GP SAMENVATTING
GELINDE TER MAAT
INHOUDSOPGAVE
Zelfstudies ............................................................................................................................................................... 3
ZS 1 ...................................................................................................................................................................... 3
ZS 2 ...................................................................................................................................................................... 5
ZS 3 ...................................................................................................................................................................... 7
ZS 4 ...................................................................................................................................................................... 9
ZS 5 .................................................................................................................................................................... 10
ZS 6 .................................................................................................................................................................... 13
ZS 7 .................................................................................................................................................................... 15
ZS 8 .................................................................................................................................................................... 17
ZS 9 .................................................................................................................................................................... 19
ZS 10 .................................................................................................................................................................. 22
ZS 11 .................................................................................................................................................................. 24
ZS 12 .................................................................................................................................................................. 26
ZS 13 .................................................................................................................................................................. 27
ZS 15 .................................................................................................................................................................. 28
ZS 18 .................................................................................................................................................................. 29
ZS 19 .................................................................................................................................................................. 32
ZS 20 .................................................................................................................................................................. 33
ZS 21 .................................................................................................................................................................. 34
ZS 22 .................................................................................................................................................................. 35
ZS 23 .................................................................................................................................................................. 35
ZS 24 .................................................................................................................................................................. 36
Hoorcolleges ......................................................................................................................................................... 38
HC 1 ................................................................................................................................................................... 38
HC 2 ................................................................................................................................................................... 38
HC 3 ~ Mutaties ................................................................................................................................................. 39
HC 4 ~ Splicing & Transcriptie ........................................................................................................................... 41
HC 5 ~ Translatie ............................................................................................................................................... 42
HC 6 ~ Genetische variatie ................................................................................................................................ 43
HC 7 ~ Genenpaspoort voor paarden ............................................................................................................... 45
HC 8 ~ Regulering gen-expressie I ..................................................................................................................... 46
HC 9 ~ Regulering gen-expressie II .................................................................................................................... 47
,HC 10 ................................................................................................................................................................. 48
HC 11 ~ Cytogenetica ........................................................................................................................................ 50
HC 12 ................................................................................................................................................................. 52
HC 13 ................................................................................................................................................................. 53
HC 14 ~ Vergelijkend genetica .......................................................................................................................... 53
HC 15 ................................................................................................................................................................. 55
HC 16 ................................................................................................................................................................. 55
HC 17 ................................................................................................................................................................. 56
,ZELFSTUDIES
ZS 1
DNA strengen worden bij elkaar gehouden door waterstofbruggen. Tussen deze basen en de
nucleotiden zitten covalent gebonden door middel van de suikergroepen en fosfaat. Hierdoor
ontstaat een ruggenmerg in het molecuul gebonden in afwisselend suiker-fosfaat-suiker-fosfaat. De 4
nucleotiden verschillen alleen van elkaar in de base, hierdoor kan een DNA molecuul als een ketting
(backbone) met 4 soorten kralen gezien worden. De manier waarop de nucleotiden gebonden zijn
geven een polariteit aan een DNA molecuul, waardoor de ene zijde met een fosfaat groep eindigt (5’)
en de andere kant met een suikergroep (3’). A bindt altijd aan T en C altijd aan G, waardoor de
tussenruimte tussen de twee strengen altijd gelijk is (A en G zijn bredere nucelotiden dan C en T) . De
dubbele helix draait per 10 nucleotiden, op energetisch favoriete manier en de losse strengen zijn
antiparallel aan elkaar waardoor de ene streng op 3’ eindigt en de andere op 5’. De base-paring is
dus precies complementair tussen de twee strengen. De manier waarop de basen gebonden worden,
door een waterstofbinding tussen de basen, bevinden de basen zich aan de binnenzijde van de helix.
