HS 17.1
Eiwitten → schakel tussen genotype en fenotype.
Genexpressie → proces waarbij DNA de synthese van eiwitten stuurt. Expressie van genen die
coderen voor eiwitten omvat 2 fasen → transcriptie en translatie.
Enzymen → eiwitten die specifieke chemische reacties in de cel katalyseren.
Gen dicteert de productie van een specifiek enzym → één gen-één enzym hypothese.
Genen geven instructies voor maken specifieke eiwitten, maar gen bouwt niet direct eiwit op → brug
tussen DNA- en eiwitsynthese is nucleïnezuur RNA. RNA bevat ribose i.p.v. deoxyribose &
stikstofbase uracil i.p.v. thymine.
In DNA of RNA zijn monomeren de 4 soorten nucleotiden. Genen zijn honderden of duizenden
nucleotiden lang, waarbij elk gen een specifieke sequentie van nucleotiden heeft. Elk polypeptide
van een eiwit heeft ook monomeren die in een bepaalde lineaire volgorde zijn gerangschikt, maar de
monomeren zijn aminozuren.
Om van DNA naar eiwit te komen, zijn er 2 hoofdfasen:
• Transcriptie → omschrijven van DNA naar RNA, waarbij DNA de template is. Messenger RNA
(mRNA) → draagt genetische boodschap van DNA naar eiwit synthetiserende machinerie van
de cel.
• Translatie → RNA brengt code over (mRNA) naar ribosomen, waar de vertaling naar eiwitten
plaatsvindt. De cel moet de nucleotidesequentie van mRNA-molecuul vertalen in
aminozuursequentie van een polypeptide. De translatieplaatsen zijn ribosomen →
moleculaire complexen die de ordelijke koppeling van aminozuren in polypeptideketens
vergemakkelijken.
Bacteriën → geen kern → kernmembranen scheiden bacterieel DNA en mRNA niet van ribosomen
en andere apparatuur → gebrek aan compartimentering → translatie mRNA kan beginnen terwijl
transcriptie nog aan de gang is.
Eukaryotische cellen → kernen → transcriptie wordt van translatie gescheiden in tijd en ruimte.
Transcriptie in kern, maar mRNA moet voor translatie naar cytoplasma worden getransporteerd.
Informatiestroom van gen naar eiwit → gebaseerd op tripletcode → genetische instructies voor
polypeptideketen worden in DNA geschreven als 3 nucleotiden in mRNA → vertaald in keten van
aminozuren.
Voor elk gen wordt 1 DNA-streng getranscribeerd → matrijsstreng genoemd → matrijs voor
sequentie van nucleotiden in RNA-transcript. De andere is de coderende streng.
De tripletten van mRNA-nucleotiden → codons → in 5’ → 3’ richting geschreven. Drie
nucleotidebasen (samen 1 codon) vormen de code voor 1 aminozuur. Er zijn 20 verschillende
aminozuren. Aminozuren vormen polypeptide.
HS 39.1
Carolus Linnaeus in 1707 → bloemen van verschillende soorten openen op verschillende tijden van
de dag → horologium flora.
Een plant reageert voor overleving en reproductief succes.
Dieren reageren door beweging, planten reageren op veranderingen door groei of het aanpassen van
ontwikkeling.
Veranderingen in de omgeving worden waargenomen door:
• Receptoren (zintuigen/ontvangers)
• Hormoon of ander stimulus → geactiveerde receptor.
,Plant reageert op geactiveerde receptor door specifieke “signaaltransductie route” → route leidt tot
respons.
Etiolering → groei bij lichtgebrek. Morfologische aanpassingen:
• Bleke scheuten → geen verspilling chlorofyl. Energie die wordt besteed aan produceren
groen chlorofyl wordt anders verspilt → er is geen licht voor fotosynthese. In plaats daarvan
besteedt aardappelplant die in donker groeit zoveel mogelijk energie aan verlengen van
stengels → scheuten kunnen grond breken voordat voedingsreserves in knol zijn uitgeput.
• Niet uitgevouwen bladeren → makkelijk door grond heen. Uitgezette bladeren zouden een
belemmering vormen voor het binnendringen van de grond en beschadigd raken als de
scheuten door de grond geduwd worden omdat bladeren niet uitgezet en ondergronds zijn
→ weinig waterverlies door verdamping en weinig behoefte aan uitgebreid wortelstelsel om
door transpiratie verloren water te vervangen.
