Week 4: Differentiatie van cellen
Baseparing bepaalt specificiteit
• Adenine-Thymine
○ 2 waterstofbruggen
• Guanine-Cytosine Binding tussen G-C is sterker dan tussen A-C
○ 3 waterstofbruggen
DNA replicatie
• De keten groeit aan het 3' uiteinde
• De synthese gaat van het 5' uiteinde richting 3' uiteinde
• De template streng wordt afgelezen van het 3' uiteinde naar het 5' uiteinde
• Begint op een vaste plaats: Origin of Replication Initation (ORI)
○ Enzymen kunnen de waterstof bruggen tussen de dubbele helices
verwijderen
○ Een hiervan is niet genoeg, soms zijn er wel een paar 100 tegelijk bezig
Synthese van DNA door DNA polymerase
• DNA polymerase heeft een proofreading activiteit
○ Maar 1 fout per 10^7 nucleotiden
• Continue en discontinue DNA synthese
○ Een helft van het DNA wordt in korte stukjes gerepliceerd, die daarna aan
elkaar worden gezet = Okazaki fragmenten
• 2 DNA polymerase-complexen werken samen
Replicatie aan het einde van een chromosoom: telomerase DNA helicase kan DNA ontbinden
• Na iedere celdeling worden een aantal nucleotide verwijderd, als dit door blijft DNA primase maakt klein stukje
gaan, zijn de DNA strengen zo 'op' RNA zonder primer
• Met telomerase wordt een klein stukje weer toegevoegd
• Na verloop van tijd, zal telomerase slechter werken, hierdoor zal de DNA toch
verslijten
Meiose of reductiedeling: cross-over tussen homologe chomosoomparen:
dubbelstrengs DNA breuken en reparatie
Vergelijking meiose en mitose
Verschil tussen DNA en RNA
• Ribose en deoxiribose
• Uracil en Thymine
○ Uracil en ribose zijn veel reactiever en makkelijker te lezen
○ DNA is dus een betere langere termijn opslag
Slechts een van de twee strengen van DNA wordt afgelezen
• De template streng is de streng die als matrijs dienst doet tijdens de synthese
• De coding streng heeft dezelfde basevolgorde als het mRNA
○ Let op! Thymine (DNA) is vervangen door Uracil (RNA)
Transcriptie start bij promoter sites en stopt bij terminator sites --> een gen is het
gebied hiertussen
• Promoters zijn specifieke DNA sequenties
In eukaryoten wordt RNA verwerkt tot rijp mRNA
• Verwijdering introns
• Toevoegen van een cap aan het 5' uiteinde
• Toevoegen van een poly(A)staart aan het 3' uiteinde TATA box in eukaryoten en
pribnow box in prokaryoten
De eiwitsynthese start bij het start codon (AUG) op het mRNA • Zorgen ervoor dat RNA
synthese altijd de goede
Ieder aminozuur wordt gekoppeld aan juiste tRNA molecuul aminoacyltransferases kant op verloopt
• tRNA aminozuur combinatie 'leest' het juiste codon met een anticodon ○ Dit wordt gedaan
omdat er soms
De beweging van het ribosoom over het mRNA en koppeling van de aminozuren twee delen zijn die
precies hetzelfde
De synthese stopt bij een stop codon op mRNA (UAA, UAG, UGA) zijn
Regulatie van de genexpressie bij bacteriën
• Voorbeeld: E. coli op lactose
○ Om lactose af te breken heeft E. coli het enzym beta-galactosidase nodig
▪ Dit enzym splitst lactose in glucose en galactose
□ Alleen in de afwezigheid van glucose en in de aanwezigheid
van lactose worden drie eiwitten voor de verwerking van
lactose in de maximale hoeveelheid gemaakt
○ Transcriptie stimuleren of: hoe voorkom je dat lactose wordt afgebroken
terwijl er glucose is
▪ Catabolite Activator Protein (CAP) kan de transcriptie van het lac
operon stimulreen alleen als het met cyclisch AMP is gebonden
▪ Als de glucose concentratie hoog is, is de cAMP concentratie laag.
▪ Als de glucose concentratie laag is, is de cAMP concentratie hoog.
□ Kataboliet repressie
CBI-10306 Pagina 1
, □ Kataboliet repressie
Bio informatica
• Gebruik van informatietechnologie om biologische en genetische informatie in
DNA en eiwitsequenties te vinden
DNA sequentiebepaling volgens de dideoxy Sanger methode
•
Genoom sequentie wordt opgebouwd uit overlappende kleine stukjes: 'shotgun'
sequencing
• DNA wordt in stukken van ongeveer 500 basen verdeeld waarna de sequentie
van beide strengen wordt bepaald
• Een computerprogramma zoekt de overlappende sequenties en 'plakt' ze aan
elkaar
Exonome sequencing: Dus als er een inducer aanwezig is, is er GEEN transcriptie
• Alleen de eiwit coderende gedeeltes: via PCR of direct RNA sequencing
• In ieders genoom is er een mutatie in 1 op de 30 x 10^6 nucleotiden
• We wijken van elkaar af in 1 op de 200 nucleotiden
Hoe vind je het eiwit-coderende gedeelte van een gen?
