Celbiologie 2023
Hoofdstuk 4.3: cellulaire functies: katabole processen
Inleiding
Alle energie die door levende stof wordt aangewend is afkomstig van de zon. De groene plant
(/autotroof) synthetiseert m.b.v. zonne -energie en chlorofyl uit CO2 en H2O simpele
organische moleculen. Dierlijke organismen (heterotroof) moeten hun energiebron elders
zoeken, aangezien zij geen chlorofyl bezitten. Ze zijn dan ook volkomen afhankelijk van
autotrofe organismen. Zij breken de opgenomen organische stoffen af en daar komt energie
bij vrij.
De afbraak gebeurt (ook bij planten voor enkele processen) door verbranding met O2 uit de
atmosfeer (oxidatie). Dit gebeurt tijdens de ademhaling, waar CO2 en H2O en energie
vrijkomt.
Energie-transformaties in de cel
eiwitten
De potentiële of chemische energie van een organische molecule zit vervat in de covalente
bindingen tussen de samenstellende atomen. Bv. 1 mol glucose (180g) geeft 686.000 cal bij
volledige verbranding met reactie:
C6H12O6 + 6O2 6H2O + 6CO2
Die verbranding gebeurt stapsgewijs onder controle van enzymen. Het meeste gaat verloren
als warmte, de rest wordt opgevangen onder de vorm van ATP (adenosine -tri-fosfaat). =
Universele bron van alle snel vereiste energie in biologische stelsels. Omzetting van ATP naar
ADP gebeurt als volgt: A-P-P-P A-P-P + Pi + 7300 cal/mol
☺ Deze hoog energetische P -bindingen laten toe een grote hoev eelheid energie in een
kleine plaats op te stapelen.
o De binding wordt verbroken door ATP -ase en de vrijgekomen energie wordt
gebruikt in alle energie verbruikende processen (bv. synthese van lipiden,
proteïnen,...; contracties; celdeling; zenuwgeleiding;...)
☺ Ook andere nucleotiden kunnen hoog -energetische P -bindingen aangaan bv. cytosine -
tri-fosfaat (CTP) en guanine -tri-fosfaat (GTP). Deze worden bij slechts enkele processen
gebruikt.
, Ademhalingsprocessen in de cel
De ademhaling in de cel gebeurt eigenlijk in 5 fasen:
A) De eigenlijke glycolyse of anaërobe afbraak van glucose tot pyrodruivenzuur
B) De omvorming van pyrodruivenzuur tot acetyl -co -enzym A
C) De Krebscyclus of citroenzuurcyclus
D) De respiratorische keten
E) De oxidatieve fosforylatie
Glycolyse
☺ Exergonische (energie producerende) reacties gebeuren zonder verbruik van O2 en
breken complexe moleculen af. Best gekende vb. van anaërobe respiratie is de afbraak
van glucose: de anaërobe glycolyse (/fermentatie bij micro -organismen) Samengevat
verloopt die zo:
o 6C -keten van glucose ondergaat 2 opeenvolgende fosforylaties door ATP.
o De keten breekt in 2 fosfo -triosen die elk door de -fosforylatie en dehydrogenatie
omgezet worden in pyrodruivenzuur.
o Per triose worden 2 ATP’s gevormd en 2H+ vrijgegeven.
o Deze stoffen worden dan gebonden op NAD+ (Nicotineamide -adenine -
dinucleotide).
C6H12O6 +2ADP +2 -Pi 2CH3 -CO -COOH + 2ATP + 2H2O + 4 [H]
pyrodruivenzuur
2 NAD+ + 4 [H] 2 NADH + 2H+ (maw NAD+ vangt 2e - en 1H+ op)
De glycolyse vindt plaats in het cytoplasma onafhankelijk van organellen.
Vorming van acetyl-co-enzym a
☺ Pyrodruivenzuur uit de cytosol getransporteerd naar mitochondriale matrix.
☺ Pyrodruivenzuur wordt aëroob door dehydrogenatie en decarboxilatie omgevormd
tot acetyl -groep en dan gebonden aan co -enzym 1CO2 komt vrij en 2[H] gebonden op
NAD+.
