Cellulaire Biochemie
Samenvatting H1 t/m H8, H11 t/m H14, H16
Hoofdstuk 1: Cellen, de fundamentele eenheden van het leven
Eenheid en Verschil tussen Cellen
Verschillen Overeenkomsten
Grootte (1 micrometer vs 1 millimeter) Dezelfde soort moleculen
Chemische benodigde stoffen; simpel of Dezelfde soort reacties (afbraak voedingsstoffen -
complex (Anaëroob en aëroob - chemo- en productie energie)
fototroop - hetro- en autotroof)
Vorm (hangt af van de functie) Aanwezigheid DNA moleculen (met dezelfde chemische
code, uit dezelfde stoffen, geïnterpreteerd op dezelfde
manier etc.)
Zelfde 20 aminozuren voor eiwitten
• De verschillen tussen de cellen zijn in verband met de functie van de cellen. Als cellen echter te veel
specialiseren kunnen ze zich niet meer delen (voortplanten), de genetische instructies worden dan aan
de eicellen en spermacellen gegeven om door te geven aan de volgende generatie.
• Alleen “levende” cellen planten zich voor => virus dus niet “levend” => chemische zombies
• Door evolutie blijven de gunstige mutaties, verdwijnen de ongunstige en worden de neutralen
getolereerd
• Elke cel is van dezelfde voorouderlijke cel aanwezig van 3,5/3,8 biljoen jaar geleden
• Genoom - de gehele sequence van nucleotides van het DNA - levert de instructies voor de cel
• Tussen de cellen verschilt er welke genen “aan” en “uit” staan
• Alle gedifferentieerde cellen in een organisme zijn ontstaan tijdens de embryonale ontwikkeling
Cellen onder de Microscoop
• De uitvinding van de lichtmicroscoop heeft tot de ontdekking van cellen geleid
• Extracellulaire matrix; plasmamembraan; cytoplasma; kern
• D.m.v. een kleuring van de cellen zijn verschillende organellen wel te zien (anders doorzichtig)
• Door fluorescentie microscopen kunnen we ribosomen waarnemen in de cellen (specifieke grote
moleculen)
• Elektronenmicroscoop heeft de hoogste vergroting en de beste resolutie (nanometer)
• Het aanpassen van weefsels om te bekijken hoeft minder dan bij de lichtmicroscoop; alleen wel
dunnere secties en geen levende weefsels; de organellen van de cellen zijn wel waar te nemen
• Transmissie elektronenmicroscoop - straal elektronen i.p.v. een straal licht (dunne secties)
• Scannende elektronenmicroscoop - lopen de elektronen van het monster naar de microscoop (voor
detail)
• Kan NIET de verschillende atomische details van biologische moleculen waarnemen
Prokaryotische Cellen
• Prokaryoot - organisme zonder celorganellen - bacteriën en archaea (komt ook voor in extremere
omstandigheden) - ze bestaan uit een celwand, cytoplasma, ribosomen en DNA; ze kunnen hierdoor snel
voortplanten => evolueren dus ook sneller door snelle toename van generaties
• Meest diverse klasse - vulkanen tot in andere cellen
Eukaryotische Cellen
• Eukaryoot - organisme met celorganellen - ze zijn naar waarschijnlijkheid ontstaan in meerdere fases;
mitochondria door “opnemen” van aerobe bacteriën en chloroplasten door “opnemen” van
fotosynthetische bacteriën - bij plantaardige cellen
, • Mitochondria - powerhouse of the cell => generen de energie in de cellen d.m.v. oxideren van
voedingsstoffen
• Eigen DNA
• Symbiotische relatie met de cel waarin ze zijn
• Kern - bevat het DNA => chromosomen - DNA moleculen
• Chloroplasten - fotosynthese d.m.v. chlorophyl - maken energierijke suiker moleculen met zuurstof als
bijproduct; eigen DNA
• Cytoplasma - bevat andere organellen met een enkel membraan, deze hebben verschillende soorten
transport blaasjes om stoffen door de membranen heen te krijgen naar andere organellen => komen
van een membraan af en versmelten dan met een ander membraan (endo- en exocytose - in en uit cel)
• Enodplasmatisch reticulum (ER) - cellmembraan onderdelen en export stoffen maken
• Golgi-apparaat - bewerkt en verpakt moleculen van het ER voor in de cel of de export
• Lysosomen - geven voedingsstoffen af en breken niet gewilde moleculen af
• Peroxisomen - zorgen voor milieu, waar reacties met H2O2 kunnen plaatsvinden
• Cytosol - deel van het cytoplasma dat zich niet in de intercellulaire membranen bevindt; het bevat
zowel grote als kleine moleculen, hierdoor gedraagt het zich meer als een op water gebaseerde gel dan
een vloeistof
• Cytoskelet - spelen een rol bij celdeling (oudste functie), het samentrekken van spieren en zorgen voor
de stevigheid/vorm/route van de cel - actine; microtubules; intermediate filamenten
