Moleculaire biologie zelfstudie
DNA replicatie
Leg uit hoe DNA replicatie start en wat de functie is van de verschillende proteïnen die bij DNA
replicatie betrokken zijn.
Het proces begint in “the origin of replication” waar de ontwinding van de dn dubbel helix gebeurt.
Hierna zal de bidirectionale replicatie plaatsvinden van de 2 replicatie vorken.
Proteïnen:
- DNA helicase: haalt de 2 strengen van de dubbelhelix uit elkaar dmv ATP. De actie die het
uitvoerd zorgt voor extra coiling dat wordt verlicht door DNA topoisomerase, dit haalt de
spanning weg
- Single-strand binding proteins: geven de gesplitste dna strengen een coat zodat ze niet weer
binden tot een dubbelhelix
- DNA polymerase: bindt de nucleotiden voor de vorming van de DNAstreng. Het bindt
deoxynucleoside trifosfaten door een waterstofbinding aan de exposed basen. Het breekt de
binding tussen de 1ste en 2de fosfaat en bindt de resulterende nucleotide aan een
fosfaatgroep.
- DNA primase: maakt een primer zodat de polymerase kan beginnen
- DNA ligase: verbindt de okazaki fragmenten gemaakt doordat de polymerase maar in 1
richting werkt
Wat wordt er bedoeld met bidirectionele replicatie?
Er zijn 2 vorken, De ene streng heeft een 3’ 5’ richting en de andere heeft een 5’ 3’ richting. Als
beide strengen gesplitst worden door de DNA helicase gaat de complementaire strengen die
gevormd worden bijgevolg ook in 2 richtingen moeten gebeuren om de 2 richtingen van de
oorsprongeliijke strengen te kunnen matchen
Leg het verschil in vorming van de leading en lagging strand uit.
De DNA polymerase kan enkel een complementaire streng maken in de 5’ 3’ richting, bijgevolg
gaat de 3’5’ streng dus vlot gaan en in een keer = leading strand. De lagging strand is ook in de
5’3’ richting dus de polymerase moet de complementaire streng in stukjes maken de okazaki
fragmenten. Op deze streng worden telkens nieuwe primers aangemaakt en verwijderd door de NDA
polymerase I. De okazaki fragmenten worden dan bijgevolg verbonden door het DNA ligase aan
elkaar verbonden.
Bespreek het mechanisme dat bepalend is voor de accuraatheid van het replicatie proces.
- Waterstofbindingen tussen A-T en G-C zijn meer stabiel dan foute paren.
- Het actieve deel van het DNA polymerase is minder geneigd om een binding tussen een fout
paar te katalyseren
- Proofreading: DNA polymerase kan foute matches herkennen en deze verwijderen uit de
dochterstreng. Het zal zijn richting veranderen en de binding tussen de nucleotides verteren.
Wanneer het verwijderd is gaat dna polymerase zijn richting terug aanpassen en de dna
synthese verderzetten
Vergelijk de functie van de verschillende DNA polymerases van E.coli met deze van de mens.
,E.coli heeft 5 polymerasen en de mens heeft er 12+.
- E.coli:
o Polymerase III doet meeste van de synthese en bestaat uit meerdere subunits met
elks hun eigen taak.
o Polymerase bestaat uit I unit, het verwijderd de RNA primers en vult de vrijgekomen
delen in met dna
o Polymerase II IV en V zorgen voor de herstelling van dna
o I en III in wacht gezet bij beschadeging maar II, IV en V niet.
- Menselijke cellen:
- DNA-polymerase α (Pol α):
o Functie: Belangrijk bij het starten van DNA-replicatie door
korte RNA-primers te synthetiseren.
- DNA-polymerase δ (Pol δ):
o Functie: Voert de continue DNA-replicatie uit op de leading
strand en is betrokken bij de aanvulling van nucleotiden op de
lagging strand tijdens DNA-replicatie.
- DNA-polymerase ε (Pol ε):
o Functie: Synthetiseert de leading strand tijdens de DNA-
replicatie en heeft een rol in de correctie van fouten tijdens
replicatie.
- DNA-polymerase β (Pol β):
o Functie: Belangrijk bij de base-excisie reparatie, herstelt
specifieke soorten DNA-schade.
- DNA-polymerase γ (Pol γ):
o Functie: Betrokken bij de replicatie van mitochondriaal DNA.
Specifieke opdrachten
1 2 3 4 5 6 7 8
b e B (klenow c b b c a
fragmenten
moet weg)
9 10 11 12 13 14 15 16
b a b A (tot B (tot b b c
“Na...) “een
kort…”
Transcriptie
Geef de definitie van een gen en beschrijf hoe een gen is opgebouwd.
Een georganiseerde eenheid van DNA waarvan de sequentie wordt bepaald, waardoor een DNA-
segment kan worden getranscribeerd in RNA en uiteindelijk resulteert in de vorming van een
functioneel product.
De opbouw: specifieke base sequentie georganiseerd dat dna naar rna omgezet kan worden. Het gen
heeft een promotor en een terminator waartussen de transcriptie gebeurt.
