thema 1

Thema 1 is een hoofdstuk met twee gezichten: eerst in basisstof 1 en 2 wat over vetten, eiwitten en koolhydraten, daarna 3 t/m7 behoorlijk gedetailleerd over DNA en RNA.
Voor mensen zonder scheikunde is basisstof 1 wel nuttig maar wellicht ook onbegrijpelijk. Kijk even naar die dubbele binding, en berust verder in het niet-weten, zou ik zeggen. Bij basisstof 2 eerst glucose.
koolhydraten, vooral glucose dus
Realiseer je dat C6H12O6 op allerlei manieren kan en dat het alleen glucose heet als de =O aan een uiteinde zit (bij fructose zit die C= ergens middenin)en als de OH’s op een speciale manier links of rechts zitten. Goed, die glucose dus. Bestaat als recht molecuul, afbelding 14, maar meestal reageert die glucose zo dat er een 6-ring ontataat met 5C en een O in de ring. Die 6e O steekt uit. Aan alle C’s zit een OH, alleen niet aan de splits C (C5). Let op de nummers: die uitsteek C heeft rugnummer 6, gewoon een afspraak om verwarring te voorkomen. Let ook even op dat die ring tot stand komt met gewoon 6C, 12H en 6O. Nix geen waterafsplitsen.
Nu even opletten: die glucose ring kan op twee manieren: met de OH aan C1 omhoog. (beta-glucose)En met de OH aan C1 omlaag (alpha-glucose). Als je de rechte glucose oplost in water ontstaat er altijd alpha en beta, die in een evenwichtsreactie in elkaar overgaan. De OH aan C4 zit altijd omlaag. Als je alpha’s koppelt ( nu wel door H2O te vormen uit die twee OH’s)krijg je zetmeel (C1 komt dan aan C4) met alle C6 naar boven. Goed verteerbaar voor alle dieren, gebruikelijk in planten als reservevoedsel. Ook een beetje oplosbaar in water. Als je de beta’s koppelt (ook C4 aan C1) komen de C6 afwisselend onder en boven. Die stof heet cellulose. Cellulose is het belangrijkste stof in celwanden van planten. Dus hout, papier en katoen bestaan vrijwel helemaal of toch minstens voor de helft uit cellulose. Niet verteerbaar voor dieren (termieten eten wel hout, maar laten dat verteren over aan eencelligen in hun darmkanaal), volledig onoplosbaar in water (gelukkig maar, zie je katoenen t-shirt). Maar dus wel: cellulose bestaat voor 100% uit glucose. Zou je cellulose kunnen verteren dan had het dezelfde voedingswaarde als zetmeel.
Vetten (het boek noemt ze ineens lipiden, zijn synoniemen)
Vetten in dieren en planten zijn meestal triglyceriden. Daarin zitten drie vetzuren vast aan glycerol. Let op dat glycerol (niet verwarren met cholesterol). Glycerol is een driewaardige alcohol en daarom kunnen er dus drie vetzuren aan vast (weer H2O eruit, uit twee OH’s). Glycerol is altijd hetzelfde, die vetzuren zorgen voor de eigenschappen, Dus voor hard en vast (kaarsvet, varkensvet) zacht (boter op kamertemperatuur, cocosboter,cacaoboter), vloeibaar behalve in de koelkast(olijfolie) of dun vloeibaar (notenolie).
Vetzuren kunnen kort of lang zijn (tot18 C-atomen) en met meer of minder (nul kan ook) dubbele bindingen. Met dubbele binding kan zo’n vetzuur ergens mee reageren, zonder dubbele binding kan dat bijna niet. Meer dubbele bindingen: vloeibaar, geen dubbele bindingen: vast en hard. In de margarinefabriek zorgen ze ervoor dat die onverzadigde bindingen uit plantaardige olie verzadigd worden zodat je een smeerbaar product krijgt voor op je boterham. Curieus detail: hoe onverzadigder, hoe gezonder. Dat heeft te maken met je lever die verzadigd vet kan omzetten in cholesterol. Cholesterol is een ingewikkeld opgevouwen vetmolecuul. (zie Binas). Veel cholesterol in je bloed geeft een groot risico op hart- en vaatziekten. Vandaar allerlei cholesterolverlagende medicijnen voor bejaarden en het advies verzadigd vet (vetzuren dus) te vermijden.
