Menselijke biologie en celbiologie
Inleiding
Functies levende wezens: reactievermogen (prikkelbaarheid), groei, voortplanting,
beweging en stofwisseling (metabolisme)
Gekoppelde atomen < moleculair niveau < celniveau < weefselniveau < orgaanniveau
< niveau orgaanstelsel < niveau organisme
Anatomie = open snijden
- Macroscopische anatomie: zichtbaar blote oog
- Microscopische anatomie: zichtbaar met licht- of elektronenmicroscoop
- Topografie anatomie: ligging van weefsels
Inleiding in de celbiologie
Cel = kleinste structurele eenheid van de levende wezens
Ééncellige organismen: bestaan uit één enkele cel
Meercellig: bestaan uit een paar honderd type cellen. Cellen hebben specifieke
functies en zijn georganiseerd in weefsels en organen.
Prokaryoot vs. Eukaryoot
Prokaryoot (bacteriën) Eukaryoot (dierlijke en plantaardige
cellen)
Geen duidelijke intracellulaire Duidelijke intracellulaire compartimenten
compartimenten
Erfelijk materiaal: verspreid in Erfelijk materiaal: in de celkern
cytoplasma
Bevat geen kern Bevat een kern
Kernzone: niet gescheiden door een /
membraan
1
,Bacteriën
Celwand fungeert als beschermende laag: zeer extreme omstandigheden in het
milieu doorstaan
Pathogene bacteriën: hoge mate afhankelijk van de uitwendige bescherming bij
verdediging
Penicilline en verwante antibiotica: opbouw celwand verstoren + groei blokkeren.
Goede bacteriën kunnen ook gedood worden door antibiotica.
Dierlijke en plantaardige cellen
Overeenkomsten: aard van chemische stoffen (opbouw), hetzelfde fundamentele
bouwplan (celkern en celorganellen), veel biochemische processen tegelijk
Verschil: dierlijke cellen zijn niet omgeven door een celwand
Alle cellen hebben minstens één deling meegemaakt, de meeste ook een groeiperiode.
I. Structuur van de biomoleculen
Chemische samenstelling van de cel
Cellen gevuld: waterige oplossing (70%) van chemische stoffen
Membranen: vet- of olieachtige zones
Organische verbindingen (koolstofbindingen)
Macromoleculen of Biomoleculen: suikers, lipiden, eiwitten en nucleïnezuren
Rest organische verbindingen: kleine moleculen bouwstenen of tussenproduct /
regulatoren
Anorganische verbindingen (anorganische moleculen)
Zuurstof, water en ionen
Belangrijke ionen: fosfaat, NH4+, Mg2+, Ca2+, K+ en Fe3+
Inleiding tot de koolstofchemie
Organische chemie: element C (vier covalente bindingen vormen)
Koolstof bindt met O, P, N, S en H
2
,C-atomen kunnen een ringstructuur vormen en dubbele of drievoudige
bindingen vormen
In biochemische verbindingen kunnen er meerdere functionele groepen voorkomen.
Onderscheid tussen polaire en apolaire stoffen
Waterstofbruggen en het dipoolkarakter van water sterke interacties ontstaan
Keukenzout (NaCl): lost goed op in water
Dipolen van water schermen de ladingen van de ionen als het ware af en beletten
dat deze ionen elektrostatische interacties aangaan.
