HOOFDSTUK 14: ENERGY GENERATION IN MITOCHONDRIA
AND CHLOROPOLAST
De manier waarop cellen zijn geëvolueerd heef e maken me hun behoefe aan energie.
Cells obtain most of their energy by a membrane-based mechanism
De mees aanwezige chemische energie eenheid in cellen
is ATP. Een deel hiervan on s aa tjdens glycolyse in he
cy oplasma, maar he groo s e deel word geproduceerd
door oxidatieve fosfoyleeyig缊. Di verschil van glycolyse in
he fei da he een membraan nodig heef. n eukaryo en
cellen vind he plaa s in de mi ochondria en hangen af van
elek ron ranspor da he ranspor van pro onen (H +)
door he mi ochondriaal binnen membraan heen aanvoer .
He membraan gerela eerde proces voor he maken van
ATP bes aa ui wee gekoppelde s ages.
1. Elek ronen me veel energie afomstg ui oxidate van
voedselmoleculen/zonlich /andere bronnen worden door
een ke en elek ron dragers (eeektyog-tyagspoyt keteg) he membraan in gebrach . Hier la en ze de
energie vrij de dan word gebruik om pro onen door he membraan e pompen. Hierdoor on s aa er
een elek rochemische pro on gradiën . Wanneer de pro onen me hun gradiën mee erug mogen
s romen on s aa er energie die gebruik kan worden.
2. De pro onen s romen erug door een complex genaamd ATP slgthase, die de syn hese van ADP naar
ATP ka alyseer . Di mechanisme s aa bekend als chemiosmotische koppeeig缊.
Chemiosmotic coupling is an ancient process, preserved in present-day cells
Chemiosmotsche koppeling bes aa al sinds he begin van leven, en is zo succesvol da he nog s eeds
gebruik word . De organellen die ATP produceren in eukaryo en cellen komen vor ui bac eriën die
door andere cellen zijn opgenomen. Deze organellen reproduceren dan ook in een vergelijkbare manier
als prokaryo en cellen. Ook hebben ze nog een eigen genoom en bac erie-achtge bio-syn hetsche
ins rumen en voor he maken van RNA en eiwiten.
Mitochondria and Oxidative Phosphorylation
Mitochogdyia ziten in bijna alle eukaryo en cellen en maken he groo s e deel van he ATP.
Mitochondria can change their shape, location, and number to suit a cell’s
needs
Geïsoleerde mi ochondria lijken heel erg op de bac eriële voorouders, maar in een cel passen ze zich aan
op de behoefen van de cel. Soms ziten ze in één locate om ATP e leveren aan een plek die veel energie
gebruik . n andere cellen vormen ze lange, dynamische ubes die door he cy oplasma difuseren om
zich e verspreiden.
De hoeveelheid mi ochondria in een cel hang af van he cel ype en de energiebehoefe va de cel.
Bijvoorbeeld, in spiercellen vergroo he aan al mi ochondria 5-10 keer als die vaak gestmuleerd word
samen e rekken.
, A mitochondrion contains an outer membrane, an inner membrane and two
internal compartments
Om de mi ochondrion heen ziten wee specifeke membranen die elkaar omsingelen (binnens e en
bui ens e mi ochondriale membraan). Ze vormen wee compartmen en. Een gro e in erne hol e, de
matyix. En een smalle igteymembyage yuimte.
n he buitegste membyaag ziten poyig (moleculen
die zorgen voor eiwitranspor ), die brede wa erige
kanalen door de lipide wee-laag vormen. Hierdoor is
he bui ens e membraan zeer permeabel voor
moleculen van 5000 dal ons (unifed a omic mass = u
or Da) of minder. He milieu in de in ermembrane
ruim e is dan chemisch ook gelijk aan he cy osol.
He biggegste membyaag laa de mees e ionen en
kleine moleculen nie door, behalve als er een
speciaal pad voor is in de vorm van ranspor
membranen. De ma rix beva dan ook alleen
specifeke en gespecialiseerde moleculen.
He binnen membraan beva vouwen naar binnen
oe (cyistae) die he oppervlak van he membraan vergroo .
The citric acid cycle generates the high-energy electrons required for ATP
production
De elek ronen die nodig zijn voor he maken van ATP komen ui he verbranden van koolhydra en,
veten en andere voedingsmiddelen tjdens de glycolyse en de ci roenzuur cyclus (Krebs cyclus). Deze
elek ronen worden door acteve dragers, die on s aan tjdens de wee fasen van ka abolisme, geleverd.
He groo s e deel word door de ci roenzuurcyclus in de mi ochondriale ma rix gebruik .
De Krebs cyclus haal zijn energie ui moleculen afomstg ui voedsel die van he cy osol de
mi ochondria in komen. He pyrovaa (da on s aa tjdens glycolyse in he cy oplasma) als de ve zuren
kunnen door he bui enmembraan de in ermembraan ruim e be reden. Hierna worden ze de ma rix in
ge ranspor eerd waar ze worden omgeze o ace yl CoA, een belangrijke me abolische in ermediair.
Daarna worden ze in de ci roenzuurcyclus
geoxideerd me Co2. Een deel van de energie
die hierbij on s aa word opgeslagen in
hoogenergetsche elek ronen die door acteve
dragers NADH en FADH2 naar de elek ron-
ranspor ke en in he binnens e
mi ochondriale membraan worden gebrach .
The movement of electrons is
coupled to the pumping of protons
Zodra NADH en FADH2 de elec ronen hebben
afgegeven en NAD+ en FAD vormen begin de
chemiosmotsche reacte. De elek ronen
worden doorgegeven aan O2 om wa er e
vormen. De s apsgewijze doorgaven van deze
AND CHLOROPOLAST
De manier waarop cellen zijn geëvolueerd heef e maken me hun behoefe aan energie.
