Celbiologie 1
Inhoudsopgave
Concept 5.1 Macromoleculen zijn polymeren, opgebouwd uit monomeren........................................2
Concept 5.2 Koolhydraten dienen als brandstof en bouwstof...............................................................3
Concept 5.3 Lipiden zijn een diverse groep hydrofobe moleculen........................................................5
Concept 5.4 Eiwitten omvatten een verscheidenheid aan structuren, die resulteren in een breed
scala aan functies...................................................................................................................................7
Concept 5.5 Nucleïnezuren slaan erfelijke informatie op, geven deze door en helpen deze tot
uitdrukking te brengen........................................................................................................................10
Concept 6.3 ATP drijft cellulaire arbeid aan door exergetische reacties te koppelen aan
endergonische reacties........................................................................................................................12
Concept 6.4 Enzymen versnellen metabolische reacties door energiebarrières te verlagen...............15
Concept 6.5 Regeling van enzymactiviteit helpt metabolisme controleren.........................................19
Concept 7.2 Eukaryoten cellen hebben interne membranen die hun functies compartimenteren.....21
Concept 7.3 De genetische instructies van de eukaryoten cel zijn ondergebracht in de kern en
worden uitgevoerd door de ribosomen...............................................................................................23
Concept 7.4 Het endomembraansysteem regelt het eiwitverkeer en vervult metabole functies.......24
Concept 7.5 Mitochondriën en chloroplasten veranderen energie van de ene vorm in de andere.. . .28
Concept 7.6 Het cytoskelet is een netwerk van vezels dat structuren en activiteiten in de cel
organiseert..........................................................................................................................................30
Concept 7.7 Extracellulaire componenten en verbindingen tussen cellen helpen cellulaire activiteiten
te coördineren.....................................................................................................................................33
Concept 8.1 Celmembranen zijn vloeibare mozaïeken van lipiden en eiwitten...................................34
Concept 8.2 Membraanstructuur leidt tot selectieve permeabiliteit..................................................37
Concept 8.3 Passief transport is diffusie van een stof over een membraan zonder energie-
investering...........................................................................................................................................38
Concept 8.4 Actief transport gebruikt energie om vaste stoffen tegen hun gradiënten in te
verplaatsen..........................................................................................................................................41
Concept 8.5 Bulk transport over het plasmamembraan gebeurt door exocytose en endocytose.......43
Bijlage voor plaatjes.............................................................................................................................45
,Celbiologie 1
Concept 5.1 Macromoleculen zijn polymeren, opgebouwd uit
monomeren
Grote koolhydraten, eiwitten en nucleïnezuren: macromoleculen genoemd vanwege hun enorme
omvang, zijn ketenachtige moleculen die polymeren worden genoemd. Polymeer = een lang
molecuul dat bestaat uit vele gelijke of identieke bouwstenen die door covalente bindingen met
elkaar zijn verbonden. De repeterende eenheden die dienen als bouwstenen zijn kleinere moleculen
die monomeren worden genoemd. Sommige monomeren hebben ook een eigen functie.
De synthese en afbraak van polymeren
De chemische mechanismen waarmee cellen polymeren maken (polymerisatie) en afbreken zijn
vergelijkbaar voor alle klassen grote biologische moleculen. In cellen worden deze processen
vergemakkelijkt door enzymen, gespecialiseerde macromoleculen (meestal eiwitten) die chemische
reacties versnellen. De reactie die een monomeer verbindt met een ander monomeer of een
polymeer is een condensatiereactie, een reactie waarbij twee moleculen covalent aan elkaar worden
gebonden met verlies van een klein molecuul. Als er een watermolecuul verloren gaat, is er sprake
van een dehydratatiereactie. Koolhydraat- en eiwitpolymeren worden bijvoorbeeld gesynthetiseerd
door dehydratatiereacties. Elke reactant levert een deel van het watermolecuul dat bij de reactie
vrijkomt: De ene levert een hydroxylgroep (-OH), terwijl de andere een waterstof (-H) levert. Deze
reactie wordt herhaald als monomeren één voor één aan de keten worden toegevoegd, waardoor
het polymeer langer wordt.
