Celbiologie 2
H1. Atomen
1.1. Basismoleculen
1.1.1. Water
- Hoofdbestanddeel menselijk lichaam
- In diverse organen en bloed
- Waterstofbindingen, vanderwaals bindingen
o Sterke interacties: hoog kookpunt
(door vanderwaalskrachten kan een gekko overal op lopen behalve Teflon)
- Polaire moleculen
- Substanties: hydrofoob of hydrofiel zijn: rol bij transport glucose, AZ, cholesterol, vetten, O en NaCl in bloed
Vitale rol:
1. Zuivering lichaam
2. Afvoeren afvalstoffen
3. Warmteregeling
4. Bloed vloeibaar houden
5. Transportmiddel: voedingsstoffen, zuurstof, hormonen, vitamines, mineralen, glucose, AZ, …
6. Stofwisselingsprocessen goed laten verlopen
7. Bescherming: tegen schokken voor bv hersenen, ogen, …
8. Glijmiddel: spieren, gewrichten, …
9. Geleide van geluid
10. Oplossend vermogen: aanvoer en afvoer in en uit de cel
Fysische eigenschappen ook fundamenteel belang voor ontstaan van het leven
- Massa kristalstructuur water (ijs) < vloeibaar water → ijs drijft op water
- Ijs = isolerende laag op water waar organismen in blijven leven
Smelt- en kookpunt water verder uit elkaar en hoger dan molecule met dezelfde molecuulmassa
1.1.1. Mineralen
- Lichaam nodig: elektrolytenbalans in stand houden en ontstaan membraanpotentiaal
Belangrijkste mineralen: Ca, P, Ka, Cl, Na, Mg, Fe → Na, Ka en Cl vooral voor membraanpotentiaal
Cellen bestaan uit: water, mineralen en organische stoffen
1.1.2. Ureum
Organische stoffen: alleen in organismen
als energiebron
kunnen ontstaan uit anorganische moleculen → synthetisch geproduceerd worden
vb. sachariden, lipiden en proteïnen
Voorbeeld: maken van Ureum
- Neutralisatie amoniak met cyaanzuur (anorganische stof) = amoniumcyanaat
- Isomerisatie: ureum gevormd
- Ureum = afbraakproduct EW uit de lever
1
,H2. Sachariden
2.1. Definitie sachariden
Alternatieve naam: koolhydraat, carbohydraat, glucide
Bestanddelen: C, H en O
Karakteristieke groepen: hydroxylgroep (-OH) en carbonylgroep (-CO)
Molecuulformule: (C[H2O])n of (CH2O)n
Onderverdeeld: mono, -oligo -en polysachariden
Het gaat altijd om polyhydroxyaldehyden, polyhydroxyketonen of stoffen waaruit door hydrolyse dergelijke
verbindingen ontstaan.
2.2. Belang en oorsprong
Functie: energie, structuur, metabolisch intermediair, energieopslag
Fotosynthese: koolstofdioxide omgezet in sachariden: vooral
cellulose, zetmeel en suikers
Oorsprong: suikers, zetmelen (plantaardig)
- Cellulose: polymeer van glucose: bouwstenen van celwanden en houtvezels in planten.
- Zetmeel: polysacharide: energiereserves voor planten.
- Sacharose: disacharide: geproduceerd in riet en suikerbieten.
- Glucose: monosacharide: essentiële component van bloed.
- Ribose en deoxyribose: suikers: komen voor in genetisch materiaal RNA en DNA.
2.3. Open ketenstructuur sachariden
Monosachariden: eenvoudigste
3-8 koolstofatomen
niet ontbonden door hydrolyse → enkelvoudige suikers
geclassificeerd obv…
…aantal C-atomen: tirose, tetrose, pentose, hexose, heptose, ostose
…aanwezigheid van aldose (aldehydefunctie) of ketose (ketonfunctie)
Eenvoudigste aldose: aldotriose = glyceraldehyd (2,3-dihydroxypropanal)
Eenvoudigste ketose: ketotriose = dihydroxypropanon
Ketose/Aldose:
Afhankelijk van waar de ketogroep staat
2
, 2.4. Optische isomerie, stereo-isomeren
Glyceraldehyde heeft asymmetrisch koolstofatoom → 2
spiegelbeeldmoleculen of enantiomeren.
L en D:
L, laevo, links, /// -, S
D, dextro, rechts, ///+, R
Links en rechtsdraaiend vermogen van een opgeloste stof van
gepolariseerd licht
Chiraliteit: linker-en rechterhand
Opmerking: L en – niet noodzakelijk verbonden
Fisherprojectie:
Meest geoxideerde C-atoom bovenaan met nummer 1.