Organismen verschillen van elkaar doordat ze verschillende nucleotide sequentie hebben. Deze
sequentie codeert namelijk voor verschillende soorten aminozuren (20 stuks), welke op hun beurt
weer eiwitten kunnen vormen. We kunnen deze codering dus als een soort alfabet zien met 4
verschillende letters, die in ontelbaar veel combinaties kunnen voorkomen. De codering van
aminozuren vanuit het DNA is ook lineair, dat wil zeggen de aminozuren worden in bepaalde
volgorde gecodeerd. Humane cellen (met uitzondering van de sperma en eicel; en natuurlijk de rode
bloedcel welke helemaal geen DNA bevat) bevatten twee kopieën van chromosomen, afkomstig van
papa en mama. Een paar bestaat uit homologe chromosomen en deze verschillen van de
nonhomologe chromosomen bij bijvoorbeeld een man een X en een Y. Er wordt vaak
kleuringstechniek gebruikt die een onderscheidt maakt tussen DNA rijk in AT of juist GC, waardoor
een bandenpatroon op de chromosomen ontstaat. Het patroon van de banden is voor elk
chromosoom uniek, en afwijkingen kunnen gebruikt worden om chromosomale abnormaliteiten aan
te tonen. Chromosomen dragen dus over het algemeen de specifieke genen van een individu. Een
gen kan gespecificeerd worden als een bepaalde stuk DNA sequentie welke codeert voor een
bepaald eiwit. Sommige genen kunnen echter coderen voor de productie van een RNA molecuul in
plaats van eiwit. De waarschijnlijke functie van dit DNA ligt in de evolutie en de juiste activiteit van
normaal DNA. Over het algemeen geldt dat hoe complexer een organisme, hoe complexer het
genoom, hoewel deze relatie niet altijd juist is. Hoe de DNA verspreid is over de chromosomen, en
hoeveel chromosomen, kan ook verschillen per dier. Er is geen directe relatie tussen genen aantal,
chromosoom aantal en genoomgrootte. Voor een cel om te kunnen delen is het zo dat de DNA
moleculen gerepliceerd kunnen worden en de gerepliceerde kopieën juist uit elkaar getrokken
kunnen worden en verdeeld over dochtercellen. Dit gebeurd in twee stappen van de celcyclus:
1. interfase: dupliceren van DNA en chromosomen. De chromosomen worden hierin uitegtrokken
tot lange dunne strengen (interfase chromosomen) binnen de nucleus en moeilijk te zien met
de lichtmicroscoop. Op deze chromosomen vinden we delen van DNA sequentie die dienen als
punt van initiatie voor de replicatie (replicatie oorsprong). Op een eukaryotisch chromosoom
vinden we meerdere van deze plekken terug, zodat de replicatie snel kan verlopen. Een andere
DNA sequentie vormt telomeren welke aan elk van de twee uiteinden van het chromosoom
worden teruggevonden. Deze telomeren dienen ervoor om te zorgen dat ook de uiteinden van
een chromosoom juist gerepliceerd wordt en tevens beschermt het de uiteinden van een streng.
(de uiteinden kunnen anders verkeerd geinterpreteerd worden als kapotte DNA sequentie).
Ondanks de uitgerekte strengen zijn ze goed georganiseerd om verstrengeling te voorkomen.
Elke streng heeft een eigen locatie binnen de nucleus. Deze organisatie wordt bereikt door
binding van de chromosomen aan de nucleaire envelop en de nucleaire laminen.
, 2. mitose:
verdeling onder twee dochtercellen. Tijdens deze fase zijn de strengen volledig compact
opgerold waardoor ze niet in de knoop kunnen raken en makkelijk te scheiden zijn. De
opvouwing wordt bereikt door hulp van eiwitten die de chromosomen in een steeds hogere
organisatie plaatsen. Tijdens deze fase binden de filamenten aan een derde specifieke DNA
sequentie, centromeer, waaraan ze uit elkaar getrokken worden.
Ondanks dat de interfase chromosomen minder gecondenseerd zijn is het geen bende van
ongeorganiseerd DNA. Elk chromosoom heeft zijn eigen plekje in de nucleus waardoor ze niet door
elkaar raken. Het meest duidelijke voorbeeld van chromosoom organisatie is die van de nucelolus,
waar delen van de chromosomen die genen dragen voor ribosomaal RNA samen clusteren.
