Hoofdstuk 9
Stofwisseling in de cel
9.1- chemie in de cel
De stofwisseling (metabolisme) is het geheel van chemische
omzettingsprocessen in het lichaam, die vooral in de cellen plaatsvinden.
Cellen nemen stoffen op uit hun omgeving en zetten deze om in andere
stoffen die nodig zijn voor energievoorziening, groei en het in stand
houden van het lichaam. Een belangrijk onderdeel hiervan is het basale
metabolisme (grondstofwisseling): alle processen die voortdurend
doorgaan, zoals hartslag, ademhaling en darmbewegingen, ook in rust. De
intensiteit van het basale metabolisme kan worden bepaald door het
zuurstofverbruik in rust te meten en is afhankelijk van geslacht, leeftijd en
lichaamsgewicht.
Cellen bevatten organische en anorganische stoffen, waarbij
anorganische stoffen klein en eenvoudig zijn opgebouwd en weinig
chemische energie bevatten. Organische stoffen bestaan uit grotere
moleculen met koolstofketens en bevatten altijd koolstof en waterstof, en
meestal zuurstof. In de bindingen tussen koolstof- en waterstofatomen zit
veel chemische energie, die vrijkomt wanneer deze bindingen worden
verbroken. Daardoor zijn organische stoffen energierijk. Glucose (C₆H₁₂O₆)
is een belangrijke organische stof die in de stofwisseling dient als
brandstof en bouwstof, terwijl koolstofdioxide (CO₂) een anorganische stof
is met weinig energie en vooral een rol speelt bij de fotosynthese.
Assimilatie en dissimilatie zijn twee soorten stofwisselingsprocessen:
bij assimilatie worden grote organische moleculen opgebouwd uit kleinere
moleculen, wat energie kost, terwijl bij dissimilatie grote organische
moleculen worden afgebroken tot kleinere moleculen, waarbij energie
vrijkomt in de vorm van bijvoorbeeld beweging of warmte. Heterotrofe
organismen halen hun energie uit organische stoffen die ze opnemen,
terwijl autotrofe organismen zoals planten zelf glucose kunnen maken
uit koolstofdioxide en water (koolstofassimilatie). Deze glucose dient als
grondstof voor de vorming van andere organische stoffen zoals
koolhydraten, vetten, eiwitten en DNA (voortgezette assimilatie). De
energie die vrijkomt bij dissimilatie wordt gebruikt voor processen in de
cel, waaronder assimilatie en transport.
, Cellen hebben energie nodig voor processen zoals groei, deling, beweging
en transport, en deze energie wordt in de cel vervoerd met ATP. ATP
wordt gevormd bij fotosynthese in chloroplasten en bij verbranding in
mitochondriën en bevat veel chemische energie in de bindingen tussen de
fosfaatgroepen. Wanneer een fosfaatgroep van ATP wordt afgesplitst,
ontstaat ADP en komt energie vrij voor processen zoals eiwitsynthese en
actief transport; met energie uit licht of dissimilatie kan ADP weer worden
omgezet in ATP, wat fosforylering heet. Bij verdere afsplitsing ontstaat
AMP. Naast ATP zijn ook NAD⁺/NADH en NADP⁺/NADPH belangrijke
energiedragers, waarbij NADH en NADPH extra elektronen en een
waterstofion bevatten en zo energie in de cel transporteren.
9.2- Enzymen
Bij de stofwisseling in cellen worden voortdurend stoffen opgebouwd en
afgebroken, maar deze reacties verlopen zonder hulp vaak te langzaam.
Enzymen zijn eiwitten die deze reacties versnellen zonder zelf te
worden verbruikt. Elk enzym werkt specifiek op één substraat, dat bindt
in het actieve centrum, waarbij een enzym-substraatcomplex
ontstaat en het substraat wordt omgezet in een reactieproduct. Veel
enzymen hebben een cofactor nodig, zoals een co-enzym (bijvoorbeeld
ATP). Het enzym ATPase gebruikt ATP zowel als substraat als
energiebron om ionen actief door membranen te transporteren door ATP
om te zetten in ADP en fosfaat (Pi). Wanneer waterstofionen met hun
Stofwisseling in de cel
9.1- chemie in de cel
De stofwisseling (metabolisme) is het geheel van chemische
omzettingsprocessen in het lichaam, die vooral in de cellen plaatsvinden.