• Zoek naar de langste Open Reading Frames in je DNA sequentie
○ ORF begint met AUG/ATG en eindigt met TAA/UAA, TAG/UAG, TGA/UGA
○ Daartussen in liggen de tripletcodes van alle aminozuren zodat je (in
prokaryoten) meteen de eiwitsequentie weet
▪ In eukaryoten kan dit niet direct door de intronen
Hoe vind je de bindingsplaats van een polymerase of andere eiwitten?
• Door gezuiverd eiwit te laten binden aan DNA
• Bepalen van consensus (min of meer het dezelfde) sequenties op basis van een
groot aantal genen
• Met een consensus sequentie gaan zoeken in DNA volgordes
Polymerase Chain Reaction (PCR) wordt gebruikt om kleine hoeveelheden DNA te
amplificeren
ICT Module
• DNA
○ Opgebouwd uit vier verschillende nucleotiden: elk nucleotide bestaat uit
▪ Fosfaat
▪ Deoxyribose
▪ Base
□ Adenine
□ Guanine
□ Cytosine
□ Thymine
• RNA
○ Opgebouwd uit vier verschillende nucleotiden: elke nucleotide bestaat uit
▪ Fosfaat
▪ Ribose
▪ Base
□ Adine
□ Guanine
□ Cytosine
□ Uracil
• Peptide of polypeptide
○ Opgebouwd uit aminozuren, waarbij de restgroep verschilt
• Repeterende eenheden in de ruggengraat van het DNA polymeer
○ Fosfaat
○ Deoxyribose
• De nummering van de accenten (3' en 5') is de nummering van de atomen van het (deoxy)ribose molecuul
• Aan het 3' uiteinde van een DNA streng bevindt zich een carboxyl groep
• Bij een DNA dubbele helix loopt de ene keten van het 5'-uiteinde in de richting van het 3'-uiteinde (van links naar
rechts) en de andere keten van 3' naar 5' (van links naar rechts)
CBI-10306 Pagina 2
Baseparing bepaalt specificiteit
• Adenine-Thymine
○ 2 waterstofbruggen
• Guanine-Cytosine Binding tussen G-C is sterker dan tussen A-C
○ 3 waterstofbruggen
DNA replicatie
• De keten groeit aan het 3' uiteinde
• De synthese gaat van het 5' uiteinde richting 3' uiteinde
• De template streng wordt afgelezen van het 3' uiteinde naar het 5' uiteinde
• Begint op een vaste plaats: Origin of Replication Initation (ORI)
○ Enzymen kunnen de waterstof bruggen tussen de dubbele helices
verwijderen
○ Een hiervan is niet genoeg, soms zijn er wel een paar 100 tegelijk bezig
Synthese van DNA door DNA polymerase
• DNA polymerase heeft een proofreading activiteit
○ Maar 1 fout per 10^7 nucleotiden
• Continue en discontinue DNA synthese
○ Een helft van het DNA wordt in korte stukjes gerepliceerd, die daarna aan
elkaar worden gezet = Okazaki fragmenten
• 2 DNA polymerase-complexen werken samen
Replicatie aan het einde van een chromosoom: telomerase DNA helicase kan DNA ontbinden
• Na iedere celdeling worden een aantal nucleotide verwijderd, als dit door blijft DNA primase maakt klein stukje
gaan, zijn de DNA strengen zo 'op' RNA zonder primer
• Met telomerase wordt een klein stukje weer toegevoegd
• Na verloop van tijd, zal telomerase slechter werken, hierdoor zal de DNA toch
verslijten
Meiose of reductiedeling: cross-over tussen homologe chomosoomparen:
dubbelstrengs DNA breuken en reparatie
Vergelijking meiose en mitose
Verschil tussen DNA en RNA
• Ribose en deoxiribose
• Uracil en Thymine
○ Uracil en ribose zijn veel reactiever en makkelijker te lezen
○ DNA is dus een betere langere termijn opslag
Slechts een van de twee strengen van DNA wordt afgelezen
• De template streng is de streng die als matrijs dienst doet tijdens de synthese
• De coding streng heeft dezelfde basevolgorde als het mRNA
○ Let op! Thymine (DNA) is vervangen door Uracil (RNA)
Transcriptie start bij promoter sites en stopt bij terminator sites --> een gen is het
gebied hiertussen
• Promoters zijn specifieke DNA sequenties
In eukaryoten wordt RNA verwerkt tot rijp mRNA
• Verwijdering introns
• Toevoegen van een cap aan het 5' uiteinde
