Hoofdstuk 6
De cel kan overleven en vermenigvuldigen door DNA-replicatie. Dit moet
plaatsvinden voordat de cel in twee identieke dochtercellen kan delen. Ook moet het
DNA zichzelf kunnen repareren wanneer fouten gemaakt worden. Omdat DNA
replicatie snel en evolutionair moet gaan maakt het DNA soms fouten, mutaties.
Deze hebben niet altijd gevolgen, maar het kan wel. Het voortbestaan van een cel
of een organisme, is daarom, afhankelijk van of de wijzigingen in zijn DNA beperkt
kunnen blijven tot een minimum. Zonder de eiwit-machines die voortdurend
controleren en herstellen, is het twijfelachtig of leven helemaal zou bestaan. Als
we de twee DNA-strengen als S en S ʹ aanwijzen, kan strand S dienen als een aanwijzen, kan strand S dienen als een
sjabloon voor het maken van een nieuw onderdeel S ʹ aanwijzen, kan strand S dienen als een , terwijl het strand die s ʹ aanwijzen, kan strand S dienen als een als
een sjabloon dienen kan voor het maken van een nieuw onderdeel
S. Het kopiëren moet snel worden uitgevoerd en moet erg
nauwkeurig zijn. Er worden niet meer dan 1 of 2 fouten gemaakt.
DNA-replicatie produceert twee volledige dubbele helices uit de
oorspronkelijke DNA-molecule. Elke nieuwe DNA-helix wordt
identiek (behalve zeldzame kopiëer fouten) in nucleotide als de
oorspronkelijke DNA dubbele helix. Omdat elk ouderlijke onderdeel
als de sjabloon dient voor een nieuw onderdeel, eindigt elk van de
dochter DNA dubbele helices met een van de oorspronkelijke
(oude) onderdelen plus één onderdeel dat volledig nieuw is(deel
van de andere ouder); deze stijl van replicatie noemen we
semiconservative.
De dubbele helix is normaal erg stabiele en zit stevig vast door het
grote aantal waterstofbruggen tussen de basen. Het koken van
DNA zorgt voor het loslaten van de dubbele helix. In de cel kan dit
natuurlijk niet. Daar begint de DNA synthese bij de initiator
proteins die zich binden aan de specefieke replication origins. Hier
verbreekt hij de waterstofbruggen en dus de dubbele helix.Normaal zijn
waterstofbruggen erg zwak, dus in een kleine DNA keten worden deze makkelijk
verbroken.
De basen A-T worden door minder waterstofbruggen samengehouden dan de G-C
basenbaren. Daarom is DNA met veel A-T verbindingen makkelijker uit elkaar te
halen, hierdoor zijn de A-T verbindingen meestal aanwezig bij de replication
origins.
Een bacteriële genoom is meestal opgebouwd in een circulair DNA molecuul van
miljoenen nucleotiden paren, en heeft een enkele replication orgin.
Het menselijke DNA heeft ongeveer 10.000 oorsprongen, 220 oorsprongen per
chromosoom. Wanneer er op meerdere plekken tegelijk DNA replicatie begint,
verkort dit de benodigde tijd voor de replicatie van zijn genoom. Wanneer het
initiator eiwit gebonden is begint de replicatie. Ze vormen de machine voor
replicatie.
DNA moleculen die aan het repliceren zijn vormen een y-vormig kruispunt, de
replicatie vork. Deze wordt gevormd bij elke replication origins. Op elke vork
beweegt een machine voor de DNA replicatie. De 2 vorken bewegen weg van de
replication origins, in tegengestelde richting, en ritst de DNA streng open en
begint de DNA replicatie. De replicatie wordt daarom bidirectioneel genoemd.
, DNA polymerase is de kern van de replicatie machine, het synthetiseert het DNA
met behulp van de sjabloon. Dit enzym zorgt voor toevoeging van nucleotiden aan
het eind van de 3’ van de groeiende bundel DNA. De 3’ bind met de fosfaatgroep
van het 5’ nucleotiden. De energie voor
polymerisatie wordt geleverd door het
binnenkomende nucleotide. Er vind hydrolyse
van één hoog energetische binding plaats, dit is
een trifosfaat, zorgen dat de nucleotide op de
goede plek komt en binden de release fosfaat.
Door water breekt ATP en komt er energie vrij er
ontstaat 2x tot 2 losse Pi. Je hebt 2 energierijke
verbindingen nodig omdat de reactie anders terug
zou lopen. Dus eerst om de piro-fosfaat af te
breken, omdat de reactie dan heen en terug kan
laat je het nog eens reageren met water. Daar is deze instabiel en splitst. Hierdoor
loopt de reactie af. Je hebt dus altijd 2 energierijke verbindingen nodig.
Het DNA polymerase blijft aan het DNA zitten en gaat er niet bij elk nucleotide af.
De synthese van DNA gaat van 5’ → 3’. Van 2 strengen moeten kleine stukjes
gemaakt worden omdat het DNA anders 2 verschillende kanten op zou gaan. De
fragmenten ‘kleine stukjes’ noemen we okazaki filamenten. De DNA polymerase
begint in de origin.