Omdat tijdens het DNA dat ingepakt is in chromosomen toch bereikbaar moet blijven voor eventuele
reparaties en natuurlijk replicatie zijn er specifieke eiwitten die deze functies kunnen waarborgen.
Het DNA is dus flexibel ingepakt en kan niet alleen in en uitpakken, maar ook op bepaalde locaties dit
juist wel of niet doen. Er zijn twee typen eiwitten die een belangrijke rol spelen bij het vormen van de
chromatine (verzamelnaam voor de DNA + eiwitten (bijvoorbeeld Histonen) en het inpakken van
DNA.
1. histonen:
deze zijn aanwezig in enorme aantallen en zorgen voor ongeveer de helft van de massa
van chromosomen. Ze zijn verantwoordelijk voor de eerste stap van chromatine inpakken, de
nucleosoom. Het eiwit vormt een soort van kraaltje of jojo achtige structuur waar het lange DNA
molecuul omheen gewonden wordt, er wordt een nucleosoom core partikel gevormd. De
kraaltjes worden aan elkaar gebonden door zogeheten linker DNA. de onderdelen van een zo’n
partikel bestaan uit positieve aminozuren welke stevig binden aan de negatief geladen DNA
ruggengraat van suiker en fosfaat. De kraal op zich, nucelosoom, bestaat uit een octamerisch
histon deel (8 histonen) en een stuk DNA van ongeveer 146 nucelotiden paren lang.
Nadat deze kralenketting is gevormd worden de nucleosomen vrijwel altijd verder ingepakt in de
30nm-vezel. Ook hierbij is een histoneiwit nodig. Er zijn meerdere modellen over hoe zo’n
nucleosoom in een 30nm-vezel wordt ingepakt maar het zigzag model is wel de meest gangbare.
Een mozaik van verschillende zigzag conformaties vormen samen de vezel. Deze 30nm-vezels
worden weer verder georganiseerd in een chromosoom, waarschijnlijk door het vormen van
lussen, welke uiteindelijk na verdere verpakking het daadwerkelijke chromosoom vormen.
2. niet histonen: over het algemeen zijn de chromosomen die tot uiting worden gebracht in een cel
minder verpakt (euchromatine) dan de chromosomen die niet tot uiting komen (heterochromatine).
Dus ook de exacte structuur van een interfase chromosoom kan van celtype tot celtype verschillen
afhankelijk van de genen die tot expressie moeten komen. Heterochromatine wordt gewoonlijk meer
gelokaliseerd rond het centromeergedeelte en de telomeergebieden van een chromosoom. Ondanks
dat de meeste chromosomen een combinatie van heterochromatine en euchromatine bevatten
bestaan er een aantal belangrijke uitzonderingen. Vrouwen bevatten twee X chromosomen, maar
omdat een dubbele hoeveelheid hieraan dodelijk is moet een van de twee chromosomen niet tot
expressie komen. Er is dus een mechanisme ontwikkeld om permanent 1 chromosoom uit te
schakelen door ontzettend dichte inpakking van dit chromosoom tijdens de embryonale
ontwikkeling. Vanaf dat punt hebben de dochtercellen van deze cellen ook hetzelfde dicht bepakte X
chromosoom. Soms is het echter nodig om wel bij dichtgepakt DNA te kunnen en een manier om de
nucleosomen dan wat minder te bepakken is met behulp van zogenaamde chromatine remoddeling
complexen. Dit zijn eiwitmachines die de energie van ATP gebruiken om de structuur van
nucleosomen aan te passen. Tijdens de mitose is ten minste een deel van deze complexen
uitgeschakeld omdat het juist nodig is om de strakke structuur te behouden.