In reactie:
2 [CH3 -CO -COOH + HS -Co -A CH3 -CO -S-Co -A +CO2 +2H]
Co -enzyme -A Acetyl -co -enzyme A
O2 [NAD+ +2[H] NADH+ H+]
Hoofdstuk 4.3: cellulaire functies: katabole processen
Inleiding
Alle energie die door levende stof wordt aangewend is afkomstig van de zon. De groene plant
(/autotroof) synthetiseert m.b.v. zonne -energie en chlorofyl uit CO2 en H2O simpele
organische moleculen. Dierlijke organismen (heterotroof) moeten hun energiebron elders
zoeken, aangezien zij geen chlorofyl bezitten. Ze zijn dan ook volkomen afhankelijk van
autotrofe organismen. Zij breken de opgenomen organische stoffen af en daar komt energie
bij vrij.
De afbraak gebeurt (ook bij planten voor enkele processen) door verbranding met O2 uit de
atmosfeer (oxidatie). Dit gebeurt tijdens de ademhaling, waar CO2 en H2O en energie
vrijkomt.
Energie-transformaties in de cel
eiwitten
De potentiële of chemische energie van een organische molecule zit vervat in de covalente
bindingen tussen de samenstellende atomen. Bv. 1 mol glucose (180g) geeft 686.000 cal bij
volledige verbranding met reactie:
C6H12O6 + 6O2 6H2O + 6CO2
Die verbranding gebeurt stapsgewijs onder controle van enzymen. Het meeste gaat verloren
als warmte, de rest wordt opgevangen onder de vorm van ATP (adenosine -tri-fosfaat). =
Universele bron van alle snel vereiste energie in biologische stelsels. Omzetting van ATP naar
ADP gebeurt als volgt: A-P-P-P A-P-P + Pi + 7300 cal/mol
☺ Deze hoog energetische P -bindingen laten toe een grote hoev eelheid energie in een
kleine plaats op te stapelen.
o De binding wordt verbroken door ATP -ase en de vrijgekomen energie wordt
gebruikt in alle energie verbruikende processen (bv. synthese van lipiden,
proteïnen,...; contracties; celdeling; zenuwgeleiding;...)
☺ Ook andere nucleotiden kunnen hoog -energetische P -bindingen aangaan bv. cytosine -
tri-fosfaat (CTP) en guanine -tri-fosfaat (GTP). Deze worden bij slechts enkele processen
gebruikt.
, Ademhalingsprocessen in de cel
De ademhaling in de cel gebeurt eigenlijk in 5 fasen:
A) De eigenlijke glycolyse of anaërobe afbraak van glucose tot pyrodruivenzuur
B) De omvorming van pyrodruivenzuur tot acetyl -co -enzym A
C) De Krebscyclus of citroenzuurcyclus
D) De respiratorische keten
E) De oxidatieve fosforylatie
Glycolyse
☺ Exergonische (energie producerende) reacties gebeuren zonder verbruik van O2 en
breken complexe moleculen af. Best gekende vb. van anaërobe respiratie is de afbraak
van glucose: de anaërobe glycolyse (/fermentatie bij micro -organismen) Samengevat
verloopt die zo:
o 6C -keten van glucose ondergaat 2 opeenvolgende fosforylaties door ATP.
o De keten breekt in 2 fosfo -triosen die elk door de -fosforylatie en dehydrogenatie
omgezet worden in pyrodruivenzuur.
o Per triose worden 2 ATP’s gevormd en 2H+ vrijgegeven.
o Deze stoffen worden dan gebonden op NAD+ (Nicotineamide -adenine -
dinucleotide).
C6H12O6 +2ADP +2 -Pi 2CH3 -CO -COOH + 2ATP + 2H2O + 4 [H]
pyrodruivenzuur
2 NAD+ + 4 [H] 2 NADH + 2H+ (maw NAD+ vangt 2e - en 1H+ op)
De glycolyse vindt plaats in het cytoplasma onafhankelijk van organellen.
Vorming van acetyl-co-enzym a
☺ Pyrodruivenzuur uit de cytosol getransporteerd naar mitochondriale matrix.
☺ Pyrodruivenzuur wordt aëroob door dehydrogenatie en decarboxilatie omgevormd
tot acetyl -groep en dan gebonden aan co -enzym 1CO2 komt vrij en 2[H] gebonden op
NAD+.
In reactie:
2 [CH3 -CO -COOH + HS -Co -A CH3 -CO -S-Co -A +CO2 +2H]
Co -enzyme -A Acetyl -co -enzyme A
O2 [NAD+ +2[H] NADH+ H+]
