Deel 1 van gen naar eiwit
Genexpressie en -regulatie
Chromosomen en chromatine
Ons chromatine bevindt zich in 46 moleculen die 2 nm dik zijn.
Tussen 2 celdelingen van het chromatine ontstaat telkens een
onontwarbaar kluwen. Er zijn kleurtechnieken voor
microscopisch onderzoek waardoor wij ons chromatine kunnen
zien. Wanneer de voorbereiding tot een deling plaatsvindt dat
worden de verschillende draadjes korter en langer. Tijdens de
deling wordt een exacte kopie gemaakt van het chromatine voor
de verdeling over 2 cellen. De 2 koppijen hangen aan elkaar vast
in het centromeer. Deze koppijen worden zusterchromatiden of
chromatiden genoemt. Deze chromatiden zijn rond histonen
gedraaid waardoor ze korter en dikker worden. Histonen zijn
positief geladen.
Karyogram van de mens
Hierin zijn 46 chromosomen zichtbaar telkens 2 sets van 23
verschillende exemplaren. Het zijn allemaal homologe
chromosomen. Wij bezitten 44 autosomen en 2
geslachtschromosomen X en Y. Een karyogram is een licht-
microscopisch preparaat. Deze worden gemaakt van de
lymfocyten in de metafase die met een giemsa kleuring
gekleurd worden.
Ordeningscriteria
Het ordeningscriteria gaat over de lengte van de chromosomen. De plaats van het centromeer is
telkens verschillend en ligt metacentrisch (in het midden), submetacentrisch (meer naar boven) en
acrocentrisch (1 chromosoom onder en 1 deels eronder). De korte arm wordt aangeduid met p en
de lange arm wordt aangeduid met q.
Pagina 1 van 74
,Bandenpatroon
Het heterochromatine zijn de donkere stroken en het is inactief DNA.
Het euchromatine zijn de lichtere stroken en bevat de coderende
informatie.
Vb. Van een bandnummer: 7q36
= lange arm van chromosoom 7, 6de band van zonde 3
Voorbeelden van chromosoomformules:
• 47, XY, +21: mannelijk karyotype met 47 chromosomen,
chromosoom 21 te veel
• 46, XX, 5p-: vrouwelijk karyotype met 46 chromosomen, de
korte arm van chromosoom 5 is korter dan normaal
• 46, XY, 1q-: mannelijk karyotype met 46 chromosomen, de lange arm van chromosoom 1 is
korter dan normaal
Bouwstenen: nucleotiden
1. Beta-glucosidische binding
2. Fosfo-esterbinding
3. Fosfo-anhydride binding
1
3
2
De 4 mogelijke basen zijn adenine, guanine, cytosine en thymine.
A paart altijd met T en C paart altijd met G.
Fosfodiësterbinding
De fosfaatgroep op de 5’ positie wordt verbonden
5’
met de hydroxylgroep op de 3’ positie. Op deze
manier worden ketens verkregen waarbij er op het
5’ uiteinde een vrije fosfaatgroep staat en op het 3’
uiteinde een hydroxylgroep.
3’
Pagina 2 van 74
,Humaan DNA
Het humaan DNA van de mens bestaat uit 23 verschillende chromosoomparen. In totaal telt ons
DNA 3x109 basenparen. 2% van onze genen wordt echt gebruikt voor de DNA-synthese, dit komt
overeen met 25 000 eiwitten. Dit wordt het open reading frame (ORF) genoemd. De andere 98%
van ons DNA codeert niet en is eigenlijk ‘junk’.
Opbouw
We hebben 2 soorten DNA, we hebben uniek-DNA en repetitief DNA. Het uniek DNA bestaat uit
onze genen, de pseudo-genen en de niet-gen sequenties met een eenmalig voorkomen.
Ons repetitief DNA bestaat uit micro-satellieten (STR), mini-satellieten (VNTR) en macro-
satellieten.
De micro-satellieten zijn short tandem
repeats van 2 tot 10 bp.
