Bouwstenen van het leven DT
I. Elements & Energies
I.1 Elements in cells
Atoomnummer = Protonen
Atoommassa = Protonen + neutronen
Covalente bindingen is het delen van een elektronenpaar om buitenste schil vol te hebben
Elektronegativiteit Δ EN = Hoe hard een atoom aan elektronen trekt, als de ene harder trekt dan de
ander krijg je δ - en δ +. Afhankelijk van:
1. Grootte elektronenwolk
2. Afstand buitenste schil tot kern
3. Ladingsdichtheid van kern
∆ EN >0,4 = Polaire atoombinding, anders is het apolaire atoombinding.
Als ze heel hard trekken krijg je een (+)atoom en (-)atoom Ionbinding. Deze binding is sterker dan
covalente.
Water = Polair, O trekt harder aan elektronen dan H + en wordt dus -.
Deprotonatie = Afstaan H+
Protonatie = Opnemen H+
Reductor Reactieproduct + e- (oxidatiereactie). A wordt geoxideerd, staat elektron af
Oxidator + e- Reactieproduct (reductiereactie). B wordt gereduceerd, neemt elektron op
I.2 Energy
Elektrische energie wordt gedreven door verschil in elektrisch potentieel.
Enthalpy (H) = Hoeveelheid energie die in reactie wordt gestoken/vrijkomt Daalt als er bindingen
worden gevormd
∆ H is verandering van warmte inhoud in een systeem
Entropie (S) = Maat voor wanorde in een systeem, hoge entropie hoge wanorde, lage energie.
Toestand van lagere energie is meer waarschijnlijk. Lage energie kan je krijgen door eerst energie toe
te voegen Bindingen verbreken Lagere G
Voor wanorde moet er energie in systeem worden toegevoegd.
Vrije energie Gibb’s = Hoeveelheid vrije energie, kan richting van reactie voorspellen.
∆ G=∆ H−T ∆ S
∆ G >0, Endogeen, energie nodig
∆ G =0, Geen reactie, evenwicht
∆ G <0, Exogeen, energie komt vrij
Spontane reactie Negatieve G
∆ G=−Rt ×ln ( Keq)
Keq is evenwichtsconstante van reactie
, Eerste wet thermodynamica Energie kan niet worden gemaakt of verdwijnen, alleen omgezet.
Energie veranderen:
1. Arbeid verrichten aan systeem/Arbeid verrichten op omgeving
2. Energie toevoegen aan systeem/Systeem uit systeem, naar omgeving
Tweede wet thermodynamica Spontaan proces vergroot wanorde in omgeving
Stotaal = Ssysteem + Suniversum
Cellen willen orde dus wordt continu warmte afgegeven aan universum Hogere entropie in
omgeving
Enthalpie-gedreven: Exotherme reacties, bindingen vormen warmte vrij in universum entropie
omgeving wordt groter
Entropie-gedreven: Endotherme reacties, bindingen verbreken entropie omgeving wordt kleiner,
entropie in systeem wordt groter
I.3 Interactions
Bindingsenergie komt vrij bij maken van bindingen en is nodig om bindingen te verbreken
- Bindingsvorming = exotherm, bindingsenergie komt vrij
- Bindingsbreuk = endotherm, bindingsenergie is nodig
Non polaire moleculen hebben voorkeur voor non polaire omgeving. Wanneer hydrofobe bindingen
in water komen dan gaat water in geordende structuur.
Sterk geordend = Energetisch nadelige toestand Dus hydrofobe delen gaan bij elkaar zodat water
vrijer kan bewegen.
= Hydrofobe effect
I.4 Affinity
Gibb’s free energy kan op zelfde manier worden berekend bij affiniteit, alleen Keq is dan Ka (associatie
constante)
∆ G °=−RT × ln (Ka)
Voor bindingsaffiniteiten gebruik je dissociatie constante (Kd), dat is het omgekeerde voor Ka
Kleine Kd betekent hoge affiniteit
Situatie van gebonden moleculen is lagere energie omdat bindingsenergie eruit is
Hoeveel microscopische toestanden van een macrostate bestaan multipliciteit ()
I.5 ATP
Lineaire suikermoleculen kunnen spontaan veranderen naar ringstructuur = Evenwicht tussen deze
confirmaties
In een suiker kunnen groepen aan de rand vrij roteren en -confirmaties en -confirmaties
aannemen. Wij kunnen alleen -hydroxyl afbreken.