Leg het verschil uit tussen structurele genen en niet-structurele genen.
, Structurele genen coderen voor eiwitten die en structurele rol spelen in het lichaam. Niet structurele
genen coderen voor andere functionele moleculen zoals RNA-moleculen.
Geef de drie verschillende stadia gedurende transcriptie en beschrijf.
- Initiatie: herkenningsstap. Een sigma factor zal binden met het RNA polymerase en herkent
de promotor base sequentie en zal daar binden . deze fase is compleet als de DNA strengen
gesplitst zijn in de buurt van de promotor op een open complext te vormen
- Elongatie: RNA polymerase synthetiseert het RNA transcript, hiervoor moet de sigma factor
van de polymerase zijn gegaan. Nucleotiden binden aan de template streng en bervinden
covalent in de 5’-3’ richting. Achter het open complex wind de dna zich terug op
- Terminatie: de polymerase komt aan de terminator en laat los van het complex en het
gemaakte RNA transcript komt los
Vergelijk transcriptie bij prokaryoten en eukaryoten
- Prokaryoten: In prokaryoten vindt transcriptie plaats in het cytoplasma omdat ze geen kern
hebben. Het cytoplasma van prokaryoten bevat het DNA.
- Eukaryoten: In eukaryoten vindt transcriptie plaats in de celkern, waar het DNA is
gelokaliseerd. De transcriptie in eukaryoten is gescheiden van de plaats van eiwitsynthese
(ribosomen in het cytoplasma).
- Eukaryoten hebben een complexer mechanisme van proteïnen, ze hebben 3 vormen van
RNA polymerase
- prokaryoten hebben maar 1 vorm van RNA polymerase die alles transcripeert
- de initiatie fase is complexer bij eukaryoten want de bacterie gebruikt één proteïne, de sigma
factor om de promotor te herkennen. Polymerase II van de eukaryoten hebben in
tegenstelling 5 nodig
1 2 3 4 5 6 7 8 9
C (tot C d d b d D (er C en d c
“amino- (polymerase wordt
…”) werkt van 5 ook
nr3 maar de tRNA
matrijs gemaakt
wordt maar
bijgevolg niet
dus alleen
gemaakt in tRNA)
de 3 nr 5
kant)
RNA processing
Geef de definitie van RNA processing.
Een proces dat pre-mRNA, dat aangemaakt is tijdens de transcriptie, omzet tot matuur RNA = mRNA.
Beschrijf het proces van mRNA splicing.
DNA replicatie
Leg uit hoe DNA replicatie start en wat de functie is van de verschillende proteïnen die bij DNA
replicatie betrokken zijn.
Het proces begint in “the origin of replication” waar de ontwinding van de dn dubbel helix gebeurt.
Hierna zal de bidirectionale replicatie plaatsvinden van de 2 replicatie vorken.
Proteïnen:
- DNA helicase: haalt de 2 strengen van de dubbelhelix uit elkaar dmv ATP. De actie die het
uitvoerd zorgt voor extra coiling dat wordt verlicht door DNA topoisomerase, dit haalt de
spanning weg
- Single-strand binding proteins: geven de gesplitste dna strengen een coat zodat ze niet weer
binden tot een dubbelhelix
- DNA polymerase: bindt de nucleotiden voor de vorming van de DNAstreng. Het bindt
deoxynucleoside trifosfaten door een waterstofbinding aan de exposed basen. Het breekt de
binding tussen de 1ste en 2de fosfaat en bindt de resulterende nucleotide aan een
fosfaatgroep.
- DNA primase: maakt een primer zodat de polymerase kan beginnen
- DNA ligase: verbindt de okazaki fragmenten gemaakt doordat de polymerase maar in 1
richting werkt
Wat wordt er bedoeld met bidirectionele replicatie?
Er zijn 2 vorken, De ene streng heeft een 3’ 5’ richting en de andere heeft een 5’ 3’ richting. Als
beide strengen gesplitst worden door de DNA helicase gaat de complementaire strengen die
gevormd worden bijgevolg ook in 2 richtingen moeten gebeuren om de 2 richtingen van de
oorsprongeliijke strengen te kunnen matchen
Leg het verschil in vorming van de leading en lagging strand uit.
De DNA polymerase kan enkel een complementaire streng maken in de 5’ 3’ richting, bijgevolg
gaat de 3’5’ streng dus vlot gaan en in een keer = leading strand. De lagging strand is ook in de
5’3’ richting dus de polymerase moet de complementaire streng in stukjes maken de okazaki
fragmenten. Op deze streng worden telkens nieuwe primers aangemaakt en verwijderd door de NDA
polymerase I. De okazaki fragmenten worden dan bijgevolg verbonden door het DNA ligase aan
elkaar verbonden.
Bespreek het mechanisme dat bepalend is voor de accuraatheid van het replicatie proces.
- Waterstofbindingen tussen A-T en G-C zijn meer stabiel dan foute paren.
