Samenvatting Cellen en weefsels Deeltoets 1
Replicatie
Mutaties
DNA replicatie → verantwoordelijk voor het maken van een exact kopie van ons genoom.
Elk kind dat gebeuren word krijgt ongeveer 70 nieuwe mutaties.
DNA polymerase kan ook fouten corrigeren
DNA polymerase
Werkt op basis van basenparenvorming. Het substraat dat het DNA polymerase gebruikt is 1
streng van DNA, en een vrije 3’streng die basenpaart aan de template streng. Hierdoor
kunnen er nucleotiden toegevoegd worden.
DNA polymerase: exonucleolytic proofreading
De laatste nucleotide basenpaart niet goed met de
template streng en dat is dan geen goed substraat om
de volgende basen in te bouwen. Dus DNA polymerase
knipt de basen eruit met exonuclease activiteit. En dan
gaan het DNA polymerase door, en word de juiste
nucleotide ingecorpereert.
DNA polymerase heeft hierdoor twee sites:
1. Een P-site → de polymerizing site
2. Een E-site → de editing site. → waar de 3’kant
van vers gesynthetiseerd DNA word naartoe
getransporteerd als er een foutieve base is
aangebracht. Hier word het dus afgeknipt.
DNA polymerase
,Het proces heeft twee belangrijke aspecten:
1. DNA polymerase kan niet zelf een begin maken → hier heb je primase voor nodig.
Dat is een enzym die RNA nucleotides gebruikt om een streng te bouwen. Dit is een
RNA polymerase en die kan beginnen daar waar er geen streng aanwezig is. Deze
maakt dus een primer.
DNA polymerase kan daarom ook veel beter foutieve basenparen zien omdat je het in een
helix beter kan zien.
2. Replicatie is van 5’ naar 3’.
Eiwitten in de replicatievork
DNA polymerisatie gebeurd dus in replicatievork.
Helicase is een ATPase die DNA strengen uit elkaar
worden gehaald. Helicase beweegt van 5’naar 3’op de
lagging strand. En dan heb je altijd twee DNA
polymerases nodig, eentje polymeriseert in een stuk
de leading streng en de andere voor de lagging strand
→ die maakt okazaki fragmenten. De okazaki
fragmenten worden aan elkaar gemaakt door DNA
ligase.
DNA polymerase zit altijd vast aan het DNA met een
sliding clamp. Dit is een ring structuur, en heeft een
clamp loader en die hydrolyseert ATP. En zo zorgt hij ervoor dat de sliding clamp op het DNA
komt.
Als DNA loskomt van DNA helicase dan word het bedekt met single-strand binding protein
(zonder dat het de basen te coveren, dus deze kunnen nog als templates gebruikt worden).
D Zodat hij geen stem loops en andere structuren maakt, en elke keer komt RNA polymerase
en uiteindelijk word de primer verlengt door DNA polymerase.
Strand-directed mismatch repair removes replication errors:
Dit is een eiwit die controleert of de DNA
streng helemaal goed is. Wat belangrijk is,
is dat de mismatches zo dat de base die
foutief erin zit word dus altijd verwijdert
van de nieuw geïncomperereerde streng
en niet van de oude streng.
Hoe weet het mismatch repair systeem dat
het een oude streng is:
- Bacteriën → GATC methylatie op de oude streng en subsequente nicken van de
nieuwe strand
- Eukaryoten → nicken van de oude strand. Dus hier komt een single strand break.
,DNA topoisomerase
Deze zorgt ervoor dat de torsiestress word weggehaald. Type 1 en 2. Type 1 heeft in
katalytische site tyrosine aminozuur. Hierdoor kan hij zichzelf koppelen aan DNA als er een
single strand break is gemaakt. En hierdoor kan er gedraaid worden. Dan word de
fosfodiester binding ook weer herstored. En door deze binding gaat het DNA topoisomerase
type 1 van het DNA af.
DNA topoisomerase 2 die gebruikt twee ATP
moleculen om een breuk in het DNA te maken.
Nu kan het zorgen dat 1 DNA streng door het
gaatje gehaald word. Zo kunnen DNA strengen
elkaar passeren, omdat er in 1 een breuk word
gemaakt. Dus dit is ook een dubbelstrengs
breuk. Hierna word de breuk hersteld door
2ADP moleculen. De topoisomerase 2 laat de
open DNA strengen niet los.
Initiatie van DNA replicatie in bacteriën
Initiatie van DNA replicatie in bacteriën.
- Elke keer word DNA replicatie op 1 plek opgestart
- Bacterieel genoom is circulair molecuul.
- Zijn speciale initiatie eiwitten die aan replicatieorigin binden en replicatieorigin
hebben vaak een AT-rijke stuk. (makkelijker om uit elkaar te halen door 2 (ipv 3)
waterstofbruggen). Hier word helicase geplaatst door middel van een helicase
loader.
