Alle organismen op aarde delen dezelfde 20 aminozuren. Bovenstaande codontabel laat zien hoe de genetische code van levende organismen wordt vertaald naar deze aminozuren. Deze tabel toont hoe codons, dit zijn tripletten van nucleobasen, coderen voor specifieke aminozuren. Ter verduidelijking: een codon is samengesteld uit drie nucleotiden, aangeduid met de nucleobasen Adenine, Guanine, Cytosine, Thymine en Uracil. Er zijn in totaal 64 codons en slechts 20 aminozuren, hierdoor coderen meerdere codons voor hetzelfde aminozuur.

De genetische code bestaat uit een reeks instructies die de vertaling van DNA naar 20 verschillende aminozuren regelen. Deze aminozuren zijn de bouwstenen van eiwitten in cellen. Elk drieletterig codon, een triplet, staat voor een specifiek aminozuur dat bijdraagt aan de vorming van een eiwitketen, wat uiteindelijk leidt tot de creatie van eiwitstructuren.

Eiwitsynthese is het proces waarbij eiwitten worden gemaakt op basis van de informatie in het DNA. Simpel gezegd is eiwitsynthese het maken van een eiwit in een menselijke cel. Deze eiwitsynthese gebeurt in twee stappen:

  1. Transcriptie. Dit is het proces waarbij DNA wordt aflezen en hierdoor een complementaire RNA-kopie wordt gemaakt.
  2. Translatie. Dit is het proces waarbij RNA wordt afgelezen en hierdoor eiwit wordt gemaakt.

De synthese van de meeste eiwitmoleculen duurt tussen de 20 seconden en enkele minuten.

Eiwitsynthese Mp 4
MP4 bestand – 11,2 MB 4 downloads

Ribosomen komen in grote aantallen voor in het cytoplasma van alle levende cellen.

Ribosomen zijn celorganellen, samengesteld uit eiwitten en ribosomaal RNA (rRNA). Ze kunnen vrij in het cytoplasma voorkomen, of gehecht zijn aan het kernmembraan of het endoplasmatisch reticulum. Ribosomen spelen een cruciale rol in de eiwitsynthese. Daarom zijn ze in grote aantallen aanwezig in alle levende cellen, tot wel 10 miljoen.

Het codon

Wanneer men spreekt over de genetische code, doelt men op het feit dat DNA een informatieve code draagt voor het produceren van de eiwitten die essentieel zijn voor de werking van een organisme. DNA fungeert als een sjabloon voor de aanmaak van boodschapper-RNA, dat vervolgens als sjabloon dient voor de synthese van een specifiek eiwit.

DNA en het overeenkomstige messenger-RNA bestaan uit een reeks basen, die in RNA worden aangeduid met de letters A, U, C en G. In RNA is Thymine vervangen door Uracil. Door Uracil in te bouwen in plaats van Thymine, "herkent" de cel dat het niet gaat om DNA-verdubbeling (replicatie), maar om de aanmaak van m-RNA (transcriptie).

Een groep van drie basen vormt een codon. Messenger-RNA bestaat uit vele van deze codons, die elk bestaan uit een reeks van drie basen, gevolgd door weer drie basen, en zo verder. Ieder codon geeft de cel instructies om te starten met de productie van een eiwitketen, een specifiek aminozuur toe te voegen aan de keten, of om de productie te beëindigen. Het messenger-RNA-codon GCA duidt bijvoorbeeld op de toevoeging van het aminozuur alanine, terwijl het stopcodon UAG het einde van de eiwitproductie aangeeft.

Het anticodon.

