Samenvatting hoofdstuk 19 DNA en hoofdstuk 20 Eiwit
§19.1 DNA-moleculen bestaan uit twee complementaire strengen. Ze liggen in een dubbele helix.
DNA-moleculen bestaan uit deoxyribonucleotiden. Deze bestaan uit:
- Fosfaatgroep: bij een nucleotide is dit de groep die aan het 5 e c-atoom vastligt.
- Suikermolecuul: dit molecuul bestaat uit vijf c-atomen die volgens een vaste volgorde zijn
genummerd. De 5’ is altijd verbonden met de 3’.
- Nucleïnebasen: A, C, G of T. A en T zijn verbonden d.m.v. twee waterstofbruggen. C en G
d.m.v. drie waterstofbruggen.
Een DNA-molecuul wikkelt zich om histoneiwitten en dan vormt het nucleosomen. Deze histonen
binden aan elkaar tot een dikke draad, de chromatinedraad. Dit spiraliseert verder tot chromatine.
Tijdens de profase van de mitose ontwikkelen ze zich tot nog compactere structuren (zorgt voor
stevigheid). Dit neem je onder een microscoop waar als verdubbelde chromosomen.
In de kern ligt een kernlichaampje. Hier ligt informatie voor het vormen van ribosomaal RNA. Uit
rRNA ontstaan ribosomen die nodig zijn bij de translatie.
Telomeer= het uiteinde van het chromosoom dat sterk gespiraliseerd is en het bevat niet-coderend
DNA. Dit regelt de activiteit van genen.
De mitochondriën bevatten mitochondriaal DNA, mtDNA. Tijdens de oxidatieve fosforylering
ontstaat als bijproduct reactieve zuurstofmoleculen. Deze kunnen het mtDNA beschadigen. Er treden
dus veel mutaties op en hierdoor kan het gebeuren dat de mitochondriën onvoldoende energie
kunnen maken. Hierdoor verouderen mensen.
§19.2 Deze reactieve zuurstofmoleculen kunnen ook in het kernDNA terecht komen. Hier
beschadigen ze nucleïnebasen. DNA-herstelsystemen hebben geen rendement van 100% en daarom
kunnen mutaties voorkomen. Als je ouder wordt, neemt de hoeveelheid mutaties toe.
Puntmutatie = verandering van één basenpaar in het DNA:
- Insertie: er heeft zich één basenpaar extra genesteld in het DNA-molecuul.
- Substitutie: er is één base vervangen door een andere base.
- Deletie: één basenpaar is verdwenen uit het DNA-molecuul.
Mutageen = stoffen die de kans op mutaties in het DNA verhogen. Zo voegen sommige stoffen iets
toe aan het DNA. Andere stoffen zorgen voor breuken in DNA-strengen of voor
chomosoommutaties: veranderingen van grote gebieden in het DNA. Bijvoorbeeld deleties, inserties,
duplicaties, inversies en translocaties.
Tijdens de S-fase verdubbelen de DNA-moleculen. Dit heet DNA-replicatie. Stappenplan:
1. Het enzym helicase verbreekt de H-bruggen tussen de basenparen, waardoor de strengen
uiteen ritsen. Er ontstaan replicatievorken.
2. Het enzym primase plaatst een RNA primer. Dit dient als startpunt voor de DNA-replicatie.
Vervolgens leest DNA-polymerase het DNA vanaf de RNA primer in de richting 3’ 5’. En
ontstaat er nieuw DNA aan één kant. Doordat de tegenoverliggende kant niet gelezen kan
worden, gaat dit op een andere manier. Er bindt steeds een RNA primer met een Okazaki-
fragment. Dit ontstaat steeds vanaf een nieuwe primer. Ander DNA-polymerase vervangt de
RNA primer door DNA.
3. Ligase verbindt de losse stukken DNA met elkaar. Dit levert een complete streng DNA op.
, Het lezen van het DNA gebeurt in de richting 3’ 5’.
Het maken van het DNA gebeurt in de richting 5’ 3’.
Nu zijn er twee DNA strengen gevormd die beide uit één oude en één nieuwe streng bestaan. Dus
DNA-replicatie is semi-conservatief.
Telomeren zijn de uiteinden van chromosomen en deze verkorten steeds. Bij het laatste DNA
molecuul koppelt helicase af. Dan kan primase niet meer binden, waardoor het laatste Okazaki-
fragment niet meer geplaatst kan worden. Er moet dus helicase zijn voor primase en de RNA primer.
DNA-polymerase kan fouten maken. De meeste worden hersteld, maar niet herstelde fouten zijn
mutaties. Als dit gebeurt in DNA dat niet ‘belangrijk’ is, is het geen probleem. Maar bij genen van
DNA-hersteleiwitten is dit wel een probleem. Hierdoor worden fouten niet meer gecontroleerd en
ontstaan veel meer fouten. Oudere mensen hebben meer mutaties en dus anders DNA dan vlak na
de geboorte.
