De verschillende typen mutaties en het gevolg hiervan op eiwitniveau.
Fouten in de DNA replicatie, DNA recombinatie of DNA herstel kunnen leiden tot veranderingen
in de DNA sequentie, mutaties. Bij puntmutaties wordt een verkeerde nucleotide ingebouwd, dit
is een kleine verandering. Grotere fouten zijn deleties, duplicatie, inversie of translocatie van
DNA van een chromosoom naar een ander.
Een puntmutatie kan leiden tot een silent, nonsense of missense mutatie. Bij een silent mutatie
wordt nog steeds voor het goede aminozuur gecodeerd. Bij een missense mutatie wordt voor
een ander aminozuur gecodeerd en bij een nonsense mutatie ontstaat een te vroeg stopcodon.
Inserties en deleties waarvan het aantal nucleotiden geen meervoud is van 3 ontstaat een
frameshift.
Transcriptie start bij de promotor, als hier een mutatie zit kan RNA polymerase bijvoorbeeld niet
binden waardoor transcriptie niet mogelijk is en dus geen eiwit gevormd wordt. Mutaties in de
specifieke transcriptie factoren kunnen ervoor zorgen dat een gen dat normaal aan staat, uit
wordt gezet of andersom. Bij tumorcellen is het bijvoorbeeld dat telomerase tot expressie
gebracht wordt, deze verlengen de telomeren en dus de levensduur van de cel, dus oneindige
deling.
Loss of function en gain of function. Loss of function is niet zo erg want ander chromosoom kan
compenseren. Gain of function is wel erger, oncogen bijv.
Oorzaken van het ontstaan van mutaties en de gevolgen hiervan op replicatie.
Als er een mutatie in de geslachtscellen voorkomt wordt dit doorgegeven aan de nakomeling.
Mutaties in somatische cellen kunnen een opstapeling worden en voor kanker zorgen, maar
worden niet doorgegeven aan de volgende generatie. Het DNA wordt daarom heel nauwkeurig
gedupliceerd en gecontroleerd voor de celdeling.
Verandering als gevolg van replicatie zie je pas in de tweede generatie. In de dochtercellen is de
replicatie fout en in die dochtercellen zie je pas dat er een mutatie is want dan is de fout
dubbelstrengs. Bij een spontane of mutagene fout zit het gelijk in de eerste dochtercel.
Tautomeren
Er bestaan meerdere vormen van de vier DNA basen. G en T bestaan in keto en enol vormen, A
en C bestaan in amino en imino vorm. De verschillende vormen kunnen dan basenparen met
andere nucleotiden. A bindt dan bijvoorbeeld met C. De nucleotide kan weer terugvallen naar de
goede vorm maar dan kan hij niet meer aan de base binden en is er dus een mismatch.
Als de verkeerde nucleotide bindt kan dit nog hersteld worden door exonuclease activiteit van
DNA polymerase. 3’ tot 5’ proofreading exonuclease.
, Depurinatie en deaminatie
Veel spontane veranderingen
gebeuren in de basen. Ook kan er
iets in de backbone gebeuren door
bijvoorbeeld oxidatieve schade.
Hydrolyse van een base resulteert in
depurinatie of deaminatie. Dit zijn
de twee meest voorkomende
chemische reacties die DNA schade
veroorzaken. Depurinatie is het
verlies van guanine of adenine. Deaminatie is het verlies van NH2 groep.
Bijv. als NH2 van cytosine loslaat ontstaat uracil.
Fysische mutagenen: UV straling
Ultraviolet straling van de zon kan voor een covalente binding zorgen
tussen twee pyrimidines, dit vormt een pyrimidine dimeer. Hierdoor
worden ze als 1 nucleotide afgelezen. Dit zorgt voor een deletie en
daardoor een frameshift.
De verschillende DNA herstel mechanismen en wanneer deze gebruikt worden.
Een klein deel van de veranderingen in het DNA wordt een mutatie omdat dit voor het grootste
deel wordt hersteld. Er zijn veel genen in het DNA die coderen voor DNA herstel mechanismen,
dit is erg belangrijk want als hier een mutatie in zit stapelen de mutaties in het organisme gelijk
erg op.
De DNA helix is ideaal voor DNA herstel. Als er in 1 streng een mutatie aanwezig is bevat de
andere streng nog een goede kopie. Deze kan gebruikt worden om de goede nucleotide
sequentie in de gemuteerde streng te plaatsen.
Base Excision Repair mechanism (BER)
Gedeamineerde basen, dus basen waarvan een NH2 groep is gehaald, worden herkent door
glycoysase. Dit enzym verwijderd de base. AP endonuclease verwijderd de suiker-fosfaat groep.
DNA polymerase en ligase maken dit gat weer dicht en het DNA weer aan elkaar.
Dit herstel vindt voor de replicatie plaats.
Nucleotide Excision Repair mechanism (NER)
Excision nuclease knipt aan weerszijden een reeks van 12 tot 49 nucleotiden. DNA helicase
activiteit verwijdert deze reeks. DNA polymerase vult het gat weer op en ligase herstelt de
suiker-fosfaat backbone.
Dit herstel vindt ook voor de replicatie plaats.
NER wordt gebruikt bij schade van UV straling, dus bij herstel van pyrimidine dimeren.
Double strand break repair
Door blootstelling aan straling, oxiderende stoffen en replicatiefouten ontstaan dubbel strengs
DNA breuken.