Het anticodon van tRNA bestaat uit drie nucleobasen die complementair zijn aan het codon op het mRNA. Adenine vormt altijd een paar met Uracil, en Cytosine vormt altijd een paar met Guanine. Een boodschapper-RNA-codon GCA komt bijvoorbeeld overeen met het transfer-RNA (tRNA) met het anticodon CGU, dat het aminozuur alanine met zich meedraagt. Die alanine wordt vervolgens toegevoegd aan de groeiende eiwitketen.

tRNA is een type RNA-molecuul dat helpt bij het vertalen van een messenger RNA (mRNA) sequentie naar een eiwit. tRNA's werken op specifieke plekken in het ribosoom tijdens de translatie, een proces waarbij een eiwit wordt gesynthetiseerd uit een mRNA-molecuul. Het tRNA-molecuul heeft een karakteristieke gevouwen structuur met drie lussen die lijken op een klaverblad. Een van deze lussen bevat een sequentie genaamd het anticodon, dat een mRNA-codon kan herkennen en decoderen. Aan het einde van elk tRNA is het corresponderende aminozuur gekoppeld. Wanneer een tRNA het overeenkomstige codon in het ribosoom tegenkomt, draagt het tRNA het juiste aminozuur over naar het groeiende aminozuurketen. De tRNA's en het ribosoom gaan vervolgens door met het lezen van het mRNA-molecuul totdat de volledige sequentie is vertaald in een eiwit.

De 5' en 3' uiteinden zijn de aanduidingen van de koolstof atomen in de 'ruggengraat' van het DNA. Aan de 5' koolstof zit een fosfaatgroep vast en aan de 3' koolstof een hydroxyl (-OH) groep. DNA-polymerase werkt in een richting van 5' -> 3'

Het ene eind is het 5' eind (five prime end) en het andere eind het 3'eind (three prime end). Het ribosoom begint bij het vormen van een eiwit met het aflezen (translatie) van het mRNA aan het 5' eind tot het een startcodon tegenkomt. Vanaf deze plaats worden tijdens het verder aflezen aminozuren aan het eiwit gebonden totdat het ribosoom een stopcodon tegenkomt.\

De belangrijkste functie van de D-lus / D-loop is die van herkenning, een herkenningsplaats voor het enzym aminoacyl-tRNA-synthetase, een enzym dat het juiste aminozuur aan het bijbehorende tRNA hecht. Er zijn 20 verschillende aminoacyl-tRNA-synthetasen waarvan elk hoort bij een tRNA waarvan het anticodon bij het codon van zijn aminozuur past.

De T-lus / T-loop fungeert ook een herkenningsplaats voor het ribosoom 

Aminoacyl T RNA Synthetase Mp 4
MP4 bestand – 16,6 MB 5 downloads

DNA-polymerase is een enzym dat nucleotiden toevoegt aan de 3'-uiteinden van een DNA-streng, één nucleotide per keer. Telkens wanneer een cel zich deelt, zijn DNA-polymerasen vereist om het DNA van de cel te kopiëren, zodat een kopie van het originele DNA-molecuul aan elke dochtercel kan worden gegeven. Zo wordt genetische informatie van de ene generatie op de andere overgedragen.

                                                Real time

DNA Polymerase Mp 4
MP4 bestand – 15,3 MB 5 downloads
DNA Polymerase 2010 Mp 4
MP4 bestand – 13,1 MB 4 downloads

Het startcodon is het gedeelte van de genetische code op het RNA waar de ribosomen aanvangen met translatie. In het cytoplasma bindt het ribosoom zich aan het mRNA. Het ribosoom beweegt over het mRNA tot het de code AUG tegenkomt. AUG is voor het ribosoom het startcodon voor translatie, waarna het de eiwitproductie start.

Het stopcodon is het gedeelte van de genetische code op het RNA waar de ribosomen de translatie beëindigen. UAA, UGA en UAG zijn bij mensen de stopcodons voor translatie. Wanneer het ribosoom een stopcodon bereikt, zorgt een beëindigingsfactor ervoor dat de translatie stopt, resulterend in een eiwit dat uit de correcte aantallen aminozuren bestaat.

