Chemie in cellen
Met stofwisseling of metabolisme wordt het geheel van chemische omzettingsprocessen (de opbouw
en afbraak van stoffen) bedoeld.
Anorganische stoffen zijn kleine moleculen die uit maximaal 1 koolstofatoom (C) bestaan.
Organische stoffen zijn grote moleculen die uit 2 of meer koolstofatomen bestaan.
De opbouw van organische moleculen uit kleinere moleculen wordt assimilatie genoemd. Bij
assimilatie wordt energie verbruikt.
De afbraak van organische moleculen wordt dissimilatie genoemd. Bij dissimilatie komt energie vrij.
Aerobe dissimilatie = verbranding met zuurstof.
Tijdens fotosynthese vindt er koolstofassimilatie plaats.
Uit de anorganische stoffen water en koolstofdioxide wordt o.a. de organische stof glucose gevormd.
Energie die hiervoor nodig is wordt uit het zonlicht gehaald.
Autotrofe organismen zijn in staat om organische stoffen te maken uit anorganische stoffen. Zij maken
dus hun eigen eten. Zij hoeven geen andere organismen te eten voor overleving.
Heterotrofe organismen zijn niet in staat om organische stoffen te maken uit alleen anorganische
stoffen. Zij moeten dus van andere organismen eten om in leven te blijven. Schimmels, dieren en de
meeste bacteriën zijn heterotroof.
In de voortgezette assimilatie wordt glucose door de plant omgezet in eiwitten, vetten en
koolhydraten.
Plant: glucose -> zetmeel
Dier: glucose -> glycogeen
De energie die nodig is voor stofwisselingsprocessen wordt gehaald uit ATP oftewel
adenosinetrifosfaat. Als een fosfaatgroep van ATP wordt gesplitst (door dissimilatie) komt de
chemische energie die ligt opgeslagen in het molecuul vrij. Wanneer de derde fosfaatgroep wordt
gesplitst ontstaan ADP (adenosinedifosfaat) en een losse fosfaatgroep Pi. De ‘i’ staat voor inorganic
(anorganisch)
, Om ATP te vormen uit ADP moet de losse fosfaatgroep worden gebonden aan ADP. Dit proces kost
energie. Deze reactie wordt fosforylering genoemd. De vorming van ATP uit ADP vindt plaats in de
mitochondriën (energiecentrales). Bij de dissimilatie van glucose komt energie vrij. Deze energie
wordt gebruikt bij de assimilatie van ATP uit ADP. Naast de energiedrager ATP zijn er ook andere
moleculen die in de cel fungeren als energiedragers zoals:
- NAD: nicotinamide-adenine-dinucleotide
- NADP+: nicotinamide-adenine-dinucleotide-fosfaat
Enzymen
Enzymen zijn eiwitten die processen katalyseren. Hiermee wordt bedoeld dat enzymen processen
mogelijk maken of versnellen zonder daarbij zelf te worden verbruikt. Enzymen kunnen dus meerdere
malen een bepaalde handeling uitvoeren zonder dat ze vervangen moeten worden. Het actieve
centrum is het deel waar een reactie plaats kan vinden.
De stof waarop een enzym inwerkt heet het substraat. De stof/stoffen die ontstaan bij de reactie heet
het product. Zodra het substraat aan het actieve centrum bindt, ontstaan het
enzym-substraatcomplex. Een enzym kan alleen reageren met een stof die exact in het actieve
centrum past. Dit wordt het sleutel-slot-principe genoemd. De naam van een enzym is vaak
samengesteld uit de naam van het substraat met het achtervoegsel -ase. Veel enzymen hebben voor
hun werking een ander molecuul nodig. Een dergelijk molecuul wordt een cofactor genoemd. Een
cofactor kan een organische of anorganische stof zijn. Als de cofactor een organische stof is, spreekt
men meestal van een co-enzym.
De minimale energie die nodig is om een reactie op gang te brengen wordt de energiedrempel
genoemd. De energie die toegevoegd moet worden om een reactie op gang te brengen is de
activeringsenergie. De energie die vrijkomt bij de reactie, is de reactie-energie. Enzymen verlagen de
energiedrempel waardoor er minder activeringsenergie nodig is.