Een andere methode om de structuur van de nucleosomen aan te passen is met behulp van een
reversibele verandering in de structuur van histonstaarten. Deze N-termini kunnen met behulp van
enzymen aangepast worden door middel van covalente bindingen. Hoewel deze vrom van
modificattie geen directe invloed lijkt te hebben op de centrosoom structuur heeft deze wel degelijk
invloed op de hogere orde organisatie zoals de 30nm-vezel en hoger. Er zijn veel verschillende
GELINDE TER MAAT
INHOUDSOPGAVE
Zelfstudies ............................................................................................................................................................... 3
ZS 1 ...................................................................................................................................................................... 3
ZS 2 ...................................................................................................................................................................... 5
ZS 3 ...................................................................................................................................................................... 7
ZS 4 ...................................................................................................................................................................... 9
ZS 5 .................................................................................................................................................................... 10
ZS 6 .................................................................................................................................................................... 13
ZS 7 .................................................................................................................................................................... 15
ZS 8 .................................................................................................................................................................... 17
ZS 9 .................................................................................................................................................................... 19
ZS 10 .................................................................................................................................................................. 22
ZS 11 .................................................................................................................................................................. 24
ZS 12 .................................................................................................................................................................. 26
ZS 13 .................................................................................................................................................................. 27
ZS 15 .................................................................................................................................................................. 28
ZS 18 .................................................................................................................................................................. 29
ZS 19 .................................................................................................................................................................. 32
ZS 20 .................................................................................................................................................................. 33
ZS 21 .................................................................................................................................................................. 34
ZS 22 .................................................................................................................................................................. 35
ZS 23 .................................................................................................................................................................. 35
ZS 24 .................................................................................................................................................................. 36
Hoorcolleges ......................................................................................................................................................... 38
HC 1 ................................................................................................................................................................... 38
HC 2 ................................................................................................................................................................... 38
HC 3 ~ Mutaties ................................................................................................................................................. 39
HC 4 ~ Splicing & Transcriptie ........................................................................................................................... 41
HC 5 ~ Translatie ............................................................................................................................................... 42
HC 6 ~ Genetische variatie ................................................................................................................................ 43
HC 7 ~ Genenpaspoort voor paarden ............................................................................................................... 45
HC 8 ~ Regulering gen-expressie I ..................................................................................................................... 46
HC 9 ~ Regulering gen-expressie II .................................................................................................................... 47
,HC 10 ................................................................................................................................................................. 48
HC 11 ~ Cytogenetica ........................................................................................................................................ 50
HC 12 ................................................................................................................................................................. 52
HC 13 ................................................................................................................................................................. 53
HC 14 ~ Vergelijkend genetica .......................................................................................................................... 53
HC 15 ................................................................................................................................................................. 55
HC 16 ................................................................................................................................................................. 55
HC 17 ................................................................................................................................................................. 56
,ZELFSTUDIES
ZS 1
DNA strengen worden bij elkaar gehouden door waterstofbruggen. Tussen deze basen en de
nucleotiden zitten covalent gebonden door middel van de suikergroepen en fosfaat. Hierdoor
ontstaat een ruggenmerg in het molecuul gebonden in afwisselend suiker-fosfaat-suiker-fosfaat. De 4
nucleotiden verschillen alleen van elkaar in de base, hierdoor kan een DNA molecuul als een ketting
(backbone) met 4 soorten kralen gezien worden. De manier waarop de nucleotiden gebonden zijn
geven een polariteit aan een DNA molecuul, waardoor de ene zijde met een fosfaat groep eindigt (5’)
en de andere kant met een suikergroep (3’). A bindt altijd aan T en C altijd aan G, waardoor de
tussenruimte tussen de twee strengen altijd gelijk is (A en G zijn bredere nucelotiden dan C en T) . De
dubbele helix draait per 10 nucleotiden, op energetisch favoriete manier en de losse strengen zijn
antiparallel aan elkaar waardoor de ene streng op 3’ eindigt en de andere op 5’. De base-paring is
dus precies complementair tussen de twee strengen. De manier waarop de basen gebonden worden,
door een waterstofbinding tussen de basen, bevinden de basen zich aan de binnenzijde van de helix.