Het lezen van de codontabel

  • Te beginnen bij het startcodon: Met(M): Methionine (een zwavelhoudend aminozuur) linksonder met het zwarte pijltje.
  • De base-volgorde van de startcodon is AUG: Adenine, Uracil, Guanine
  • Je begint in de binnenste cirkel bij de A = Adenine
  • Dan komt in de 2e cirkel de U = Uracil
  • Dan in de buitenste cirkel zie je bij Methionine de G = Guanine
  • Of….je begint bij de zwarte pijl Met(M) en gaat via de 1e cirkel , de G via U om bij A uit te komen.

Essentiële en niet-essentiële aminozuren 

Je lichaam produceert vele aminozuren, maar het kan de negen essentiële aminozuren die je nodig hebt niet zelf maken.

De essentiële aminozuren zijn: methionine, histidine, isoleucine, leucine, lysine, fenylalanine, threonine, tryptofaan, valine en arginine 

De niet-essentiële aminozuren worden door het lichaam zelf geproduceerd. Deze omvatten: glycine, asparagine, asparaginezuur, alanine, serine, cysteïne, selenocysteïne, proline, tyrosine, glutamine en glutaminezuur.

Redundantie, meerdere codons voor hetzelfde aminozuur 

Redundantie is een kenmerk van de genetische code, waarbij met vierenzestig codons en twintig aminozuren, meerdere codons hetzelfde aminozuur coderen. Zo coderen AAT en AAC beide voor asparagine. Deze redundantie biedt cellen bescherming tegen mutaties.

Mutaties in een codon kunnen resulteren in een ander aminozuur of een stopcodon in de eiwitketen. Als bijvoorbeeld het codon AAA, dat voor lysine codeert, muteert naar TAA, een stopcodon, wordt de eiwitproductie voortijdig gestopt, wat negatieve gevolgen kan hebben voor de cel.

Toch leiden veel mutaties niet tot schadelijke effecten. Het aminozuur alanine wordt bijvoorbeeld gecodeerd door GCT, GCC, GCA en GCG. Een mutatie in de derde positie, zoals van GCT naar GCC, verandert het aminozuur niet, omdat beide codons voor alanine coderen. De cel blijft na de mutatie hetzelfde eiwit produceren.

De essentiële aminozuren, hun codons en functies.

Methionine, Met (AUG = startcodon) speelt een rol bij weefselgroei, metabolisme en lichaamsontgifting.

Histidine (CAU, CAC) speelt een belangrijke rol in het immuunsysteem, spijsvertering, slaap en seksuele functie.

Isoleucine (AUU, AUC, AUA) is betrokken bij spiermetabolisme, heeft immuunfunctie, maakt  hemoglobine aan en regelt energie.

Leucine (UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG) helpt bij het herstellen van spierweefsel en bij het genezen van wonden.

Lysine (AAA, AAG) is betrokken bij de productie van hormonen en energie. Het heeft ook een immuunfunctie.

Fenylalanine, Phe  (UUU, UUC) is nodig voor de productie van dopamine, epinefrine en noradrenaline. 

Threonine (ACU, ACC, ACA, ACG) helpt bij het vormen van bloedstolsels, om bloedingen te voorkomen. Heeft immuunfunctie.

Tryptofaan (UGG) helpt de juiste stikstofbalans van je lichaam te behouden en bij 't maken van 'n chemische stof in de hersenen. 

Valine (GUU, GUC, GUA, GUG) is betrokken bij spiergroei, weefselregeneratie en de productie van energie.

Arginine (CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG) fungeert als voorloper van een essentiële biochemische signaalstof in het lichaam.

 

De niet- essentiële aminozuren, hun codons en functies.

Glycine (GGU, GGC, GGA, GGG) is ook een neurotransmitter, een signaalstofje dat zenuwimpulsen overdraagt tussen zenuwcellen.

Asparagine (AAU, AAC) speelt een rol als stimulerende neurotransmitter en helpt de hersenen scherp te houden.

Asparaginezuur (GAU, GAC) wordt gebruikt voor de stofwisseling en energieproductie. Het functioneert ook als neurotransmitter.

