Samenvatting Biotechnologie | Hogeschool Gent | 2025/26

PPT 1
DNA STRUCTUUR
De fundamentele drager van genetische informatie is het DNA-molecuul, dat georganiseerd is als een dubbele
helix. Deze structuur bestaat uit twee antiparallele strengen die rond een gemeenschappelijke as gewonden
zijn.
Antiparallele strengen: lopen tegen elkaar in, tegengestelde richting van elkaar. De ene loopt naar boven naar
beneden (van het 5’- einde naar het 3’ einde) en de ander van beneden naar boven.
De dubbele helix= twee antiparallele strengen en ze om elkaar heen draait tot een spiraal.

 Nucleotide opbouw:
o Elk nucleotide bestaat uit drie componenten: een nucleobasen, een pentosuiker en een
fosfaatgroep.
o De suiker-fosfaat-ruggengraat vormt de structurele basis, terwijl de basen naar binnen zijn
gericht.
 Basenparing:
o De specificiteit van de genetische code wordt gewaarborgd door complementaire
basenparing volgens de regels van Chargaff:
 Adenine (A)  Thymine (T) via twee waterstofbruggen binding
 Guanine (G)  Cytosine (C) via drie waterstofbruggen binding
o DNA-polymerase= enzym die reguleert of de base welk
complementaire zijn.
 begint altijd bij een primer (=stukje RNA dat door primase
op oude streng wordt gezet als startpunt
 Vanaf dat startpunt kan DNA-polymerase pas beginnen met
bouwen. Het bouwt altijd vanaf de 5'-kant naar de 3'-
kant van de nieuwe streng. Dat betekent dat het nieuwe
bouwstenen vastplakt aan het 3'-uiteinde van de groeiende
keten.
 Je leest elke kant af vanaf waar de streng groeit, het groeit altijd van 3’
 Antiparallele oriëntatie:
o De twee strengen  tegengestelde richting, gedefinieerd door de 5'- en 3'- uiteinden van de
suikergroep (gerelateerd aan de positie van het koolstofatoom in de ribosoomring).
o Eén streng loopt van 5' naar 3', de andere van 3' naar 5'.
CHEMISCHE POLARITEIT
Het 5'-uiteinde van een DNA-streng eindigt met een fosfaatgroep, terwijl het 3'-uiteinde eindigt met een
hydroxylgroep (-OH). Deze polariteit is cruciaal voor de directionele werking van enzymen zoals DNA- en RNA-
polymerase.



DNA REPLICATIE
DNA-replicatie volgt een semi-conservatief model, waarbij elke nieuwe dubbele helix één ouderlijke streng en
één nieuw gesynthetiseerde dochterstreng bevat.

BELANGRIJKE ENZYMEN:
 Helicase: Verbreekt de waterstofbruggen tussen de basenparen om de replicatievork te openen.



1

,  DNA-polymerase: Katalyseert de synthese van nieuwe strengen door nucleotiden toe te voegen aan
het 3'-uiteinde.

 Primase: Synthetiseert een kort RNA-primerfragment om als startpunt voor DNA-polymerase te
dienen.

 Ligase: Verbindt Okazaki-fragmenten op de volgende streng door de suiker-fosfaat-ruggengraat te
herstellen.

 Leidende en volgende streng: Vanwege de strikte 5' naar 3' syntheserichting van DNA-polymerase,
wordt de leidende streng continu gesynthetiseerd richting de replicatievork. De volgende streng wordt
discontinu aangemaakt in kleine segmenten, bekend als Okazaki-fragmenten.

DNA-REPLICATIE STAPPEN
Dit is simpelweg het verdubbelen van je DNA zodat elke nieuwe cel een volledige set informatie krijgt. Dit
gebeurt in de S-fase van de celcyclus 3

= Het proces waarbij een DNA-molecuul wordt gekopieerd om twee identieke DNA-moleculen te vormen.


STAPPEN REPLICATIE
1. Replicatiestartpunt (origin)
 Initiator proteïnen binden hier  wikkelen het DNA om zich heen  creëren herkenningspunt
2. Replicatiebel vorming
 DNA-helicase verbreekt de waterstofbruggen tss basen  replicatiebel
 Enzymen herkennen origin  verbreken verbinding tussen 2 ketens= replicatiebel met 2
replicatievorken
 Op einde bel replicatie plaats  DNA-helicase zorgt voor afwikkelen einde van strengen
3. Voorkomen opnieuw waterstofbruggen
 Single-strand bindingsproteïnen binden aan de twee afgewikkelde strengen
 Dit om te voorzorgen dat de losgemaakte basen weer waterstofbruggen vormen
4. Voorkomen overwinding
 Door afwikkelen dubbele helix  strakker gedraaid
 Topoïsomerase  dubbele helix normale structuur behoud= geen overwinding
o door een zijde van de fosfaatsuiker streng te breken (scharnierpunt), te laten draaien en
weer te herstellen.
5. Plaatsen primers
 2 enkelstrengs DNA-moleculen gebruikt voor aanmaak 2 nieuwe strengen, die complementaire zijn
aan de eerste
 Primer= kort RNA-fragment
 DNA-replicatie vereist DNA-polymerase III  kan enkel nucleotiden toevoegen aan het 3’ van
bestaande suikergroep (er moet altijd een stukje DNA-streng aanwezig zijn waar hij zich aan kan
verder bouwen)
6. Synthese van nieuwe streng
 Ander enzym (die geen voorafgaande nucleotide nodig heeft)  aanmaken RNA (=primer)
 gebeurd door DNA-primase
 Vanaf hier kan DNA-polymerase III nucleotiden toevoegen aan 3’ uiteinde  nieuwe streng vormen
 Primer zal later verwijderd worden  word ingevuld met DNA
7. Synthese leading en lagging streng
 Losse nucleotiden (dATP, dGTP, dCTP, dTTP) worden gebruikt om nieuw DNA te maken.
 DNA-polymerase III bindt deze nucleotiden aan de DNA-streng.
o Bij de binding komt energie vrij door afsplitsing van pyrofosfaat(= dubbele fosfaatgroep)