• Protozoans - bewegelijke, vrije, enkele cellen - de meeste “jagen” op andere cellen
• Dieren, planten en sommige fungi - meerdere cellen, die samenwerken en zijn ontstaan uit een cel
Model Organismen
• Model organismen - organismen, die zijn gekozen om te bestuderen, doordat deze snel voortplanten,
transparant zijn, etc.; door deze soorten is de informatie van cellen makkelijker te verkrijgen dan met
gebruik van andere cellen
• E. Coli; gistcellen; Arabidopsis (plant); vliegen, wormen, vissen en muizen; mensen en hun cellen (genoom
- veel genen komen overeen tussen verschillende soorten)
• Homologous - genen die in verschillende soorten voorkomen, waarschijnlijk door een zelfde
voorouder
• DNA bevat meer dan alleen genen => reguleren genen
, Hoofdstuk 2: Chemische Componenten van Cellen
Chemische Verbindingen
• Atoom - kern met protonen en neutronen en daaromheen elektronen - protonen en neutronen bepalen de
massa (dalton)
• Avogadro’s nummer - hoeveel atomen/moleculen in een mol zitten - 6 x 1023
• Voor binden tussen atomen wordt er gekeken naar de elektronen in de buitenste schil:
• Covalente binding: de twee atomen delen de elektronen
• Enkele en dubbele bindingen - een of twee elektronen wordt door elk van de atomen gedeeld
• Dubbele bindingen zijn stug en kunnen daardoor niet roteren
• Polair - de positieve lading is meer geconcentreerd naar een atoom en de negatieve lading naar het
ander atoom => elektronegativiteit - maat waarin een atoom de elektronenwolk naar zichzelf
toetrekt van het andere atoom
• Ion binding: een atoom geeft een elektron af aan een ander atoom (twee geladen atomen)
• Ionen die bijenkaar blijven door deze binding worden zouten genoemd
• Kationen (+) en anion (-)
• Molecuul - verzameling van atomen die door covalente bindingen bij elkaar worden gehouden
• Verbindingsafstand - de afstand tussen twee atomen tijdens een covalente binding is karakteriserend
=> te dicht op elkaar stoten ze elkaar af en te ver weg ontstaat er geen binding
• Bindingssterkte - hoeveelheid energie die nodig is om een binding te verbreken
• Niet-covalente bindingen - bindingen tussen moleculen:
• WaterstoPruggen
• Van der Waalsbindingen
• Elektrostatische aantrekking
• Hydrofobe kracht => niet-polaire oppervlaktes uit watersto`ruggen water netwerk “duwen”
Kleine Moleculen in Cellen
• Suikers (monosachariden) - oligosachariden en polysachariden - dmv van condensatie en hydrolyse
reacties worden er ketens gemaakt of afgebroken
• De belangrijkste bron van energie in cellen
• Vetzuren - glycerol + drie vetzuren = vet - energierijker dan suikers, maar niet voornaamste functie
• Membraan - glycerol + twee vetzuren + hydrofiele fosfaat-bevattende kop (twee rijen met de vetzuren
naar elkaar toe en de koppen naar buiten (buiten en binnen cel veel water)
• Aminozuren - bouwstenen van eitwitten - 20 soorten
• Nucleotiden - bouwstenen van het DNA (deoxyribonucleïnezuur) en RNA (ribonucleïnezuur) - cytosine,
thymine, uracil (pyrimidines), guanine en adenine (purines)
• Binden aan elkaar met de fosfaatgroep aan het derde C-atoom van een andere eenheid door middel
van fosfodiester bindingen - covalente binding
Macromoleculen in Cellen
• Polymeren die uit monomeren, “de kleine moleculen”, zijn gemaakt
• Deze zijn niet willekeurig maar worden volgens een vastgestelde volgorde - sequence - gemaakt waarbij
elk monomeer iets verschil van de andere monomeren (de 20 aminozuren)
• Door de enkele bindingen tussen de monomeren kunnen de gevormde ketens een verscheidenheid aan
vormen - conformaties - aannemen
• Niet-covalente bindingen zorgen ervoor dat een macromolecuul aan andere macromoleculen kan
binden, mits er genoeg niet-covalente bindingen tussen de twee moleculen gevormd worden\
Samenvatting H1 t/m H8, H11 t/m H14, H16
Hoofdstuk 1: Cellen, de fundamentele eenheden van het leven
Eenheid en Verschil tussen Cellen
Verschillen Overeenkomsten
Grootte (1 micrometer vs 1 millimeter) Dezelfde soort moleculen
Chemische benodigde stoffen; simpel of Dezelfde soort reacties (afbraak voedingsstoffen -
complex (Anaëroob en aëroob - chemo- en productie energie)
fototroop - hetro- en autotroof)
Vorm (hangt af van de functie) Aanwezigheid DNA moleculen (met dezelfde chemische
code, uit dezelfde stoffen, geïnterpreteerd op dezelfde
manier etc.)