Polymeren worden ontleed tot monomeren door hydrolyse, een proces dat het omgekeerde
is van de dehydratatiereactie. De binding tussen monomeren wordt verbroken door de toevoeging
van een watermolecuul, waarbij een waterstof uit het water zich hecht aan het ene monomeer en
de hydroxylgroep aan het andere. Een voorbeeld van hydrolyse in ons lichaam is het
verteringsproces. Dehydratatiereacties en hydrolyse kunnen ook betrokken zijn bij de vorming en
afbraak van moleculen die geen polymeren zijn, zoals sommige lipiden.
De diversiteit van polymeren
Een cel heeft duizenden verschillende macromoleculen; de verzameling varieert van celtype tot
celtype. De erfelijke verschillen tussen nauwe verwanten, weerspiegelen kleine variaties in
polymeren, met name DNA en eiwitten. De moleculaire verschillen tussen niet-verwante individuen
zijn groter, en die tussen soorten nog groter. De diversiteit van macromoleculen in de levende
wereld is enorm, en de mogelijke variatie is in feite onbeperkt.
Polymeren zijn opgebouwd uit slechts 40 tot 50 gemeenschappelijke monomeren en enkele
andere die zelden voorkomen. De sleutel is de ordening - de specifieke lineaire volgorde die de
eenheden volgen. Deze analogie schiet echter tekort om de grote diversiteit van macromoleculen te
beschrijven, omdat de meeste biologische polymeren veel meer monomeren hebben dan het aantal
letters in zelfs het langste woord. De moleculaire logica van het leven is eenvoudig maar elegant:
kleine moleculen die alle organismen gemeen hebben, fungeren als bouwstenen die worden
geordend tot unieke macromoleculen.
Ondanks deze immense diversiteit kunnen moleculaire structuur en functie toch ruwweg per klasse
worden gegroepeerd. Er zijn vier grote klassen van grote biologische moleculen. Voor elke klasse
hebben de grote moleculen eigenschappen die niet voorkomen in hun afzonderlijke componenten.
,Celbiologie 1
Concept 5.2 Koolhydraten dienen als brandstof en bouwstof
Koolhydraten omvatten suikers en polymeren van suikers. Koolhydraat macromoleculen zijn
polymeren, polysachariden genaamd, samengesteld uit vele suikerbouwstenen.
Suikers
Monosacchariden hebben over het algemeen een molecuulformule die een veelvoud is van de
eenheid . Glucose is de meest voorkomende monosacharide. In de structuur van glucose zien we de
handelsmerken van een monosaccharide:
- Het molecuul heeft een carbonylgroep, , en meerdere hydroxylgroepen, -OH.
Afhankelijk van de plaats van de carbonylgroep is een monosacharide:
- Een aldose (aldehyde suiker)
- Een ketose (ketonsuiker).
Een ander criterium om monosacchariden te classificeren is
- De grootte van het koolstofskelet, dat varieert van drie tot zeven koolstofatomen. Glucose,
fructose en andere suikers met zes koolstofatomen worden hexosen genoemd. Triosen
(suikers met drie koolstofatomen) en pentosen (suikers met vijf koolstofatomen) komen ook
veel voor.
Nog een andere bron van diversiteit voor eenvoudige suikers is de manier waarop hun onderdelen
ruimtelijk zijn gerangschikt rond asymmetrische koolwaterstoffen. Een asymmetrische koolstof is
een koolstof is die aan vier verschillende atomen of groepen atomen vastzit. Glucose en galactose,
bijvoorbeeld, verschillen alleen in de plaatsing van de onderdelen rond één asymmetrische koolstof.
Dit is significant genoeg om de twee suikers verschillende vormen en bindingsactiviteiten te geven,
en dus verschillend gedrag.