Alanine (GCU, GCC, GCA, GCG) is betrokken bij energieproductie en eiwitsynthese in het lichaam.

Serine (UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC) wordt gevormd uit glycine en ondersteunt de communicatie tussen hersencellen.

Cysteïne (UGU, UGC) helpt de nagels en het haar te versterken en wordt gesynthetiseerd uit methionine en serine.

Selenocysteïne, Sec (UGA)  is een analoog van het meer gebruikelijke cysteïne met selenium i.p.v. zwavel.

Proline (CCU, CCC, CCA, CCG) voor de aanmaak van collageen, dat de dikte en elasticiteit van huid, haar en nagels ondersteunt

Tyrosine (UAU, UAC) is van belang voor de synthese van belangrijke neurotransmitters die betrokken zijn bij het reguleren van emoties, energieniveaus en reacties op stress. Het is ook nuttig voor het verbeteren van cognitieve functies zoals geheugen en concentratie, vooral in situaties van slaaptekort of stress.

Glutamine, Gln (CAA, CAG)  Het ondersteunt o.a. de eiwitsynthese en draagt bij aan spieropbouw. 

Glutaminezuur (GAA, GAG) wordt uit glutamine omgezet en functioneert als neurotransmitter. Ook onderdrukt 't vermoeidheid.

Pyrrolysine, Pyl (UAG, UGA, UAA = stopcodon) bij eiwitsynthese in bacteriën en is niet aanwezig bij mensen.

Wat is de functie van aminozuren?

Je lichaam gebruikt aminozuren om eiwitten aan te maken. De verschillende soorten aminozuren en de manier waarop ze zijn samengesteld, bepalen de functie van elk eiwit.

Aminozuren spelen dus een belangrijke rol in je lichaam: 

  • Breken voedsel af.
  • Zorgen voor groei en herstel lichaamsweefsel.
  • Maken hormonen en hersenchemicaliën (neurotransmitters).
  • Zorgen voor een energiebron.
  • Zorgen voor een gezonde huid, gezonde nagels en gezond haar
  • Bouwen spieren op.
  • Geven een boost aan je immuunsysteem.
  • Zorgen voor een normaal spijsverteringsstelsel. 

De oorsprong en evolutie van de genetische code zijn complexe en intrigerende onderwerpen die nog steeds veel discussie en onderzoek oproepen. Hoewel het exacte proces nog niet volledig is ontrafeld, bestaan er diverse hypothesen en modellen die trachten te verklaren hoe de genetische code is ontstaan en zich heeft ontwikkeld. De genetische code is het mechanisme waarmee de volgorde van nucleotiden in DNA wordt vertaald naar een volgorde van aminozuren in eiwitten. Dit systeem is universeel, wat inhoudt dat het in grote lijnen identiek is in alle levende organismen, van bacteriën tot planten en dieren.

Er zijn meerdere prominente hypothesen en modellen die de oorsprong en evolutie van de genetische code proberen te duiden:

De "Frozen Accident"-hypothese stelt dat de genetische code is voortgekomen uit een toevallige gebeurtenis in de vroege fasen van het leven op aarde. Het concept is dat een specifieke set codons (triplet nucleotide-sequenties) willekeurig werd gekoppeld aan bepaalde aminozuren, waarna deze code zich verspreidde en behouden bleef door evolutie. Crick, een van de ontdekkers van de DNA-helix, noemde dit een 'bevroren ongeval', verwijzend naar het ogenschijnlijke onvermogen van de code om nieuwe variaties te accepteren, en zette dit af tegen een alternatieve theorie: de stereochemische hypothese voor de oorsprong van de genetische code.

De hypothese van de "RNA-wereld" stelt dat RNA waarschijnlijk de eerste molecule was die genetische informatie kon opslaan en enzymatische activiteiten kon uitvoeren. In de vroege fasen van het leven op aarde zou RNA zowel de rol van genetische informatiedrager als die van functioneel enzym hebben vervuld. Naarmate de evolutie vorderde, zou de genetische code zich hebben ontwikkeld om de overgang van RNA naar eiwitten als de primaire functionele moleculen te faciliteren.