Cells obtain most of their energy by a membrane-based mechanism
De mees aanwezige chemische energie eenheid in cellen
is ATP. Een deel hiervan on s aa tjdens glycolyse in he
cy oplasma, maar he groo s e deel word geproduceerd
door oxidatieve fosfoyleeyig缊. Di verschil van glycolyse in
he fei da he een membraan nodig heef. n eukaryo en
cellen vind he plaa s in de mi ochondria en hangen af van
elek ron ranspor da he ranspor van pro onen (H +)
door he mi ochondriaal binnen membraan heen aanvoer .
He membraan gerela eerde proces voor he maken van
ATP bes aa ui wee gekoppelde s ages.
1. Elek ronen me veel energie afomstg ui oxidate van
voedselmoleculen/zonlich /andere bronnen worden door
een ke en elek ron dragers (eeektyog-tyagspoyt keteg) he membraan in gebrach . Hier la en ze de
energie vrij de dan word gebruik om pro onen door he membraan e pompen. Hierdoor on s aa er
een elek rochemische pro on gradiën . Wanneer de pro onen me hun gradiën mee erug mogen
s romen on s aa er energie die gebruik kan worden.
2. De pro onen s romen erug door een complex genaamd ATP slgthase, die de syn hese van ADP naar
ATP ka alyseer . Di mechanisme s aa bekend als chemiosmotische koppeeig缊.
Chemiosmotic coupling is an ancient process, preserved in present-day cells
Chemiosmotsche koppeling bes aa al sinds he begin van leven, en is zo succesvol da he nog s eeds
gebruik word . De organellen die ATP produceren in eukaryo en cellen komen vor ui bac eriën die
door andere cellen zijn opgenomen. Deze organellen reproduceren dan ook in een vergelijkbare manier
als prokaryo en cellen. Ook hebben ze nog een eigen genoom en bac erie-achtge bio-syn hetsche
ins rumen en voor he maken van RNA en eiwiten.
Mitochondria and Oxidative Phosphorylation
Mitochogdyia ziten in bijna alle eukaryo en cellen en maken he groo s e deel van he ATP.
Mitochondria can change their shape, location, and number to suit a cell’s
needs
Geïsoleerde mi ochondria lijken heel erg op de bac eriële voorouders, maar in een cel passen ze zich aan
op de behoefen van de cel. Soms ziten ze in één locate om ATP e leveren aan een plek die veel energie
gebruik . n andere cellen vormen ze lange, dynamische ubes die door he cy oplasma difuseren om
zich e verspreiden.
De hoeveelheid mi ochondria in een cel hang af van he cel ype en de energiebehoefe va de cel.
Bijvoorbeeld, in spiercellen vergroo he aan al mi ochondria 5-10 keer als die vaak gestmuleerd word
samen e rekken.
, A mitochondrion contains an outer membrane, an inner membrane and two
internal compartments
Om de mi ochondrion heen ziten wee specifeke membranen die elkaar omsingelen (binnens e en
bui ens e mi ochondriale membraan). Ze vormen wee compartmen en. Een gro e in erne hol e, de
matyix. En een smalle igteymembyage yuimte.
n he buitegste membyaag ziten poyig (moleculen
die zorgen voor eiwitranspor ), die brede wa erige
kanalen door de lipide wee-laag vormen. Hierdoor is
he bui ens e membraan zeer permeabel voor
moleculen van 5000 dal ons (unifed a omic mass = u
or Da) of minder. He milieu in de in ermembrane
ruim e is dan chemisch ook gelijk aan he cy osol.
He biggegste membyaag laa de mees e ionen en
kleine moleculen nie door, behalve als er een
speciaal pad voor is in de vorm van ranspor
membranen. De ma rix beva dan ook alleen
specifeke en gespecialiseerde moleculen.
He binnen membraan beva vouwen naar binnen
oe (cyistae) die he oppervlak van he membraan vergroo .
The citric acid cycle generates the high-energy electrons required for ATP
production
De elek ronen die nodig zijn voor he maken van ATP komen ui he verbranden van koolhydra en,
veten en andere voedingsmiddelen tjdens de glycolyse en de ci roenzuur cyclus (Krebs cyclus). Deze
elek ronen worden door acteve dragers, die on s aan tjdens de wee fasen van ka abolisme, geleverd.
He groo s e deel word door de ci roenzuurcyclus in de mi ochondriale ma rix gebruik .
De Krebs cyclus haal zijn energie ui moleculen afomstg ui voedsel die van he cy osol de
mi ochondria in komen. He pyrovaa (da on s aa tjdens glycolyse in he cy oplasma) als de ve zuren
kunnen door he bui enmembraan de in ermembraan ruim e be reden. Hierna worden ze de ma rix in
ge ranspor eerd waar ze worden omgeze o ace yl CoA, een belangrijke me abolische in ermediair.
Daarna worden ze in de ci roenzuurcyclus
geoxideerd me Co2. Een deel van de energie
die hierbij on s aa word opgeslagen in
hoogenergetsche elek ronen die door acteve
dragers NADH en FADH2 naar de elek ron-
ranspor ke en in he binnens e
mi ochondriale membraan worden gebrach .
The movement of electrons is
coupled to the pumping of protons
Zodra NADH en FADH2 de elec ronen hebben
afgegeven en NAD+ en FAD vormen begin de
chemiosmotsche reacte. De elek ronen
worden doorgegeven aan O2 om wa er e
vormen. De s apsgewijze doorgaven van deze