- Het actieve deel van het DNA polymerase is minder geneigd om een binding tussen een fout
paar te katalyseren
- Proofreading: DNA polymerase kan foute matches herkennen en deze verwijderen uit de
dochterstreng. Het zal zijn richting veranderen en de binding tussen de nucleotides verteren.
Wanneer het verwijderd is gaat dna polymerase zijn richting terug aanpassen en de dna
synthese verderzetten
Vergelijk de functie van de verschillende DNA polymerases van E.coli met deze van de mens.
,E.coli heeft 5 polymerasen en de mens heeft er 12+.
- E.coli:
o Polymerase III doet meeste van de synthese en bestaat uit meerdere subunits met
elks hun eigen taak.
o Polymerase bestaat uit I unit, het verwijderd de RNA primers en vult de vrijgekomen
delen in met dna
o Polymerase II IV en V zorgen voor de herstelling van dna
o I en III in wacht gezet bij beschadeging maar II, IV en V niet.
- Menselijke cellen:
- DNA-polymerase α (Pol α):
o Functie: Belangrijk bij het starten van DNA-replicatie door
korte RNA-primers te synthetiseren.
- DNA-polymerase δ (Pol δ):
o Functie: Voert de continue DNA-replicatie uit op de leading
strand en is betrokken bij de aanvulling van nucleotiden op de
lagging strand tijdens DNA-replicatie.
- DNA-polymerase ε (Pol ε):
o Functie: Synthetiseert de leading strand tijdens de DNA-
replicatie en heeft een rol in de correctie van fouten tijdens
replicatie.
- DNA-polymerase β (Pol β):
o Functie: Belangrijk bij de base-excisie reparatie, herstelt
specifieke soorten DNA-schade.
- DNA-polymerase γ (Pol γ):
o Functie: Betrokken bij de replicatie van mitochondriaal DNA.
Specifieke opdrachten
1 2 3 4 5 6 7 8
b e B (klenow c b b c a
fragmenten
moet weg)
9 10 11 12 13 14 15 16
b a b A (tot B (tot b b c
“Na...) “een
kort…”
Transcriptie
Geef de definitie van een gen en beschrijf hoe een gen is opgebouwd.
Een georganiseerde eenheid van DNA waarvan de sequentie wordt bepaald, waardoor een DNA-
segment kan worden getranscribeerd in RNA en uiteindelijk resulteert in de vorming van een
functioneel product.
De opbouw: specifieke base sequentie georganiseerd dat dna naar rna omgezet kan worden. Het gen
heeft een promotor en een terminator waartussen de transcriptie gebeurt.
Leg het verschil uit tussen structurele genen en niet-structurele genen.
, Structurele genen coderen voor eiwitten die en structurele rol spelen in het lichaam. Niet structurele
genen coderen voor andere functionele moleculen zoals RNA-moleculen.
Geef de drie verschillende stadia gedurende transcriptie en beschrijf.
- Initiatie: herkenningsstap. Een sigma factor zal binden met het RNA polymerase en herkent
de promotor base sequentie en zal daar binden . deze fase is compleet als de DNA strengen
gesplitst zijn in de buurt van de promotor op een open complext te vormen
- Elongatie: RNA polymerase synthetiseert het RNA transcript, hiervoor moet de sigma factor
van de polymerase zijn gegaan. Nucleotiden binden aan de template streng en bervinden
covalent in de 5’-3’ richting. Achter het open complex wind de dna zich terug op
- Terminatie: de polymerase komt aan de terminator en laat los van het complex en het
gemaakte RNA transcript komt los
Vergelijk transcriptie bij prokaryoten en eukaryoten
- Prokaryoten: In prokaryoten vindt transcriptie plaats in het cytoplasma omdat ze geen kern
hebben. Het cytoplasma van prokaryoten bevat het DNA.
- Eukaryoten: In eukaryoten vindt transcriptie plaats in de celkern, waar het DNA is
gelokaliseerd. De transcriptie in eukaryoten is gescheiden van de plaats van eiwitsynthese
(ribosomen in het cytoplasma).
- Eukaryoten hebben een complexer mechanisme van proteïnen, ze hebben 3 vormen van
RNA polymerase
- prokaryoten hebben maar 1 vorm van RNA polymerase die alles transcripeert
- de initiatie fase is complexer bij eukaryoten want de bacterie gebruikt één proteïne, de sigma
factor om de promotor te herkennen. Polymerase II van de eukaryoten hebben in
tegenstelling 5 nodig
1 2 3 4 5 6 7 8 9
C (tot C d d b d D (er C en d c
“amino- (polymerase wordt
…”) werkt van 5 ook
nr3 maar de tRNA
matrijs gemaakt
wordt maar
bijgevolg niet
dus alleen
gemaakt in tRNA)
de 3 nr 5
kant)
RNA processing
Geef de definitie van RNA processing.
Een proces dat pre-mRNA, dat aangemaakt is tijdens de transcriptie, omzet tot matuur RNA = mRNA.
Beschrijf het proces van mRNA splicing.