De leading streng kan altijd in een beweging een kant op gaan. De lagging streng
gaat altijd in de vorm van okazaki fragmenten.
DNA polymerase is zo nauwkeurig dat het op elke 10^7 nucleotide paren dat hij
kopieert slecht één fout maakt. De A-T en C-G verbindingen zijn de meest stabiele
baseparen, maar er bestaat ook andere baseparen zoals G-T en C-A. Verkeerde
baseparingen moeten verwijderd worden. Dit gebeurt ook door polymerase, dit is zijn
tweede taak. Hij corrigeert de fout door het activeren van proofreading. Dit vindt
plaats op hetzelfde moment als de DNA synthese. Voordat het volgende nucleotide
wordt toegevoegd, wordt eerst de vorige nucleotide gecondoleerd. Wanneer dit goed
is gaat de polymerase door, wanneer dit fout is knipt hij de misgeplaatste nucleotide
en begint hij opnieuw. Dit mechanisme wordt uitgevoerd door een nuclease die de
fosfaat-di-esterbinding openknipt. Wanneer DNA opgebouwd word kan het zo zijn dat
een base op de verkeerde plek komt te zitten. Er is dan een reparatie mechanisme:
exonuclease: deze haalt de verkeerd geplaatste nucleotiden weg. Hiervoor is
nuclease activiteit nodig: verbreken van verbindingen tussen nucleotiden.Er
ontstaat dnmp omdat er 2 fosfaat verbruikt zijn in de reactie waarbij 1 base
verwijderd word, wanneer deze mis geplaatst i
Wanneer DNA in de 3’-naar-5’ richting zou lopen zou het onmogelijk zijn voor de
proofreading. Wanneer het verkeerd geplaatste nucleotide verwijderd zou worden
zou de polymerase niet meer verder kunnen gaan.
DNA polymerase begint niet zomaar. Daar is eerst een primer voor nodig. Deze
wordt gevormd door primase. De DNA polymerase begint pas als er een primer
aanwezig is op het te kopiëren DNA. De primer verbind zichzelf aan de origin en laat
de DNA polymerase van 5’ naar 3’ verlopen. De primer is een stukje RNA en geen
DNA. Hierdoor zal het vervangen moeten worden door DNA. Voor de leading streng
heb je maar 1 primer nodig. Als de leading streng eenmaal begonnen is, loopt deze
namelijk constant door.
Voor de lagging streng heb je heel veel primers nodig omdat deze steeds uit kleine
stukjes bestaat en dus steeds opnieuw moet beginnen.
De cel kan overleven en vermenigvuldigen door DNA-replicatie. Dit moet
plaatsvinden voordat de cel in twee identieke dochtercellen kan delen. Ook moet het
DNA zichzelf kunnen repareren wanneer fouten gemaakt worden. Omdat DNA
replicatie snel en evolutionair moet gaan maakt het DNA soms fouten, mutaties.
Deze hebben niet altijd gevolgen, maar het kan wel. Het voortbestaan van een cel
of een organisme, is daarom, afhankelijk van of de wijzigingen in zijn DNA beperkt
kunnen blijven tot een minimum. Zonder de eiwit-machines die voortdurend
controleren en herstellen, is het twijfelachtig of leven helemaal zou bestaan. Als
we de twee DNA-strengen als S en S ʹ aanwijzen, kan strand S dienen als een aanwijzen, kan strand S dienen als een
sjabloon voor het maken van een nieuw onderdeel S ʹ aanwijzen, kan strand S dienen als een , terwijl het strand die s ʹ aanwijzen, kan strand S dienen als een als
een sjabloon dienen kan voor het maken van een nieuw onderdeel
S. Het kopiëren moet snel worden uitgevoerd en moet erg
nauwkeurig zijn. Er worden niet meer dan 1 of 2 fouten gemaakt.
DNA-replicatie produceert twee volledige dubbele helices uit de
oorspronkelijke DNA-molecule. Elke nieuwe DNA-helix wordt
identiek (behalve zeldzame kopiëer fouten) in nucleotide als de
oorspronkelijke DNA dubbele helix. Omdat elk ouderlijke onderdeel
als de sjabloon dient voor een nieuw onderdeel, eindigt elk van de
dochter DNA dubbele helices met een van de oorspronkelijke
(oude) onderdelen plus één onderdeel dat volledig nieuw is(deel
van de andere ouder); deze stijl van replicatie noemen we
semiconservative.
De dubbele helix is normaal erg stabiele en zit stevig vast door het
grote aantal waterstofbruggen tussen de basen. Het koken van
DNA zorgt voor het loslaten van de dubbele helix. In de cel kan dit
natuurlijk niet. Daar begint de DNA synthese bij de initiator
proteins die zich binden aan de specefieke replication origins. Hier
verbreekt hij de waterstofbruggen en dus de dubbele helix.Normaal zijn
waterstofbruggen erg zwak, dus in een kleine DNA keten worden deze makkelijk
verbroken.