D-enantiomeer: de hydroxylgroep staat rechts in de projectie
L-enantiomeer: de hydroxylgroep staat links in de projectie
➔ Bij meest geoxideerde C-atoom Rechtsdraaiend (+) en linksdraaiend (-)
➔ Meeste sachariden meer dan 1 chiraal C-atoom
Voorbeeld Fisherprojectie met 2 chirale C-atomen:
2 asymmetrische C-atomen: 4 stereo-isomeren: 2 paar enantiomeren:
Algemeen:
Molecule met n chirale atomen: maximaal 2n stereo-isomeren
➔ Sachariden 2≤ chirale C-atomen: D- of L-vorm aangeduid naarmate substituent (-OH) aan hoogst
genummerde chirale C-atoom rechts (D) of links (L) staat
➔ Hoogst genummerde = onderste op verticale projectielijn
D- sacharide
D (+) en L (-): geen verband
Optische activiteit (+ of -) experimenteel bepalen voor
elke stof: rechtsdraaiend (+) of linksdraaiend (-)
L-sacharide
Optische draaiing: gemeten met polarimeter
3
H1. Atomen
1.1. Basismoleculen
1.1.1. Water
- Hoofdbestanddeel menselijk lichaam
- In diverse organen en bloed
- Waterstofbindingen, vanderwaals bindingen
o Sterke interacties: hoog kookpunt
(door vanderwaalskrachten kan een gekko overal op lopen behalve Teflon)
- Polaire moleculen
- Substanties: hydrofoob of hydrofiel zijn: rol bij transport glucose, AZ, cholesterol, vetten, O en NaCl in bloed
Vitale rol:
1. Zuivering lichaam
2. Afvoeren afvalstoffen
3. Warmteregeling
4. Bloed vloeibaar houden
5. Transportmiddel: voedingsstoffen, zuurstof, hormonen, vitamines, mineralen, glucose, AZ, …
6. Stofwisselingsprocessen goed laten verlopen
7. Bescherming: tegen schokken voor bv hersenen, ogen, …
8. Glijmiddel: spieren, gewrichten, …
9. Geleide van geluid
10. Oplossend vermogen: aanvoer en afvoer in en uit de cel
Fysische eigenschappen ook fundamenteel belang voor ontstaan van het leven
- Massa kristalstructuur water (ijs) < vloeibaar water → ijs drijft op water
- Ijs = isolerende laag op water waar organismen in blijven leven
Smelt- en kookpunt water verder uit elkaar en hoger dan molecule met dezelfde molecuulmassa
1.1.1. Mineralen
- Lichaam nodig: elektrolytenbalans in stand houden en ontstaan membraanpotentiaal
Belangrijkste mineralen: Ca, P, Ka, Cl, Na, Mg, Fe → Na, Ka en Cl vooral voor membraanpotentiaal
Cellen bestaan uit: water, mineralen en organische stoffen
1.1.2. Ureum
Organische stoffen: alleen in organismen
als energiebron
kunnen ontstaan uit anorganische moleculen → synthetisch geproduceerd worden
vb. sachariden, lipiden en proteïnen
Voorbeeld: maken van Ureum
- Neutralisatie amoniak met cyaanzuur (anorganische stof) = amoniumcyanaat
- Isomerisatie: ureum gevormd
- Ureum = afbraakproduct EW uit de lever
1
,H2. Sachariden
2.1. Definitie sachariden
Alternatieve naam: koolhydraat, carbohydraat, glucide
Bestanddelen: C, H en O
Karakteristieke groepen: hydroxylgroep (-OH) en carbonylgroep (-CO)
Molecuulformule: (C[H2O])n of (CH2O)n
Onderverdeeld: mono, -oligo -en polysachariden
Het gaat altijd om polyhydroxyaldehyden, polyhydroxyketonen of stoffen waaruit door hydrolyse dergelijke
verbindingen ontstaan.
2.2. Belang en oorsprong
Functie: energie, structuur, metabolisch intermediair, energieopslag
Fotosynthese: koolstofdioxide omgezet in sachariden: vooral
cellulose, zetmeel en suikers
Oorsprong: suikers, zetmelen (plantaardig)
- Cellulose: polymeer van glucose: bouwstenen van celwanden en houtvezels in planten.
- Zetmeel: polysacharide: energiereserves voor planten.
- Sacharose: disacharide: geproduceerd in riet en suikerbieten.
- Glucose: monosacharide: essentiële component van bloed.
- Ribose en deoxyribose: suikers: komen voor in genetisch materiaal RNA en DNA.
2.3. Open ketenstructuur sachariden
Monosachariden: eenvoudigste
3-8 koolstofatomen
niet ontbonden door hydrolyse → enkelvoudige suikers
geclassificeerd obv…
…aantal C-atomen: tirose, tetrose, pentose, hexose, heptose, ostose
…aanwezigheid van aldose (aldehydefunctie) of ketose (ketonfunctie)
Eenvoudigste aldose: aldotriose = glyceraldehyd (2,3-dihydroxypropanal)
Eenvoudigste ketose: ketotriose = dihydroxypropanon
Ketose/Aldose:
Afhankelijk van waar de ketogroep staat
2
, 2.4. Optische isomerie, stereo-isomeren
Glyceraldehyde heeft asymmetrisch koolstofatoom → 2
spiegelbeeldmoleculen of enantiomeren.
L en D:
L, laevo, links, /// -, S
D, dextro, rechts, ///+, R
Links en rechtsdraaiend vermogen van een opgeloste stof van
gepolariseerd licht
Chiraliteit: linker-en rechterhand
Opmerking: L en – niet noodzakelijk verbonden
Fisherprojectie:
Meest geoxideerde C-atoom bovenaan met nummer 1.
D-enantiomeer: de hydroxylgroep staat rechts in de projectie
L-enantiomeer: de hydroxylgroep staat links in de projectie
➔ Bij meest geoxideerde C-atoom Rechtsdraaiend (+) en linksdraaiend (-)
➔ Meeste sachariden meer dan 1 chiraal C-atoom
Voorbeeld Fisherprojectie met 2 chirale C-atomen:
2 asymmetrische C-atomen: 4 stereo-isomeren: 2 paar enantiomeren:
Algemeen:
Molecule met n chirale atomen: maximaal 2n stereo-isomeren
➔ Sachariden 2≤ chirale C-atomen: D- of L-vorm aangeduid naarmate substituent (-OH) aan hoogst
genummerde chirale C-atoom rechts (D) of links (L) staat
➔ Hoogst genummerde = onderste op verticale projectielijn
D- sacharide
D (+) en L (-): geen verband
Optische activiteit (+ of -) experimenteel bepalen voor
elke stof: rechtsdraaiend (+) of linksdraaiend (-)
L-sacharide
Optische draaiing: gemeten met polarimeter
3
