Hoofdstuk 2
Een atoom is het kleinste deeltje van een element dat chemisch onderscheiden kan worden.
De karakteristieken van substanties hangen af van welke atomen ze bevatten en hoe deze
gelinkt zijn→ moleculen.
Een atoom heeft een positief geladen kern met protonen en neutronen en is omgeven met
elektronen.
● Atoomnummer: aantal protonen in de kern
○ H: 1
○ C: 6
○ N: 7
○ O: 8
● Massagetal: aantal protonen + neutronen in de kern
Neutronen zorgen voor stabiliteit van de kern. Isotopen zijn dezelfde atomen met evenveel
protonen maar een verschillend aantal neutronen.
Valentie-elektronen zijn het bereikbare deel van atomen en het aantal bepaalt de
chemische activiteit. Ze zijn continu in beweging in bepaalde regio’s (elektronenschillen).
Elektronen in een atoom zijn het meest stabiel als alle elektronen zo sterk mogelijk
gebonden zijn. Edelgassen hebben een buitenste schil die volledig gevuld is met elektronen
→ stabiel en niet reactief. Om de buitenste schil te vullen, interacteren atomen met elkaar.
Twee strategieën:
1. Ionbinding: elektronen worden overgedragen van een atoom naar een ander om de
buitenste schillen gevuld te krijgen.
○ Elektronegativiteit: >1,6
○ Kation: positief geladen ion (heeft elektron verloren)
○ Anion: negatief geladen ion (heeft elektronen gekregen)
2. Covalente binding: twee atomen delen een elektronenpaar om de buitenste schillen
gevuld te krijgen. Atomen met een covalente binding vormen een molecuul.
● Polaire covalente binding: atomen zijn positief of negatief geladen (polen)
○ Elektronegativiteit: tussen 0,5 en 1,6
○ Polaire moleculen kunnen ook interacteren met basen in water en zo
een hydronium-ion H3O+ vormen (zuur). De inhoud van een cel
behoudt neutrale pH door buffers: zwakke zuren en basen die proton
concentraties gelijk houden.
● Apolaire covalente binding: atomen hebben geen lading
○ Elektronegativiteit: <0,5
Waterstofbruggen zijn zwakke bindingen tussen een positief geladen H-atoom in een polair
molecuul en een negatief geladen atoom. Ze kunnen verbroken worden door het enzym
helicase. Hydrofiele substanties kunnen waterstofbruggen vormen en mengen met water,
hydrofobe substanties zijn ongeladen en kunnen dat niet.
Elektrostatische aantrekking is een noncovalente binding tussen ionen (positief en
negatief geladen atomen). Het zijn specifieke bindingen die ook vaak worden gebruikt voor
enzym-substraat binding.
Vanderwaalsbindingen: zwakke interacties tussen atomen die dicht bij elkaar liggen. Ze
komen voort uit schommelingen van elektronenverdeling in een atoom → zorgt voor
aantrekkingskracht.
Hydrofobe krachten: water zet hydrofobe groepen samen om de verstorende effecten op
water te minimaliseren. ‘Hydrofobe bindingen’ komen dus eigenlijk door afstoting door water.
,De bindingssterkte is de energie die nodig zou zijn om de binding te verbreken. Deze
verschilt per binding en per medium (vacuüm of water):
Suikers zijn energiebronnen en subunits van di-, oligo-, of
polysachariden. Ze zijn aan elkaar gelinkt door een
condensatiereactie waarbij de OH-groepen aan elkaar worden gezet
en water wordt afgesplitst. Het omgekeerde proces is hydrolyse
waarbij water wordt opgenomen en polymeren worden afgebroken.
Verschillende functies suikers:
● Glucose is een monosacharide die als energiebron dient in
cellen
● Glycogeen: slaat glucose op (dieren)
○ ⍺-1,6-bindingen zijn voordelig omdat er veel suikers
afgehaald kunnen worden
● Zetmeel: slaat glucose op (planten)
○ Amylopectine: vorm van zetmeel die aftakkingen heeft
door ⍺-1,6-bindingen
● Cellulose: vormt celwanden (planten)
● Chitine: insect exoskelet en schimmel celwanden
Glycoproteïnen zijn oligosachariden + een eiwit, glycolipiden zijn
oligosachariden + een lipide. Bevinden zich in celmembranen.
Vetzuren hebben een hydrofobe koolwaterstof staart en een carboxyl
(-COOH) groep. Deze is als COO- heel hydrofiel. De koolwaterstof
staart kan verzadigd of onverzadigd (dubbele binding(en)) zijn.
