Hoofdstuk 14 – DNA replicatie
1. De regels voor DNA-replicatie zijn geconserveerd
a. DNA-replicatie bestaat uit drie fasen
Fase I: Initiatie
- strengscheiding vergemakkelijkt door de negatief supercoiled toestand van DNA
- strengscheiding vereist nog steeds extra energie
- strengscheiding geïnitieerd en gekatalyseerd door helicasen
- enkelstrengs DNA gestabiliseerd door enkelstrengs DNA-bindende eiwitten
- topologische stress veroorzaakt door strengscheiding wordt verlicht door
topoisomerasen
Fase II: Verlenging
- nieuw DNA gesynthetiseerd door DNA-polymerasen, die een stuk enkelstrengs
DNA als sjabloon gebruiken en een primer nodig hebben
- primers worden gegenereerd door primasen
- opschoningsreacties uitgevoerd door polymerasen, nucleasen en DNA-ligasen
Fase III: Beëindiging
- beëindiging van DNA-replicatie uitgevoerd door speciale eiwitten
DNA-replicatie gecoördineerd door veel enzymen & eiwitten
Actieve investering van de cel = veel energie
b. DNA replicatie is semi-conservatief
Semi-conservatieve replicatie = elke streng ve dubbelstrengs DNA-molecuul dient als
sjabloon voor de synthese van een nieuwe streng, waardoor twee nieuwe DNA-moleculen
worden geproduceerd, elk bestaande uit één ouderstreng en één nieuw gepolymeriseerde
streng
Experimenteel bevestigd door Matthew Meselson en Franklin Stahl (Meselson-Stahl
experiment)
- Kweek E. coli in kweekmedium met NH4Cl als enige stikstofbron, isoleer
genomisch DNA en onderzoek dit door centrifugatie in een CsCl-dichtheidsgradiënt
- Kweek ouderlijke cellen in 15 NH4Cl
- Breng cellen over naar medium met 14 NH4Cl en laat cellen eenmaal verdubbelen
(hybride 15N-14N-DNA)
- Laat cellen ten minste 2x verdubbelen in 14 NH4Cl-medium
1
, EXAMENVRAAG!!!!
c. DNA-replicatie begint bij een replicatie-oorsprong en is
bidirectioneel
• DNA-replicatie begint bij een replicatie-oorsprong
• DNA-replicatie verloopt in beide richtingen waar de dubbele helix is opengemaakt
(bidirectioneel)
• De plaatsen waar het oorspronkelijke DNA wordt afgewikkeld en de gescheiden
strengen snel worden gerepliceerd: Y-vorm (replicatievorken)
• De positie van de replicatievorken is dynamisch (varieert met de tijd)
• In cirkelvormige chromosomen lijkt het replicatie-tussenproduct op de Griekse letter
theta (θ-structuur)
• Bacteriële genomen hebben 1 replicatie-oorsprong en DNA-replicatie verloopt via θ-
replicatie
• Eukaryote genomen hebben meerdere replicatie-oorsprongen
2
1. De regels voor DNA-replicatie zijn geconserveerd
a. DNA-replicatie bestaat uit drie fasen
Fase I: Initiatie
- strengscheiding vergemakkelijkt door de negatief supercoiled toestand van DNA
- strengscheiding vereist nog steeds extra energie
- strengscheiding geïnitieerd en gekatalyseerd door helicasen
- enkelstrengs DNA gestabiliseerd door enkelstrengs DNA-bindende eiwitten
- topologische stress veroorzaakt door strengscheiding wordt verlicht door
topoisomerasen
Fase II: Verlenging
- nieuw DNA gesynthetiseerd door DNA-polymerasen, die een stuk enkelstrengs
DNA als sjabloon gebruiken en een primer nodig hebben
- primers worden gegenereerd door primasen
- opschoningsreacties uitgevoerd door polymerasen, nucleasen en DNA-ligasen
Fase III: Beëindiging
- beëindiging van DNA-replicatie uitgevoerd door speciale eiwitten
DNA-replicatie gecoördineerd door veel enzymen & eiwitten
Actieve investering van de cel = veel energie
b. DNA replicatie is semi-conservatief
Semi-conservatieve replicatie = elke streng ve dubbelstrengs DNA-molecuul dient als
sjabloon voor de synthese van een nieuwe streng, waardoor twee nieuwe DNA-moleculen
worden geproduceerd, elk bestaande uit één ouderstreng en één nieuw gepolymeriseerde
streng
Experimenteel bevestigd door Matthew Meselson en Franklin Stahl (Meselson-Stahl
experiment)
- Kweek E. coli in kweekmedium met NH4Cl als enige stikstofbron, isoleer
genomisch DNA en onderzoek dit door centrifugatie in een CsCl-dichtheidsgradiënt
- Kweek ouderlijke cellen in 15 NH4Cl
- Breng cellen over naar medium met 14 NH4Cl en laat cellen eenmaal verdubbelen
(hybride 15N-14N-DNA)
- Laat cellen ten minste 2x verdubbelen in 14 NH4Cl-medium
1
, EXAMENVRAAG!!!!
c. DNA-replicatie begint bij een replicatie-oorsprong en is
bidirectioneel
• DNA-replicatie begint bij een replicatie-oorsprong
• DNA-replicatie verloopt in beide richtingen waar de dubbele helix is opengemaakt
(bidirectioneel)
• De plaatsen waar het oorspronkelijke DNA wordt afgewikkeld en de gescheiden
strengen snel worden gerepliceerd: Y-vorm (replicatievorken)
• De positie van de replicatievorken is dynamisch (varieert met de tijd)
• In cirkelvormige chromosomen lijkt het replicatie-tussenproduct op de Griekse letter
theta (θ-structuur)
• Bacteriële genomen hebben 1 replicatie-oorsprong en DNA-replicatie verloopt via θ-
replicatie
• Eukaryote genomen hebben meerdere replicatie-oorsprongen
2
