BIOCHEMIE les 24/9/2025
DEEL 1: Biochemie
1.1 STUDIEGEBIED VAN BIOCHEMIE
Biochemie = studie van ‘het leven’ op moleculair niveau, studie van de scheikundige processen van
het leven
Structurele chemie van biomoleculen
Metabolisme
Opslag en overdracht van informatie
1.2 CEL IS OPGEBOUWD UIT4 GROEPEN VAN BIOMOLECULEN
1) chemische samenstelling van biomoleculen is ‘beperkt’
Elementen aanwezig in levende cellen
Vooral elementen met laag atoomgetal
Sporenelementen = elementen weinig in concentratie
4 primaire elementen: C, H, N, O
1.3 STRUCTURELE ORGANISATIE VAN LEVENDE CELLEN
2) Cel is complex, maar ‘geordend’:
Water essentieel en zeer abundant in cellulaire omgeving)
Membranen -> compartimenten
Macromoleculen
3) bouwstenen worden aan elkaar gehecht tot macromoleculen
Moleculaire economie = modulaire opbouw (zelfde onderdelen maar andere volgorde)
van grote moleculen -> grote variatie met beperkt aantal bouwstenen
Essentiele bio(macro)moleculen
- eiwitten (aminozuren)
- nucleïnezuren (nucleotiden)
- polysachariden (suikers)
- lipiden (vetzuren)
Macromoleculen vormen samen grotere meer complexe structuren
Cel = basisunit voor leven (zelfde bouwstenen, genetische code, metabole paden, globale opbouw)
1.4 STRUCTUUR EN EIGENSCHAPPEN VAN WATER
- water speelt een cruciale rol in chemie van alle ‘leven’, water omringt de biomoleculen
- eiwitten, polysachariden, nucleïnezuren en membranen krijgen hun karakteristieke vorm na
interactie met water
- chemische eigenschappen van water bepalen de functies van biomoleculen, cellen en organisme
Watermolecule is polair
Hoek van 105° tussen 2 covalente bindingen
Dipool
, Watermoleculen trekken elkaar aan omwille van hun polariteit
-> netwerk van waterstofbruggen
1.5 NIET-COVALENTE INTERACTIES IN BIOMOLECULEN
- lading-lading interacties
- dipoolinteracties
- Van de Waals interacties
- waterstofbindingen
- hydrofobe interacties (interactie tussen niet-polaire moleculen)
In een biomoleculen kunnen veel van deze zwakke interacties voorkomen en vormen toch een
geordende structuur. Doordat ze zo zwak zijn kunnen ze toch vrij makkelijk breken (flexibiliteit)
Vb. Waterstofbruggen zorgen ervoor dat DNA-helix niet uit elkaar
valt
Zwakke niet-covalente interacties spelen een belangrijke rol in:
Stabilisatie van structuren
Herkenning van biomoleculen door een andere
Binding van substraten aan enzymen (tijdelijk)
1.6 WATER ALS SOLVENT VOOR ORGANISCHE MOLECULEN
Water is een uitstekend solvent omwille van zijn polair karakter en de mogelijkheden om H-bruggen te
vormen
Oplosbaarheid in water: - afhankelijk van ratio van polaire t.o.v. niet-polaire groepen in
molecule
- hoe groter aandeel niet-polaire groepen, hoe minder oplosbaar
- hoe groter aandeel polaire groepen, hoe meer oplosbaar
Ionische (elektrolyten) en polaire substanties lossen goed op in water (NaCl)
- molecule of ion omgeven door watermoleculen = hydratatie (solvatatie)
Biomoleculen (behalve lipiden) zijn sterk polair en kunnen dus ook door water omringd
worden volgens zelfde principes (vb. Glucose)
Amfipatische moleculen bezitten hydrofobe ketens en ionische of polaire uiteinden (detergenten)
- (poly) amfoliet = molecule met zowel positieve las negatieve geladen groepen (glycine)
- polyelektroliet = macromolecule met vele, doch 1 enkel type geladen groepen (nucleïnezuren)
- macro-ionen met zelfde lading stoten elkaar af, blijven in oplossing