Organismen verschillen van elkaar doordat ze verschillende nucleotide sequentie hebben. Deze
sequentie codeert namelijk voor verschillende soorten aminozuren (20 stuks), welke op hun beurt
weer eiwitten kunnen vormen. We kunnen deze codering dus als een soort alfabet zien met 4
verschillende letters, die in ontelbaar veel combinaties kunnen voorkomen. De codering van
aminozuren vanuit het DNA is ook lineair, dat wil zeggen de aminozuren worden in bepaalde
volgorde gecodeerd. Humane cellen (met uitzondering van de sperma en eicel; en natuurlijk de rode
bloedcel welke helemaal geen DNA bevat) bevatten twee kopieën van chromosomen, afkomstig van
papa en mama. Een paar bestaat uit homologe chromosomen en deze verschillen van de
nonhomologe chromosomen bij bijvoorbeeld een man een X en een Y. Er wordt vaak
kleuringstechniek gebruikt die een onderscheidt maakt tussen DNA rijk in AT of juist GC, waardoor
een bandenpatroon op de chromosomen ontstaat. Het patroon van de banden is voor elk
chromosoom uniek, en afwijkingen kunnen gebruikt worden om chromosomale abnormaliteiten aan
te tonen. Chromosomen dragen dus over het algemeen de specifieke genen van een individu. Een
gen kan gespecificeerd worden als een bepaalde stuk DNA sequentie welke codeert voor een
bepaald eiwit. Sommige genen kunnen echter coderen voor de productie van een RNA molecuul in
plaats van eiwit. De waarschijnlijke functie van dit DNA ligt in de evolutie en de juiste activiteit van
normaal DNA. Over het algemeen geldt dat hoe complexer een organisme, hoe complexer het
genoom, hoewel deze relatie niet altijd juist is. Hoe de DNA verspreid is over de chromosomen, en
hoeveel chromosomen, kan ook verschillen per dier. Er is geen directe relatie tussen genen aantal,
chromosoom aantal en genoomgrootte. Voor een cel om te kunnen delen is het zo dat de DNA
moleculen gerepliceerd kunnen worden en de gerepliceerde kopieën juist uit elkaar getrokken
kunnen worden en verdeeld over dochtercellen. Dit gebeurd in twee stappen van de celcyclus:
1. interfase: dupliceren van DNA en chromosomen. De chromosomen worden hierin uitegtrokken
tot lange dunne strengen (interfase chromosomen) binnen de nucleus en moeilijk te zien met
de lichtmicroscoop. Op deze chromosomen vinden we delen van DNA sequentie die dienen als
punt van initiatie voor de replicatie (replicatie oorsprong). Op een eukaryotisch chromosoom
vinden we meerdere van deze plekken terug, zodat de replicatie snel kan verlopen. Een andere
DNA sequentie vormt telomeren welke aan elk van de twee uiteinden van het chromosoom
worden teruggevonden. Deze telomeren dienen ervoor om te zorgen dat ook de uiteinden van
een chromosoom juist gerepliceerd wordt en tevens beschermt het de uiteinden van een streng.
(de uiteinden kunnen anders verkeerd geinterpreteerd worden als kapotte DNA sequentie).
Ondanks de uitgerekte strengen zijn ze goed georganiseerd om verstrengeling te voorkomen.
Elke streng heeft een eigen locatie binnen de nucleus. Deze organisatie wordt bereikt door
binding van de chromosomen aan de nucleaire envelop en de nucleaire laminen.
, 2. mitose:
verdeling onder twee dochtercellen. Tijdens deze fase zijn de strengen volledig compact
opgerold waardoor ze niet in de knoop kunnen raken en makkelijk te scheiden zijn. De
opvouwing wordt bereikt door hulp van eiwitten die de chromosomen in een steeds hogere
organisatie plaatsen. Tijdens deze fase binden de filamenten aan een derde specifieke DNA
sequentie, centromeer, waaraan ze uit elkaar getrokken worden.
Ondanks dat de interfase chromosomen minder gecondenseerd zijn is het geen bende van
ongeorganiseerd DNA. Elk chromosoom heeft zijn eigen plekje in de nucleus waardoor ze niet door
elkaar raken. Het meest duidelijke voorbeeld van chromosoom organisatie is die van de nucelolus,
waar delen van de chromosomen die genen dragen voor ribosomaal RNA samen clusteren.