Cellen nemen stoffen op uit hun omgeving en zetten deze om in andere
stoffen die nodig zijn voor energievoorziening, groei en het in stand
houden van het lichaam. Een belangrijk onderdeel hiervan is het basale
metabolisme (grondstofwisseling): alle processen die voortdurend
doorgaan, zoals hartslag, ademhaling en darmbewegingen, ook in rust. De
intensiteit van het basale metabolisme kan worden bepaald door het
zuurstofverbruik in rust te meten en is afhankelijk van geslacht, leeftijd en
lichaamsgewicht.
Cellen bevatten organische en anorganische stoffen, waarbij
anorganische stoffen klein en eenvoudig zijn opgebouwd en weinig
chemische energie bevatten. Organische stoffen bestaan uit grotere
moleculen met koolstofketens en bevatten altijd koolstof en waterstof, en
meestal zuurstof. In de bindingen tussen koolstof- en waterstofatomen zit
veel chemische energie, die vrijkomt wanneer deze bindingen worden
verbroken. Daardoor zijn organische stoffen energierijk. Glucose (C₆H₁₂O₆)
is een belangrijke organische stof die in de stofwisseling dient als
brandstof en bouwstof, terwijl koolstofdioxide (CO₂) een anorganische stof
is met weinig energie en vooral een rol speelt bij de fotosynthese.
Assimilatie en dissimilatie zijn twee soorten stofwisselingsprocessen:
bij assimilatie worden grote organische moleculen opgebouwd uit kleinere
moleculen, wat energie kost, terwijl bij dissimilatie grote organische
moleculen worden afgebroken tot kleinere moleculen, waarbij energie
vrijkomt in de vorm van bijvoorbeeld beweging of warmte. Heterotrofe
organismen halen hun energie uit organische stoffen die ze opnemen,
terwijl autotrofe organismen zoals planten zelf glucose kunnen maken
uit koolstofdioxide en water (koolstofassimilatie). Deze glucose dient als
grondstof voor de vorming van andere organische stoffen zoals
koolhydraten, vetten, eiwitten en DNA (voortgezette assimilatie). De
energie die vrijkomt bij dissimilatie wordt gebruikt voor processen in de
cel, waaronder assimilatie en transport.
, Cellen hebben energie nodig voor processen zoals groei, deling, beweging
en transport, en deze energie wordt in de cel vervoerd met ATP. ATP
wordt gevormd bij fotosynthese in chloroplasten en bij verbranding in
mitochondriën en bevat veel chemische energie in de bindingen tussen de
fosfaatgroepen. Wanneer een fosfaatgroep van ATP wordt afgesplitst,
ontstaat ADP en komt energie vrij voor processen zoals eiwitsynthese en
actief transport; met energie uit licht of dissimilatie kan ADP weer worden
omgezet in ATP, wat fosforylering heet. Bij verdere afsplitsing ontstaat
AMP. Naast ATP zijn ook NAD⁺/NADH en NADP⁺/NADPH belangrijke
energiedragers, waarbij NADH en NADPH extra elektronen en een
waterstofion bevatten en zo energie in de cel transporteren.
9.2- Enzymen
Bij de stofwisseling in cellen worden voortdurend stoffen opgebouwd en
afgebroken, maar deze reacties verlopen zonder hulp vaak te langzaam.
Enzymen zijn eiwitten die deze reacties versnellen zonder zelf te
worden verbruikt. Elk enzym werkt specifiek op één substraat, dat bindt
in het actieve centrum, waarbij een enzym-substraatcomplex
ontstaat en het substraat wordt omgezet in een reactieproduct. Veel
enzymen hebben een cofactor nodig, zoals een co-enzym (bijvoorbeeld
ATP). Het enzym ATPase gebruikt ATP zowel als substraat als
energiebron om ionen actief door membranen te transporteren door ATP
om te zetten in ADP en fosfaat (Pi). Wanneer waterstofionen met hun