• Korte stompe wortels → weinig waterverlies door transpiratie scheuten.
De-etiolering (vergroening) → veranderingen in plant door licht. Morfologische aanpassingen:
• Lijkt op “typische” plant.
o Stengelstrekking vertraagt.
o Bladeren zetten uit.
o Wortels worden langer.
o Scheut produceert chlorofyl.
Reactie van aardappel op licht is voorbeeld van reactie op (licht)prikkels. Stadia daarvan zijn:
• Waarneming → reception.
o Signalen ontvangen door receptoren → eiwitten die van vorm veranderen als reactie
op specifieke stimulus.
o Receptie interne en externe prikkels (signals) door receptoren.
o Receptor zit meestal in plasmamembraan.
o Fytochroom → type receptor die betrokken is bij de-etiolatie → lid van klasse van
fotoreceptoren. Meeste receptoren in plasmamembraan, maar deze in cytoplasma.
o Receptie van signaal hangt af van receptor-eiwit op of in een cel.
o Als het signaal een hormoon is dat door het floëem getransporteerd wordt, dan
komt het langs vele cellen die niet reageren.
o Na receptie verandert het eiwit van voor → actieve staat.
o Receptoren kunnen heel gevoelig zijn. Ze kunnen reageren op heel zwakke signalen.
o Dat er na receptie toch een sterke reactie kan ontstaan, gebeurt door second
messengers → kleine moleculen en ionen die het signaal amplificeren en verplaatsen
naar andere eiwitten waar de respons zal plaatsvinden.
• Vertaling → transduction.
o Het signaal amplificeren → enkele moleculen activeren vele moleculen in de
volgende stap door fosforylering of defosforylering.
o 2 typen second messengers:
▪ Calciumionen (Ca2+) → veranderingen in cytosolische Ca2+-niveaus
belangrijke rol bij fytochroomsignaaltransductie. Concentratie cytosolisch
Ca2+ is over het algemeen erg laag, maar fytochroomactivering leidt tot
opening van Ca2+-kanalen en een grote toename in cytosolische Ca2+ niveau.
Reactie op licht → fytochroom ondergaat vormverandering → activering
guanylylcyclase → enzym dat second messenger cGMP produceert.
▪ Cyclisch GMP (cGMP) → moet samen met Ca2+ geproduceerd worden voor
volledige de-etioleringsreactie.
, • Reactie → response.
o Een signal transduction pathway veroorzaakt de regulering van 1 of meer activiteiten
in de cel.
o Meestal gaat dat in de vorm van een verhoogde activiteit van enzymen (bijv. enzym
dat cGMP produceert).
o Dit kan door 2 typen response:
▪ Aanmaak nieuwe enzymen → eiwitsynthese → transcriptional regulation.
▪ Activatie van het reeds eerder gevormde enzym → post-translational
modification.
o Post-translational modification → activeren van bestaande eiwitten door
fosforylering van specifieke aminozuren binnen dat eiwit → hydrofobiciteit en
activiteit van eiwit verandert. Fosforylering uitgevoerd door kinases. Second
messengers activeren proteïnekinasen direct → ene proteïnkinase zal ander
proteïnkinase fosforyleren etc. Kinasecascades kunnen initiële stimuli koppelen aan
reacties op het niveau van genexpressie, gewoonlijk via fosforylering van
transcriptiefactoren.
o Transcriptional regulation → bepaalde transcriptie factoren worden geactiveerd
(door fosforylering) → aanmaak nieuwe enzymen door het ‘aanzetten’ van
specifieke genen. Activering sommige transcriptiefactoren hangt af van hun
fosforylering door proteïnekinasen geactiveerd door cGMP of Ca2+. Verhoogt of
verlaagt de synthese van mRNA dat codeert voor specifiek enzym.
o Signaaltransductie pathways moeten ook middel hebben om uit te schakelen
wanneer initiële signaal niet langer aanwezig is → fosfatases spelen een belangrijke
rol bij de-activatie door het de-fosforyleren van specifieke eiwitten.
Receptie Transductie Response
Hormonen Second messenger Transcriptionele regulatie
Receptor Relay proteins Post-translationele modificatie
Plasmamembraan Cytoplasma Nucleus
Calcium Fosforylering
Fosforylering
Eiwitten → schakel tussen genotype en fenotype.
Genexpressie → proces waarbij DNA de synthese van eiwitten stuurt. Expressie van genen die
coderen voor eiwitten omvat 2 fasen → transcriptie en translatie.
Enzymen → eiwitten die specifieke chemische reacties in de cel katalyseren.
Gen dicteert de productie van een specifiek enzym → één gen-één enzym hypothese.
Genen geven instructies voor maken specifieke eiwitten, maar gen bouwt niet direct eiwit op → brug
tussen DNA- en eiwitsynthese is nucleïnezuur RNA. RNA bevat ribose i.p.v. deoxyribose &
stikstofbase uracil i.p.v. thymine.
In DNA of RNA zijn monomeren de 4 soorten nucleotiden. Genen zijn honderden of duizenden
nucleotiden lang, waarbij elk gen een specifieke sequentie van nucleotiden heeft. Elk polypeptide
van een eiwit heeft ook monomeren die in een bepaalde lineaire volgorde zijn gerangschikt, maar de
monomeren zijn aminozuren.
Om van DNA naar eiwit te komen, zijn er 2 hoofdfasen:
• Transcriptie → omschrijven van DNA naar RNA, waarbij DNA de template is. Messenger RNA
(mRNA) → draagt genetische boodschap van DNA naar eiwit synthetiserende machinerie van
de cel.
• Translatie → RNA brengt code over (mRNA) naar ribosomen, waar de vertaling naar eiwitten
plaatsvindt. De cel moet de nucleotidesequentie van mRNA-molecuul vertalen in
aminozuursequentie van een polypeptide. De translatieplaatsen zijn ribosomen →
moleculaire complexen die de ordelijke koppeling van aminozuren in polypeptideketens
vergemakkelijken.
Bacteriën → geen kern → kernmembranen scheiden bacterieel DNA en mRNA niet van ribosomen
en andere apparatuur → gebrek aan compartimentering → translatie mRNA kan beginnen terwijl
transcriptie nog aan de gang is.
Eukaryotische cellen → kernen → transcriptie wordt van translatie gescheiden in tijd en ruimte.
Transcriptie in kern, maar mRNA moet voor translatie naar cytoplasma worden getransporteerd.
Informatiestroom van gen naar eiwit → gebaseerd op tripletcode → genetische instructies voor
polypeptideketen worden in DNA geschreven als 3 nucleotiden in mRNA → vertaald in keten van
aminozuren.
Voor elk gen wordt 1 DNA-streng getranscribeerd → matrijsstreng genoemd → matrijs voor
sequentie van nucleotiden in RNA-transcript. De andere is de coderende streng.
De tripletten van mRNA-nucleotiden → codons → in 5’ → 3’ richting geschreven. Drie
nucleotidebasen (samen 1 codon) vormen de code voor 1 aminozuur. Er zijn 20 verschillende
aminozuren. Aminozuren vormen polypeptide.
HS 39.1
Carolus Linnaeus in 1707 → bloemen van verschillende soorten openen op verschillende tijden van
de dag → horologium flora.
Een plant reageert voor overleving en reproductief succes.
Dieren reageren door beweging, planten reageren op veranderingen door groei of het aanpassen van
ontwikkeling.
Veranderingen in de omgeving worden waargenomen door:
• Receptoren (zintuigen/ontvangers)
• Hormoon of ander stimulus → geactiveerde receptor.
,Plant reageert op geactiveerde receptor door specifieke “signaaltransductie route” → route leidt tot
respons.
Etiolering → groei bij lichtgebrek. Morfologische aanpassingen:
• Bleke scheuten → geen verspilling chlorofyl. Energie die wordt besteed aan produceren
groen chlorofyl wordt anders verspilt → er is geen licht voor fotosynthese. In plaats daarvan
besteedt aardappelplant die in donker groeit zoveel mogelijk energie aan verlengen van
stengels → scheuten kunnen grond breken voordat voedingsreserves in knol zijn uitgeput.
• Niet uitgevouwen bladeren → makkelijk door grond heen. Uitgezette bladeren zouden een
belemmering vormen voor het binnendringen van de grond en beschadigd raken als de
scheuten door de grond geduwd worden omdat bladeren niet uitgezet en ondergronds zijn
→ weinig waterverlies door verdamping en weinig behoefte aan uitgebreid wortelstelsel om
door transpiratie verloren water te vervangen.