In waterige oplossingen vormen glucosemoleculen, evenals de meeste andere vijf- en zes-
koolstofsuikers, ringen, omdat dit onder fysiologische omstandigheden de meest stabiele vorm van
deze suikers is.
Monosachariden, met name glucose, zijn belangrijke voedingsstoffen voor cellen. In het proces dat
celademhaling wordt genoemd, onttrekken cellen energie aan glucosemoleculen door ze in een
reeks reacties af te breken. Monosacchariden hun koolstofskelet dient ook als grondstof voor de
synthese van andere soorten kleine organische moleculen, zoals aminozuren en vetzuren.
Monosachariden die niet onmiddellijk voor deze doeleinden worden gebruikt, worden meestal als
monomeren opgenomen in disachariden of polysachariden.
Een disacharide bestaat uit twee monosachariden die verbonden zijn door een
glycosidebinding, een covalente binding die tussen twee monosachariden wordt gevormd door een
dehydratatiereactie. Zo is maltose een disacharide, gevormd door de koppeling van twee
glucosemoleculen. De meest voorkomende disacharide is sacharose, of tafelsuiker. De twee
monomeren daarvan zijn glucose en fructose. Planten transporteren koolhydraten van bladeren
naar wortels en andere niet-fotosynthetische organen meestal in de vorm van sacharose. Lactose,
de suiker in melk, is ook een disacharide, in dit geval een glucosemolecuul verbonden met een
galactosemolecuul. Disachariden moeten worden afgebroken tot monosachariden om door
organismen als energie te worden gebruikt. Lactose-intolerantie is een veel voorkomende
aandoening bij mensen die geen lactase hebben, het enzym dat lactose afbreekt. In plaats daarvan
wordt de suiker afgebroken door darmbacteriën, waardoor gasvorming en krampen ontstaan. Het
probleem kan worden voorkomen door het enzym lactase in te nemen.
, Celbiologie 1
Polysachariden
Polysachariden zijn macromoleculen, polymeren met een paar honderd tot een paar duizend
monosachariden die door glycosideverbindingen met elkaar zijn verbonden. Sommige
polysacchariden dienen als opslagmateriaal, gehydrolyseerd wanneer nodig om monosacchariden
voor cellen te leveren. Andere polysacchariden dienen als bouwmateriaal voor structuren die de cel
of het hele organisme beschermen. De architectuur en functie van een polysacharide worden
bepaald door de monosachariden en door de posities van de glycosidebindingen.
Opslagpolysachariden
Zowel planten als dieren slaan suikers op voor later gebruik in de vorm van opslagpolysachariden.
Planten slaan zetmeel, een polymeer van glucosemonomeren, op als korrels in celstructuren die
bekend staan als plastiden. Door zetmeel te synthetiseren kan de plant overtollige glucose opslaan.
Glucose is een belangrijke celbrandstof en vertegenwoordigt zetmeel opgeslagen energie. De suiker
kan later door de plant aan deze koolhydraatbank worden onttrokken door hydrolyse, waarbij de
bindingen tussen de glucosemonomeren worden verbroken. De meeste dieren, waaronder de mens,
hebben ook enzymen die plantaardig zetmeel kunnen hydrolyseren, waardoor glucose beschikbaar
komt als voedingsstof voor de cellen. Aardappelknollen en granen - de vruchten van tarwe, maïs,
rijst en andere grassen - zijn de belangrijkste bronnen van zetmeel in de menselijke voeding.
De meeste glucosemonomeren in zetmeel zijn verbonden door 1-4 verbindingen (nummer 1
koolstof tot nummer 4 koolstof), zoals de glucose-eenheden in maltose. De eenvoudigste vorm van
zetmeel, amylose, is onvertakt. Amylopectine, een complexer zetmeel, is een vertakt polymeer met
1-6 bindingen op de vertakkingspunten.