Zelfde 20 aminozuren voor eiwitten
• De verschillen tussen de cellen zijn in verband met de functie van de cellen. Als cellen echter te veel
specialiseren kunnen ze zich niet meer delen (voortplanten), de genetische instructies worden dan aan
de eicellen en spermacellen gegeven om door te geven aan de volgende generatie.
• Alleen “levende” cellen planten zich voor => virus dus niet “levend” => chemische zombies
• Door evolutie blijven de gunstige mutaties, verdwijnen de ongunstige en worden de neutralen
getolereerd
• Elke cel is van dezelfde voorouderlijke cel aanwezig van 3,5/3,8 biljoen jaar geleden
• Genoom - de gehele sequence van nucleotides van het DNA - levert de instructies voor de cel
• Tussen de cellen verschilt er welke genen “aan” en “uit” staan
• Alle gedifferentieerde cellen in een organisme zijn ontstaan tijdens de embryonale ontwikkeling
Cellen onder de Microscoop
• De uitvinding van de lichtmicroscoop heeft tot de ontdekking van cellen geleid
• Extracellulaire matrix; plasmamembraan; cytoplasma; kern
• D.m.v. een kleuring van de cellen zijn verschillende organellen wel te zien (anders doorzichtig)
• Door fluorescentie microscopen kunnen we ribosomen waarnemen in de cellen (specifieke grote
moleculen)
• Elektronenmicroscoop heeft de hoogste vergroting en de beste resolutie (nanometer)
• Het aanpassen van weefsels om te bekijken hoeft minder dan bij de lichtmicroscoop; alleen wel
dunnere secties en geen levende weefsels; de organellen van de cellen zijn wel waar te nemen
• Transmissie elektronenmicroscoop - straal elektronen i.p.v. een straal licht (dunne secties)
• Scannende elektronenmicroscoop - lopen de elektronen van het monster naar de microscoop (voor
detail)
• Kan NIET de verschillende atomische details van biologische moleculen waarnemen
Prokaryotische Cellen
• Prokaryoot - organisme zonder celorganellen - bacteriën en archaea (komt ook voor in extremere
omstandigheden) - ze bestaan uit een celwand, cytoplasma, ribosomen en DNA; ze kunnen hierdoor snel
voortplanten => evolueren dus ook sneller door snelle toename van generaties
• Meest diverse klasse - vulkanen tot in andere cellen
Eukaryotische Cellen
• Eukaryoot - organisme met celorganellen - ze zijn naar waarschijnlijkheid ontstaan in meerdere fases;
mitochondria door “opnemen” van aerobe bacteriën en chloroplasten door “opnemen” van
fotosynthetische bacteriën - bij plantaardige cellen
, • Mitochondria - powerhouse of the cell => generen de energie in de cellen d.m.v. oxideren van
voedingsstoffen
• Eigen DNA
• Symbiotische relatie met de cel waarin ze zijn
• Kern - bevat het DNA => chromosomen - DNA moleculen
• Chloroplasten - fotosynthese d.m.v. chlorophyl - maken energierijke suiker moleculen met zuurstof als
bijproduct; eigen DNA
• Cytoplasma - bevat andere organellen met een enkel membraan, deze hebben verschillende soorten
transport blaasjes om stoffen door de membranen heen te krijgen naar andere organellen => komen
van een membraan af en versmelten dan met een ander membraan (endo- en exocytose - in en uit cel)
• Enodplasmatisch reticulum (ER) - cellmembraan onderdelen en export stoffen maken
• Golgi-apparaat - bewerkt en verpakt moleculen van het ER voor in de cel of de export
• Lysosomen - geven voedingsstoffen af en breken niet gewilde moleculen af
• Peroxisomen - zorgen voor milieu, waar reacties met H2O2 kunnen plaatsvinden
• Cytosol - deel van het cytoplasma dat zich niet in de intercellulaire membranen bevindt; het bevat
zowel grote als kleine moleculen, hierdoor gedraagt het zich meer als een op water gebaseerde gel dan
een vloeistof
• Cytoskelet - spelen een rol bij celdeling (oudste functie), het samentrekken van spieren en zorgen voor
de stevigheid/vorm/route van de cel - actine; microtubules; intermediate filamenten