- mengen van + en – geladen macromoleculen resulteert in elektrostatische attractie
- Iso-elektrisch punt = pH waarbij het aantal positieve en negatieve lading gelijk is en
dus neutraal is
1.6 IONENEVENWICHT-pH SCHAAL
,DEEL 2: Nucleotiden en Nucleïnezuren
Nucleïnezuren (DNA, RNA): - Opgebouwd uit nucleotiden
- Dragers van erfelijk materiaal, bewaren en geven genetische info door
- Replicatie
2.1 NUCLEOTIDENBOUWSTENEN: CHEMISCHE STRUCTUUR
1) stikstofbase
- aromatische hetero cyclische base (purine,
pyrimidine)
- RNA -> uracil RNA DNA
- DNA -> thymine
2) suiker
- nucleoside = base + suiker (glycosidische binding)
3) fosfaatgroep
- nucleotiden = nucleoside + P
UV absorptie van nucleotiden
Nucleotiden absorberen Uv-licht bij 260nm
2.2 FUNCTIES VAN NUCLEOTIDEN
- overdracht van energie in de cel
- NTP: energierijke carriers van bouwsteenmoleculen NTP en dNTP’s zijn energierijke precursoren van
mononucleotiden
- componenten van co-enzymen/cofactoren
- boodschappermoleculen
Cyclische nucleotiden zijn signaalmoleculen en regulatoren van cellulair metabolisme en
reproductie (cAMP/cGMP)
2.3 STRUCTUUR VAN NUCLEÏNEZUREN: DNA/RNA
Polynucleotiden: DNA (desoxyribonucleïnezuur) en RNA (ribonucleïnezuur)
Nucleotidestructuur:
- stikstofbase gekoppeld aan C-atoom 1’ van (deoxy)ribose
- fosfaatgroep gekoppeld aan C-atoom 5’ van (deoxy)ribose
- vrije hydroxylgroep op C-atoom 3’ van (deoxy)ribose
-> vorming van nucleotideketens
Een fosfodi-esterbinding is een relatief sterke covalente binding
tussen een fosfaatgroep en 2 alcoholen, via 2 esterbindingen. Meer
specifiek wordt de naam gebruikt voor de binding tussen een
fosfaatgroep en 2 koolhydraatringen
, DNA/RNA structuur
- Primair: nucleotiden worden gekoppeld tot lange ketens via
fosfodiesterbindingen tussen fosfaatgroep van 1 nucleotide
en 3’-OH van volgend nucleotide (5’ P -> 3’ OH oriëntatie)
Alternerend fosfaat en pentosegroepen, afbraak van
keten d.m.v. nucleasen
- Secundair: dubbele helix structuur (rechtsdraaiend)
2 suiker-fosfaat ketens
Stikstofbasen georiënteerd naar het midden van de
molecule
Basen vormen H-bindingen met complementaire basen
op de andere suiker-fosfaat-ruggengraat
2 ketens lopen anti-parallel (oriëntatie is omgekeerd)
Stabilisatie door waterstofbruggen (midden), interacties
ter hoogte van de groeven
- RNA (mRNA, tRNA, rRNA, microRNA)
Enkelstrengige helix
Ribose
Uracil
Cel bevat meer RNA dan DNA
Hydrolyse door ribonuclease
- Tertiair: dubbele helix wordt circulair of ondergaat supercoil
Topo-isomeren = structurele vormen van 1 dezelfde molecule
Lussen ontstaan wanneer nucleotiden complementair zijn aan elkaar (tRNA)
2 strengen van dubbele helix gaan uit elkaar bij hogere temperaturen
De temperatuur waar denaturatie optreed is afhankelijk van de pH en de
zoutconcentratie en neemt toe met hogere GC inhoud van DNA
Reversibel proces
Dubbel-strengig en enkel-strengig DNA verschillen in hun optische
absorptie bij 260nm
Nucleotiden > enkel-strengig DNA > dubbel-strengig DNA
Hyperchromiciteit = absorptie UV-lucht wijzigt (stijgt) als DNA smelt (denatureert)
1.4 FUNCTIE VAN NUCLEÏNEZUREN
- informatie en controlecentrum van de cel (replicatie)
- deoxyribonucleïnezuur (DNA) - ribonucleïnezuur (RNA)
Draagt informatie voor eiwit (transcriptie) - Noodzakelijk voor eiwitsynthese
hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh (translatie)
Gevonden in nucleus/kern van de cel - Gevonden in alle delen van de cel