Herstel door twee dubbelstrengs repair systemen:
Fouten in de DNA replicatie, DNA recombinatie of DNA herstel kunnen leiden tot veranderingen
in de DNA sequentie, mutaties. Bij puntmutaties wordt een verkeerde nucleotide ingebouwd, dit
is een kleine verandering. Grotere fouten zijn deleties, duplicatie, inversie of translocatie van
DNA van een chromosoom naar een ander.
Een puntmutatie kan leiden tot een silent, nonsense of missense mutatie. Bij een silent mutatie
wordt nog steeds voor het goede aminozuur gecodeerd. Bij een missense mutatie wordt voor
een ander aminozuur gecodeerd en bij een nonsense mutatie ontstaat een te vroeg stopcodon.
Inserties en deleties waarvan het aantal nucleotiden geen meervoud is van 3 ontstaat een
frameshift.
Transcriptie start bij de promotor, als hier een mutatie zit kan RNA polymerase bijvoorbeeld niet
binden waardoor transcriptie niet mogelijk is en dus geen eiwit gevormd wordt. Mutaties in de
specifieke transcriptie factoren kunnen ervoor zorgen dat een gen dat normaal aan staat, uit
wordt gezet of andersom. Bij tumorcellen is het bijvoorbeeld dat telomerase tot expressie
gebracht wordt, deze verlengen de telomeren en dus de levensduur van de cel, dus oneindige
deling.
Loss of function en gain of function. Loss of function is niet zo erg want ander chromosoom kan
compenseren. Gain of function is wel erger, oncogen bijv.
Oorzaken van het ontstaan van mutaties en de gevolgen hiervan op replicatie.
Als er een mutatie in de geslachtscellen voorkomt wordt dit doorgegeven aan de nakomeling.
Mutaties in somatische cellen kunnen een opstapeling worden en voor kanker zorgen, maar
worden niet doorgegeven aan de volgende generatie. Het DNA wordt daarom heel nauwkeurig
gedupliceerd en gecontroleerd voor de celdeling.
Verandering als gevolg van replicatie zie je pas in de tweede generatie. In de dochtercellen is de
replicatie fout en in die dochtercellen zie je pas dat er een mutatie is want dan is de fout
dubbelstrengs. Bij een spontane of mutagene fout zit het gelijk in de eerste dochtercel.
Tautomeren
Er bestaan meerdere vormen van de vier DNA basen. G en T bestaan in keto en enol vormen, A
en C bestaan in amino en imino vorm. De verschillende vormen kunnen dan basenparen met
andere nucleotiden. A bindt dan bijvoorbeeld met C. De nucleotide kan weer terugvallen naar de
goede vorm maar dan kan hij niet meer aan de base binden en is er dus een mismatch.
Als de verkeerde nucleotide bindt kan dit nog hersteld worden door exonuclease activiteit van
DNA polymerase. 3’ tot 5’ proofreading exonuclease.
, Depurinatie en deaminatie
Veel spontane veranderingen
gebeuren in de basen. Ook kan er
iets in de backbone gebeuren door
bijvoorbeeld oxidatieve schade.
Hydrolyse van een base resulteert in
depurinatie of deaminatie. Dit zijn
de twee meest voorkomende
chemische reacties die DNA schade
veroorzaken. Depurinatie is het
verlies van guanine of adenine. Deaminatie is het verlies van NH2 groep.
Bijv. als NH2 van cytosine loslaat ontstaat uracil.
Fysische mutagenen: UV straling
Ultraviolet straling van de zon kan voor een covalente binding zorgen
tussen twee pyrimidines, dit vormt een pyrimidine dimeer. Hierdoor
worden ze als 1 nucleotide afgelezen. Dit zorgt voor een deletie en
daardoor een frameshift.
De verschillende DNA herstel mechanismen en wanneer deze gebruikt worden.
Een klein deel van de veranderingen in het DNA wordt een mutatie omdat dit voor het grootste
deel wordt hersteld. Er zijn veel genen in het DNA die coderen voor DNA herstel mechanismen,
dit is erg belangrijk want als hier een mutatie in zit stapelen de mutaties in het organisme gelijk
erg op.
De DNA helix is ideaal voor DNA herstel. Als er in 1 streng een mutatie aanwezig is bevat de
andere streng nog een goede kopie. Deze kan gebruikt worden om de goede nucleotide
sequentie in de gemuteerde streng te plaatsen.
Base Excision Repair mechanism (BER)
Gedeamineerde basen, dus basen waarvan een NH2 groep is gehaald, worden herkent door
glycoysase. Dit enzym verwijderd de base. AP endonuclease verwijderd de suiker-fosfaat groep.
DNA polymerase en ligase maken dit gat weer dicht en het DNA weer aan elkaar.
Dit herstel vindt voor de replicatie plaats.
Nucleotide Excision Repair mechanism (NER)
Excision nuclease knipt aan weerszijden een reeks van 12 tot 49 nucleotiden. DNA helicase
activiteit verwijdert deze reeks. DNA polymerase vult het gat weer op en ligase herstelt de
suiker-fosfaat backbone.
Dit herstel vindt ook voor de replicatie plaats.
NER wordt gebruikt bij schade van UV straling, dus bij herstel van pyrimidine dimeren.
Double strand break repair
Door blootstelling aan straling, oxiderende stoffen en replicatiefouten ontstaan dubbel strengs
DNA breuken.
Herstel door twee dubbelstrengs repair systemen:
