protobacteria gaven aanleiding tot mitochondriën
De cyanobacteria gaven aanleiding tot chloroplasten
Ook de virussen mogen nt vergeten worden (nt echt levende entiteit)
8,7 miljoen vss species , zien er allemaal anders uit en allemaal aangepast aan hun habitat
Levende organismen hebben cellulair bestaan
Zien er allemaal anders uit , moeilijk onderscheiden
Leven heeft ook een moleculair design
- Biochemische uniteit heeft onderliggende biologische
diversiteit
- Ook al zien twee organismen er totaal vss uit, de processen
op cellulair en moleculair niveau zijn vaak quasi gelijk
1.2 Biological Molecules Arose from Inorganic Materials
Organische moleculen nodig om cellen te bouwen MAAR van waar kwamen de eerste
organische moleculen??
Hypothese 1 : abiotische / anorganische afkomst
Stanley Miller
500 ml water (≈ oceaan) koken tot stoom , bol met anoxic
gas mixture van CH4, NH3,H2 (≈ atmosfeer) , 60.000 volt
, (≈ bliksem) , condensor koelt gassen om H20 genereren
(≈ regen) , recirculatie
resultaat : - gas bevat CO2 en CO
- vloeistof bevat organische compounds (aminozuren, lactaat, acetaat,…)
Verfijning van Miller experiment
- zelfde experimentele set-up
- H2S om de vulkanische activiteit na te bootsen
- gebruik van UV radiatie in plaats van lightning
resultaat : - gas bevat CO2 en CO
- vloeistof bevat bredere variatie van organische compounds
Hypothese 2 : buitenaardse oorsprong
- komeetstof met organische compounds gevonden op aarde
- dus organische compounds naar aarde gebracht via kometen en meteoren
Hypothese 1? 2? Combinatie?
- Eind resultaat = creatie primordiale soep (oplossing met organische
compounds in primitieve oceanen waarvan men denkt dat leven ontstaan is)
- organische compounds gekarakteriseerd door functionele groep
- reacties tussen moleculen kunnen doorgaan , condensatie reacties ,
maar beperkt door grote ruimte dus moest beperkt worden in ruimte
1.3 Living Organisms Have a Cellular Existence
Vetachtige molecule in de primordiale soep vormde gesloten vesikels en vingen daardoor
biomoleculen in een beperkte ruimte ( = ontstaan LUCA = Last Universal Common Ancester)
Ontstaan van de prokaryoten (omvat twee van de drie domeinen van het leven)
Anaerobe prokaryoten
- aarde was anoxisch
- wss extremofielen
- wss chemotrofen ( = organisme dat energie krijgt door oxidatie van chemische brandstof)
- chemoheterotrofen (energie door oxidatie van organische compounds en gebruik
organische compounds en geen CO2 als bron van koolstof voor groei en biomassa synthese)
gevolgd door chemoautotrofen (energie door oxidatie van anorganische compounds en
gebruiken CO2 als bron van koolstof)
Fototrofe (organisme dat energie krijgt van licht) door de evolutie van fotosynthese
- eerst anoxygeen
- dan oxygeen
- eerst concentratie O2 laag , dan steeds hoger tot ≈ 20%veel levensvormen dood : toxisch
- fotoautotrofen : energie van licht en gebruiken CO2 als bron van koolstof
fotoheterotrofen : energie van licht en gebruiken organische compounds als bron van C
1. Life in a nutshell
1.1 Biochemical Unity Underlies Biological Diversity
uniek op de aarde : leven weerstond de test van de tijd en is geëvolueerd over biljoenen
jaren tot vele vss vormen
Biochemie = tak van de wetenschap die zich bezig houdt met de onderliggende moleculaire
en cellulaire processen dat zorgen voor leven ( laat de werking van natuurlijke wereld zien)
Hoe leven is geëvolueerd :
- 24u = 4.6 biljoen jaren
- In het begin gebeurt niks :
primordiale soep
- wij pas heel laat, zijn er nog
nt lang
De protobacteria gaven aanleiding tot mitochondriën
De cyanobacteria gaven aanleiding tot chloroplasten
Ook de virussen mogen nt vergeten worden (nt echt levende entiteit)
8,7 miljoen vss species , zien er allemaal anders uit en allemaal aangepast aan hun habitat
Levende organismen hebben cellulair bestaan
Zien er allemaal anders uit , moeilijk onderscheiden
Leven heeft ook een moleculair design
- Biochemische uniteit heeft onderliggende biologische
diversiteit
- Ook al zien twee organismen er totaal vss uit, de processen
op cellulair en moleculair niveau zijn vaak quasi gelijk
1.2 Biological Molecules Arose from Inorganic Materials
Organische moleculen nodig om cellen te bouwen MAAR van waar kwamen de eerste
organische moleculen??
Hypothese 1 : abiotische / anorganische afkomst
Stanley Miller
500 ml water (≈ oceaan) koken tot stoom , bol met anoxic
gas mixture van CH4, NH3,H2 (≈ atmosfeer) , 60.000 volt
, (≈ bliksem) , condensor koelt gassen om H20 genereren
(≈ regen) , recirculatie
resultaat : - gas bevat CO2 en CO
- vloeistof bevat organische compounds (aminozuren, lactaat, acetaat,…)
Verfijning van Miller experiment
- zelfde experimentele set-up
- H2S om de vulkanische activiteit na te bootsen
- gebruik van UV radiatie in plaats van lightning
resultaat : - gas bevat CO2 en CO
- vloeistof bevat bredere variatie van organische compounds
Hypothese 2 : buitenaardse oorsprong
- komeetstof met organische compounds gevonden op aarde
- dus organische compounds naar aarde gebracht via kometen en meteoren
Hypothese 1? 2? Combinatie?
- Eind resultaat = creatie primordiale soep (oplossing met organische
compounds in primitieve oceanen waarvan men denkt dat leven ontstaan is)
- organische compounds gekarakteriseerd door functionele groep
- reacties tussen moleculen kunnen doorgaan , condensatie reacties ,
maar beperkt door grote ruimte dus moest beperkt worden in ruimte
1.3 Living Organisms Have a Cellular Existence
Vetachtige molecule in de primordiale soep vormde gesloten vesikels en vingen daardoor
biomoleculen in een beperkte ruimte ( = ontstaan LUCA = Last Universal Common Ancester)
Ontstaan van de prokaryoten (omvat twee van de drie domeinen van het leven)
Anaerobe prokaryoten
- aarde was anoxisch
- wss extremofielen
- wss chemotrofen ( = organisme dat energie krijgt door oxidatie van chemische brandstof)
- chemoheterotrofen (energie door oxidatie van organische compounds en gebruik
organische compounds en geen CO2 als bron van koolstof voor groei en biomassa synthese)
gevolgd door chemoautotrofen (energie door oxidatie van anorganische compounds en
gebruiken CO2 als bron van koolstof)
Fototrofe (organisme dat energie krijgt van licht) door de evolutie van fotosynthese
- eerst anoxygeen
- dan oxygeen
- eerst concentratie O2 laag , dan steeds hoger tot ≈ 20%veel levensvormen dood : toxisch
- fotoautotrofen : energie van licht en gebruiken CO2 als bron van koolstof
fotoheterotrofen : energie van licht en gebruiken organische compounds als bron van C