De "Co-evolutie"-hypothese suggereert dat de genetische code en de eiwitten die de code interpreteren en vertalen, gezamenlijk zijn geëvolueerd. De gedachte hierachter is dat interacties tussen aminozuren en codons hebben geleid tot een optimalisatie waarbij de genetische code gestabiliseerd en geconserveerd werd.

Theories of the origin of the genetic code

Mei 2024: Een sterke bevestiging voor de co-evolutietheorie

The Invention of the Genetic Code

In 1953 kende nog niemand de volgorde van basen in een DNA-molecuul - nog niet eens één stukje van 'n gen.................

Er bestaan enkele parallellen tussen het ontcijferen van de genetische code en de ontwikkeling van het periodiek systeem der elementen. In beide gevallen streefden wetenschappers naar inzicht in de fundamentele bouwstenen van de natuur. 

Toen Dmitri Mendelejev in 1869 het periodiek systeem ontwikkelde, ontdekte hij een patroon in de eigenschappen van elementen, die hij rangschikte in rijen en kolommen op basis van atoomgewicht en chemische kenmerken. Een nieuwe rij of kolom begon wanneer eigenschappen zich herhaalden. Niet alle elementen waren toen bekend: sommige, zoals het elektron en het proton, moesten nog worden ontdekt. Het elektron werd in 1897 door J.J. Thomson ontdekt, en Ernest Rutherford identificeerde het proton in 1919.

Nadat elektronen en protonen waren ontdekt, werden elementen geordend met een oplopend aantal protonen per element. Een nieuwe rij (periode) start wanneer een nieuwe elektronenschil zijn eerste elektron ontvangt. Kolommen (groepen) werden geordend op de elektronenconfiguratie van de atomen: elementen met hetzelfde aantal elektronen in een bepaalde schil behoren tot dezelfde kolom.

Op een soortgelijke manier begonnen wetenschappers in de jaren '60, na de ontdekking van de DNA-helix, de genetische code te ontcijferen. Onderzoekers zoals Marshall Nirenberg en Har Gobind Khorana onthulden de functies van specifieke nucleobase-tripletten (codons) en legden de verbanden bloot tussen nucleotidensequenties (volgordes) in mRNA. Vóórdat deze ontdekkingen werden gedaan, waren niet alle aspecten van het vertaalproces bekend, zoals het tRNA en de specifieke enzymen die bij de eiwitsynthese betrokken zijn.

Deze voorbeelden benadrukken de geleidelijke aard van wetenschappelijk onderzoek. Wetenschappers bouwen voort op wat al bekend is en doen nieuwe ontdekkingen naarmate technologieën en instrumenten verbeteren. Het is een aanhoudend proces van nieuwe inzichten verwerven en bestaande theorieën verfijnen.

Ik heb al een korte introductie gegeven over het periodiek systeem over de eerste elementen en ik plan om in een volgende blog nieuwe inzichten toe te voegen die ik onlangs heb opgedaan door zelfstudie.

Nu eerst de eiwitten.

De vorming van eiwitstructuren

Als de aminozuren aan elkaar gekoppeld zijn, vormen ze een peptideketen. Een peptideketen is een lineaire reeks van aminozuren die via peptidebindingen met elkaar verbonden zijn. Deze keten vormt de primaire structuur van een eiwit.

Eiwitten Polypeptide Mp 4
MP4 bestand – 38,1 MB 3 downloads

Een peptide is een korte keten met 2 tot 50 aminozuren, die door peptidebindingen aan elkaar zijn gekoppeld. Een polypeptide is een langere keten met 51 of meer aminozuren. Eiwitten die in cellen worden geproduceerd, bestaan uit één of meerdere polypeptiden.