Vetzuren zijn opgeslagen in het cytosol van cellen in de vorm van
triacylglycerol vetdruppels (glycerol + drie vetzuurstaarten). Lipiden
zijn moleculen die niet oplosbaar zijn in water maar wel in organische
oplosmiddelen (vet, benzeen). Voorbeelden van lipiden zijn:
● Vetzuren
● Polyisoprenoïden (isopreen)
● Steroïden (cholesterol, testosteron)
● Fosfolipiden (glycerol + twee vetzuurstaarten, maakt lipide bilaag in
celmembranen, heel amfipatisch → zowel hydrofiel als hydrofoob)
, Aminozuren hebben een carbonzuurgroep (-COOH), een aminogroep (-NH2) en een
variabele restgroep. Ze worden gebruikt door cellen om eiwitten te bouwen. Deze peptide
bindingen worden gevormd door condensatiereacties die C van -COOH aan N van -NH2
bindt (hierbij wordt water afgesplitst). Soorten aminozuren:
● Zuur (kunnen negatief geladen zijn)
○ Asparaginezuur, Glutaminezuur
● Basisch (kunnen positief geladen zijn)
○ Lysine, Arginine, Histidine
● Polair (ongeladen en hydrofiel)
○ Asparagine, Glutamine, Serine, Threonine, Tyrosine
(OH-groep kan gefosforyleerd worden)
● Apolair (ongeladen en hydrofoob)
○ Alanine, Valine, Leucine, Isoleucine, Proline,
Fenylalanine, Methionine, Tryptofaan, Glycine, Cystine
Nucleotiden zijn subunits van nucleïnezuren DNA en RNA. Ze
bestaan uit een stikstof-ring, een 5-koolstof suiker met een fosfaatgroep
eraan. Nucleosiden = zonder fosfaatgroep. Stikstof-ringen:
● Pyrimidines (enkele ring): Cytosine, Uracil, Thymine
● Purines (dubbele ring): Guanine, Adenine
Het suiker kan ribose zijn (twee OH-groepen, ribonucleotiden=RNA) of deoxyribose (1
OH-groep en 1 H-atoom, deoxyribonucleotiden=DNA).
ATP (adenosine trifosfaat) draagt energie over in metabolische reacties. Het heeft drie
fosfaatgroepen die gelinkt zijn door fosfoanhydride bindingen. Hydrolyse: ATP → ADP,
hierbij komt veel vrije energie vrij. Nucleotiden kunnen ook coenzymen vormen (bijv. CoA)
en bijdragen aan intracellulaire signalering (bijv. cAMP).
Macromoleculen zijn grote bouwstenen opgebouwd uit organische monomeren in een
bepaalde volgorde. Een polymeer groeit door condensatiereacties en wordt afgebroken door
hydrolyse. Deze reacties worden gekatalyseerd door enzymen. Vaak is rotatie in de
covalente bindingen mogelijk in een macromolecuul → zorgt voor oneindig veel soorten
vouwing en conformaties. Zwakke, noncovalente bindingen zorgen juist voor één vaste
conformatie.
Een atoom is het kleinste deeltje van een element dat chemisch onderscheiden kan worden.
De karakteristieken van substanties hangen af van welke atomen ze bevatten en hoe deze
gelinkt zijn→ moleculen.
Een atoom heeft een positief geladen kern met protonen en neutronen en is omgeven met
elektronen.
● Atoomnummer: aantal protonen in de kern
○ H: 1
○ C: 6
○ N: 7
○ O: 8
● Massagetal: aantal protonen + neutronen in de kern
Neutronen zorgen voor stabiliteit van de kern. Isotopen zijn dezelfde atomen met evenveel
protonen maar een verschillend aantal neutronen.
Valentie-elektronen zijn het bereikbare deel van atomen en het aantal bepaalt de
chemische activiteit. Ze zijn continu in beweging in bepaalde regio’s (elektronenschillen).
Elektronen in een atoom zijn het meest stabiel als alle elektronen zo sterk mogelijk
gebonden zijn. Edelgassen hebben een buitenste schil die volledig gevuld is met elektronen
→ stabiel en niet reactief. Om de buitenste schil te vullen, interacteren atomen met elkaar.
Twee strategieën:
1. Ionbinding: elektronen worden overgedragen van een atoom naar een ander om de
buitenste schillen gevuld te krijgen.
○ Elektronegativiteit: >1,6
○ Kation: positief geladen ion (heeft elektron verloren)
○ Anion: negatief geladen ion (heeft elektronen gekregen)
2. Covalente binding: twee atomen delen een elektronenpaar om de buitenste schillen
gevuld te krijgen. Atomen met een covalente binding vormen een molecuul.
● Polaire covalente binding: atomen zijn positief of negatief geladen (polen)
○ Elektronegativiteit: tussen 0,5 en 1,6
○ Polaire moleculen kunnen ook interacteren met basen in water en zo
een hydronium-ion H3O+ vormen (zuur). De inhoud van een cel
behoudt neutrale pH door buffers: zwakke zuren en basen die proton
concentraties gelijk houden.
● Apolaire covalente binding: atomen hebben geen lading
○ Elektronegativiteit: <0,5
Waterstofbruggen zijn zwakke bindingen tussen een positief geladen H-atoom in een polair
molecuul en een negatief geladen atoom. Ze kunnen verbroken worden door het enzym
helicase. Hydrofiele substanties kunnen waterstofbruggen vormen en mengen met water,
hydrofobe substanties zijn ongeladen en kunnen dat niet.