Dieren slaan een polysacharide glycogeen op, een polymeer van glucose dat lijkt op amylopectine
maar sterker vertakt is. Gewervelde dieren slaan glycogeen vooral op in lever- en spiercellen. Bij
afbraak van glycogeen in deze cellen komt glucose vrij wanneer de vraag naar energie toeneemt.
Deze opgeslagen brandstof kan een dier echter niet lang volhouden. De glycogeenvoorraden zijn na
ongeveer een dag uitgeput, tenzij ze door eten worden aangevuld.
Structurele Polysacchariden
Organismen bouwen sterke materialen op uit structurele polysacchariden. Zo is de polysaccharide
cellulose een belangrijk bestanddeel van de harde wanden die plantencellen omhullen. Wereldwijd
produceren planten bijna 1014 kg (100 miljard ton) cellulose per jaar; de meest voorkomende
organische verbinding op aarde.
Net als zetmeel is cellulose een polymeer van glucose met 1-4 glycosidebindingen, maar de
bindingen in deze twee polymeren verschillen. Het verschil is gebaseerd op twee verschillende
ringstructuren voor glucose. Wanneer glucose een ring vormt, bevindt de hydroxylgroep die aan
koolstof nummer 1 is gebonden zich onder of boven het vlak van de ring. Deze twee ringvormen
voor glucose worden respectievelijk alfa (α) en bèta (β) genoemd. In zetmeel staan alle
glucosemonomeren in de α-configuratie. De glucosemonomeren van cellulose daarentegen staan
allemaal in de β-configuratie, waardoor elk glucosemonomeer "ondersteboven" staat ten opzichte
van zijn buren.
De verschillende glycosidebindingen in zetmeel en cellulose geven de twee moleculen verschillende
driedimensionale vormen. Bepaalde zetmeelmoleculen zijn grotendeels spiraalvormig, passend bij
hun functie om glucose-eenheden efficiënt op te slaan. Een cellulosemolecuul daarentegen is recht.
Inhoudsopgave
Concept 5.1 Macromoleculen zijn polymeren, opgebouwd uit monomeren........................................2
Concept 5.2 Koolhydraten dienen als brandstof en bouwstof...............................................................3
Concept 5.3 Lipiden zijn een diverse groep hydrofobe moleculen........................................................5
Concept 5.4 Eiwitten omvatten een verscheidenheid aan structuren, die resulteren in een breed
scala aan functies...................................................................................................................................7
Concept 5.5 Nucleïnezuren slaan erfelijke informatie op, geven deze door en helpen deze tot
uitdrukking te brengen........................................................................................................................10
Concept 6.3 ATP drijft cellulaire arbeid aan door exergetische reacties te koppelen aan
endergonische reacties........................................................................................................................12
Concept 6.4 Enzymen versnellen metabolische reacties door energiebarrières te verlagen...............15
Concept 6.5 Regeling van enzymactiviteit helpt metabolisme controleren.........................................19
Concept 7.2 Eukaryoten cellen hebben interne membranen die hun functies compartimenteren.....21
Concept 7.3 De genetische instructies van de eukaryoten cel zijn ondergebracht in de kern en
worden uitgevoerd door de ribosomen...............................................................................................23
Concept 7.4 Het endomembraansysteem regelt het eiwitverkeer en vervult metabole functies.......24
Concept 7.5 Mitochondriën en chloroplasten veranderen energie van de ene vorm in de andere.. . .28
Concept 7.6 Het cytoskelet is een netwerk van vezels dat structuren en activiteiten in de cel
organiseert..........................................................................................................................................30
Concept 7.7 Extracellulaire componenten en verbindingen tussen cellen helpen cellulaire activiteiten
te coördineren.....................................................................................................................................33
Concept 8.1 Celmembranen zijn vloeibare mozaïeken van lipiden en eiwitten...................................34
Concept 8.2 Membraanstructuur leidt tot selectieve permeabiliteit..................................................37
Concept 8.3 Passief transport is diffusie van een stof over een membraan zonder energie-
investering...........................................................................................................................................38
Concept 8.4 Actief transport gebruikt energie om vaste stoffen tegen hun gradiënten in te
verplaatsen..........................................................................................................................................41
Concept 8.5 Bulk transport over het plasmamembraan gebeurt door exocytose en endocytose.......43
Bijlage voor plaatjes.............................................................................................................................45
,Celbiologie 1
Concept 5.1 Macromoleculen zijn polymeren, opgebouwd uit
monomeren
Grote koolhydraten, eiwitten en nucleïnezuren: macromoleculen genoemd vanwege hun enorme
omvang, zijn ketenachtige moleculen die polymeren worden genoemd. Polymeer = een lang
molecuul dat bestaat uit vele gelijke of identieke bouwstenen die door covalente bindingen met
elkaar zijn verbonden. De repeterende eenheden die dienen als bouwstenen zijn kleinere moleculen
die monomeren worden genoemd. Sommige monomeren hebben ook een eigen functie.