In de video wordt over 'condensatie' besproken. Dit is een chemische reactie waarbij relatief simpele organische moleculen, monomeren genaamd, samenkomen om grotere moleculen, polymeren, te vormen. Bij elke chemische verbinding tussen twee monomeren wordt een klein molecuul, vaak water, afgescheiden, vandaar de term condensatiereactie. Dergelijke reacties vinden plaats bij de synthese van grote biologische moleculen zoals eiwitten.

Condensatiereactie

Laten we nu 'ns kijken naar de verschillende niveaus van eiwitstructuur.

  1. Primaire structuur: Dit is de volgorde van aminozuren in een polypeptideketen. Elk eiwit bestaat uit een specifieke reeks aminozuren die met elkaar zijn verbonden door peptidebindingen. De primaire structuur wordt bepaald door de volgorde van de nucleotiden in het corresponderende gen. 
  2. Secundaire structuur: Dit verwijst naar de lokale vouwing in driedimensionale structuurelementen, zoals de α-helix en de β-sheet. Deze structuren worden gestabiliseerd door waterstofbruggen tussen de ruggengraat van de polypeptideketen. Er zijn verschillende soorten secundaire structuren, elk met een regelmatige geometrie. Ze dragen bij aan de verdere vouwing van het eiwit.
  3. Tertiaire structuur: Dit is de vouwing van het eiwit als geheel. Stabilisatie treedt op door aantrekkingskrachten tussen de zijketens van de ingebouwde aminozuren. Niet-specifieke hydrofobe (waterafstotende) interacties ontstaan door de afstoting van hydrofobe aminozuren en watermoleculen.
  4. Quaternaire structuur: Dit is de vorm die voortkomt uit de aaneenschakeling van meerdere eiwitketens. Het wordt ook wel het eiwitcomplex genoemd. Sommige eiwitten bestaan uit verschillende subeenheden die samen een functioneel complex vormen. 

De volgorde van aminozuren in de primaire structuur bepaalt hoe het eiwit zich vouwt en welke functie het uiteindelijk zal vervullen.

Protein Folding Mp 4
MP4 bestand – 3,8 MB 4 downloads

Het proces en het verloop van de eiwitsynthese tot aan de 'eindbestemmingen van de diverse eiwitten in beeld gebracht:

De eiwitsynthese vindt plaats in het cytoplasma op de ribosomen.

Ribosome 3 D Mp 4
MP4 bestand – 2,2 MB 2 downloads

De genetische code voor welbepaalde eiwitten is versleuteld in het DNA van een cel, dat opgeslagen ligt in de celkern.

Zoals woorden de betekenis van een zin bepalen, zo bepaalt de DNA-sequentie van een gen de volgorde van aminozuren voor het eiwit dat het codeert. Binnen het eiwitcoderende deel van een gen wordt de DNA-sequentie gelezen in groepen van drie nucleotidebasen, die codons worden genoemd. Elk codon codeert voor een specifiek aminozuur, dat, wanneer het met andere aminozuren wordt gecombineerd, specifieke eiwitten vormt.

De genetische code bestaat uit een reeks instructies die de vertaling van DNA naar 20 aminozuren regelen. Na deze vertaling en de vorming van polypeptideketens, is het eiwit nog niet compleet. Het moet eerst nog gevouwen worden in het ruw endoplasmatisch reticulum.

Protein Production And Folding Mp 4
MP4 bestand – 8,7 MB 2 downloads
Ribosomes And Rough ER Mp 4
MP4 bestand – 2,2 MB 3 downloads

Daarna worden de "ruwe" eiwitten via transportblaasjes naar het Golgi-apparaat getransporteerd, waar ze worden gemodificeerd en vervolgens vanaf de transzijde naar hun definitieve bestemmingen worden vervoerd.

Golgi Apparaat Mp 4
MP4 bestand – 5,2 MB 2 downloads

Om de uiteindelijke functies van eiwitten te begrijpen, is het essentieel om kennis te hebben van hun driedimensionale structuur.