, - Na replicatie initiatie: initiator werd gedegradeerd. En er kan geen nieuwe replicatie
opgestart worden en de regulatie gebeurd weer bij dam methylatie. Gebeurd met
een bepaalde vertraging. Als de nieuwe gesynthetiseerde origin is gemethyleerd, kan
het niet opstarten voor replicatie, pas als hij gemethyleerd is.
- Er moeten genoeg nutrienten zijn.
Initiatie van DNA replicatie in eukaryoten
- Met 1 ORI kom je er niet
- Initiator eiwitten binden aan het dubbelstrengs DNA en trekken het van elkaar af,
dus breken de OH bindingen tussen de basen. Hierbij ontstaat dus een replication
origin. Deze initiator eiwitten assembleren ook andere eiwitten die nodig zijn voor de
transcriptie machinerie.
- Snelheid is veel lager dan prokaryoten, want eukaryotisch DNA is verpakt in histonen
- Human genome – 30000-50000 bidirectional origins
- Verschillende celtypen, gebruiken verschillende origins.
- Elke keer origin moet maar 1 keer in een celcyclus gerepliceerd worden en daar is
een speciaal proces voor.
1. Op het origin word een ORC gezet: een origin
recognition complex.
2. Hier binden helicase moleculen aan, maar die zijn nog
niet actief → prereplicatiev complex
3. Begin S-fase moeten helicase gefosforyleerd worden.
4. Tegelijkertijd fosforyleren ook eiwitten het ORC en die
worden dan n iet actief
5. En defosforylatie vind pas in de volgende celcyclus
plaats, dus heel de celcyclus moet dus weer helemaal
doorlopen om een nieuwe replicatie te starten.
DNA replicatie vind bij eukaryoten alleen maar plaats in de S-
fase van de replicatie
DNA sequenties die als ORI zijn bevatten vaak:
1. Een binding site voor ORC
2. Een stuk DNA dat is rijk in As en Ts want hierdoor is het
makkelijker los te maken
3. Een binding site voor eiwitten die faciliteren ORC binding.
Nucleosomen en replicatie
Histonen vormen samen een nucleosomen → aanwezigheid van grote eiwitcomplexen. Deze
moeten verwijdert worden van DNA voordat het gerepliceerd worden.
Replicatie
Mutaties
DNA replicatie → verantwoordelijk voor het maken van een exact kopie van ons genoom.
Elk kind dat gebeuren word krijgt ongeveer 70 nieuwe mutaties.
DNA polymerase kan ook fouten corrigeren
DNA polymerase
Werkt op basis van basenparenvorming. Het substraat dat het DNA polymerase gebruikt is 1
streng van DNA, en een vrije 3’streng die basenpaart aan de template streng. Hierdoor
kunnen er nucleotiden toegevoegd worden.
DNA polymerase: exonucleolytic proofreading
De laatste nucleotide basenpaart niet goed met de
template streng en dat is dan geen goed substraat om
de volgende basen in te bouwen. Dus DNA polymerase
knipt de basen eruit met exonuclease activiteit. En dan
gaan het DNA polymerase door, en word de juiste
nucleotide ingecorpereert.
DNA polymerase heeft hierdoor twee sites:
1. Een P-site → de polymerizing site
2. Een E-site → de editing site. → waar de 3’kant
van vers gesynthetiseerd DNA word naartoe
getransporteerd als er een foutieve base is
aangebracht. Hier word het dus afgeknipt.
DNA polymerase
,Het proces heeft twee belangrijke aspecten:
1. DNA polymerase kan niet zelf een begin maken → hier heb je primase voor nodig.
Dat is een enzym die RNA nucleotides gebruikt om een streng te bouwen. Dit is een
RNA polymerase en die kan beginnen daar waar er geen streng aanwezig is. Deze
maakt dus een primer.
DNA polymerase kan daarom ook veel beter foutieve basenparen zien omdat je het in een
helix beter kan zien.
2. Replicatie is van 5’ naar 3’.
Eiwitten in de replicatievork
DNA polymerisatie gebeurd dus in replicatievork.
Helicase is een ATPase die DNA strengen uit elkaar
worden gehaald. Helicase beweegt van 5’naar 3’op de
lagging strand. En dan heb je altijd twee DNA
polymerases nodig, eentje polymeriseert in een stuk
de leading streng en de andere voor de lagging strand
→ die maakt okazaki fragmenten. De okazaki
fragmenten worden aan elkaar gemaakt door DNA
ligase.