De synthese en afbraak van polymeren
De chemische mechanismen waarmee cellen polymeren maken (polymerisatie) en afbreken zijn
vergelijkbaar voor alle klassen grote biologische moleculen. In cellen worden deze processen
vergemakkelijkt door enzymen, gespecialiseerde macromoleculen (meestal eiwitten) die chemische
reacties versnellen. De reactie die een monomeer verbindt met een ander monomeer of een
polymeer is een condensatiereactie, een reactie waarbij twee moleculen covalent aan elkaar worden
gebonden met verlies van een klein molecuul. Als er een watermolecuul verloren gaat, is er sprake
van een dehydratatiereactie. Koolhydraat- en eiwitpolymeren worden bijvoorbeeld gesynthetiseerd
door dehydratatiereacties. Elke reactant levert een deel van het watermolecuul dat bij de reactie
vrijkomt: De ene levert een hydroxylgroep (-OH), terwijl de andere een waterstof (-H) levert. Deze
reactie wordt herhaald als monomeren één voor één aan de keten worden toegevoegd, waardoor
het polymeer langer wordt.
Polymeren worden ontleed tot monomeren door hydrolyse, een proces dat het omgekeerde
is van de dehydratatiereactie. De binding tussen monomeren wordt verbroken door de toevoeging
van een watermolecuul, waarbij een waterstof uit het water zich hecht aan het ene monomeer en
de hydroxylgroep aan het andere. Een voorbeeld van hydrolyse in ons lichaam is het
verteringsproces. Dehydratatiereacties en hydrolyse kunnen ook betrokken zijn bij de vorming en
afbraak van moleculen die geen polymeren zijn, zoals sommige lipiden.
De diversiteit van polymeren
Een cel heeft duizenden verschillende macromoleculen; de verzameling varieert van celtype tot
celtype. De erfelijke verschillen tussen nauwe verwanten, weerspiegelen kleine variaties in
polymeren, met name DNA en eiwitten. De moleculaire verschillen tussen niet-verwante individuen
zijn groter, en die tussen soorten nog groter. De diversiteit van macromoleculen in de levende
wereld is enorm, en de mogelijke variatie is in feite onbeperkt.
Polymeren zijn opgebouwd uit slechts 40 tot 50 gemeenschappelijke monomeren en enkele
andere die zelden voorkomen. De sleutel is de ordening - de specifieke lineaire volgorde die de
eenheden volgen. Deze analogie schiet echter tekort om de grote diversiteit van macromoleculen te
beschrijven, omdat de meeste biologische polymeren veel meer monomeren hebben dan het aantal
letters in zelfs het langste woord. De moleculaire logica van het leven is eenvoudig maar elegant:
kleine moleculen die alle organismen gemeen hebben, fungeren als bouwstenen die worden
geordend tot unieke macromoleculen.