We hebben gezien dat elk eiwittype is opgebouwd uit een specifieke volgorde van aminozuren, waardoor het zich kan vouwen in een unieke driedimensionale structuur. Eiwitten zijn echter niet strak en stug; ze kunnen zorgvuldig ontworpen beweeglijke onderdelen bevatten waarvan de mechanische acties verbonden zijn met chemische gebeurtenissen. Deze verbinding tussen chemie en beweging verleent eiwitten de uitzonderlijke capaciteiten die essentieel zijn voor de dynamische processen in levende cellen..

Dit is een visualisatie om de grootte van typische oplosbare eiwitten te beschouwen, zoals het Rubisco enzym, met een diameter van 3 tot 6 nm.

Rubisco is overigens het meest voorkomende eiwit op deze planeet.

Soorten eiwitten

Er zijn in totaal zeven verschillende eiwitsoorten waaronder alle eiwitten vallen. Deze omvatten antilichamen, contractiele eiwitten, enzymen, hormonale eiwitten, structurele eiwitten, opslageiwitten en transporteiwitten.

Antilichamen

Dit zijn gespecialiseerde eiwitten die het lichaam verdedigen tegen antigenen of vreemde indringers. Hun vermogen om door de bloedbaan te reizen, stelt hen in staat om door het immuunsysteem te worden gebruikt om bacteriën, virussen en andere vreemde indringers in het bloed te identificeren en zich ertegen te verdedigen. Een manier waarop antilichamen antigenen tegengaan, is door ze te immobiliseren zodat ze kunnen worden vernietigd door witte bloedcellen. 

Antibody Immune Response Mp 4
MP4 bestand – 1,7 MB 4 downloads

Zie ook de video verderop "Hoe werkt het immuunsysteem"

Contractiele eiwitten

Samentrekkende eiwitten die verantwoordelijk zijn voor spiercontractie en beweging. 

Enzymen

Enzymen zijn eiwitten die biochemische reacties vergemakkelijken en versnellen, daarom worden ze vaak katalysatoren genoemd. Opmerkelijke enzymen zijn lactase en pepsine, eiwitten die bekend staan om hun rol bij spijsverteringsaandoeningen en speciale diëten. Lactose-intolerantie wordt veroorzaakt door een lactasetekort, een enzym dat de suiker lactose in melk afbreekt. Pepsine is een spijsverteringsenzym dat in de maag werkt om eiwitten in voedsel af te breken - een tekort aan dit enzym leidt tot indigestie.

How Enzymes Work Mp 4
MP4 bestand – 6,8 MB 3 downloads

Hormonale eiwitten

Dit zijn boodschapper-eiwitten die helpen bij het coördineren van bepaalde lichaamsfuncties. Een hormonaal eiwit als insuline reguleert het glucosemetabolisme door de bloedsuikerconcentraties in het lichaam onder controle te houden.

Structurele eiwitten

Deze eiwitten zijn vezelig, waardoor ze ideaal zijn voor het ondersteunen van verschillende andere eiwitten zoals keratine, collageen en elastine. Keratines versterken beschermende omhulsels zoals huid, haar, stekels, veren, hoorns en snavels. Collageen en elastine bieden ondersteuning aan bindweefsels zoals pezen en gewrichtsbanden.

Opslag Eiwitten

Opslag eiwitten reserveren aminozuren voor het lichaam tot ze klaar zijn voor gebruik. Voorbeelden van opslageiwitten zijn ovalbumine, dat wordt aangetroffen in eiwitten, en caseïne, een eiwit op basis van melk. Ferritine is een ander eiwit dat ijzer opslaat in het transporteiwit hemoglobine.

Transport Eiwitten

Dit zijn dragereiwitten die moleculen van de ene plaats naar de andere in het lichaam verplaatsen. Hemoglobine (Hb) is zo'n transport- eiwit in je bloed dat zuurstof van je longen naar de rest van je lichaam vervoert. Tegelijkertijd voert het de afvalstof koolstofdioxide (CO2 ) af van je bloedbanen naar je longen waarna je het uitademt. In elke rode bloedcel zitten ongeveer 270 miljoen Hb-moleculen die zorgen voor de rode kleur van je bloed.

