Processen/ begrippen Moleculaire biologie
Fotosynthese
Aerobe respiratie
Southern analyse (vorm van RFLP analyse)
= methode die gebruikt wordt om grote stukken DNA te analyseren
Hierbij worden grote fragmenten DNA geknipt en op een gel geladen (gel-elektroforese met een
agarosegel). Na scheiding en denaturatie worden de verschillende fragmenten overgebracht naar
een membraan. Hierna wordt probe op het membraan gehybridiseerd. Overtollige (niet gebonden)
probe wordt weggewassen en de rest wordt gevisualiseerd om zo specifieke restrictiefragmenten
zichtbaar te maken.
Hybridisatie: dit is een proces waarbij een gemerkt stukje enkelstrengig DNA (de probe) (of
RNA) de complementaire base vindt en ermee basenpaart. De probe is gemerkt door bv
radioactiviteit/ fluorescentie. Zo kan de gebasenpaarde sequentie achteraf zichtbaar
gemaakt worden.
Toepassing: RFLP analyse = Restrictie Fragment Lengte Polymorfisme. Dit wil zeggen: een
verschil in lengte van restrictiefragment, dit is veroorzaakt door verschillen in de DNA
sequentie van twee allelen. Door RFLP analyse kan bepaald worden of een bepaalde mutatie
aanwezig is en kan de overerving van een bepaald allel gevolgd worden in een populatie.
DNA-replicatie in E.coli
polymerase I: exonuclease van 5 naar 3 en van 3 naar 5: proofreading + polymerase II +
polymerase III : dna-synthese van 5’ naar 3’ en exonuclease van 5 naar 3
helicase gaat de dubbelde helix van DNA ontwinden. Om ervoor te zorgen dat de strengen niet
overwonden geraken zullen topoïsomerasen 1 of 2 DNA-strengen knippen. Ze zullen dan roteren tov
elkaar en daarna worden ze terug aan elkaar gemaakt door topoïsomerasen. Zo blijft het DNA in de
gewenste supercoil toestand. DNA-helicase opent de helix en zorgt voor een replicatie oog met 2
aparte strengen. SSB-eiwitten zorgen ervoor dat de strengen gescheiden blijven. Een primosoom, een
eiwitcomplex met eiwitten waaronder primase, maakt RNA primers aan op de strengen zodat
synthese kan starten. Op de leader streng zal DNA-polymerase III op de primer binden en van 5’ naar
3’ nucleotiden inbouwen. Op de lagging streng moeten er meerdere primers door het primosoom
geplaatst worden. DNA-polymerase kan enkel van 5’ naar 3’ werken dus er zullen telkens maar kleine
stukjes DNA aangemaakt worden tegen de richting van de groeivork in. Deze kleine stukjes worden
de Okazaki fragmenten genoemd. Uiteindelijk worden de primers verwijderd door DNA-polymerase I.
de gaten die overblijven worden gesloten door DNA-ligase.
DNA- replicatie in eukaryoten (verschillen met prokaryoten)
Bij eukaryoten zijn er meerdere DNA-polymerasen nodig en zijn er ook verschillende replicons
(=stukje DNA dat vanuit 1 oorsprong verdubbeld wordt).
Het DNA van eukaryoten zit in chromatine, dus tijdens het passeren van het replisoom
(=replicatieapparaat) splitsen de nucleosomen tijdelijk in stukken. Na de replicatievork worden de
histonen onmiddellijk terug aangevuld aan het nucleosoom.
Eukaryotisch DNA heeft ook een eindreplicatieprobleem. Omdat het DNA niet in circulaire moleculen,
maar in lineaire moleculen zit, heeft het een probleem aan de uiteinden. Chromosomen worden dan
bij elke replicatie korter. Om dit tegen te gaan, gaat telomerase aan reverse transcriptase doen aan
de telomeren (= uiteinden chromosoom). Het gaat aan DNA-synthese doen op basis van een RNA
template en gaat zo het 3’ uiteinde van de telomeren langer maken.