Ondanks deze immense diversiteit kunnen moleculaire structuur en functie toch ruwweg per klasse
worden gegroepeerd. Er zijn vier grote klassen van grote biologische moleculen. Voor elke klasse
hebben de grote moleculen eigenschappen die niet voorkomen in hun afzonderlijke componenten.
,Celbiologie 1
Concept 5.2 Koolhydraten dienen als brandstof en bouwstof
Koolhydraten omvatten suikers en polymeren van suikers. Koolhydraat macromoleculen zijn
polymeren, polysachariden genaamd, samengesteld uit vele suikerbouwstenen.
Suikers
Monosacchariden hebben over het algemeen een molecuulformule die een veelvoud is van de
eenheid . Glucose is de meest voorkomende monosacharide. In de structuur van glucose zien we de
handelsmerken van een monosaccharide:
- Het molecuul heeft een carbonylgroep, , en meerdere hydroxylgroepen, -OH.
Afhankelijk van de plaats van de carbonylgroep is een monosacharide:
- Een aldose (aldehyde suiker)
- Een ketose (ketonsuiker).
Een ander criterium om monosacchariden te classificeren is
- De grootte van het koolstofskelet, dat varieert van drie tot zeven koolstofatomen. Glucose,
fructose en andere suikers met zes koolstofatomen worden hexosen genoemd. Triosen
(suikers met drie koolstofatomen) en pentosen (suikers met vijf koolstofatomen) komen ook
veel voor.
Nog een andere bron van diversiteit voor eenvoudige suikers is de manier waarop hun onderdelen
ruimtelijk zijn gerangschikt rond asymmetrische koolwaterstoffen. Een asymmetrische koolstof is
een koolstof is die aan vier verschillende atomen of groepen atomen vastzit. Glucose en galactose,
bijvoorbeeld, verschillen alleen in de plaatsing van de onderdelen rond één asymmetrische koolstof.
Dit is significant genoeg om de twee suikers verschillende vormen en bindingsactiviteiten te geven,
en dus verschillend gedrag.
In waterige oplossingen vormen glucosemoleculen, evenals de meeste andere vijf- en zes-
koolstofsuikers, ringen, omdat dit onder fysiologische omstandigheden de meest stabiele vorm van
deze suikers is.
Monosachariden, met name glucose, zijn belangrijke voedingsstoffen voor cellen. In het proces dat
celademhaling wordt genoemd, onttrekken cellen energie aan glucosemoleculen door ze in een
reeks reacties af te breken. Monosacchariden hun koolstofskelet dient ook als grondstof voor de
synthese van andere soorten kleine organische moleculen, zoals aminozuren en vetzuren.
Monosachariden die niet onmiddellijk voor deze doeleinden worden gebruikt, worden meestal als
monomeren opgenomen in disachariden of polysachariden.
Een disacharide bestaat uit twee monosachariden die verbonden zijn door een
glycosidebinding, een covalente binding die tussen twee monosachariden wordt gevormd door een
dehydratatiereactie. Zo is maltose een disacharide, gevormd door de koppeling van twee
glucosemoleculen. De meest voorkomende disacharide is sacharose, of tafelsuiker. De twee
monomeren daarvan zijn glucose en fructose. Planten transporteren koolhydraten van bladeren
naar wortels en andere niet-fotosynthetische organen meestal in de vorm van sacharose. Lactose,
de suiker in melk, is ook een disacharide, in dit geval een glucosemolecuul verbonden met een
galactosemolecuul. Disachariden moeten worden afgebroken tot monosachariden om door
organismen als energie te worden gebruikt. Lactose-intolerantie is een veel voorkomende
aandoening bij mensen die geen lactase hebben, het enzym dat lactose afbreekt. In plaats daarvan
wordt de suiker afgebroken door darmbacteriën, waardoor gasvorming en krampen ontstaan. Het
probleem kan worden voorkomen door het enzym lactase in te nemen.