Red Blood Contains Hemoglobin Mp 4
MP4 bestand – 5,0 MB 3 downloads

Eiwitten in onze voeding

Aminozuren zijn essentieel omdat ze de bouwstenen van eiwitten zijn. Eens in het lichaam, worden deze eiwitten echter weer afgebroken. Ondanks dat eiwitten uiteindelijk afgebroken worden, zijn aminozuren van cruciaal belang voor essentiële processen zoals spieropbouw, versterking van het immuunsysteem en de werking van neurotransmitters.

Aminozuren bestaan uit chemische elementen zoals zuurstof, koolstof, waterstof en soms zwavel. De aminozuren in ons lichaam kunnen samen duizenden verschillende eiwitcombinaties vormen. Er zijn acht essentiële aminozuren die het lichaam niet zelf kan produceren; deze moeten via voeding worden verkregen. Eiwitten zijn daarom een belangrijk onderdeel van ons dieet: het lichaam kan aminozuren vrijmaken uit de eiwitten die we eten. Deze aminozuren zijn op hun beurt weer de bouwstenen voor de eiwitten van het lichaam, die aanwezig zijn in bijna alle weefsels - in spieren, maar ook in organen zoals het hart en de lever, en in het zenuwstelsel. Lichaamseiwitten worden continu afgebroken en opnieuw opgebouwd, voornamelijk in de cellen van de lever en darmen, maar ook in spierweefsel. Het proces waarbij eiwitten worden afgebroken tot kleinere peptiden en uiteindelijk tot aminozuren, staat bekend als eiwitkatabolisme, een kernfunctie van het spijsverteringsproces. Eiwitkatabolisme is het proces waarbij eiwitten worden afgebroken tot opneembare monomeren voor verdere ontleding of herassemblage.

Protein Catabolism Mp 4
MP4 bestand – 3,9 MB 2 downloads

De afbraak, of vertering, van eiwitten start in het maag-darmstelsel. Als we eiwitten consumeren, beginnen ze in de maag te ontbinden door de werking van zoutzuur en enzymen. Deze enzymen breken de lange ketens van eiwitten af tot kortere ketens van aminozuren. Vervolgens gaan deze naar de dunne darm, waar ze door andere enzymen verder worden afgebroken tot losse aminozuren.

Eenmaal afgebroken, worden de aminozuren opgenomen in de bloedbaan en getransporteerd naar verschillende delen van het lichaam, afhankelijk van waar ze nodig zijn. Sommige aminozuren zijn nodig voor de synthese van nieuwe eiwitten, terwijl andere dienen als brandstof voor energie, afhankelijk van de behoeften van het lichaam op dat moment.

Eiwitten spelen ook een belangrijke rol in het immuunsysteem.

Ze zijn niet alleen essentieel voor het opbouwen en herstellen van spierweefsel dat beschadigd raakt, maar hebben ook andere vitale functies in het lichaam. Deze omvatten het verstrekken van structuur aan organen, haar, huid en nagels, het reguleren van hormonen, het aanmaken van nieuwe cellen en, relevant voor dit artikel, het ondersteunen van een gezond immuunsysteem.

Hoe Werkt Het Immuunsysteem Mp 4
MP4 bestand – 22,2 MB 1 download

Cytokinen zijn een brede klasse van kleine eiwitten die een belangrijke signaalfunctie vervullen in het immuunsysteem.

Wanneer je dit hele proces overziet, kun je concluderen dat de genetische code de uiteindelijke structuur en functie van eiwitten voor elk organisme bepaalt, precies wanneer dat nodig is.

De genetische code regelt dat het juiste aminozuur op het juiste moment aan de groeiende peptideketen wordt toegevoegd, wat resulteert in de vorming van het beoogde eiwit.