2

,  DNA-polymerase III kan alleen werken in de richting 5’ → 3’
 Daarom wordt:
o de leading strand continu gemaakt
o de lagging strand in kleine stukjes gemaakt.
8. Lagging strand
 De lagging strand moet ook in de richting 5’ → 3’ worden opgebouwd.
o Daarom wordt deze streng gemaakt in kleine stukjes= Okazaki-fragmenten.
 DNA-primase maakt telkens een nieuwe primer  DNA-helicase opent de dubbele helix verder
 DNA-polymerase III verlengt vanaf de primer het DNA in de richting 5’ → 3’.
 Het enzym stopt wanneer het de vorige primer bereikt.
 Enkel op lagging streng!!!
9. Okazaki-fragmenten binden
 De primers tussen de Okazaki-fragmenten verwijderd door een exonuclease.
 DNA-polymerase I vult de lege stukken op met DNA.
 DNA ligase verbindt daarna alle Okazaki-fragmenten tot één doorlopende DNA-streng.
(1-5= voorbereiding replicatie DNA; 6-9= eigenlijke replicatie)




VERSCHIL PRO- EN EUKARYOTEN


PROKARYOTEN
 1 ori per DNA-molecule
 1 replicatiebel, 2 replicatievorken
 Lange Okazaki-fragmenten
 Circulair


EUKARYOTEN
 1000 ori in elke chromosoom
 Meerdere replicatiebellen en vorken
 Kortere Okazaki-fragmenten
 Lineair: streng probleem plaatste primer
o Oplossing:
o einde chromosoom = telomeer (herhaling bepaalde sequentie)
o Telomerase: enzym die RNA sequentie bevat complementair aan telomeer  hecht en
verlengt telomeer

3

, o Primer kan nu aangemaakt (primase + DNA pol III) worden en Okazaki-fragment kan gevormd
worden
EIWITSYNTHESE




TRANSCRIPTIE: DNA NAAR RNA
Transcriptie= het proces waarbij de informatie in een DNA-gen wordt gekopieerd naar een mRNA-molecuul.


STAPPEN TRANSCIPTIE DNARNA
1. RNA polymerase bindt aan een specifieke DNA-sequentie: de promotor op de antisense streng.
→ De DNA-helix opent en vormt een transcriptiebel.
2. De transcriptie start aan de transcriptiestartplaats (+1).
→ Vanaf hier wordt RNA gevormd.
3. De antisense streng dient als matrijs/template.
→ Daardoor wordt een RNA-streng gemaakt die complementair is aan de antisense streng en bijna gelijk
aan de sense streng.
4. RNA-polymerase schuift over de antisense streng in de richting 3’ → 5’.
→ Tegelijk wordt RNA gevormd in de richting 5’ → 3’.
→ Achter het enzym sluit de DNA-helix opnieuw.
5. Aan het terminatiesignaal stopt de transcriptie.
→ Het mRNA-molecule komt vrij.
TRANSLATIE (ONDERDEEL VAN EIWITSYNTHESE)
Eiwitsynthese bestaat uit twee grote stappen: transcriptie (DNA naar mRNA) en translatie (mRNA naar eiwit)

 Translatie vindt plaats bij de ribosomen in het cytoplasma.

STAPPENPLAN TRANSLATIE:
1. Initiatie
 mRNA bindt aan een ribosoom  startcodon (meestal AUG) wordt herkend  eerste tRNA met
methionine bindt aan het startcodon.
2. Elongatie
 tRNA brengt aminozuren naar het ribosoom  anticodon van tRNA bindt op het codon van mRNA
 ribosoom koppelt de aminozuren aan elkaar tot keten.
3. Terminatie
 Het ribosoom bereikt een stopcodon  aminozuurketen komt vrij  keten vouwt zich op tot een
functioneel eiwit.


ONTHOUD HET VERSCHIL
 Transcriptie  "overschrijven" van de code (in de kern).
 Translatie  "vertalen" van die code naar een echte bouwstof (buiten de kern).



4