• Toevoegen van een poly(A)staart aan het 3' uiteinde TATA box in eukaryoten en
pribnow box in prokaryoten
De eiwitsynthese start bij het start codon (AUG) op het mRNA • Zorgen ervoor dat RNA
synthese altijd de goede
Ieder aminozuur wordt gekoppeld aan juiste tRNA molecuul aminoacyltransferases kant op verloopt
• tRNA aminozuur combinatie 'leest' het juiste codon met een anticodon ○ Dit wordt gedaan
omdat er soms
De beweging van het ribosoom over het mRNA en koppeling van de aminozuren twee delen zijn die
precies hetzelfde
De synthese stopt bij een stop codon op mRNA (UAA, UAG, UGA) zijn
Regulatie van de genexpressie bij bacteriën
• Voorbeeld: E. coli op lactose
○ Om lactose af te breken heeft E. coli het enzym beta-galactosidase nodig
▪ Dit enzym splitst lactose in glucose en galactose
□ Alleen in de afwezigheid van glucose en in de aanwezigheid
van lactose worden drie eiwitten voor de verwerking van
lactose in de maximale hoeveelheid gemaakt
○ Transcriptie stimuleren of: hoe voorkom je dat lactose wordt afgebroken
terwijl er glucose is
▪ Catabolite Activator Protein (CAP) kan de transcriptie van het lac
operon stimulreen alleen als het met cyclisch AMP is gebonden
▪ Als de glucose concentratie hoog is, is de cAMP concentratie laag.
▪ Als de glucose concentratie laag is, is de cAMP concentratie hoog.
□ Kataboliet repressie
CBI-10306 Pagina 1
, □ Kataboliet repressie
Bio informatica
• Gebruik van informatietechnologie om biologische en genetische informatie in
DNA en eiwitsequenties te vinden
DNA sequentiebepaling volgens de dideoxy Sanger methode
•
Genoom sequentie wordt opgebouwd uit overlappende kleine stukjes: 'shotgun'
sequencing
• DNA wordt in stukken van ongeveer 500 basen verdeeld waarna de sequentie
van beide strengen wordt bepaald
• Een computerprogramma zoekt de overlappende sequenties en 'plakt' ze aan
elkaar
Exonome sequencing: Dus als er een inducer aanwezig is, is er GEEN transcriptie
• Alleen de eiwit coderende gedeeltes: via PCR of direct RNA sequencing
• In ieders genoom is er een mutatie in 1 op de 30 x 10^6 nucleotiden
• We wijken van elkaar af in 1 op de 200 nucleotiden
Hoe vind je het eiwit-coderende gedeelte van een gen?
• Zoek naar de langste Open Reading Frames in je DNA sequentie
○ ORF begint met AUG/ATG en eindigt met TAA/UAA, TAG/UAG, TGA/UGA
○ Daartussen in liggen de tripletcodes van alle aminozuren zodat je (in
prokaryoten) meteen de eiwitsequentie weet
▪ In eukaryoten kan dit niet direct door de intronen
Hoe vind je de bindingsplaats van een polymerase of andere eiwitten?
• Door gezuiverd eiwit te laten binden aan DNA
• Bepalen van consensus (min of meer het dezelfde) sequenties op basis van een
groot aantal genen
• Met een consensus sequentie gaan zoeken in DNA volgordes
Polymerase Chain Reaction (PCR) wordt gebruikt om kleine hoeveelheden DNA te
amplificeren
ICT Module
• DNA
○ Opgebouwd uit vier verschillende nucleotiden: elk nucleotide bestaat uit
▪ Fosfaat
▪ Deoxyribose
▪ Base
□ Adenine
□ Guanine
□ Cytosine
□ Thymine
• RNA
○ Opgebouwd uit vier verschillende nucleotiden: elke nucleotide bestaat uit
▪ Fosfaat
▪ Ribose
▪ Base
□ Adine
□ Guanine
□ Cytosine
□ Uracil
• Peptide of polypeptide
○ Opgebouwd uit aminozuren, waarbij de restgroep verschilt
• Repeterende eenheden in de ruggengraat van het DNA polymeer
○ Fosfaat
○ Deoxyribose
• De nummering van de accenten (3' en 5') is de nummering van de atomen van het (deoxy)ribose molecuul
• Aan het 3' uiteinde van een DNA streng bevindt zich een carboxyl groep
• Bij een DNA dubbele helix loopt de ene keten van het 5'-uiteinde in de richting van het 3'-uiteinde (van links naar
rechts) en de andere keten van 3' naar 5' (van links naar rechts)
CBI-10306 Pagina 2