De mini-satellieten zijn een variable
number of tandem repeats. Ze zijn
Intronen, UTR’s, promotor groter en bevatten 10 tot 60 bp en zij
Elementen zorgen voor de variatie tussen de
- Intergenische verschillende individuen.
gebieden De macro-satellieten zijn grote
- Pseudogenen elementen van 200 tot 1500 bp en
Micro en mini
komen op vele plaatsen voor. 2
voorbeelden van macro-satellieten zijn
de Line en de Sine.
De sine zijn short interpersed nuclear
elements, zij bevatten gemiddeld 300 bp
en het meest voorkomende is de Alu repeat.
De line zijn long interpersed nuclear elements, zij bevatten gemiddeld 800 bp en het meest
voorkomende is de Line-1.
Beide zijn voorbeelden van retrotransrespons.
SNP staat voor single nucleotide polymorphism. Dit wil zeggen dat het DNA om de 250 bp 1 bp
verschilt bij een onderling vergelijk.
Ons ‘junk’ DNA bestaat voor 40% uit macro-satellieten.
Replication slippage
Het ontstaan van een STR of een micro-satelliet is mogelijk het gevolg van een replication slippage.
Dit kan het gevolg zijn doordat er gedurende de DNA synthese een verlies of een winst is van een
bepalende repeat.
Ongelijke crossing-over
Het ontstaan van een VNTR of een mini-satelliet is mogelijk het gevolg van een ongelijke crossing-
over. Ongelijke crossing-over tussen homologe chromosomen tijdens de meiose 2 heeft als resultaat
dat er 2 nieuwe repeats ontstaan waarbij de ene langer of korter is dan de oorspronkelijke repeat.
Pagina 3 van 74
, Transposon
Een springend gen of een transposon is een stukje DNA op chromosoom dat in het genoom van
plaats kan verwisselen.
Hiervoor heeft het een enzym nodig genaamd transposase, dat vaak door hetzelfde gen zelf
aangemaakt wordt. De einden van het springend gen bevatten dezelfde nucleotiden maar in een
tegengestelde volgorde. Het enzym transposase bindt zich aan beide uiteinden van het springende
gen en aan de plaats waar het gen naar toe moet gaan. Op deze plaats wordt het chromosoom
geknipt en wordt het springende gen geplakt.
Genactivering door infiltratie van een insertie-sequentie
Springende genen kunnen aan het genoom van hun
gastheercel schade toebrengen doormiddel van 3 manieren:
• Midden in een functioneel gen ingeplakt worden,
waardoor de werking van dit gen verloren gaat.
• Na het weer verlaten een opening open te laten die
waarschijnlijk niet goed gerepareerd wordt.
• Het verhinderen van een goede chromosoomparing
tijdens de meiose door verschillende kopieën achter elkaar, waardoor er een ongelijke
overkruisingen gemaakt worden.
Retrotransposon
Het ontstaan van een grote hoeveelheid macro-satellieten is mogelijk het gevolg van een
retrotransposon. Er zijn 3 soorten:
1. Het virale retrotransposons: deze coderen voor een revers transcriptase en hebben Long
Terminal Repeat sequenties (LTRs).
2. LINE’s of Long interpersed elements, deze zijn niet viraal en hebben geen LTR’s. ze coderen
wel voor RT en hebben een RNA pol II promotor en een endonuclease. De LINE’s maken 17%
van ons genoom uit. De meest voorkomende is LINE-1.
3. SINE’s of Short Interpersed Elements, deze zijn ook niet viraal en hebben ook geen LTR’s.
het zijn DNA sequenties die origineel werden afgeschreven door een RNA pol III. Ze maken
11% van ons genoom uit.
Waar zit dit DNA
Ons DNA zit in onze chromosomen. Het bevindt zich in de diploïde eukaryote celkernen waar er
telkens 2 kopijen van elk chromosoom aanwezig is en dit DNA is lineair DNA.
Hiernaast is er ook nog extrachromosomaal DNA, dit is circulair DNA. Dit circulaire DNA bevindt zich
in:
• Mitochondriën: dierlijke cellen
• Chloroplasten: planten
• Plasmiden: prokaryoten
Pagina 4 van 74
Genexpressie en -regulatie
Chromosomen en chromatine
Ons chromatine bevindt zich in 46 moleculen die 2 nm dik zijn.