Omdat tijdens het DNA dat ingepakt is in chromosomen toch bereikbaar moet blijven voor eventuele
reparaties en natuurlijk replicatie zijn er specifieke eiwitten die deze functies kunnen waarborgen.
Het DNA is dus flexibel ingepakt en kan niet alleen in en uitpakken, maar ook op bepaalde locaties dit
juist wel of niet doen. Er zijn twee typen eiwitten die een belangrijke rol spelen bij het vormen van de
chromatine (verzamelnaam voor de DNA + eiwitten (bijvoorbeeld Histonen) en het inpakken van
DNA.
1. histonen:
deze zijn aanwezig in enorme aantallen en zorgen voor ongeveer de helft van de massa
van chromosomen. Ze zijn verantwoordelijk voor de eerste stap van chromatine inpakken, de
nucleosoom. Het eiwit vormt een soort van kraaltje of jojo achtige structuur waar het lange DNA
molecuul omheen gewonden wordt, er wordt een nucleosoom core partikel gevormd. De
kraaltjes worden aan elkaar gebonden door zogeheten linker DNA. de onderdelen van een zo’n
partikel bestaan uit positieve aminozuren welke stevig binden aan de negatief geladen DNA
ruggengraat van suiker en fosfaat. De kraal op zich, nucelosoom, bestaat uit een octamerisch
histon deel (8 histonen) en een stuk DNA van ongeveer 146 nucelotiden paren lang.
Nadat deze kralenketting is gevormd worden de nucleosomen vrijwel altijd verder ingepakt in de
30nm-vezel. Ook hierbij is een histoneiwit nodig. Er zijn meerdere modellen over hoe zo’n
nucleosoom in een 30nm-vezel wordt ingepakt maar het zigzag model is wel de meest gangbare.
Een mozaik van verschillende zigzag conformaties vormen samen de vezel. Deze 30nm-vezels
worden weer verder georganiseerd in een chromosoom, waarschijnlijk door het vormen van
lussen, welke uiteindelijk na verdere verpakking het daadwerkelijke chromosoom vormen.
2. niet histonen: over het algemeen zijn de chromosomen die tot uiting worden gebracht in een cel
minder verpakt (euchromatine) dan de chromosomen die niet tot uiting komen (heterochromatine).
Dus ook de exacte structuur van een interfase chromosoom kan van celtype tot celtype verschillen
afhankelijk van de genen die tot expressie moeten komen. Heterochromatine wordt gewoonlijk meer
gelokaliseerd rond het centromeergedeelte en de telomeergebieden van een chromosoom. Ondanks
dat de meeste chromosomen een combinatie van heterochromatine en euchromatine bevatten
bestaan er een aantal belangrijke uitzonderingen. Vrouwen bevatten twee X chromosomen, maar
omdat een dubbele hoeveelheid hieraan dodelijk is moet een van de twee chromosomen niet tot
expressie komen. Er is dus een mechanisme ontwikkeld om permanent 1 chromosoom uit te
schakelen door ontzettend dichte inpakking van dit chromosoom tijdens de embryonale
ontwikkeling. Vanaf dat punt hebben de dochtercellen van deze cellen ook hetzelfde dicht bepakte X
chromosoom. Soms is het echter nodig om wel bij dichtgepakt DNA te kunnen en een manier om de
nucleosomen dan wat minder te bepakken is met behulp van zogenaamde chromatine remoddeling
complexen. Dit zijn eiwitmachines die de energie van ATP gebruiken om de structuur van
nucleosomen aan te passen. Tijdens de mitose is ten minste een deel van deze complexen
uitgeschakeld omdat het juist nodig is om de strakke structuur te behouden.
Een andere methode om de structuur van de nucleosomen aan te passen is met behulp van een
reversibele verandering in de structuur van histonstaarten. Deze N-termini kunnen met behulp van
enzymen aangepast worden door middel van covalente bindingen. Hoewel deze vrom van
modificattie geen directe invloed lijkt te hebben op de centrosoom structuur heeft deze wel degelijk
invloed op de hogere orde organisatie zoals de 30nm-vezel en hoger. Er zijn veel verschillende