DNA polymerase zit altijd vast aan het DNA met een
sliding clamp. Dit is een ring structuur, en heeft een
clamp loader en die hydrolyseert ATP. En zo zorgt hij ervoor dat de sliding clamp op het DNA
komt.
Als DNA loskomt van DNA helicase dan word het bedekt met single-strand binding protein
(zonder dat het de basen te coveren, dus deze kunnen nog als templates gebruikt worden).
D Zodat hij geen stem loops en andere structuren maakt, en elke keer komt RNA polymerase
en uiteindelijk word de primer verlengt door DNA polymerase.
Strand-directed mismatch repair removes replication errors:
Dit is een eiwit die controleert of de DNA
streng helemaal goed is. Wat belangrijk is,
is dat de mismatches zo dat de base die
foutief erin zit word dus altijd verwijdert
van de nieuw geïncomperereerde streng
en niet van de oude streng.
Hoe weet het mismatch repair systeem dat
het een oude streng is:
- Bacteriën → GATC methylatie op de oude streng en subsequente nicken van de
nieuwe strand
- Eukaryoten → nicken van de oude strand. Dus hier komt een single strand break.
,DNA topoisomerase
Deze zorgt ervoor dat de torsiestress word weggehaald. Type 1 en 2. Type 1 heeft in
katalytische site tyrosine aminozuur. Hierdoor kan hij zichzelf koppelen aan DNA als er een
single strand break is gemaakt. En hierdoor kan er gedraaid worden. Dan word de
fosfodiester binding ook weer herstored. En door deze binding gaat het DNA topoisomerase
type 1 van het DNA af.
DNA topoisomerase 2 die gebruikt twee ATP
moleculen om een breuk in het DNA te maken.
Nu kan het zorgen dat 1 DNA streng door het
gaatje gehaald word. Zo kunnen DNA strengen
elkaar passeren, omdat er in 1 een breuk word
gemaakt. Dus dit is ook een dubbelstrengs
breuk. Hierna word de breuk hersteld door
2ADP moleculen. De topoisomerase 2 laat de
open DNA strengen niet los.
Initiatie van DNA replicatie in bacteriën
Initiatie van DNA replicatie in bacteriën.
- Elke keer word DNA replicatie op 1 plek opgestart
- Bacterieel genoom is circulair molecuul.
- Zijn speciale initiatie eiwitten die aan replicatieorigin binden en replicatieorigin
hebben vaak een AT-rijke stuk. (makkelijker om uit elkaar te halen door 2 (ipv 3)
waterstofbruggen). Hier word helicase geplaatst door middel van een helicase
loader.
, - Na replicatie initiatie: initiator werd gedegradeerd. En er kan geen nieuwe replicatie
opgestart worden en de regulatie gebeurd weer bij dam methylatie. Gebeurd met
een bepaalde vertraging. Als de nieuwe gesynthetiseerde origin is gemethyleerd, kan
het niet opstarten voor replicatie, pas als hij gemethyleerd is.
- Er moeten genoeg nutrienten zijn.
Initiatie van DNA replicatie in eukaryoten
- Met 1 ORI kom je er niet
- Initiator eiwitten binden aan het dubbelstrengs DNA en trekken het van elkaar af,
dus breken de OH bindingen tussen de basen. Hierbij ontstaat dus een replication
origin. Deze initiator eiwitten assembleren ook andere eiwitten die nodig zijn voor de
transcriptie machinerie.
- Snelheid is veel lager dan prokaryoten, want eukaryotisch DNA is verpakt in histonen
- Human genome – 30000-50000 bidirectional origins
- Verschillende celtypen, gebruiken verschillende origins.
- Elke keer origin moet maar 1 keer in een celcyclus gerepliceerd worden en daar is
een speciaal proces voor.
1. Op het origin word een ORC gezet: een origin
recognition complex.
2. Hier binden helicase moleculen aan, maar die zijn nog
niet actief → prereplicatiev complex
3. Begin S-fase moeten helicase gefosforyleerd worden.
4. Tegelijkertijd fosforyleren ook eiwitten het ORC en die
worden dan n iet actief
5. En defosforylatie vind pas in de volgende celcyclus
plaats, dus heel de celcyclus moet dus weer helemaal
doorlopen om een nieuwe replicatie te starten.
DNA replicatie vind bij eukaryoten alleen maar plaats in de S-
fase van de replicatie
DNA sequenties die als ORI zijn bevatten vaak:
1. Een binding site voor ORC
2. Een stuk DNA dat is rijk in As en Ts want hierdoor is het
makkelijker los te maken
3. Een binding site voor eiwitten die faciliteren ORC binding.
Nucleosomen en replicatie
Histonen vormen samen een nucleosomen → aanwezigheid van grote eiwitcomplexen. Deze
moeten verwijdert worden van DNA voordat het gerepliceerd worden.