-hydroxyl en -hydroxyl
Monomeren aan elkaar koppelen polysachariden
Hydrolyse van ATP levert energie op, is spontane reactie. ATP ADP + Pi
I. Elements & Energies
I.1 Elements in cells
Atoomnummer = Protonen
Atoommassa = Protonen + neutronen
Covalente bindingen is het delen van een elektronenpaar om buitenste schil vol te hebben
Elektronegativiteit Δ EN = Hoe hard een atoom aan elektronen trekt, als de ene harder trekt dan de
ander krijg je δ - en δ +. Afhankelijk van:
1. Grootte elektronenwolk
2. Afstand buitenste schil tot kern
3. Ladingsdichtheid van kern
∆ EN >0,4 = Polaire atoombinding, anders is het apolaire atoombinding.
Als ze heel hard trekken krijg je een (+)atoom en (-)atoom Ionbinding. Deze binding is sterker dan
covalente.
Water = Polair, O trekt harder aan elektronen dan H + en wordt dus -.
Deprotonatie = Afstaan H+
Protonatie = Opnemen H+
Reductor Reactieproduct + e- (oxidatiereactie). A wordt geoxideerd, staat elektron af
Oxidator + e- Reactieproduct (reductiereactie). B wordt gereduceerd, neemt elektron op
I.2 Energy
Elektrische energie wordt gedreven door verschil in elektrisch potentieel.
Enthalpy (H) = Hoeveelheid energie die in reactie wordt gestoken/vrijkomt Daalt als er bindingen
worden gevormd
∆ H is verandering van warmte inhoud in een systeem
Entropie (S) = Maat voor wanorde in een systeem, hoge entropie hoge wanorde, lage energie.
Toestand van lagere energie is meer waarschijnlijk. Lage energie kan je krijgen door eerst energie toe
te voegen Bindingen verbreken Lagere G
Voor wanorde moet er energie in systeem worden toegevoegd.
Vrije energie Gibb’s = Hoeveelheid vrije energie, kan richting van reactie voorspellen.
∆ G=∆ H−T ∆ S
∆ G >0, Endogeen, energie nodig
∆ G =0, Geen reactie, evenwicht
∆ G <0, Exogeen, energie komt vrij
Spontane reactie Negatieve G
∆ G=−Rt ×ln ( Keq)
Keq is evenwichtsconstante van reactie
, Eerste wet thermodynamica Energie kan niet worden gemaakt of verdwijnen, alleen omgezet.
Energie veranderen:
1. Arbeid verrichten aan systeem/Arbeid verrichten op omgeving
2. Energie toevoegen aan systeem/Systeem uit systeem, naar omgeving
Tweede wet thermodynamica Spontaan proces vergroot wanorde in omgeving
Stotaal = Ssysteem + Suniversum
Cellen willen orde dus wordt continu warmte afgegeven aan universum Hogere entropie in
omgeving
Enthalpie-gedreven: Exotherme reacties, bindingen vormen warmte vrij in universum entropie
omgeving wordt groter
Entropie-gedreven: Endotherme reacties, bindingen verbreken entropie omgeving wordt kleiner,
entropie in systeem wordt groter
I.3 Interactions
Bindingsenergie komt vrij bij maken van bindingen en is nodig om bindingen te verbreken
- Bindingsvorming = exotherm, bindingsenergie komt vrij
- Bindingsbreuk = endotherm, bindingsenergie is nodig
Non polaire moleculen hebben voorkeur voor non polaire omgeving. Wanneer hydrofobe bindingen
in water komen dan gaat water in geordende structuur.
Sterk geordend = Energetisch nadelige toestand Dus hydrofobe delen gaan bij elkaar zodat water
vrijer kan bewegen.
= Hydrofobe effect
I.4 Affinity
Gibb’s free energy kan op zelfde manier worden berekend bij affiniteit, alleen Keq is dan Ka (associatie
constante)
∆ G °=−RT × ln (Ka)
Voor bindingsaffiniteiten gebruik je dissociatie constante (Kd), dat is het omgekeerde voor Ka
Kleine Kd betekent hoge affiniteit
Situatie van gebonden moleculen is lagere energie omdat bindingsenergie eruit is
Hoeveel microscopische toestanden van een macrostate bestaan multipliciteit ()
I.5 ATP
Lineaire suikermoleculen kunnen spontaan veranderen naar ringstructuur = Evenwicht tussen deze
confirmaties
In een suiker kunnen groepen aan de rand vrij roteren en -confirmaties en -confirmaties
aannemen. Wij kunnen alleen -hydroxyl afbreken.
-hydroxyl en -hydroxyl
Monomeren aan elkaar koppelen polysachariden
Hydrolyse van ATP levert energie op, is spontane reactie. ATP ADP + Pi