Polair = hydrofiel, wateraantrekkend, wateroplosbaar
Voorbeelden: -OH, -CHO, -COOH, ZIE CURSUS C=O, -NH 2
Apolair = hydrofoob, waterafstotend, slecht wateroplosbaar, lipofiel, vet oplosbaar
Meer C atomen stijgende apolariteit
Biochemische verbindingen in de cel
De suikers
Brandstof, bouwstof en bestanddeel erfelijk materiaal
Enkelvoudige suikers:
- C, H en O
- Minstens 2 alcoholgroepen (polyalcoholen)
- Carbonylfunctie
Triosen, tetrosen, pentosen, hexosen en heptosen (aantal C atomen)
Monosachariden: lossen goed op in water
5 of 6 C-atomen ringstructuur
Glucose of druivensuiker: bloed van de mens en andere zoogdieren, vruchten, bij
afbraak wordt er energie geleverd
Fructose of vruchtensuiker: vruchten
Ribose = pentose: vijfring, bouwsteen van RNA en energierijke verbinding ATP
Meervoudige suikers = verbonden monosachariden
Disachariden < trisachariden < tetrasachariden < oligosachariden < polysachariden
3
, De lipiden
Lipiden zijn apolair (slecht oplosbaar in water), ze bestaan uit C, H en O (P en N)
Functies:
- Reserve functie van de neutrale lipiden: olie- of vetdruppels
- Structurele functie van fosfolipiden, bouwsteen van membranen
Beide bevatten vetzuren: CH3(CH2)n-COOH carbonzuren met lange waterstofketens
Polair gedeelte: -COOH Apolair gedeelte: CH3(CH2)n
Vetzuren komen slechts in kleine hoeveelheden voor in vrije vorm.
Lipiden zijn opgebouwd uit glycerol en 3 vetzuren
Indeling neutrale lipiden
Normale temperatuur vast: vetten (dierlijk)
Normale temperatuur vloeibaar: oliën (plant)
Functie: brandstofvoorraad en warmte-isolatie
Fosfolipiden
= samengestelde lipiden: glycerol, 2 vetzuren, fosfaatgroep en base
In water: base (+) en fosfaatgroep (-) polair
Twee apolaire vetzuurstaarten (koolwaterstofketen)
Amfipatische molecules: moleculen met zowel een polaire als apolair karakter
ontstaat: dubbelfosfolipiden laag
Micellen worden gevormd wanneer alkalizouten van vetzuren in water wordt
gebracht.
Fosfolipiden + sfingolipiden: belangrijke bouwstenen van de membranen
4
Inleiding
Functies levende wezens: reactievermogen (prikkelbaarheid), groei, voortplanting,
beweging en stofwisseling (metabolisme)
Gekoppelde atomen < moleculair niveau < celniveau < weefselniveau < orgaanniveau
< niveau orgaanstelsel < niveau organisme
Anatomie = open snijden
- Macroscopische anatomie: zichtbaar blote oog
- Microscopische anatomie: zichtbaar met licht- of elektronenmicroscoop
- Topografie anatomie: ligging van weefsels
Inleiding in de celbiologie
Cel = kleinste structurele eenheid van de levende wezens
Ééncellige organismen: bestaan uit één enkele cel
Meercellig: bestaan uit een paar honderd type cellen. Cellen hebben specifieke
functies en zijn georganiseerd in weefsels en organen.
Prokaryoot vs. Eukaryoot
Prokaryoot (bacteriën) Eukaryoot (dierlijke en plantaardige
cellen)
Geen duidelijke intracellulaire Duidelijke intracellulaire compartimenten
compartimenten
Erfelijk materiaal: verspreid in Erfelijk materiaal: in de celkern
cytoplasma
Bevat geen kern Bevat een kern
Kernzone: niet gescheiden door een /
membraan
1
,Bacteriën
Celwand fungeert als beschermende laag: zeer extreme omstandigheden in het
milieu doorstaan
Pathogene bacteriën: hoge mate afhankelijk van de uitwendige bescherming bij
verdediging
Penicilline en verwante antibiotica: opbouw celwand verstoren + groei blokkeren.
Goede bacteriën kunnen ook gedood worden door antibiotica.
Dierlijke en plantaardige cellen
Overeenkomsten: aard van chemische stoffen (opbouw), hetzelfde fundamentele
bouwplan (celkern en celorganellen), veel biochemische processen tegelijk
Verschil: dierlijke cellen zijn niet omgeven door een celwand
Alle cellen hebben minstens één deling meegemaakt, de meeste ook een groeiperiode.
