Metabolisme hoofdstuk 1
Biochemistry: de studie naar de chemie van levensprocessen.
Deze processen worden gerealiseerd door twee typen moleculen:
- Bioligische macromoleculen: grote moleculen zoals eiwitten en nucleïnezuren. Een basisch
principe voor macromoleculen is de relatie tussen vorm en functie.
- Metabolieten: moleculen met een laag gewicht, zoals glucose en glycerol
Dat ‘’kern’’ metabolische stappen overeenkomsten tussen vele organismen duidt op het feit dat alle
organismen een gemeenschappelijke voorouder hadden. Op basis van biochemische eigenschappen
worden alle organismen op aarde onderverdeeld in de Eukaryoten, Bacteria en Archaea.
Woese ontdekte in 1977 dat enkele prokaryoten sterk van al bekende soorten afweken, waarna de
prokaryoten worden onderverdeeld in bacteria en archaea.
Als organismen bepaalde behoeften hebben door bijvoorbeeld hun omgeving wordt dit op een
biochemisch schaal vaak ‘opgelost’ door het aanpassen van al bestaande macromoleculen.
In 1940 wordt ontdekt dat genetische informatie wordt opgeslagen in DNA in een bacterie soort.
In 1953 wordt een model gemaakt voor de driedimensionale structuur van DNA door Watson en
Crick. De structuur is een dubbele helix, bestaande uit twee in elkaar gedraaide DNA strengen. De
twee suiker fosfaat backbones liggen aan de buitenzijde. De basen die aan de binnenzijde liggen
vormen specifieke basenparen (bp) die aan elkaar gehouden worden door waterstofbruggen.
DNA is een lineair polymeer opgebouwd uit vier types monomeren. Het molecuul heeft een vaste
backbone waaruit wisselende basen steken. De backbone is opgebouwd uit repeterende suiker-
fosfaat eenheden, de suikermoleculen zijn de deoxyribosen. Omdat alle suikermoleculen in dezelfde
richting liggen zodat elke streng een richting heeft waarbij een zijde anders is dan de andere. De
basen zijn verbonden aan de suikermoleculen van de backbone.
De waterstofbruggen die de basen aan elkaar houden zijn zwakke bindingen. Hierdoor kunnen de
bindingen verbroken en opnieuw gevormd worden. Als er veel van deze bindingen aanwezig zijn, zijn
ze gezamenlijk sterk genoeg om stabiele structuren te vormen. Tussen boven elkaar liggende basen
werken de vanderwaalskrachten (londen dispersion forces).
Twee eigenschappen van DNA wat het geschikt maakt als drager van erfelijke informatie:
1. De structuur kan gevormd worden met elke sequentie.
2. Door basen paring bepaalt de sequentie aan de ene zijde van de helix de sequentie aan de
andere zijde van de helix. Hierdoor is er een mogelijkheid tot het ‘’kopiëren’’ van erfelijk
materiaal. Als de strengen gescheiden worden dient elke streng als mal voor het opnieuw
maken van zijn partner.
Water is het universele natuurlijke oplosmiddel, bijna alle biologische processen gebeuren in water.
De DNA basen zijn niet polair en willen dus geen interactie aangaan met de polaire watermoleculen
uit het oplosmiddel. Door de dubbele helix structuur bevinden alle niet polaire basen zich aan de
binnenzijde van de helix en dus weg van de watermoleculen (ook wel het hydrofobe effect). De
hydrofobe interacties zijn dus naast de waterstofbruggen en de vanderwaalskrachten spontane en
stabiliserende interacties. De enige niet spontane interacties zijn die tussen de fosfaatgroepen. De
twee fosfaat groepen hebben een negatieve lading, doordat deze ladingen relatief dicht bij elkaar
Biochemistry: de studie naar de chemie van levensprocessen.
Deze processen worden gerealiseerd door twee typen moleculen:
- Bioligische macromoleculen: grote moleculen zoals eiwitten en nucleïnezuren. Een basisch
principe voor macromoleculen is de relatie tussen vorm en functie.
- Metabolieten: moleculen met een laag gewicht, zoals glucose en glycerol
Dat ‘’kern’’ metabolische stappen overeenkomsten tussen vele organismen duidt op het feit dat alle
organismen een gemeenschappelijke voorouder hadden. Op basis van biochemische eigenschappen
worden alle organismen op aarde onderverdeeld in de Eukaryoten, Bacteria en Archaea.
Woese ontdekte in 1977 dat enkele prokaryoten sterk van al bekende soorten afweken, waarna de
prokaryoten worden onderverdeeld in bacteria en archaea.
Als organismen bepaalde behoeften hebben door bijvoorbeeld hun omgeving wordt dit op een
biochemisch schaal vaak ‘opgelost’ door het aanpassen van al bestaande macromoleculen.
In 1940 wordt ontdekt dat genetische informatie wordt opgeslagen in DNA in een bacterie soort.
In 1953 wordt een model gemaakt voor de driedimensionale structuur van DNA door Watson en
Crick. De structuur is een dubbele helix, bestaande uit twee in elkaar gedraaide DNA strengen. De
twee suiker fosfaat backbones liggen aan de buitenzijde. De basen die aan de binnenzijde liggen
vormen specifieke basenparen (bp) die aan elkaar gehouden worden door waterstofbruggen.
DNA is een lineair polymeer opgebouwd uit vier types monomeren. Het molecuul heeft een vaste
backbone waaruit wisselende basen steken. De backbone is opgebouwd uit repeterende suiker-
fosfaat eenheden, de suikermoleculen zijn de deoxyribosen. Omdat alle suikermoleculen in dezelfde
richting liggen zodat elke streng een richting heeft waarbij een zijde anders is dan de andere. De
basen zijn verbonden aan de suikermoleculen van de backbone.
De waterstofbruggen die de basen aan elkaar houden zijn zwakke bindingen. Hierdoor kunnen de
bindingen verbroken en opnieuw gevormd worden. Als er veel van deze bindingen aanwezig zijn, zijn
ze gezamenlijk sterk genoeg om stabiele structuren te vormen. Tussen boven elkaar liggende basen
werken de vanderwaalskrachten (londen dispersion forces).
Twee eigenschappen van DNA wat het geschikt maakt als drager van erfelijke informatie:
1. De structuur kan gevormd worden met elke sequentie.
2. Door basen paring bepaalt de sequentie aan de ene zijde van de helix de sequentie aan de
andere zijde van de helix. Hierdoor is er een mogelijkheid tot het ‘’kopiëren’’ van erfelijk
materiaal. Als de strengen gescheiden worden dient elke streng als mal voor het opnieuw
maken van zijn partner.
Water is het universele natuurlijke oplosmiddel, bijna alle biologische processen gebeuren in water.
De DNA basen zijn niet polair en willen dus geen interactie aangaan met de polaire watermoleculen
uit het oplosmiddel. Door de dubbele helix structuur bevinden alle niet polaire basen zich aan de
binnenzijde van de helix en dus weg van de watermoleculen (ook wel het hydrofobe effect). De
hydrofobe interacties zijn dus naast de waterstofbruggen en de vanderwaalskrachten spontane en
stabiliserende interacties. De enige niet spontane interacties zijn die tussen de fosfaatgroepen. De
twee fosfaat groepen hebben een negatieve lading, doordat deze ladingen relatief dicht bij elkaar