, Mitose
celdeling waar de 2 dochtercellen (2n) identiek zijn aan de moedercel. Er zijn verschillende fases in
de mitose:
Interfase = periode tussen 2 celdelingen door
Profase = de chromosomen worden compacter
metafase = kernmembraan verdwijnt + chromosomen migreren naar een vlak in het midden van de
cel. Ze gaan aan een spoelfiguur hechten aan de kinetochoor.
anafase = chromatiden worden uit elkaar getrokken ter hoogte van het centromeer en verplaatst
naar de polen van de cel
telofase = chromosomen gaan terug minder compact worden en er wordt opnieuw een
kernmembraan rond gevormd
cytokinese (niet echt meer mitose) = eigelijke celdeling, ontstaan van 2 effectieve dochtercellen
Meiose (geslachtscellen/gameten)
Celdeling waar 4 haploide gameten gevormd worden (n)
Hier gaan homologe chromosomen bij elkaar gaan in het centrum van het spoelfiguur. Via homologe
recombinatie zijn er cross-overs waardoor alle gameten verschillend zijn.
Meiose I: homologen uit elkaar getrokken
meiose II: zoals mitose zusterchromatiden uit elkaar
PCR (Polymerase Chain Reaction) = Deze reactie vermeerdert
(exponentieel) selectief een gekozen stukje DNA in de proefbuis.
Enige vereiste: de sequenties aan de uiteinden van het gekozen
stukje moeten gekend zijn.
1) Denaturatie
Het DNA wordt gedenatureerd door hitte (95°C), de
dubbele helix valt uit elkaar. We krijgen 2 enkelstrengige
DNA. Dan worden DNA polymerase en primers worden
toegevoegd.
Het DNA polymerase is afkomstig van thermofiele
bacteriën, zodat het enzym stabiel blijft bij verhitting, en er
niet telkens nieuw enzym moet worden toegevoegd.
De primers zijn 2 verschillende oligonucleotiden (meestal
20 lang, zodat die sequentie zeker niet ergens anders op
het DNA voorkomt), gebaseerd op de gekende uiteindes.
2) Annealing
temperatuur verlaagt tot 50-60°C zodat primers kunnen
binden. De primers bakenen de gekozen sequentie af
3) Extensie
temperatuur terug omhoog. Nu gaat DNA-polymerase de
nieuwe DNA-streng synthestiseren door nucleotiden toe te
voegen vanaf de primer
Deze 3 stappen vormen samen 1 PCR cyclys. Door deze cyclus te
herhalen wordt het doel DNA exponentieel vermeerdert.
Fotosynthese
Aerobe respiratie
Southern analyse (vorm van RFLP analyse)
= methode die gebruikt wordt om grote stukken DNA te analyseren
Hierbij worden grote fragmenten DNA geknipt en op een gel geladen (gel-elektroforese met een
agarosegel). Na scheiding en denaturatie worden de verschillende fragmenten overgebracht naar
een membraan. Hierna wordt probe op het membraan gehybridiseerd. Overtollige (niet gebonden)
probe wordt weggewassen en de rest wordt gevisualiseerd om zo specifieke restrictiefragmenten
zichtbaar te maken.
Hybridisatie: dit is een proces waarbij een gemerkt stukje enkelstrengig DNA (de probe) (of
RNA) de complementaire base vindt en ermee basenpaart. De probe is gemerkt door bv
radioactiviteit/ fluorescentie. Zo kan de gebasenpaarde sequentie achteraf zichtbaar
gemaakt worden.
Toepassing: RFLP analyse = Restrictie Fragment Lengte Polymorfisme. Dit wil zeggen: een
verschil in lengte van restrictiefragment, dit is veroorzaakt door verschillen in de DNA
sequentie van twee allelen. Door RFLP analyse kan bepaald worden of een bepaalde mutatie
aanwezig is en kan de overerving van een bepaald allel gevolgd worden in een populatie.
DNA-replicatie in E.coli
polymerase I: exonuclease van 5 naar 3 en van 3 naar 5: proofreading + polymerase II +
polymerase III : dna-synthese van 5’ naar 3’ en exonuclease van 5 naar 3
helicase gaat de dubbelde helix van DNA ontwinden. Om ervoor te zorgen dat de strengen niet
overwonden geraken zullen topoïsomerasen 1 of 2 DNA-strengen knippen. Ze zullen dan roteren tov
elkaar en daarna worden ze terug aan elkaar gemaakt door topoïsomerasen. Zo blijft het DNA in de
gewenste supercoil toestand. DNA-helicase opent de helix en zorgt voor een replicatie oog met 2
aparte strengen. SSB-eiwitten zorgen ervoor dat de strengen gescheiden blijven. Een primosoom, een
eiwitcomplex met eiwitten waaronder primase, maakt RNA primers aan op de strengen zodat
synthese kan starten. Op de leader streng zal DNA-polymerase III op de primer binden en van 5’ naar
3’ nucleotiden inbouwen. Op de lagging streng moeten er meerdere primers door het primosoom
geplaatst worden. DNA-polymerase kan enkel van 5’ naar 3’ werken dus er zullen telkens maar kleine
stukjes DNA aangemaakt worden tegen de richting van de groeivork in. Deze kleine stukjes worden
de Okazaki fragmenten genoemd. Uiteindelijk worden de primers verwijderd door DNA-polymerase I.
