Moleculaire en cel biologie Theorie

• Moleculaire diversiteit


  Variatie in koolstofskeletten
• Koolstofketens


  • Kunnen recht, vertakt of in gesloten ringen gerangschikt zijn
  • Kunnen dubbele bindingen hebben, die variëren in aantal en plaats
• Variatie in koolstofketens is een belangrijke bron van de moleculaire complexiteit en diversiteit die levende materie kenmerken
• Biologische moleculen bevatten vaak atomen van andere elementen, zoals zuurstof en fosfor
• Koolwaterstoffen


  Moleculen die alleen uit koolstof en waterstof bestaan
• Koolwaterstoffen kunnen reacties ondergaan waarbij een relatief grote hoeveelheid energie vrijkomt
• Isomeren


  Verbindingen met hetzelfde aantal atomen van dezelfde elementen maar verschillende structuren en dus verschillende eigenschappen
• Soorten isomeren


  • Structurele isomeren
  • Cis-trans-isomeren
  • Enantiomeren
• Structurele isomeren


  Verschillen in de covalente rangschikking van hun atomen
• Cis-trans-isomeren


  Hebben koolwaterstoffen met covalente bindingen met dezelfde atomen, maar deze atomen verschillen in hun ruimtelijke ordening door de inflexibiliteit van dubbele bindingen
• Enantiomeren


  Isomeren die spiegelbeelden van elkaar zijn en die in vorm verschillen door de aanwezigheid van een asymmetrische koolstof
• Macromoleculen


  Grote koolhydraten, eiwitten en nucleïnezuren, ook wel polymeren genoemd
• Polymeren


  Lange moleculen die bestaan uit vele gelijke of identieke bouwstenen die door covalente bindingen met elkaar zijn verbonden
• Monomeren


  Repeterende eenheden die dienen als bouwstenen van een polymeer
• Synthese en afbraak van polymeren

  1. Polymerisatie: Monomeren worden verbonden door condensatiereacties

  2. Hydrolyse: Polymeren worden afgebroken tot monomeren door toevoeging van water
• Cellen hebben duizenden verschillende macromoleculen, waarvan de collectie varieert per celtype
• De diversiteit van macromoleculen in de levende wereld is enorm en de mogelijke variatie is in feite onbeperkt
• Macromoleculen zijn opgebouwd uit slechts 40 tot 50 gemeenschappelijke monomeren
• Koolhydraten


  Omvatten suikers en polymeren van suikers
• Monosacchariden


  Eenvoudige suikers, de monomeren waaruit complexere koolhydraten worden opgebouwd
• Disachariden


  Dubbele suikers, bestaande uit twee monosachariden die door een covalente binding met elkaar zijn verbonden
• Polysachariden


  Macromoleculen, polymeren met een paar honderd tot een paar duizend monosachariden verbonden door glycosidebindingen
• Opslag polysachariden


  • Zetmeel (planten)
  • Glycogeen (dieren)
• Cellulose is een belangrijk bestanddeel van de harde wanden die plantencellen omhullen
• Het verschil tussen zetmeel en cellulose is gebaseerd op het feit dat er eigenlijk twee enigszins verschillende ringstructuren zijn voor glucose
• Glycogeen


  Opgeslagen brandstof in lever- en spiercellen
• Afbraak van glycogeen in lever- en spiercellen


  Komt glucose vrij wanneer de vraag naar energie toeneemt
• Glycogeenvoorraden bij mensen zijn na ongeveer een dag uitgeput, tenzij ze door eten worden aangevuld
• Koolhydraatarme diëten kunnen leiden tot zwakte en vermoeidheid
• Cellulose


  Belangrijk bestanddeel van de harde wanden die plantencellen omhullen
• Cellulose


  • Polymeer van glucose met 1-4 glycosidebindingen
  • Glucosemonomeren staan allemaal in de β-configuratie
• Enzymen die zetmeel verteren kunnen de β-bindingen van cellulose niet hydrolyseren
• Cellulose passeert het spijsverteringskanaal en wordt met de ontlasting uitgescheiden
• Cellulose schuurt de wand van het spijsverteringskanaal en stimuleert de bekleding om slijm af te scheiden
• Cellulose is geen voedingsstof voor mensen, maar is een belangrijk onderdeel van een gezonde voeding
• Sommige micro-organismen kunnen cellulose verteren en afbreken tot glucosemonomeren
• Chitine


  Koolhydraat dat door geleedpotigen wordt gebruikt om hun exoskeletten te bouwen
• Structural isomers


  Isomers with different arrangements of atoms, resulting in different chemical properties
• Stereoisomers


  Isomers with the same arrangement of atoms, but a different arrangement of their three-dimensional structure
• Isomers


  Molecules with the same molecular formula but different structures