Complete samenvatting Genetica 2 op basis van alle theorielessen gebaseerd op het boek Concept of Genetics (H10, 11, 15, 17, 18, 23, 24)

Genetica 2

Chapter 10: DNA structure and analysis (except paragraph 10.10)
→ wat is nou het genetisch materiaal in een cel (twijfel tussen eiwit en DNA)?
Hiervoor zijn verschillende onderzoeken geweest en daarbij zijn enkele criteria voor het
genetisch materiaal:
1. Het moet in staat zijn te repliceren (doorgeven aan dochtercellen)
2. Er moet informatie op staan voor bepaalde eigenschappen
3. De informatie moet tot expressie gebracht kunnen worden
4. Er moet variatie aanwezig zijn

Om erachter te komen of het genetisch materiaal uit DNA of eiwitten DNA bestaat zijn
verschillende onderzoeken, bijvoorbeeld:
1. Griffith
a. Maakte gebruik van Smooth bacteriecellen (IIIS) met een slijmlaag en Rough
bacteriecellen (IIIR) zonder slijmlaag
b. Muizen gaan dood aan het toedienen van IIIS maar niet door IIIR of door
dode IIIS bacteriën
i. Door het inbrengen van dode IIIS met IIIR cellen gaat de muis wel
dood → genetisch materiaal van de IIIS wordt overgebracht naar IIIR
waardoor deze in staat zijn een slijmlaag te vormen
→ komt dit nou door het overdragen van DNA of eiwit?
- Vanuit dode IIIS cellen zijn de koolhydraten, vetten, eiwitten verwijderd en is
het DNA en RNA geïsoleerd
- Door dit toe te dienen aan IIIR cellen zullen IIIS cellen ontstaan
- Protease toegevoegd → 100% eiwitten weg → IIIR wordt IIIS
- Ribonuclease toegevoegd → RNA weg → IIIR wordt IIIS
- Deoxyribonuclease toegevoegd → DNA weg → er ontstaat geen IIIS
meer
→ DNA is het erfelijke materiaal

2. Hershey-Chase
a. Bacteriofagen injecteren het genetisch materiaal in de gastheer waardoor
nieuwe bacteriofagen gevormd kunnen worden, wordt er DNA of eiwit
ingebracht?
i. Bacteriofagen zijn gelabeld met radioactief fosfaat (bestanddeel van
DNA) ​OF​ met radioactief zwavel (bestanddeel van eiwitten)
ii. Door deze bacteriofagen afzonderlijk bacteriën te laten infecteren kan
gekeken worden of de bacteriën radioactief zijn of niet
→ DNA gelabeld zijn radioactiviteit zien

→ beide was van toepassing voor het genetisch materiaal van prokaryoten




1

,Griffith: Hershey-Chase:




Hoe zit het met het genetisch materiaal van eukaryoten?
- Door het bestralen van eukaryote cellen bij 260 nm veranderen erfelijke
eigenschappen (mutaties)
- Bestralen bij 280 nm veroorzaakt geen veranderingen
→ komt overeen met de absorptiespectra van DNA (260 nm) en eiwitten (280 nm)

Opbouw van DNA
- Opgebouwd uit basen, hiervan zijn twee soorten
1. Pyrimidines (bevatten een pyrimidine ring → ​C​ytosine,
U​racil, ​T​hymine
2. Purines (bevatten purine ring) → ​G​uanine, ​A​denine
- Bevat een suikergroep: deoxyribose (gebrek aan O op C2)
- RNA bevat de suikergroep ribose, deze heeft wel een
OH groep op C2)
- Nucleotide = base + deoxyribose + fosfaatgroep
- Nucleoside = base + deoxyribose
- Rechtsdraaiende dubbele helix
- Antiparallel → 5’ ligt altijd tegenover 3’ en andersom
- H-bruggen tussen de basen waarbij purines tegenover pyrimides
liggen
- A - T (of U) → 2 H-bruggen
- G - C → 3 H-bruggen
- Major en minor grooves
- Transcriptiefactoren kunnen binden aan de major groove
- Diameter helix = 2 nanometer
- Enkele omwenteling = 3,4 nanometer



2

,RNA
- 80% rRNA → onderdeel van ribosoom betrokken bij eiwitsynthese
- Prokaryoten hebben 5s, 16s en 23s rRNA
- Eukaryoten hebben 5s, 5,8s, 18s en 28s rRNA
- s = Svedberg coefficient → geeft aan hoe makkelijk het RNA ‘zakt’
tijdens het centrifugeren
- Hierbij is ook de grootte van het rRNA molecuul van belang
- 15% tRNA → RNA molecuul met enzymatisch activiteit betrokken bij translatie van
mRNA naar eiwitten
- 5% mRNA

Illumina sequencing
→ vorm van next generation sequencing waarbij de nucleotidenvolgorde van vele DNA
fragmenten tegelijk kan worden achterhaald (massive parallel sequencing)
1. Fragmentatie van het genoom in willekeurige stukken
a. Bijvoorbeeld door sonificatie (ultrasoon geluid)
2. Selecteren van bepaalde groottes van DNA fragmenten
a. De fragmenten opbrengen op een gel en de bepaalde groottes isoleren
3. Adapters ligeren waardoor een blunt einde ontstaat en het fragment kan binden aan
de flow cell
a. Door het toevoegen van een A overhang aan het DNA fragment kan een
adapter met T overhang gemakkelijk binden
b. De flow cell bevat stukjes DNA complementair aan je adapter
c. Hierbij wordt ook een index meegenomen → ‘barcode’ waarmee bepaalde
fragmenten van bijvoorbeeld een bepaald organisme gelabeld worden dat
deze bij elkaar horen
4. Denaturatie van het DNA fragment
a. De adapters van je DNA fragment kan binden aan een stukje complementair
DNA op je flowcell
5. Amplificatie DNA fragmenten via bridge amplification
a. De adapter op de flowcell vormt de primer en wordt verlengt tot een DNA
streng, vervolgens wordt de originele strand weg gewassen
b. Het ‘losse’ uiteinde zal binden aan de flowcell waardoor een bridge
ontstaat, deze wordt door polymerase dubbelstrengs gemaakt
c. Door de temperatuur te verhogen zal het DNA denatureren en
deze kunnen weer geamplificeerd worden etc.
6. Reverse strand wegnemen en de forward strand sequencen
a. Nucleotiden worden toegevoegd met elk een eigen fluorescente
kleur
b. Wanneer zo’n nucleotide wordt ingebouwd wordt het fluorescente licht
waargenomen door een detector
7. Tag/index aflezen
8. Andere kant sequencen (paired end)
a. DNA bevat soms repeats en wanneer je aan het sequencen bent kan het
onduidelijk zijn welke repeat je op dat moment aan het sequencen bent
b. Door de uiteinden van stukjes DNA te sequencen die deels een repeat
bevatten en deels een stukje voor of na een repeat kan worden vastgesteld
waar je aan het sequencen bent


3

, → het resultaat van sequencen wordt nauwkeuriger wanneer je elk stukjes vaker
overlappend sequenced. De voorkeur gaat ernaar uit om elk stukje DNA minimaal 30x
gecovered hebt.




4