1.2 DNA illustreert de interplay tussen vorm en functie Flashcards
Covalente bindingen
zijn de sterkste bindingen. Ze houden het atoom bij elkaar in de individuele basen (A,G,C,T). Deze binding wordt gevormd door het delen van een elektronenpaar tussen de atomen. Om de bindingen tussen de atomen te breken is er energie nodig
Niet covalente bindingen
zijn minder sterk dan covalente bindingen maar zijn belangrijk voor biochemische processen zoals de vorming van de dubbele helix.
Vier belangrijke non covalente bindingstypen zijn:
1.Elektrostatische interacties.
2.waterstof bindingen
3.van der waals interacties
Wat zijn elektrostatische interacties?
Elektrostatische interacties treden op wanneer een geladen groep op een molecuul een tegengesteld geladen groep van een ander molecuul aantrekt.
Wat is een H-binding donor?
De H-binding donor is de groep die het atoom bevat waaraan de waterstof het sterkst is gekoppeld, samen met de waterstof zelf.
Wat is de basis van van der Waals interacties?
De basis is dat de verdeling van elektronische lading rond een atoom schommelt met de tijd, waardoor deze nooit volledig symmetrisch is.
Soorten van der waals interacties:
1.De dipool-dipoolinteracties tussen twee permanente dipolen.
2.De geïnduceerde dipool-dipoolinteracties tussen een permanente dipool en een geïnduceerde dipool tussen tijdelijk gepolariseerde moleculen
Water is het oplossingsmiddel waarin de meeste biochemische reacties plaatsvinden. De eigenschappen van water zijn belangrijk voor de vorming van macromoleculaire structuren en de voortgang van chemische reacties. Twee eigenschappen van water zijn erg relevant:
1.Water is een polair molecuul
2.Water is hoog samenhangend (cohesive)
Water is een polair molecuul, elaborate
Een watermolecuul is niet lineair maar gebogen, dus de verdeling van de lading is asymmetrisch. De Zuurstof kern trekt elektronen weg van de twee waterstof kernen. Hierdoor krijgen de waterstof atomen een netto positieve lading. Het watermolecuul is dus een elektrisch polaire structuur
Water is hoog samenhangend (cohesive)
Water moleculen hebben een wisselwerking met elkaar door middel van de waterstofbindingen. Een netwerk van waterstof bindingen houdt de structuur samen. Moleculen in een (aq) oplossing hebben een wisselwerking met water moleculen door de formatie van de waterstof bindingen en door ionische interacties. Deze interacties zorgen er voor dat water een veelzijdig oplosmiddel is, er verschillende soorten goed kunnen worden opgelost, vooral polaire en geladen delen die deel kunnen nemen aan deze interacties.
Hydrofobe effect
Niet polaire moleculen kunnen niet deelnemen aan de waterstof binding of aan de ionische interacties. De interacties van niet polaire moleculen met water moleculen zijn niet zo geliefd als de interacties tussen watermoleculen met zichzelf. De water moleculen die in contact staan met de niet polaire moleculen vormen een soort kooi er omheen en ordenen zich beter dan watermoleculen die vrij zweven in de oplossing.Maar als er twee non polaire moleculen samen gaan, worden er een paar watermoleculen losgelaten. Wat de aggregatie van non polaire groepen geliefd maakt.
DNA dubbele helix
Elke Fosfaatgroep in DNA heeft een negatieve lading. Deze negatief geladen groepen vertonen liever geen interacties met een fosfaat groep over een afstand. Dus als er een DNA in de double helix komt ontstaan er dus ongeliefde interacties. Daarnaast zijn ook de waterstofbruggen belangrijk bij het vormenvan de DNA helix. Die moeten worden gebroken als de basen bij elkaar komen en moeten ook weer worden gevormd om basen die niet bij elkaar passen iets naar elkaar toe te trekken. In de dubbele helix zijn de basen paren parallel en bijna op elkaar gestapeld met behulp van de van der Waalskrachten kan het bij elkaar blijven.
Het hydrofobe effect neemt ook deel aan de voorkeur voor basen stapelen.
Thermodynamische regel 1
De totale energie van een systeem en zijn omheining is constant.Je hebt kinetische energie (warmte) of potentiele energie ( energie dat vrijkomt wanneer er een ander proces ontstaat).Dus er moeten eerst bindingen worden gebroken om weer andere bindingen te vormen.
Wat gebeurt er met de totale entropie van een systeem en zijn omgeving samen?
De totale entropie neemt altijd toe.
Wat betekent een verandering in de entropie van een systeem in een chemische reactie?
Dit wordt aangegeven met ∆S
systeem
systeem
.
Wat gebeurt er met de enthalpie (
𝐻
H) van een systeem als het warmte verliest aan de omgeving?
De enthalpie van het systeem verkleint met ∆H
systeem
systeem
.
Waarom is de entropieverandering groter bij warmteoverdracht aan een koude omgeving?
Omdat een koude omgeving minder wanorde heeft, waardoor de toevoeging van warmte een groter effect heeft op de entropie.
Hoe wordt de verandering in entropie van de omgeving berekend?
∆S
omgeving
omgeving
= -∆H
systeem
systeem
/ T (in Kelvin).
Wat is de formule voor de totale entropieverandering?
∆S
totaal
totaal
= ∆S
systeem
systeem
+ ∆S
omgeving
omgeving
= ∆S
systeem
systeem
- ∆H
systeem
systeem
/ T.
Wat gebeurt er als je de totale entropieverandering (
−
𝑇
∆
𝑆
totaal
−T∆S
totaal
) vermenigvuldigt met
−
𝑇
−T?
Het geeft de Gibbs vrije energie: ∆G = ∆H
systeem
systeem
- T∆S
systeem
systeem
.
Wat geeft de vrije energieverandering (
∆
𝐺
∆G) aan?
Het geeft energetische veranderingen in een proces aan.
Wanneer neemt de totale entropie toe?
Wanneer ∆S
systeem
systeem
> ∆H
systeem
systeem
/ T.
Wanneer is een proces spontaan?
Als ∆G = ∆H
systeem
systeem
- T∆S
systeem
systeem
< 0.
Wat gebeurt er met de entropie tijdens de vorming van een dubbele helix?
De entropie daalt omdat er meer ordening ontstaat.