Tussen 2 celdelingen van het chromatine ontstaat telkens een
onontwarbaar kluwen. Er zijn kleurtechnieken voor
microscopisch onderzoek waardoor wij ons chromatine kunnen
zien. Wanneer de voorbereiding tot een deling plaatsvindt dat
worden de verschillende draadjes korter en langer. Tijdens de
deling wordt een exacte kopie gemaakt van het chromatine voor
de verdeling over 2 cellen. De 2 koppijen hangen aan elkaar vast
in het centromeer. Deze koppijen worden zusterchromatiden of
chromatiden genoemt. Deze chromatiden zijn rond histonen
gedraaid waardoor ze korter en dikker worden. Histonen zijn
positief geladen.
Karyogram van de mens
Hierin zijn 46 chromosomen zichtbaar telkens 2 sets van 23
verschillende exemplaren. Het zijn allemaal homologe
chromosomen. Wij bezitten 44 autosomen en 2
geslachtschromosomen X en Y. Een karyogram is een licht-
microscopisch preparaat. Deze worden gemaakt van de
lymfocyten in de metafase die met een giemsa kleuring
gekleurd worden.
Ordeningscriteria
Het ordeningscriteria gaat over de lengte van de chromosomen. De plaats van het centromeer is
telkens verschillend en ligt metacentrisch (in het midden), submetacentrisch (meer naar boven) en
acrocentrisch (1 chromosoom onder en 1 deels eronder). De korte arm wordt aangeduid met p en
de lange arm wordt aangeduid met q.
Pagina 1 van 74
,Bandenpatroon
Het heterochromatine zijn de donkere stroken en het is inactief DNA.
Het euchromatine zijn de lichtere stroken en bevat de coderende
informatie.
Vb. Van een bandnummer: 7q36
= lange arm van chromosoom 7, 6de band van zonde 3
Voorbeelden van chromosoomformules:
• 47, XY, +21: mannelijk karyotype met 47 chromosomen,
chromosoom 21 te veel
• 46, XX, 5p-: vrouwelijk karyotype met 46 chromosomen, de
korte arm van chromosoom 5 is korter dan normaal
• 46, XY, 1q-: mannelijk karyotype met 46 chromosomen, de lange arm van chromosoom 1 is
korter dan normaal
Bouwstenen: nucleotiden
1. Beta-glucosidische binding
2. Fosfo-esterbinding
3. Fosfo-anhydride binding
1
3
2
De 4 mogelijke basen zijn adenine, guanine, cytosine en thymine.
A paart altijd met T en C paart altijd met G.
Fosfodiësterbinding
De fosfaatgroep op de 5’ positie wordt verbonden
5’
met de hydroxylgroep op de 3’ positie. Op deze
manier worden ketens verkregen waarbij er op het
5’ uiteinde een vrije fosfaatgroep staat en op het 3’
uiteinde een hydroxylgroep.
3’
Pagina 2 van 74
,Humaan DNA
Het humaan DNA van de mens bestaat uit 23 verschillende chromosoomparen. In totaal telt ons
DNA 3x109 basenparen. 2% van onze genen wordt echt gebruikt voor de DNA-synthese, dit komt
overeen met 25 000 eiwitten. Dit wordt het open reading frame (ORF) genoemd. De andere 98%
van ons DNA codeert niet en is eigenlijk ‘junk’.
Opbouw
We hebben 2 soorten DNA, we hebben uniek-DNA en repetitief DNA. Het uniek DNA bestaat uit
onze genen, de pseudo-genen en de niet-gen sequenties met een eenmalig voorkomen.
Ons repetitief DNA bestaat uit micro-satellieten (STR), mini-satellieten (VNTR) en macro-
satellieten.
De micro-satellieten zijn short tandem
repeats van 2 tot 10 bp.