Eiwitten
Eiwitten, je weet het, doen bijna alles bij de werking van iets levends. Ze geven structuur, laten de boel bewegen en voeren als enzymen alle reacties uit die nodig zijn om aan energie te komen en om te groeien. En al die eiwitten bestaan uit lange ketens van aminozuren. Steeds dezelfde twintig aminozuren. Ze staan allemaal in het boek (afb 30) en in de Binas. Kijk ernaar en je ziet dat ze allemaal beginnen met COOH-CNH2- en dat er twintig resten zijn. Er zijn er met een extra COOH en die worden in een basische omgeving elctrisch geladen (COOmin), er zijn er met een extra NH2 en die worden electrisch geladen in een zure omgeving (NH3plus), er zijn er met veel C-atomen (lossen graag op in een vetlaagje) en er zijn er een paar met zwavel-atomen. En er is er een (proline) waarbij de standaard COOH-CNH2 erg raar zit. Even naar kijken en geen namen leren. Doe ik ook niet.
Kijk ook nog even naar de peptidebinding (C=O direct aan NH, geen –O- ertussen). Die peptide binding, hou dat in de gaten is errug sterk. Vandaar supersterke eiwitten (spinrag) en het kost ok veel energie om eiwit te maken.
Waar je goed op moet letten is het verhaal over de primaire enz. structuren van eiwitten. Gewoon kijken of het in de Binas staat, anders uit je hoofd leren. Primair is de volgorde van de aminozuren. Die aminozuren trekken elkaar aan of stoten elkaar af, en de peptidebinding zorgt er ook voor dat er een soort spiraal ontstaat, een helix. Spiralen kunnen twee kanten op, maar bij peptidebindingen ontstaat altijd een zgn alpha-helix. Bijna alle eiwirren hebben stukken alpha-helix, maar er kunnen knikken inzitten (door het aminozuur proline!) en ook lossere stukken. Al deze dingen zorgen voor de secundaire structuur die spontaan tot stand komt, maar wel afhangt van de zuurgaad (pH) wegens de zure en basische aminozuren. Om de tertiaire structuur te krijgen, zijn soms enzymen nodig. Die zorgen bijvoorbeeld voor zwavelbruggen tusen twee cysteine-resten (nu even naar cysteine kijken!) Dan kan het tenslotte nog zo zijn dat twee aparte eiwitketens samen een nieuw eiwit gaan vormen. Dat gaat ook met een enzym en dat heet de quaternaire structuur. Voorbeeld: hemoglobine. Maar ook het hormoon insuline bestaat uit twee ketens die met zwavelbruggen aan elkaar zitten.
Nucleotiden
Dit zijn de bouwstenen van DNA en RNA. Een nucleotide is opgebouwd uit een zgn stikstofbase, de beroemde adenine, guanine, cytosine en thymine., gekoppeld aan de suiker ribose of deoxyribose. Samen, dus base en ribose, heten ze adenosine, guanosine, thymidine en cytidine. Meestal kan je best slordig zijn, veel biologen gebruiken adenine en adenosine gewoon door elkaar, ik soms ook. Die adenosine, guanosine, cytidine en thymidine zijn in de cel altijd gekoppeld aan een, twee of drie fosfaatgroepen.
Let nu even op de ribose en de deoxyribose. Die hebben 5 C-atomen en ze vormen allebei een 5-ring van 4 C-atomen en een O. Net zo’n ring dus als bij glucose, maar dan een 5- en geen 6-ring. En ook hier zijn de C-atomen voorzien van een rugnummer, waarbij de uitstekende (die dus niet in de ring zit) nummer 5 heeft gekregen. Nu even kijken: C1 zit vast aan de stikstofbase (dus aan die adenine enz), C2 heeft in deoxyribose geen O (deoxy dus), C4 heeft nooit een OH, die zit vast aan de O uit de ring en dan blijven C3 en C5 over, Als je adenosine, guanosine enz in de cel hebt, dus los, niet in DNA of RNA, dan zitten die een, twee of drie fosfaten altijd aan de C5. Dus ook in die ATP van de energie, die trouwens ribose als suiker heeft, niet de deoxyribose, maar dat diet hier (en elders) niet ter zake.
Kijk even naar de losse A, T, C en G. Ze staan ook in de BINAS, maar het is leuk om het te weten: A en G zijn groot (een 5 en en 6-ring aan elkaar), de C en de T zijn kleiner (alleen een 6-ring. En vandaar dat A+T net zo groot is als G+C. Je ziet ook dat C en G met drie waterstofbruggen aan elkaar vastzitten, A en T met maar twee. Vandaar dat DNA met veel C en G sterker is dan DNA met veel A en T. bactreien in heet waterbronnen hebben daarom veel meer CG in hun DNA dan AT.
Over de rest van het thema, met die replicatie, transcriptie en translatie (eiwitsynthese) gaat het volgende artikel