Samenvatting Celbiologie | Bachelor 1 | KU Leuven | 2026/2027

H1 De chemie van een cel
1. De chemische samenstelling van cellen – algemeen
1.1. Het belang van water
 meest voorkomende molecule in & in omgeving van cel
 neutraal / ongeladen
MAAR… toch polair
 elektronen vd O-H bindingen zitten niet mooi gelijk
verdeeld tussen O
& H atoom
 elektronegativiteit O > elektronegativiteit H
 O trekt elektronen dichter naar zich toe
 O atoom krijgt gedeeltelijk negatieve lading
 beide H-atomen krijgen gedeeltelijk positieve lading
 ongelijke verdeling van ladingen
 H2O in zijn geheel polair
 polariteit zorgt voor unieke eigenschappen van water
o cohesie
 tussen watermoleculen
 ontstaat door vorming van waterstofbruggen
= interacties tussen gedeeltelijk negatief geladen O-
atoom van 1
H2O-molecule & het gedeeltelijk positief geladen H-
atoom van
een ander H2O-molecule
 ontstaat een precieze 3-dimensionele organisatie
 oorzaak van
 grote oppervlaktespanning van water
 hoog kookpunt
 hoge specifieke warmte
o temperatuur-stabiliserende capaciteit
 specifieke warmte
= hoeveelheid warmte die een vloeistof per gram moet
opnemen
om 1°C in temperatuur te kunnen toenemen
 heel hoog bij warmte
 water kan veel warmte absorberen alvorens zijn
temperatuur
de hoogte ingaat
 van belang in cellen om oververhitting tegen te gaan




1

,o mogelijkheid om als oplosmiddel te dienen voor
verschillende andere chemische moleculen
 dankzij H-bruggen
 vooral voor geladen & polaire moleculen
 hydrofiel
 anorganische moleculen
 meeste kleinere organische moleculen
-> zouten, suikers, AZ & organische zuren
 hydrofoob
 slecht oplosbaar in water
 meestal een apolir karakter
 bv. lipiden
 vinden we vooral terug in memebranen
 vele biomoleculen hebben zowel hydrofiele als
hydrofobe delen
WAARDOOR… hydrofiele delen zullen vooral
affiniteit tonen
voor een waterige omgeving, de
hydrofobe niet
 aan de basis vd wateroplosbaarheid van polaire en
geladen moleculen ligt de hydratatie
= het vermogen van water om deze moleculen
helemaal te
gaan omringen
 drijvende kracht = aantrekking tussen + & -
(deel)ladingen
 - geladen ion zal helemaal omrings worden door
het -
deel vd watermoleculen
 polaire moleculen of grotere biomoleculen die
slechts enkele polaire delen bevatten
 slechts gedeeltelijk omringd door
watermoleculen
MAAR… is voldoende om deze moleculen te
beletten
om al te veel met elkaar te
gaan interageren
zodat ze toch in de oplossing
blijven
 apolaire moleculen kunnen geen elektrostatische
interactie maken met de H2O-moleculen

2

,  zullen eerder met elkaar gaan interageren ipv in
het water
op te lossen




1.2. Het belang van koolstof – organisch vs
anorganisch
 belangrijkste atoom in biologische moleculen
 heeft oa te maken met de specifieke stabiliteit van
koolstofverbindingen & de grote diversiteit van bindingen
die het kan
aangaan
 heeft een valentie van 4
o heeft 4 vrije elektronen die het met andere atomen kan
delen om ‘covalente’ bindingen te vormen
 meestal
 waterstof (valentie 1)
 zuurstof (valentie 2)
 stikstof (valentie 3)
 zwavel (valentie 4)
 koolstof zelf
o hiermee worden enkelvoudige, dubbele of drievoudige
bindingen aangegaan
 worden respectievelijk 2, 4 of 6 elektronen gedeeld
tussen 2 atomen
o leidt allemaal tot vorming van chemisch zeer stabiele
verbindingen
 andere atomen (H, O, N, S & P) kunnen op dezelfde manier
onderling bindingen aangaan
 vorming verschillende functionele groepen die van belang
zijn in de
organische chemie
 carboxylgroep -COOH (ester)
 aminogroep -NH2 (amine)
 carbonylgroep -CO (keton)
 aldehydegroep -CHO
 fosfaatgroep -PO(OH)3
3

,  hydroxylgroep -OH (alcohol)
 sulfhydrylgroep -SH (thiol)
 pH is in de meeste cellen ongeveer neutraal
 impliceert dat sommige van de groepen een lading krijgen
doordat zij in
deze omstandigheden reageren als een zuur of base
 zure groepen (carboxyl of fosfaatgroep) zullen een proton
afstaan bij een neutrale pH
 worden - geladen
 basische groepen (aminogroep) zullen een proton opnemen bij
neutrale pH
 worden + geladen

 carbonyl, aldehyde, hydroxyl & sulfhydryl groepen blijven
ongeladen bij een neutrale pH
MAAR… gedragen zich wel als polaire entiteiten
 beter oplosbaar in waterige omgeving dan
alkanen of
alkenen die enkel uit koolstof & waterstof
bestaan en zich
gedragen als water onoplosbare, apolaire
entiteiten
1.3. Het belang van selectief permeabele membranen
 cellen hebben een soort fysische barrière nodig om als entiteit
te kunnen blijven bestaan  houdt hun inhoud
‘binnen’ en houdt externe
inhouden ‘buiten’
 absolute barrière ≠ helemaal aangewezen
 cellen moeten in bepaalde omstandigheden in staat blijven
om
 specifieke intra- & extracellulaire inhouden toch te
kunnen uitwisselen
 communicatie mogelijk te blijven houden tussen cel &
zijn omgeving en tussen cellen onderling
 barrière mag niet oplosbaar zijn in water
 dan zou de cel deze barrière oplossen waardoor ze zou
verdwijnen
 membranen die cellen omringen voldoen aan deze criteria:
o bestaan voor het overgrote deel uit wateronoplosbare,
apolaire lipiden
 krijgen hydrofoob karakter
o bevatten allerlei andere macromoleculen (voornamelijk
eiwitten)

4