, Celbiologie 1
Polysachariden
Polysachariden zijn macromoleculen, polymeren met een paar honderd tot een paar duizend
monosachariden die door glycosideverbindingen met elkaar zijn verbonden. Sommige
polysacchariden dienen als opslagmateriaal, gehydrolyseerd wanneer nodig om monosacchariden
voor cellen te leveren. Andere polysacchariden dienen als bouwmateriaal voor structuren die de cel
of het hele organisme beschermen. De architectuur en functie van een polysacharide worden
bepaald door de monosachariden en door de posities van de glycosidebindingen.
Opslagpolysachariden
Zowel planten als dieren slaan suikers op voor later gebruik in de vorm van opslagpolysachariden.
Planten slaan zetmeel, een polymeer van glucosemonomeren, op als korrels in celstructuren die
bekend staan als plastiden. Door zetmeel te synthetiseren kan de plant overtollige glucose opslaan.
Glucose is een belangrijke celbrandstof en vertegenwoordigt zetmeel opgeslagen energie. De suiker
kan later door de plant aan deze koolhydraatbank worden onttrokken door hydrolyse, waarbij de
bindingen tussen de glucosemonomeren worden verbroken. De meeste dieren, waaronder de mens,
hebben ook enzymen die plantaardig zetmeel kunnen hydrolyseren, waardoor glucose beschikbaar
komt als voedingsstof voor de cellen. Aardappelknollen en granen - de vruchten van tarwe, maïs,
rijst en andere grassen - zijn de belangrijkste bronnen van zetmeel in de menselijke voeding.
De meeste glucosemonomeren in zetmeel zijn verbonden door 1-4 verbindingen (nummer 1
koolstof tot nummer 4 koolstof), zoals de glucose-eenheden in maltose. De eenvoudigste vorm van
zetmeel, amylose, is onvertakt. Amylopectine, een complexer zetmeel, is een vertakt polymeer met
1-6 bindingen op de vertakkingspunten.
Dieren slaan een polysacharide glycogeen op, een polymeer van glucose dat lijkt op amylopectine
maar sterker vertakt is. Gewervelde dieren slaan glycogeen vooral op in lever- en spiercellen. Bij
afbraak van glycogeen in deze cellen komt glucose vrij wanneer de vraag naar energie toeneemt.
Deze opgeslagen brandstof kan een dier echter niet lang volhouden. De glycogeenvoorraden zijn na
ongeveer een dag uitgeput, tenzij ze door eten worden aangevuld.
Structurele Polysacchariden
Organismen bouwen sterke materialen op uit structurele polysacchariden. Zo is de polysaccharide
cellulose een belangrijk bestanddeel van de harde wanden die plantencellen omhullen. Wereldwijd
produceren planten bijna 1014 kg (100 miljard ton) cellulose per jaar; de meest voorkomende
organische verbinding op aarde.
Net als zetmeel is cellulose een polymeer van glucose met 1-4 glycosidebindingen, maar de
bindingen in deze twee polymeren verschillen. Het verschil is gebaseerd op twee verschillende
ringstructuren voor glucose. Wanneer glucose een ring vormt, bevindt de hydroxylgroep die aan
koolstof nummer 1 is gebonden zich onder of boven het vlak van de ring. Deze twee ringvormen
voor glucose worden respectievelijk alfa (α) en bèta (β) genoemd. In zetmeel staan alle
glucosemonomeren in de α-configuratie. De glucosemonomeren van cellulose daarentegen staan
allemaal in de β-configuratie, waardoor elk glucosemonomeer "ondersteboven" staat ten opzichte
van zijn buren.
De verschillende glycosidebindingen in zetmeel en cellulose geven de twee moleculen verschillende
driedimensionale vormen. Bepaalde zetmeelmoleculen zijn grotendeels spiraalvormig, passend bij
hun functie om glucose-eenheden efficiënt op te slaan. Een cellulosemolecuul daarentegen is recht.
