Bio 3. p96-99

De voortdurende chemische activiteit in de cel wordt celmetabolisme genoemd.
Celmetabolisme omvat alles wat een cel doet om in leven te blijven, groeien, zich delen en haar functie uitvoeren.
Celmetabolisme kan worden gezien als de volledige stofwisseling binnen één cel: alle chemische reacties samen die stoffen opbouwen en afbreken, waarbij energie verbruikt of vrijgemaakt wordt.

groep reacties die gericht zijn op opbouw: assimilatie of anabolisme
Bij anabole reacties vertrekt de cel van meerdere kleine moleculen en bouwt ze om tot één groter, complexer molecuul.
- Dit proces kost altijd energie.
- In de cel worden kleine bouwstenen zoals aminozuren, vetzuren, suikers en nucleotiden aan elkaar geschakeld tot lange eiwitten, vetten en membraanonderdelen of grote moleculen zoals DNA en RNA.
Dit soort reacties worden ook wel endo-energetische reacties genoemd:
- Er moet energie in het systeem worden gestopt om ze te laten verlopen, meestal aangeleverd door ATP.
Anabole processen zijn cruciaal in de biosynthese: het maken van nieuwe lichaamsstoffen, zoals:
- De opbouw van DNA en eiwitten tijdens celdeling
- De opbouw van spierweefsel na training, wanneer spieren meer eiwitten inbouwen.

Een klassiek voorbeeld van een anabole reactie is eiwitsynthese:
- De cel koppelt tientallen tot duizenden aminozuren aan elkaar tot een lang eiwit.
- Dit eiwit kan functioneren als enzym, transporteiwit, of spiervezel, etc.
Ook de opbouw van vetten (lipiden) uit hun bouwstenen (vetzuren en glycerol) is een anabool proces.
- hierbij maakt de cel grotere vetmoleculen die dienen als energiereserve of bouwstof voor membranen.

Een bijzonder interessant geval is de synthese van ATP:
- Tijdens de celademhaling worden glucose en zuurstof gebruikt om ATP aan te maken.
- Op het niveau van de molecule zelf is ATP-synthese een opbouw reactie: er wordt uit ADP en fosfaat een groter, energierijker molecuul (ATP) gemaakt.
- ATP is de vorm waarin de cel energie tijdelijk opslaat voor gebruik bij andere endo-energetische processen zoals eiwitsynthese, celdeling of spiercontractie.

Bij katabole reacties wordt een groot molecuul afgebroken tot kleinere moleculen, waarbij energie vrijkomt.
Dissimilatie is dus vooral een bron van energie voor de cel.
In de cel gebeurt dit met eiwitten die afgebroken worden tot hun bouwstenen (aminozuren) en koolhydraten (zoals zetmeel of glycogeen) die afgebroken worden tot kleinere suikers, uiteindelijk tot glucose.
afbrekende processen, dissimilatie of katabolisme.
- Dit soort reacties worden exo-energetische reacties genoemd:
  - Hierbij komt energie vrij tijdens de afbraak, die dan niet als warmte wordt weggegooid, maar eerst in ATP wordt opgeslagen.

ATP wordt vervolgens gebruikt voor verschillende energie-eisende processen in de cel, zoals:
- Spiercontractie: spiervezels hebben ATP nodig om samen te trekken. Elke beweging, van het knipperen van je ogen tot sprinten, draait op katabole energie.
- Zenuwimpulsgeleiding: zenuwcellen gebruiken ATP om ionen actief te transporteren en zo elektrische signalen mogelijk te maken.
- Celdeling: om zich voor te bereiden op celdeling heeft een cel veel energie nodig om DNA te kopiëren, nieuwe membranen te vormen en verschillende structuren te bouwen.

In elke levende cel vinden voortdurend talloze processen plaats; spiercellen trekken samen, zenuwcellen sturen signalen, etc. Al deze processen kosten energie.
De cel gebruikt daarvoor ATP, een speciale energiedrager, en niet rechtstreeks glucose of vetten.
- Vergelijking: in een maatschappij kun je verschillende bezittingen hebben (huizen, auto’s, goederen), maar voor dagelijkse betalingen gebruik je vooral geld. Op dezelfde manier gebruikt de cel ATP als de energiemunt om energie tijdelijk op te slaan, te vervoeren en vrij te geven wanneer nodig.

ATP staat voor adenosinetrifosfaat:
- Een energierijke molecule die de belangrijkste energiebron voor vrijwel alle celactiviteiten in levende organismen vormt.
ATP bestaat uit drie componenten:
- Adenine: een stikstofhoudende base (een organische verbinding met stikstof).
- Ribose: een suiker met vijf koolstofatomen.
- Drie fosfaatgroepen: deze zijn als een keten achter elkaar verbonden.
De adenine en ribose samen vormen adenosine, waaraan de drie fosfaatgroepen (P) zijn verbonden door speciale, energierijke bindingen.
- De binding tussen de tweede en de derde fosfaatgroep bevat veel chemische energie, die vrijkomt wanneer deze wordt verbroken.

Cellen hebben een efficiënt systeem om ATP telkens opnieuw op te laden en her te gebruiken, het ATP-ADP-systeem:
- Wanneer de cel energie nodig heeft, activeert het enzym ATP-ase, dat de energierijke binding tussen de tweede en derde fosfaatgroep van ATP verbreekt.
- Dit zet ATP (adenosinetrifosfaat) om in ADP (adenosinedifosfaat) + een losse fosfaatgroep (Pᵢ) + energie.
Dit is een exo-energetische reactie
De energie kan dan gebruikt worden voor processen zoals:
- Spiercontracties.
- Actief transport door membranen.
- Opbouw van nieuwe stoffen.
Het omgekeerde proces vindt ook plaats, waarbij ADP weer kan worden omgezet in ATP:
- Hiervoor moet een nieuwe binding worden gevormd tussen ADP en een vrije fosfaatgroep, wat energie kost.
- Dit is een endo-energetische reactie:
  ADP + Pᵢ + energie → ATP
Deze voortdurende cyclus tussen ATP en ADP maakt dat cellen continu en efficiënt kunnen functioneren.