§19.3 Restrictie = het knippen in het DNA door restrictie-enzymen. Deze enzymen herkennen
bepaald basenvolgorde en hierin knippen zij.
Transfectie = het inbrengen van vreemd DNA in een cel. Als een cel overleeft, heeft het het DNA-
fragment binnengekregen.
Voor onderzoek aan genen zijn veel DNA-fragmenten nodig. Er zijn verschillende technieken om DNA
te vermeerderen:
- Plasmiden: cirkelvormige DNA-moleculen afkomstig van bacteriën. Het geknipte DNA-
fragment wordt ingebouwd in een geknipte plasmide. Er ontstaat recombinant-plasmide. De
bacterie gaat vermeerderen en dan heb je heel veel recombinant-plasmide met daarin het
menselijk DNA.
- PCR: dit is gebaseerd op de temperatuurgevoeligheid van DNA. Verloopt in 3 stappen
1. Openritsen DNA. Door de hoge temperatuur (94 graden) laten H-bruggen los en
ontstaan er twee strengen).
2. Binden van primers. Er worden twee primers gebruikt. De ene is complementair aan
de coderende en de andere aan de matrijsstreng. Primers zijn startplaats voor DNA-
polymerase.
3. Synthese nieuwe DNA-streng door DNA-polymerase.
Doordat er een speciaal DNA-polymerase is gebruikt, kunnen deze stappen heel vaak
plaatsvinden achter elkaar.
Sequensen = techniek om de nucleïnebasenvolgorde te bepalen. Hierbij koppelt ook een taq-
polymerase de nucleotiden aan elkaar. Als die een speciale nucleotide tegenkomt, stopt de
koppeling. Daarna ontstaat weer een nieuw fragment. Zo ontstaan er DNA-strengen met
verschillende lengten. Door deze langs een detector te laten gaan, kunnen de stengen worden
omgezet tot een volgorde van nucleïnebasen. Zo kunnen ook mutaties worden onderzocht en
gekeken worden welke mutaties bij welke ziektes voorkomen.
DNA-herstelsysteem = een systeem dat onjuiste basenparingen herstelt. Doordat het rendement
niet 100% is, blijven er mutaties achter.
§19.4 RNA en DNA verschillen:
- DNA heeft de base thymine en RNA heeft uracil.
§19.1 DNA-moleculen bestaan uit twee complementaire strengen. Ze liggen in een dubbele helix.
DNA-moleculen bestaan uit deoxyribonucleotiden. Deze bestaan uit:
- Fosfaatgroep: bij een nucleotide is dit de groep die aan het 5 e c-atoom vastligt.
- Suikermolecuul: dit molecuul bestaat uit vijf c-atomen die volgens een vaste volgorde zijn
genummerd. De 5’ is altijd verbonden met de 3’.
- Nucleïnebasen: A, C, G of T. A en T zijn verbonden d.m.v. twee waterstofbruggen. C en G
d.m.v. drie waterstofbruggen.
Een DNA-molecuul wikkelt zich om histoneiwitten en dan vormt het nucleosomen. Deze histonen
binden aan elkaar tot een dikke draad, de chromatinedraad. Dit spiraliseert verder tot chromatine.
Tijdens de profase van de mitose ontwikkelen ze zich tot nog compactere structuren (zorgt voor
stevigheid). Dit neem je onder een microscoop waar als verdubbelde chromosomen.
In de kern ligt een kernlichaampje. Hier ligt informatie voor het vormen van ribosomaal RNA. Uit
rRNA ontstaan ribosomen die nodig zijn bij de translatie.
Telomeer= het uiteinde van het chromosoom dat sterk gespiraliseerd is en het bevat niet-coderend
DNA. Dit regelt de activiteit van genen.
De mitochondriën bevatten mitochondriaal DNA, mtDNA. Tijdens de oxidatieve fosforylering
ontstaat als bijproduct reactieve zuurstofmoleculen. Deze kunnen het mtDNA beschadigen. Er treden
dus veel mutaties op en hierdoor kan het gebeuren dat de mitochondriën onvoldoende energie
kunnen maken. Hierdoor verouderen mensen.
§19.2 Deze reactieve zuurstofmoleculen kunnen ook in het kernDNA terecht komen. Hier
beschadigen ze nucleïnebasen. DNA-herstelsystemen hebben geen rendement van 100% en daarom
kunnen mutaties voorkomen. Als je ouder wordt, neemt de hoeveelheid mutaties toe.
Puntmutatie = verandering van één basenpaar in het DNA:
- Insertie: er heeft zich één basenpaar extra genesteld in het DNA-molecuul.
