Thema 10 – DNA
Basisstof 1 – De bouw en functie van DNA
DNA zit in de celkern en bevat genetische informatie:
Genoom: geheel van alle genetische informatie van een organisme
eukaryoot: chromosomen in de celkern (kern-DNA) + mitochondriaal DNA + chloroplast-DNA
prokaryoot: los in het cytoplasma, soms plasmiden (circulair DNA)
DNA is een nucleïnezuur en bestaat uit een aantal ketens van nucleotiden.
Een nucleotide is opgebouwd uit desoxyribose, een fosfaatgroep en een
stikstofbase (A, T, G, C). Een streng van afwisselend desoxyribose en
fosfaatgroepen is een enkelstrengs DNA-molecuul:
3’-uiteinde: desoxyribose, 5’-uiteinde: fosfaatgroep wordt altijd van
3 naar 5 gelezen
baseparing: adenine met thymine, guanine met cytosine d.m.v.
basenparing ontstaat dubbelstrengs DNA met een helixstructuur, 1 streng
van 3 naar 5 en 1 streng van 5 naar 3
Een groot chromosoom past in een celkern, doordat het zich om eiwitten
(histonen) heen wikkelt. De verwikkelde histonen samen vormen een nucleosoom. Het DNA tussen
nucleosomen heet koppelings-DNA. Door koppelings-DNA + nucleosomen krijg je een soort
kralenketting.
Sequentie: volgorde waarin de stikstofbasen zitten
gen: deel van een chromosoom dat eigenschappen bepaalt code voor eiwitten
niet-coderend DNA: deel dat geen eiwitten vormt 98,5% regulerende functie, repetitief DNA
of genen die geen functie meer hebben
Basisstof 2 – DNA-replicatie
DNA-replicatie: de manier waarop de DNA-sequentie wordt gekopieerd
DNA-replicatie begint bij een startpunt. Het enzym
helicase trekt de twee strengen uit elkaar en er ontstaat
een replicatiebel. Dit kan bij eukaryoten op meerdere
plekken. Een primer (RNA) bindt aan de enkele streng
d.m.v. primase. Het enzym DNA-polymerase bindt aan
het 3’-uiteinde van de primer. DNA-polymerase bindt
vrije DNA-nucleotiden aan de enkele streng, die
nieuwe streng wordt dus van 5 naar 3 gelezen.
De streng vanaf het replicatiestartpunt heet de leading
streng. Aan de andere streng komen okazaki-
fragmenten vanaf een primer, die daarna aan elkaar
worden gekoppeld door het RNA te vervangen met
DNA (koppelen d.m.v. DNA-ligase). Als ze aan elkaar
gekoppeld zijn, heet het de lagging streng (hij loopt
achter). Na de replicatie bestaat het molecuul uit een
oude en een nieuwe streng.
, De RNA-primer kan niet vervangen worden, dus dat stukje enkele streng
wordt verwijderd. Om te voorkomen dat het gen door de verkorting
wordt beschadigd, zitten er aan het einde van chromosomen telomeren.
Die hebben een vaste volgorde en ondergaan apoptose als de volgorde te
kort wordt. Zo blijft de rest van de volgorde intact.
DNA kan kunstmatig gerepliceerd worden door PCR: bij verhitting
wordt dubbelstrengs enkelstrengs, primers binden op een specifieke plek
die gekopieerd moet worden, bij hogere temperatuur worden de strengen
gesynthetiseerd. Door gelelektroforese kunnen de strengen op lengte
gesorteerd worden gel met een plus- en minpool, strengen gaan van
min naar plus, lange strengen komen minder ver.
Het bepalen van de basenvolgorde van DNA heet sequencen: kopiëren d.m.v. PCR, strengen uit elkaar
halen, leading streng aflezen. Hiervoor wordt speciaal PCR gebruikt dat de replicatie stopt.
DNA-fingerprint: door een uniek patroon van repetitief DNA kan je iemand identificeren
Restrictie-enzymen: enzymen die een stukje DNA kunnen doorknippen
Basisstof 3 – Transcriptie
RNA: enkelstrengs DNA, ribose i.p.v. desoxyribose, uracil i.p.v. thymine
mRNA: messenger-RNA, gesynthetiseerd vanaf het DNA, brengt info over naar het ribosoom
rRNA: ribosomaal RNA, bestanddeel van ribosomen
tRNA: transfer-RNA, katalysator bij de transitie van mRNA naar eiwitten
Transcriptie: vorming van RNA vanaf DNA:
- RNA-polymerase bindt bij de promotor aan het DNA
- Ook bepaalde eiwitten moeten gebonden zijn aan de
promotor: transcriptiefactoren
- Ketens scheiden: keten met promotor is de
template/matrijsstreng, andere is de coderende streng
- Template-streng wordt gesynthetiseerd van 5 naar 3
- RNA-polymerase komt bij het eindsignaal, laat los en
het DNA neemt zijn oorspronkelijke vorm aan
Bij eukaryoten is transcriptie in de celkern, dus moet het RNA
nog bewerkt worden in de celkern. Dit onbewerkte RNA heet
pre-mRNA. Het bewerken van pre-mRNA heet RNA-
processing, hierna is het dus gewoon mRNA.