Met stofwisseling of metabolisme wordt het geheel van chemische omzettingsprocessen (de opbouw
en afbraak van stoffen) bedoeld.
Anorganische stoffen zijn kleine moleculen die uit maximaal 1 koolstofatoom (C) bestaan.
Organische stoffen zijn grote moleculen die uit 2 of meer koolstofatomen bestaan.
De opbouw van organische moleculen uit kleinere moleculen wordt assimilatie genoemd. Bij
assimilatie wordt energie verbruikt.
De afbraak van organische moleculen wordt dissimilatie genoemd. Bij dissimilatie komt energie vrij.
Aerobe dissimilatie = verbranding met zuurstof.
Tijdens fotosynthese vindt er koolstofassimilatie plaats.
Uit de anorganische stoffen water en koolstofdioxide wordt o.a. de organische stof glucose gevormd.
Energie die hiervoor nodig is wordt uit het zonlicht gehaald.
Autotrofe organismen zijn in staat om organische stoffen te maken uit anorganische stoffen. Zij maken
dus hun eigen eten. Zij hoeven geen andere organismen te eten voor overleving.
Heterotrofe organismen zijn niet in staat om organische stoffen te maken uit alleen anorganische
stoffen. Zij moeten dus van andere organismen eten om in leven te blijven. Schimmels, dieren en de
meeste bacteriën zijn heterotroof.
In de voortgezette assimilatie wordt glucose door de plant omgezet in eiwitten, vetten en
koolhydraten.
Plant: glucose -> zetmeel
Dier: glucose -> glycogeen
De energie die nodig is voor stofwisselingsprocessen wordt gehaald uit ATP oftewel
adenosinetrifosfaat. Als een fosfaatgroep van ATP wordt gesplitst (door dissimilatie) komt de
chemische energie die ligt opgeslagen in het molecuul vrij. Wanneer de derde fosfaatgroep wordt
gesplitst ontstaan ADP (adenosinedifosfaat) en een losse fosfaatgroep Pi. De ‘i’ staat voor inorganic
(anorganisch)
, Om ATP te vormen uit ADP moet de losse fosfaatgroep worden gebonden aan ADP. Dit proces kost
energie. Deze reactie wordt fosforylering genoemd. De vorming van ATP uit ADP vindt plaats in de
mitochondriën (energiecentrales). Bij de dissimilatie van glucose komt energie vrij. Deze energie
wordt gebruikt bij de assimilatie van ATP uit ADP. Naast de energiedrager ATP zijn er ook andere
moleculen die in de cel fungeren als energiedragers zoals:
- NAD: nicotinamide-adenine-dinucleotide
- NADP+: nicotinamide-adenine-dinucleotide-fosfaat
Enzymen
Enzymen zijn eiwitten die processen katalyseren. Hiermee wordt bedoeld dat enzymen processen
mogelijk maken of versnellen zonder daarbij zelf te worden verbruikt. Enzymen kunnen dus meerdere
malen een bepaalde handeling uitvoeren zonder dat ze vervangen moeten worden. Het actieve
centrum is het deel waar een reactie plaats kan vinden.
De stof waarop een enzym inwerkt heet het substraat. De stof/stoffen die ontstaan bij de reactie heet
het product. Zodra het substraat aan het actieve centrum bindt, ontstaan het
enzym-substraatcomplex. Een enzym kan alleen reageren met een stof die exact in het actieve
centrum past. Dit wordt het sleutel-slot-principe genoemd. De naam van een enzym is vaak
samengesteld uit de naam van het substraat met het achtervoegsel -ase. Veel enzymen hebben voor
hun werking een ander molecuul nodig. Een dergelijk molecuul wordt een cofactor genoemd. Een
cofactor kan een organische of anorganische stof zijn. Als de cofactor een organische stof is, spreekt
men meestal van een co-enzym.
De minimale energie die nodig is om een reactie op gang te brengen wordt de energiedrempel
genoemd. De energie die toegevoegd moet worden om een reactie op gang te brengen is de
activeringsenergie. De energie die vrijkomt bij de reactie, is de reactie-energie. Enzymen verlagen de
energiedrempel waardoor er minder activeringsenergie nodig is.