de gaten die overblijven worden gesloten door DNA-ligase.
DNA- replicatie in eukaryoten (verschillen met prokaryoten)
Bij eukaryoten zijn er meerdere DNA-polymerasen nodig en zijn er ook verschillende replicons
(=stukje DNA dat vanuit 1 oorsprong verdubbeld wordt).
Het DNA van eukaryoten zit in chromatine, dus tijdens het passeren van het replisoom
(=replicatieapparaat) splitsen de nucleosomen tijdelijk in stukken. Na de replicatievork worden de
histonen onmiddellijk terug aangevuld aan het nucleosoom.
Eukaryotisch DNA heeft ook een eindreplicatieprobleem. Omdat het DNA niet in circulaire moleculen,
maar in lineaire moleculen zit, heeft het een probleem aan de uiteinden. Chromosomen worden dan
bij elke replicatie korter. Om dit tegen te gaan, gaat telomerase aan reverse transcriptase doen aan
de telomeren (= uiteinden chromosoom). Het gaat aan DNA-synthese doen op basis van een RNA
template en gaat zo het 3’ uiteinde van de telomeren langer maken.
, Mitose
celdeling waar de 2 dochtercellen (2n) identiek zijn aan de moedercel. Er zijn verschillende fases in
de mitose:
Interfase = periode tussen 2 celdelingen door
Profase = de chromosomen worden compacter
metafase = kernmembraan verdwijnt + chromosomen migreren naar een vlak in het midden van de
cel. Ze gaan aan een spoelfiguur hechten aan de kinetochoor.
anafase = chromatiden worden uit elkaar getrokken ter hoogte van het centromeer en verplaatst
naar de polen van de cel
telofase = chromosomen gaan terug minder compact worden en er wordt opnieuw een
kernmembraan rond gevormd
cytokinese (niet echt meer mitose) = eigelijke celdeling, ontstaan van 2 effectieve dochtercellen
Meiose (geslachtscellen/gameten)
Celdeling waar 4 haploide gameten gevormd worden (n)
Hier gaan homologe chromosomen bij elkaar gaan in het centrum van het spoelfiguur. Via homologe
recombinatie zijn er cross-overs waardoor alle gameten verschillend zijn.
Meiose I: homologen uit elkaar getrokken
meiose II: zoals mitose zusterchromatiden uit elkaar
PCR (Polymerase Chain Reaction) = Deze reactie vermeerdert
(exponentieel) selectief een gekozen stukje DNA in de proefbuis.
Enige vereiste: de sequenties aan de uiteinden van het gekozen
stukje moeten gekend zijn.
1) Denaturatie
Het DNA wordt gedenatureerd door hitte (95°C), de
dubbele helix valt uit elkaar. We krijgen 2 enkelstrengige
DNA. Dan worden DNA polymerase en primers worden
toegevoegd.
Het DNA polymerase is afkomstig van thermofiele
bacteriën, zodat het enzym stabiel blijft bij verhitting, en er
niet telkens nieuw enzym moet worden toegevoegd.
De primers zijn 2 verschillende oligonucleotiden (meestal
20 lang, zodat die sequentie zeker niet ergens anders op
het DNA voorkomt), gebaseerd op de gekende uiteindes.
2) Annealing
temperatuur verlaagt tot 50-60°C zodat primers kunnen
binden. De primers bakenen de gekozen sequentie af
3) Extensie
temperatuur terug omhoog. Nu gaat DNA-polymerase de
nieuwe DNA-streng synthestiseren door nucleotiden toe te
voegen vanaf de primer
Deze 3 stappen vormen samen 1 PCR cyclys. Door deze cyclus te
herhalen wordt het doel DNA exponentieel vermeerdert.