• Korte stompe wortels → weinig waterverlies door transpiratie scheuten.
De-etiolering (vergroening) → veranderingen in plant door licht. Morfologische aanpassingen:
• Lijkt op “typische” plant.
o Stengelstrekking vertraagt.
o Bladeren zetten uit.
o Wortels worden langer.
o Scheut produceert chlorofyl.
Reactie van aardappel op licht is voorbeeld van reactie op (licht)prikkels. Stadia daarvan zijn:
• Waarneming → reception.
o Signalen ontvangen door receptoren → eiwitten die van vorm veranderen als reactie
op specifieke stimulus.
o Receptie interne en externe prikkels (signals) door receptoren.
o Receptor zit meestal in plasmamembraan.
o Fytochroom → type receptor die betrokken is bij de-etiolatie → lid van klasse van
fotoreceptoren. Meeste receptoren in plasmamembraan, maar deze in cytoplasma.
o Receptie van signaal hangt af van receptor-eiwit op of in een cel.
o Als het signaal een hormoon is dat door het floëem getransporteerd wordt, dan
komt het langs vele cellen die niet reageren.
o Na receptie verandert het eiwit van voor → actieve staat.
o Receptoren kunnen heel gevoelig zijn. Ze kunnen reageren op heel zwakke signalen.
o Dat er na receptie toch een sterke reactie kan ontstaan, gebeurt door second
messengers → kleine moleculen en ionen die het signaal amplificeren en verplaatsen
naar andere eiwitten waar de respons zal plaatsvinden.
• Vertaling → transduction.
o Het signaal amplificeren → enkele moleculen activeren vele moleculen in de
volgende stap door fosforylering of defosforylering.
o 2 typen second messengers:
▪ Calciumionen (Ca2+) → veranderingen in cytosolische Ca2+-niveaus
belangrijke rol bij fytochroomsignaaltransductie. Concentratie cytosolisch
Ca2+ is over het algemeen erg laag, maar fytochroomactivering leidt tot
opening van Ca2+-kanalen en een grote toename in cytosolische Ca2+ niveau.
Reactie op licht → fytochroom ondergaat vormverandering → activering
guanylylcyclase → enzym dat second messenger cGMP produceert.
▪ Cyclisch GMP (cGMP) → moet samen met Ca2+ geproduceerd worden voor
volledige de-etioleringsreactie.
, • Reactie → response.
o Een signal transduction pathway veroorzaakt de regulering van 1 of meer activiteiten
in de cel.
o Meestal gaat dat in de vorm van een verhoogde activiteit van enzymen (bijv. enzym
dat cGMP produceert).
o Dit kan door 2 typen response:
▪ Aanmaak nieuwe enzymen → eiwitsynthese → transcriptional regulation.
▪ Activatie van het reeds eerder gevormde enzym → post-translational
modification.
o Post-translational modification → activeren van bestaande eiwitten door
fosforylering van specifieke aminozuren binnen dat eiwit → hydrofobiciteit en
activiteit van eiwit verandert. Fosforylering uitgevoerd door kinases. Second
messengers activeren proteïnekinasen direct → ene proteïnkinase zal ander
proteïnkinase fosforyleren etc. Kinasecascades kunnen initiële stimuli koppelen aan
reacties op het niveau van genexpressie, gewoonlijk via fosforylering van
transcriptiefactoren.
o Transcriptional regulation → bepaalde transcriptie factoren worden geactiveerd
(door fosforylering) → aanmaak nieuwe enzymen door het ‘aanzetten’ van
specifieke genen. Activering sommige transcriptiefactoren hangt af van hun
fosforylering door proteïnekinasen geactiveerd door cGMP of Ca2+. Verhoogt of
verlaagt de synthese van mRNA dat codeert voor specifiek enzym.
o Signaaltransductie pathways moeten ook middel hebben om uit te schakelen
wanneer initiële signaal niet langer aanwezig is → fosfatases spelen een belangrijke
rol bij de-activatie door het de-fosforyleren van specifieke eiwitten.
Receptie Transductie Response
Hormonen Second messenger Transcriptionele regulatie
Receptor Relay proteins Post-translationele modificatie
Plasmamembraan Cytoplasma Nucleus
Calcium Fosforylering
Fosforylering