• Protozoans - bewegelijke, vrije, enkele cellen - de meeste “jagen” op andere cellen
• Dieren, planten en sommige fungi - meerdere cellen, die samenwerken en zijn ontstaan uit een cel
Model Organismen
• Model organismen - organismen, die zijn gekozen om te bestuderen, doordat deze snel voortplanten,
transparant zijn, etc.; door deze soorten is de informatie van cellen makkelijker te verkrijgen dan met
gebruik van andere cellen
• E. Coli; gistcellen; Arabidopsis (plant); vliegen, wormen, vissen en muizen; mensen en hun cellen (genoom
- veel genen komen overeen tussen verschillende soorten)
• Homologous - genen die in verschillende soorten voorkomen, waarschijnlijk door een zelfde
voorouder
• DNA bevat meer dan alleen genen => reguleren genen
, Hoofdstuk 2: Chemische Componenten van Cellen
Chemische Verbindingen
• Atoom - kern met protonen en neutronen en daaromheen elektronen - protonen en neutronen bepalen de
massa (dalton)
• Avogadro’s nummer - hoeveel atomen/moleculen in een mol zitten - 6 x 1023
• Voor binden tussen atomen wordt er gekeken naar de elektronen in de buitenste schil:
• Covalente binding: de twee atomen delen de elektronen
• Enkele en dubbele bindingen - een of twee elektronen wordt door elk van de atomen gedeeld
• Dubbele bindingen zijn stug en kunnen daardoor niet roteren
• Polair - de positieve lading is meer geconcentreerd naar een atoom en de negatieve lading naar het
ander atoom => elektronegativiteit - maat waarin een atoom de elektronenwolk naar zichzelf
toetrekt van het andere atoom
• Ion binding: een atoom geeft een elektron af aan een ander atoom (twee geladen atomen)
• Ionen die bijenkaar blijven door deze binding worden zouten genoemd
• Kationen (+) en anion (-)
• Molecuul - verzameling van atomen die door covalente bindingen bij elkaar worden gehouden
• Verbindingsafstand - de afstand tussen twee atomen tijdens een covalente binding is karakteriserend
=> te dicht op elkaar stoten ze elkaar af en te ver weg ontstaat er geen binding
• Bindingssterkte - hoeveelheid energie die nodig is om een binding te verbreken
• Niet-covalente bindingen - bindingen tussen moleculen:
• WaterstoPruggen
• Van der Waalsbindingen
• Elektrostatische aantrekking
• Hydrofobe kracht => niet-polaire oppervlaktes uit watersto`ruggen water netwerk “duwen”
Kleine Moleculen in Cellen
• Suikers (monosachariden) - oligosachariden en polysachariden - dmv van condensatie en hydrolyse
reacties worden er ketens gemaakt of afgebroken
• De belangrijkste bron van energie in cellen
• Vetzuren - glycerol + drie vetzuren = vet - energierijker dan suikers, maar niet voornaamste functie
• Membraan - glycerol + twee vetzuren + hydrofiele fosfaat-bevattende kop (twee rijen met de vetzuren
naar elkaar toe en de koppen naar buiten (buiten en binnen cel veel water)
• Aminozuren - bouwstenen van eitwitten - 20 soorten
• Nucleotiden - bouwstenen van het DNA (deoxyribonucleïnezuur) en RNA (ribonucleïnezuur) - cytosine,
thymine, uracil (pyrimidines), guanine en adenine (purines)
• Binden aan elkaar met de fosfaatgroep aan het derde C-atoom van een andere eenheid door middel
van fosfodiester bindingen - covalente binding
Macromoleculen in Cellen
• Polymeren die uit monomeren, “de kleine moleculen”, zijn gemaakt
• Deze zijn niet willekeurig maar worden volgens een vastgestelde volgorde - sequence - gemaakt waarbij
elk monomeer iets verschil van de andere monomeren (de 20 aminozuren)
• Door de enkele bindingen tussen de monomeren kunnen de gevormde ketens een verscheidenheid aan
vormen - conformaties - aannemen
• Niet-covalente bindingen zorgen ervoor dat een macromolecuul aan andere macromoleculen kan
binden, mits er genoeg niet-covalente bindingen tussen de twee moleculen gevormd worden\