DEEL 1: Biochemie
1.1 STUDIEGEBIED VAN BIOCHEMIE
Biochemie = studie van ‘het leven’ op moleculair niveau, studie van de scheikundige processen van
het leven
Structurele chemie van biomoleculen
Metabolisme
Opslag en overdracht van informatie
1.2 CEL IS OPGEBOUWD UIT4 GROEPEN VAN BIOMOLECULEN
1) chemische samenstelling van biomoleculen is ‘beperkt’
Elementen aanwezig in levende cellen
Vooral elementen met laag atoomgetal
Sporenelementen = elementen weinig in concentratie
4 primaire elementen: C, H, N, O
1.3 STRUCTURELE ORGANISATIE VAN LEVENDE CELLEN
2) Cel is complex, maar ‘geordend’:
Water essentieel en zeer abundant in cellulaire omgeving)
Membranen -> compartimenten
Macromoleculen
3) bouwstenen worden aan elkaar gehecht tot macromoleculen
Moleculaire economie = modulaire opbouw (zelfde onderdelen maar andere volgorde)
van grote moleculen -> grote variatie met beperkt aantal bouwstenen
Essentiele bio(macro)moleculen
- eiwitten (aminozuren)
- nucleïnezuren (nucleotiden)
- polysachariden (suikers)
- lipiden (vetzuren)
Macromoleculen vormen samen grotere meer complexe structuren
Cel = basisunit voor leven (zelfde bouwstenen, genetische code, metabole paden, globale opbouw)
1.4 STRUCTUUR EN EIGENSCHAPPEN VAN WATER
- water speelt een cruciale rol in chemie van alle ‘leven’, water omringt de biomoleculen
- eiwitten, polysachariden, nucleïnezuren en membranen krijgen hun karakteristieke vorm na
interactie met water
- chemische eigenschappen van water bepalen de functies van biomoleculen, cellen en organisme
Watermolecule is polair
Hoek van 105° tussen 2 covalente bindingen
Dipool
, Watermoleculen trekken elkaar aan omwille van hun polariteit
-> netwerk van waterstofbruggen
1.5 NIET-COVALENTE INTERACTIES IN BIOMOLECULEN
- lading-lading interacties
- dipoolinteracties
- Van de Waals interacties
- waterstofbindingen
- hydrofobe interacties (interactie tussen niet-polaire moleculen)
In een biomoleculen kunnen veel van deze zwakke interacties voorkomen en vormen toch een
geordende structuur. Doordat ze zo zwak zijn kunnen ze toch vrij makkelijk breken (flexibiliteit)
Vb. Waterstofbruggen zorgen ervoor dat DNA-helix niet uit elkaar
valt
Zwakke niet-covalente interacties spelen een belangrijke rol in:
Stabilisatie van structuren
Herkenning van biomoleculen door een andere
Binding van substraten aan enzymen (tijdelijk)
1.6 WATER ALS SOLVENT VOOR ORGANISCHE MOLECULEN
Water is een uitstekend solvent omwille van zijn polair karakter en de mogelijkheden om H-bruggen te
vormen
Oplosbaarheid in water: - afhankelijk van ratio van polaire t.o.v. niet-polaire groepen in
molecule
- hoe groter aandeel niet-polaire groepen, hoe minder oplosbaar
- hoe groter aandeel polaire groepen, hoe meer oplosbaar
Ionische (elektrolyten) en polaire substanties lossen goed op in water (NaCl)
- molecule of ion omgeven door watermoleculen = hydratatie (solvatatie)
Biomoleculen (behalve lipiden) zijn sterk polair en kunnen dus ook door water omringd
worden volgens zelfde principes (vb. Glucose)
Amfipatische moleculen bezitten hydrofobe ketens en ionische of polaire uiteinden (detergenten)
- (poly) amfoliet = molecule met zowel positieve las negatieve geladen groepen (glycine)
- polyelektroliet = macromolecule met vele, doch 1 enkel type geladen groepen (nucleïnezuren)
- macro-ionen met zelfde lading stoten elkaar af, blijven in oplossing