De basen A-T worden door minder waterstofbruggen samengehouden dan de G-C
basenbaren. Daarom is DNA met veel A-T verbindingen makkelijker uit elkaar te
halen, hierdoor zijn de A-T verbindingen meestal aanwezig bij de replication
origins.
Een bacteriële genoom is meestal opgebouwd in een circulair DNA molecuul van
miljoenen nucleotiden paren, en heeft een enkele replication orgin.
Het menselijke DNA heeft ongeveer 10.000 oorsprongen, 220 oorsprongen per
chromosoom. Wanneer er op meerdere plekken tegelijk DNA replicatie begint,
verkort dit de benodigde tijd voor de replicatie van zijn genoom. Wanneer het
initiator eiwit gebonden is begint de replicatie. Ze vormen de machine voor
replicatie.
DNA moleculen die aan het repliceren zijn vormen een y-vormig kruispunt, de
replicatie vork. Deze wordt gevormd bij elke replication origins. Op elke vork
beweegt een machine voor de DNA replicatie. De 2 vorken bewegen weg van de
replication origins, in tegengestelde richting, en ritst de DNA streng open en
begint de DNA replicatie. De replicatie wordt daarom bidirectioneel genoemd.
, DNA polymerase is de kern van de replicatie machine, het synthetiseert het DNA
met behulp van de sjabloon. Dit enzym zorgt voor toevoeging van nucleotiden aan
het eind van de 3’ van de groeiende bundel DNA. De 3’ bind met de fosfaatgroep
van het 5’ nucleotiden. De energie voor
polymerisatie wordt geleverd door het
binnenkomende nucleotide. Er vind hydrolyse
van één hoog energetische binding plaats, dit is
een trifosfaat, zorgen dat de nucleotide op de
goede plek komt en binden de release fosfaat.
Door water breekt ATP en komt er energie vrij er
ontstaat 2x tot 2 losse Pi. Je hebt 2 energierijke
verbindingen nodig omdat de reactie anders terug
zou lopen. Dus eerst om de piro-fosfaat af te
breken, omdat de reactie dan heen en terug kan
laat je het nog eens reageren met water. Daar is deze instabiel en splitst. Hierdoor
loopt de reactie af. Je hebt dus altijd 2 energierijke verbindingen nodig.
Het DNA polymerase blijft aan het DNA zitten en gaat er niet bij elk nucleotide af.
De synthese van DNA gaat van 5’ → 3’. Van 2 strengen moeten kleine stukjes
gemaakt worden omdat het DNA anders 2 verschillende kanten op zou gaan. De
fragmenten ‘kleine stukjes’ noemen we okazaki filamenten. De DNA polymerase
begint in de origin.
De leading streng kan altijd in een beweging een kant op gaan. De lagging streng
gaat altijd in de vorm van okazaki fragmenten.
DNA polymerase is zo nauwkeurig dat het op elke 10^7 nucleotide paren dat hij
kopieert slecht één fout maakt. De A-T en C-G verbindingen zijn de meest stabiele
baseparen, maar er bestaat ook andere baseparen zoals G-T en C-A. Verkeerde
baseparingen moeten verwijderd worden. Dit gebeurt ook door polymerase, dit is zijn
tweede taak. Hij corrigeert de fout door het activeren van proofreading. Dit vindt
plaats op hetzelfde moment als de DNA synthese. Voordat het volgende nucleotide
wordt toegevoegd, wordt eerst de vorige nucleotide gecondoleerd. Wanneer dit goed
is gaat de polymerase door, wanneer dit fout is knipt hij de misgeplaatste nucleotide
en begint hij opnieuw. Dit mechanisme wordt uitgevoerd door een nuclease die de
fosfaat-di-esterbinding openknipt. Wanneer DNA opgebouwd word kan het zo zijn dat
een base op de verkeerde plek komt te zitten. Er is dan een reparatie mechanisme:
exonuclease: deze haalt de verkeerd geplaatste nucleotiden weg. Hiervoor is
nuclease activiteit nodig: verbreken van verbindingen tussen nucleotiden.Er
ontstaat dnmp omdat er 2 fosfaat verbruikt zijn in de reactie waarbij 1 base
verwijderd word, wanneer deze mis geplaatst i
Wanneer DNA in de 3’-naar-5’ richting zou lopen zou het onmogelijk zijn voor de
proofreading. Wanneer het verkeerd geplaatste nucleotide verwijderd zou worden
zou de polymerase niet meer verder kunnen gaan.
DNA polymerase begint niet zomaar. Daar is eerst een primer voor nodig. Deze
wordt gevormd door primase. De DNA polymerase begint pas als er een primer
aanwezig is op het te kopiëren DNA. De primer verbind zichzelf aan de origin en laat
de DNA polymerase van 5’ naar 3’ verlopen. De primer is een stukje RNA en geen
DNA. Hierdoor zal het vervangen moeten worden door DNA. Voor de leading streng
heb je maar 1 primer nodig. Als de leading streng eenmaal begonnen is, loopt deze
namelijk constant door.
Voor de lagging streng heb je heel veel primers nodig omdat deze steeds uit kleine
stukjes bestaat en dus steeds opnieuw moet beginnen.