De mini-satellieten zijn een variable
number of tandem repeats. Ze zijn
Intronen, UTR’s, promotor groter en bevatten 10 tot 60 bp en zij
Elementen zorgen voor de variatie tussen de
- Intergenische verschillende individuen.
gebieden De macro-satellieten zijn grote
- Pseudogenen elementen van 200 tot 1500 bp en
Micro en mini
komen op vele plaatsen voor. 2
voorbeelden van macro-satellieten zijn
de Line en de Sine.
De sine zijn short interpersed nuclear
elements, zij bevatten gemiddeld 300 bp
en het meest voorkomende is de Alu repeat.
De line zijn long interpersed nuclear elements, zij bevatten gemiddeld 800 bp en het meest
voorkomende is de Line-1.
Beide zijn voorbeelden van retrotransrespons.
SNP staat voor single nucleotide polymorphism. Dit wil zeggen dat het DNA om de 250 bp 1 bp
verschilt bij een onderling vergelijk.
Ons ‘junk’ DNA bestaat voor 40% uit macro-satellieten.
Replication slippage
Het ontstaan van een STR of een micro-satelliet is mogelijk het gevolg van een replication slippage.
Dit kan het gevolg zijn doordat er gedurende de DNA synthese een verlies of een winst is van een
bepalende repeat.
Ongelijke crossing-over
Het ontstaan van een VNTR of een mini-satelliet is mogelijk het gevolg van een ongelijke crossing-
over. Ongelijke crossing-over tussen homologe chromosomen tijdens de meiose 2 heeft als resultaat
dat er 2 nieuwe repeats ontstaan waarbij de ene langer of korter is dan de oorspronkelijke repeat.
Pagina 3 van 74
, Transposon
Een springend gen of een transposon is een stukje DNA op chromosoom dat in het genoom van
plaats kan verwisselen.
Hiervoor heeft het een enzym nodig genaamd transposase, dat vaak door hetzelfde gen zelf
aangemaakt wordt. De einden van het springend gen bevatten dezelfde nucleotiden maar in een
tegengestelde volgorde. Het enzym transposase bindt zich aan beide uiteinden van het springende
gen en aan de plaats waar het gen naar toe moet gaan. Op deze plaats wordt het chromosoom
geknipt en wordt het springende gen geplakt.
Genactivering door infiltratie van een insertie-sequentie
Springende genen kunnen aan het genoom van hun
gastheercel schade toebrengen doormiddel van 3 manieren:
• Midden in een functioneel gen ingeplakt worden,
waardoor de werking van dit gen verloren gaat.
• Na het weer verlaten een opening open te laten die
waarschijnlijk niet goed gerepareerd wordt.
• Het verhinderen van een goede chromosoomparing
tijdens de meiose door verschillende kopieën achter elkaar, waardoor er een ongelijke
overkruisingen gemaakt worden.
Retrotransposon
Het ontstaan van een grote hoeveelheid macro-satellieten is mogelijk het gevolg van een
retrotransposon. Er zijn 3 soorten:
1. Het virale retrotransposons: deze coderen voor een revers transcriptase en hebben Long
Terminal Repeat sequenties (LTRs).
2. LINE’s of Long interpersed elements, deze zijn niet viraal en hebben geen LTR’s. ze coderen
wel voor RT en hebben een RNA pol II promotor en een endonuclease. De LINE’s maken 17%
van ons genoom uit. De meest voorkomende is LINE-1.
3. SINE’s of Short Interpersed Elements, deze zijn ook niet viraal en hebben ook geen LTR’s.
het zijn DNA sequenties die origineel werden afgeschreven door een RNA pol III. Ze maken
11% van ons genoom uit.
Waar zit dit DNA
Ons DNA zit in onze chromosomen. Het bevindt zich in de diploïde eukaryote celkernen waar er
telkens 2 kopijen van elk chromosoom aanwezig is en dit DNA is lineair DNA.
Hiernaast is er ook nog extrachromosomaal DNA, dit is circulair DNA. Dit circulaire DNA bevindt zich
in:
• Mitochondriën: dierlijke cellen
• Chloroplasten: planten
• Plasmiden: prokaryoten
Pagina 4 van 74