Introns: niet-coderende stukken DNA,
exons: coderende stukken
splicing: introns worden uit het
DNA gehaald en exons aan elkaar
geplakt, na splicing kan het mRNA de
kern verlaten, splicing kan het RNA
verschillende volgordes geven door te
knippen in het RNA
Basisstof 1 – De bouw en functie van DNA
DNA zit in de celkern en bevat genetische informatie:
Genoom: geheel van alle genetische informatie van een organisme
eukaryoot: chromosomen in de celkern (kern-DNA) + mitochondriaal DNA + chloroplast-DNA
prokaryoot: los in het cytoplasma, soms plasmiden (circulair DNA)
DNA is een nucleïnezuur en bestaat uit een aantal ketens van nucleotiden.
Een nucleotide is opgebouwd uit desoxyribose, een fosfaatgroep en een
stikstofbase (A, T, G, C). Een streng van afwisselend desoxyribose en
fosfaatgroepen is een enkelstrengs DNA-molecuul:
3’-uiteinde: desoxyribose, 5’-uiteinde: fosfaatgroep wordt altijd van
3 naar 5 gelezen
baseparing: adenine met thymine, guanine met cytosine d.m.v.
basenparing ontstaat dubbelstrengs DNA met een helixstructuur, 1 streng
van 3 naar 5 en 1 streng van 5 naar 3
Een groot chromosoom past in een celkern, doordat het zich om eiwitten
(histonen) heen wikkelt. De verwikkelde histonen samen vormen een nucleosoom. Het DNA tussen
nucleosomen heet koppelings-DNA. Door koppelings-DNA + nucleosomen krijg je een soort
kralenketting.
Sequentie: volgorde waarin de stikstofbasen zitten
gen: deel van een chromosoom dat eigenschappen bepaalt code voor eiwitten
niet-coderend DNA: deel dat geen eiwitten vormt 98,5% regulerende functie, repetitief DNA
of genen die geen functie meer hebben
Basisstof 2 – DNA-replicatie
DNA-replicatie: de manier waarop de DNA-sequentie wordt gekopieerd
DNA-replicatie begint bij een startpunt. Het enzym
helicase trekt de twee strengen uit elkaar en er ontstaat
een replicatiebel. Dit kan bij eukaryoten op meerdere
plekken. Een primer (RNA) bindt aan de enkele streng
d.m.v. primase. Het enzym DNA-polymerase bindt aan
het 3’-uiteinde van de primer. DNA-polymerase bindt
vrije DNA-nucleotiden aan de enkele streng, die
nieuwe streng wordt dus van 5 naar 3 gelezen.
De streng vanaf het replicatiestartpunt heet de leading
streng. Aan de andere streng komen okazaki-
fragmenten vanaf een primer, die daarna aan elkaar
worden gekoppeld door het RNA te vervangen met
DNA (koppelen d.m.v. DNA-ligase). Als ze aan elkaar
gekoppeld zijn, heet het de lagging streng (hij loopt
achter). Na de replicatie bestaat het molecuul uit een
oude en een nieuwe streng.
, De RNA-primer kan niet vervangen worden, dus dat stukje enkele streng
wordt verwijderd. Om te voorkomen dat het gen door de verkorting
wordt beschadigd, zitten er aan het einde van chromosomen telomeren.
Die hebben een vaste volgorde en ondergaan apoptose als de volgorde te
kort wordt. Zo blijft de rest van de volgorde intact.
DNA kan kunstmatig gerepliceerd worden door PCR: bij verhitting
wordt dubbelstrengs enkelstrengs, primers binden op een specifieke plek
die gekopieerd moet worden, bij hogere temperatuur worden de strengen
gesynthetiseerd. Door gelelektroforese kunnen de strengen op lengte
gesorteerd worden gel met een plus- en minpool, strengen gaan van
min naar plus, lange strengen komen minder ver.
Het bepalen van de basenvolgorde van DNA heet sequencen: kopiëren d.m.v. PCR, strengen uit elkaar
halen, leading streng aflezen. Hiervoor wordt speciaal PCR gebruikt dat de replicatie stopt.
DNA-fingerprint: door een uniek patroon van repetitief DNA kan je iemand identificeren
Restrictie-enzymen: enzymen die een stukje DNA kunnen doorknippen
Basisstof 3 – Transcriptie
RNA: enkelstrengs DNA, ribose i.p.v. desoxyribose, uracil i.p.v. thymine
mRNA: messenger-RNA, gesynthetiseerd vanaf het DNA, brengt info over naar het ribosoom
rRNA: ribosomaal RNA, bestanddeel van ribosomen
tRNA: transfer-RNA, katalysator bij de transitie van mRNA naar eiwitten
Transcriptie: vorming van RNA vanaf DNA:
- RNA-polymerase bindt bij de promotor aan het DNA
- Ook bepaalde eiwitten moeten gebonden zijn aan de
promotor: transcriptiefactoren
- Ketens scheiden: keten met promotor is de
template/matrijsstreng, andere is de coderende streng
- Template-streng wordt gesynthetiseerd van 5 naar 3
- RNA-polymerase komt bij het eindsignaal, laat los en
het DNA neemt zijn oorspronkelijke vorm aan
Bij eukaryoten is transcriptie in de celkern, dus moet het RNA
nog bewerkt worden in de celkern. Dit onbewerkte RNA heet
pre-mRNA. Het bewerken van pre-mRNA heet RNA-
processing, hierna is het dus gewoon mRNA.
Introns: niet-coderende stukken DNA,
exons: coderende stukken
splicing: introns worden uit het
DNA gehaald en exons aan elkaar
geplakt, na splicing kan het mRNA de
kern verlaten, splicing kan het RNA
verschillende volgordes geven door te
knippen in het RNA