- mengen van + en – geladen macromoleculen resulteert in elektrostatische attractie
- Iso-elektrisch punt = pH waarbij het aantal positieve en negatieve lading gelijk is en
dus neutraal is
1.6 IONENEVENWICHT-pH SCHAAL
,DEEL 2: Nucleotiden en Nucleïnezuren
Nucleïnezuren (DNA, RNA): - Opgebouwd uit nucleotiden
- Dragers van erfelijk materiaal, bewaren en geven genetische info door
- Replicatie
2.1 NUCLEOTIDENBOUWSTENEN: CHEMISCHE STRUCTUUR
1) stikstofbase
- aromatische hetero cyclische base (purine,
pyrimidine)
- RNA -> uracil RNA DNA
- DNA -> thymine
2) suiker
- nucleoside = base + suiker (glycosidische binding)
3) fosfaatgroep
- nucleotiden = nucleoside + P
UV absorptie van nucleotiden
Nucleotiden absorberen Uv-licht bij 260nm
2.2 FUNCTIES VAN NUCLEOTIDEN
- overdracht van energie in de cel
- NTP: energierijke carriers van bouwsteenmoleculen NTP en dNTP’s zijn energierijke precursoren van
mononucleotiden
- componenten van co-enzymen/cofactoren
- boodschappermoleculen
Cyclische nucleotiden zijn signaalmoleculen en regulatoren van cellulair metabolisme en
reproductie (cAMP/cGMP)
2.3 STRUCTUUR VAN NUCLEÏNEZUREN: DNA/RNA
Polynucleotiden: DNA (desoxyribonucleïnezuur) en RNA (ribonucleïnezuur)
Nucleotidestructuur:
- stikstofbase gekoppeld aan C-atoom 1’ van (deoxy)ribose
- fosfaatgroep gekoppeld aan C-atoom 5’ van (deoxy)ribose
- vrije hydroxylgroep op C-atoom 3’ van (deoxy)ribose
-> vorming van nucleotideketens
Een fosfodi-esterbinding is een relatief sterke covalente binding
tussen een fosfaatgroep en 2 alcoholen, via 2 esterbindingen. Meer
specifiek wordt de naam gebruikt voor de binding tussen een
fosfaatgroep en 2 koolhydraatringen
, DNA/RNA structuur
- Primair: nucleotiden worden gekoppeld tot lange ketens via
fosfodiesterbindingen tussen fosfaatgroep van 1 nucleotide
en 3’-OH van volgend nucleotide (5’ P -> 3’ OH oriëntatie)
Alternerend fosfaat en pentosegroepen, afbraak van
keten d.m.v. nucleasen
- Secundair: dubbele helix structuur (rechtsdraaiend)
2 suiker-fosfaat ketens
Stikstofbasen georiënteerd naar het midden van de
molecule
Basen vormen H-bindingen met complementaire basen
op de andere suiker-fosfaat-ruggengraat
2 ketens lopen anti-parallel (oriëntatie is omgekeerd)
Stabilisatie door waterstofbruggen (midden), interacties
ter hoogte van de groeven
- RNA (mRNA, tRNA, rRNA, microRNA)
Enkelstrengige helix
Ribose
Uracil
Cel bevat meer RNA dan DNA
Hydrolyse door ribonuclease
- Tertiair: dubbele helix wordt circulair of ondergaat supercoil
Topo-isomeren = structurele vormen van 1 dezelfde molecule
Lussen ontstaan wanneer nucleotiden complementair zijn aan elkaar (tRNA)
2 strengen van dubbele helix gaan uit elkaar bij hogere temperaturen
De temperatuur waar denaturatie optreed is afhankelijk van de pH en de
zoutconcentratie en neemt toe met hogere GC inhoud van DNA
Reversibel proces
Dubbel-strengig en enkel-strengig DNA verschillen in hun optische
absorptie bij 260nm
Nucleotiden > enkel-strengig DNA > dubbel-strengig DNA
Hyperchromiciteit = absorptie UV-lucht wijzigt (stijgt) als DNA smelt (denatureert)
1.4 FUNCTIE VAN NUCLEÏNEZUREN
- informatie en controlecentrum van de cel (replicatie)
- deoxyribonucleïnezuur (DNA) - ribonucleïnezuur (RNA)
Draagt informatie voor eiwit (transcriptie) - Noodzakelijk voor eiwitsynthese
hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh (translatie)
Gevonden in nucleus/kern van de cel - Gevonden in alle delen van de cel