I. Structuur van de biomoleculen
Chemische samenstelling van de cel
Cellen gevuld: waterige oplossing (70%) van chemische stoffen
Membranen: vet- of olieachtige zones
Organische verbindingen (koolstofbindingen)
Macromoleculen of Biomoleculen: suikers, lipiden, eiwitten en nucleïnezuren
Rest organische verbindingen: kleine moleculen bouwstenen of tussenproduct /
regulatoren
Anorganische verbindingen (anorganische moleculen)
Zuurstof, water en ionen
Belangrijke ionen: fosfaat, NH4+, Mg2+, Ca2+, K+ en Fe3+
Inleiding tot de koolstofchemie
Organische chemie: element C (vier covalente bindingen vormen)
Koolstof bindt met O, P, N, S en H
2
,C-atomen kunnen een ringstructuur vormen en dubbele of drievoudige
bindingen vormen
In biochemische verbindingen kunnen er meerdere functionele groepen voorkomen.
Onderscheid tussen polaire en apolaire stoffen
Waterstofbruggen en het dipoolkarakter van water sterke interacties ontstaan
Keukenzout (NaCl): lost goed op in water
Dipolen van water schermen de ladingen van de ionen als het ware af en beletten
dat deze ionen elektrostatische interacties aangaan.
Polair = hydrofiel, wateraantrekkend, wateroplosbaar
Voorbeelden: -OH, -CHO, -COOH, ZIE CURSUS C=O, -NH 2
Apolair = hydrofoob, waterafstotend, slecht wateroplosbaar, lipofiel, vet oplosbaar
Meer C atomen stijgende apolariteit
Biochemische verbindingen in de cel
De suikers
Brandstof, bouwstof en bestanddeel erfelijk materiaal
Enkelvoudige suikers:
- C, H en O
- Minstens 2 alcoholgroepen (polyalcoholen)
- Carbonylfunctie
Triosen, tetrosen, pentosen, hexosen en heptosen (aantal C atomen)
Monosachariden: lossen goed op in water
5 of 6 C-atomen ringstructuur
Glucose of druivensuiker: bloed van de mens en andere zoogdieren, vruchten, bij
afbraak wordt er energie geleverd
Fructose of vruchtensuiker: vruchten
Ribose = pentose: vijfring, bouwsteen van RNA en energierijke verbinding ATP
Meervoudige suikers = verbonden monosachariden
Disachariden < trisachariden < tetrasachariden < oligosachariden < polysachariden
3
, De lipiden
Lipiden zijn apolair (slecht oplosbaar in water), ze bestaan uit C, H en O (P en N)
Functies:
- Reserve functie van de neutrale lipiden: olie- of vetdruppels
- Structurele functie van fosfolipiden, bouwsteen van membranen
Beide bevatten vetzuren: CH3(CH2)n-COOH carbonzuren met lange waterstofketens
Polair gedeelte: -COOH Apolair gedeelte: CH3(CH2)n
Vetzuren komen slechts in kleine hoeveelheden voor in vrije vorm.
Lipiden zijn opgebouwd uit glycerol en 3 vetzuren
Indeling neutrale lipiden
Normale temperatuur vast: vetten (dierlijk)
Normale temperatuur vloeibaar: oliën (plant)
Functie: brandstofvoorraad en warmte-isolatie
Fosfolipiden
= samengestelde lipiden: glycerol, 2 vetzuren, fosfaatgroep en base
In water: base (+) en fosfaatgroep (-) polair
Twee apolaire vetzuurstaarten (koolwaterstofketen)
Amfipatische molecules: moleculen met zowel een polaire als apolair karakter
ontstaat: dubbelfosfolipiden laag
Micellen worden gevormd wanneer alkalizouten van vetzuren in water wordt
gebracht.
Fosfolipiden + sfingolipiden: belangrijke bouwstenen van de membranen
4