Elektrostatische aantrekking is een noncovalente binding tussen ionen (positief en
negatief geladen atomen). Het zijn specifieke bindingen die ook vaak worden gebruikt voor
enzym-substraat binding.
Vanderwaalsbindingen: zwakke interacties tussen atomen die dicht bij elkaar liggen. Ze
komen voort uit schommelingen van elektronenverdeling in een atoom → zorgt voor
aantrekkingskracht.
Hydrofobe krachten: water zet hydrofobe groepen samen om de verstorende effecten op
water te minimaliseren. ‘Hydrofobe bindingen’ komen dus eigenlijk door afstoting door water.
,De bindingssterkte is de energie die nodig zou zijn om de binding te verbreken. Deze
verschilt per binding en per medium (vacuüm of water):
Suikers zijn energiebronnen en subunits van di-, oligo-, of
polysachariden. Ze zijn aan elkaar gelinkt door een
condensatiereactie waarbij de OH-groepen aan elkaar worden gezet
en water wordt afgesplitst. Het omgekeerde proces is hydrolyse
waarbij water wordt opgenomen en polymeren worden afgebroken.
Verschillende functies suikers:
● Glucose is een monosacharide die als energiebron dient in
cellen
● Glycogeen: slaat glucose op (dieren)
○ ⍺-1,6-bindingen zijn voordelig omdat er veel suikers
afgehaald kunnen worden
● Zetmeel: slaat glucose op (planten)
○ Amylopectine: vorm van zetmeel die aftakkingen heeft
door ⍺-1,6-bindingen
● Cellulose: vormt celwanden (planten)
● Chitine: insect exoskelet en schimmel celwanden
Glycoproteïnen zijn oligosachariden + een eiwit, glycolipiden zijn
oligosachariden + een lipide. Bevinden zich in celmembranen.
Vetzuren hebben een hydrofobe koolwaterstof staart en een carboxyl
(-COOH) groep. Deze is als COO- heel hydrofiel. De koolwaterstof
staart kan verzadigd of onverzadigd (dubbele binding(en)) zijn.
Vetzuren zijn opgeslagen in het cytosol van cellen in de vorm van
triacylglycerol vetdruppels (glycerol + drie vetzuurstaarten). Lipiden
zijn moleculen die niet oplosbaar zijn in water maar wel in organische
oplosmiddelen (vet, benzeen). Voorbeelden van lipiden zijn:
● Vetzuren
● Polyisoprenoïden (isopreen)
● Steroïden (cholesterol, testosteron)
● Fosfolipiden (glycerol + twee vetzuurstaarten, maakt lipide bilaag in
celmembranen, heel amfipatisch → zowel hydrofiel als hydrofoob)
, Aminozuren hebben een carbonzuurgroep (-COOH), een aminogroep (-NH2) en een
variabele restgroep. Ze worden gebruikt door cellen om eiwitten te bouwen. Deze peptide
bindingen worden gevormd door condensatiereacties die C van -COOH aan N van -NH2
bindt (hierbij wordt water afgesplitst). Soorten aminozuren:
● Zuur (kunnen negatief geladen zijn)
○ Asparaginezuur, Glutaminezuur
● Basisch (kunnen positief geladen zijn)
○ Lysine, Arginine, Histidine
● Polair (ongeladen en hydrofiel)
○ Asparagine, Glutamine, Serine, Threonine, Tyrosine
(OH-groep kan gefosforyleerd worden)
● Apolair (ongeladen en hydrofoob)
○ Alanine, Valine, Leucine, Isoleucine, Proline,
Fenylalanine, Methionine, Tryptofaan, Glycine, Cystine
Nucleotiden zijn subunits van nucleïnezuren DNA en RNA. Ze
bestaan uit een stikstof-ring, een 5-koolstof suiker met een fosfaatgroep
eraan. Nucleosiden = zonder fosfaatgroep. Stikstof-ringen:
● Pyrimidines (enkele ring): Cytosine, Uracil, Thymine
● Purines (dubbele ring): Guanine, Adenine
Het suiker kan ribose zijn (twee OH-groepen, ribonucleotiden=RNA) of deoxyribose (1
OH-groep en 1 H-atoom, deoxyribonucleotiden=DNA).
ATP (adenosine trifosfaat) draagt energie over in metabolische reacties. Het heeft drie
fosfaatgroepen die gelinkt zijn door fosfoanhydride bindingen. Hydrolyse: ATP → ADP,
hierbij komt veel vrije energie vrij. Nucleotiden kunnen ook coenzymen vormen (bijv. CoA)
en bijdragen aan intracellulaire signalering (bijv. cAMP).
Macromoleculen zijn grote bouwstenen opgebouwd uit organische monomeren in een
bepaalde volgorde. Een polymeer groeit door condensatiereacties en wordt afgebroken door
hydrolyse. Deze reacties worden gekatalyseerd door enzymen. Vaak is rotatie in de
covalente bindingen mogelijk in een macromolecuul → zorgt voor oneindig veel soorten
vouwing en conformaties. Zwakke, noncovalente bindingen zorgen juist voor één vaste
conformatie.