- Substitutie: er is één base vervangen door een andere base.
- Deletie: één basenpaar is verdwenen uit het DNA-molecuul.
Mutageen = stoffen die de kans op mutaties in het DNA verhogen. Zo voegen sommige stoffen iets
toe aan het DNA. Andere stoffen zorgen voor breuken in DNA-strengen of voor
chomosoommutaties: veranderingen van grote gebieden in het DNA. Bijvoorbeeld deleties, inserties,
duplicaties, inversies en translocaties.
Tijdens de S-fase verdubbelen de DNA-moleculen. Dit heet DNA-replicatie. Stappenplan:
1. Het enzym helicase verbreekt de H-bruggen tussen de basenparen, waardoor de strengen
uiteen ritsen. Er ontstaan replicatievorken.
2. Het enzym primase plaatst een RNA primer. Dit dient als startpunt voor de DNA-replicatie.
Vervolgens leest DNA-polymerase het DNA vanaf de RNA primer in de richting 3’ 5’. En
ontstaat er nieuw DNA aan één kant. Doordat de tegenoverliggende kant niet gelezen kan
worden, gaat dit op een andere manier. Er bindt steeds een RNA primer met een Okazaki-
fragment. Dit ontstaat steeds vanaf een nieuwe primer. Ander DNA-polymerase vervangt de
RNA primer door DNA.
3. Ligase verbindt de losse stukken DNA met elkaar. Dit levert een complete streng DNA op.
, Het lezen van het DNA gebeurt in de richting 3’ 5’.
Het maken van het DNA gebeurt in de richting 5’ 3’.
Nu zijn er twee DNA strengen gevormd die beide uit één oude en één nieuwe streng bestaan. Dus
DNA-replicatie is semi-conservatief.
Telomeren zijn de uiteinden van chromosomen en deze verkorten steeds. Bij het laatste DNA
molecuul koppelt helicase af. Dan kan primase niet meer binden, waardoor het laatste Okazaki-
fragment niet meer geplaatst kan worden. Er moet dus helicase zijn voor primase en de RNA primer.
DNA-polymerase kan fouten maken. De meeste worden hersteld, maar niet herstelde fouten zijn
mutaties. Als dit gebeurt in DNA dat niet ‘belangrijk’ is, is het geen probleem. Maar bij genen van
DNA-hersteleiwitten is dit wel een probleem. Hierdoor worden fouten niet meer gecontroleerd en
ontstaan veel meer fouten. Oudere mensen hebben meer mutaties en dus anders DNA dan vlak na
de geboorte.
§19.3 Restrictie = het knippen in het DNA door restrictie-enzymen. Deze enzymen herkennen
bepaald basenvolgorde en hierin knippen zij.
Transfectie = het inbrengen van vreemd DNA in een cel. Als een cel overleeft, heeft het het DNA-
fragment binnengekregen.
Voor onderzoek aan genen zijn veel DNA-fragmenten nodig. Er zijn verschillende technieken om DNA
te vermeerderen:
- Plasmiden: cirkelvormige DNA-moleculen afkomstig van bacteriën. Het geknipte DNA-
fragment wordt ingebouwd in een geknipte plasmide. Er ontstaat recombinant-plasmide. De
bacterie gaat vermeerderen en dan heb je heel veel recombinant-plasmide met daarin het
menselijk DNA.
- PCR: dit is gebaseerd op de temperatuurgevoeligheid van DNA. Verloopt in 3 stappen
1. Openritsen DNA. Door de hoge temperatuur (94 graden) laten H-bruggen los en
ontstaan er twee strengen).
2. Binden van primers. Er worden twee primers gebruikt. De ene is complementair aan
de coderende en de andere aan de matrijsstreng. Primers zijn startplaats voor DNA-
polymerase.
3. Synthese nieuwe DNA-streng door DNA-polymerase.
Doordat er een speciaal DNA-polymerase is gebruikt, kunnen deze stappen heel vaak
plaatsvinden achter elkaar.
Sequensen = techniek om de nucleïnebasenvolgorde te bepalen. Hierbij koppelt ook een taq-
polymerase de nucleotiden aan elkaar. Als die een speciale nucleotide tegenkomt, stopt de
koppeling. Daarna ontstaat weer een nieuw fragment. Zo ontstaan er DNA-strengen met
verschillende lengten. Door deze langs een detector te laten gaan, kunnen de stengen worden
omgezet tot een volgorde van nucleïnebasen. Zo kunnen ook mutaties worden onderzocht en
gekeken worden welke mutaties bij welke ziektes voorkomen.
DNA-herstelsysteem = een systeem dat onjuiste basenparingen herstelt. Doordat het rendement
niet 100% is, blijven er mutaties achter.
§19.4 RNA en DNA verschillen:
- DNA heeft de base thymine en RNA heeft uracil.
