Samenvatting BMW Genoom - Zelfstudie aantekeningen + HC Week 5 - Universiteit Utrecht

BMW Genoom – Blok 2 –
Zelfstudie en Hoorcolleges –
Week 5
Inhoud
BMW Genoom – ZS Initiatie en terminatie van DNA replicatie in chromosomen - E-module 2 – H5.....7
BMW Genoom – ZS DNA-Repair - E-module 3– H5..............................................................................11
BMW Genoom – ZS Homologe Recombinatie - E-module 3– H5..........................................................15
BMW Genoom – ZS Transpositie en conservatieve site-specific recombination - E-module 4– H5......19
Overzichtscollege BMW Genoom – Week 5.........................................................................................23
BMW Genoom – Afsluitingscollege......................................................................................................25




1

,BMW Genoom – ZS DNA Replicatie - E-module 1 – H5
Mutatie = een permante verandering in de genetische code
 Kunnen het functioneren van cellen verstoren, wat gevolgen kan hebben
voor het hele individu
 Mutaties in somatische cellen kan leiden tot kanker
 Mutaties in geslachtscellen kunnen zorgen voor ene ongezond nageslacht /
variatie binnen de soort
 Variatie binnen een soort maakt het mogelijk dat er in individuen ontstaan
die beter zijn aangepast aan de veranderende omgeving en dus een
betere overlevingskans hebben
 Als er geen reparatiemechanismen waren, zou de DNA-sequentie snel
wijzigen door spontane DNA-schade
Mutation rate = de mate waarin mutaties ontstaan in het DNA
 Verandering van 1 nucleotide / 1010 nucleotiden tijdens DNA replicatie
Silent mutation = mutaties die geen effect hebben voor het organisme
 Nucleotide verandert, maar het codon blijft hetzelfde  hetzelfde
aminozuur
 In het niet-coderende gedeelte van het DNA
 Verandering van aminozuur wat geen effect heeft op het eiwit
Kiembaancel (germ line cells) = haploïde geslachtscel
 Dragen genetische informatie over aan de nakomeling
 1 set chromosomen
 Moeten goed beschermt worden tegen mutaties
 Mutatie  alle cellen in het nageslacht bevatten de mutaties
 Als een individu geboren wordt met een erfelijke aandoening door de novo
mutaties, kan het op drie plekken zijn ontstaan:
1. Zaadcel
2. Eicel
3. Zygote na de bevruchting
 Lage mutatie rate is essentieel voor behoud van de soort
Somatische cel = diploïde lichaamscel
 Vormt het lichaam
 2 sets chromosomen
 Mutatie  apoptose / één cel bevat deze mutatie / kanker
 Lage mutatie rate essentieel voor de behouding van georganiseerde
structuur van het lichaam
DNA templating = proces waarbij de cel een DNA streng gebruikt als
afleesraam waarna er een complementaire DNA streng kan worden gevormd
 Beide DNA strengen kunnen fungeren als template
 DNA-polymerase is het enzym dat replicatie mogelijk maakt
 Template streng = de streng die wordt overgeschreven door DNA
polymerase
 Energie van het inbouwen van de nucleotiden komt van de trifosfaat
binding aan het nucleotide

2

, DNA-polymerase = enzym die zorgt voor de DNA replicatie
 Bevat twee mechanismen om ervoor te zorgen dat de juiste nucleotide
wordt ingebouwd
1. Polymerisatiereactie  affiniteit voor de juiste nucleotide is groter
dan voor de verkeerde nucleotide en de vereiste
conformatieverandering van het enzym gaat ook makkelijker als de
juiste nucleotide gevonden is aan DNA-polymerase
2. 3’-5’ exonuclease activiteit  het verkeerde ingebouwde nucleotide
zonder goed gebasepaarde 3-OH kant wordt weggehaald
 Het principe van base-paring zorgt ervoor dat een template aanwezig is
die voor DNA-replicatie en DNA-schadeherstel gebruikt kan worden
 Kan alleen synthetiseren van 5’ -3’ omdat de koppeling van de trifosfaat
van het nieuwe nucleotide aan de 3-OH kant ingebouwd is, waardoor de
lagging streng verlengd wordt in Okazaki fragmenten
Semi-conservatief = elke cel krijgt een oude en een nieuwe streng na de
replicatie
Replicatie vork = de actieve regio waar een multi-enzym complex is die DNA
polymerase bevat die DNA van de beide dochterstrengen overschrijft
 Ontstaat bij de replicatie bubbel bij de leading en lagging strand
 Beweegt zich naar beide uiteindes van het DNA
 De y-vormige asymmetrische structuur door de Okazaki-fragmenten
 De eiwitten in de replicatievork vormen samen een replicatiemachine
waarin zowel de leading- als de lagging strand verlengd worden. de nauwe
samenwerking en nabijheid tussen de verschillende eiwitten, zorgen voor
een efficiënte transcriptie
5’-3’ directie chain growth = het proces waarbij DNA wordt afgeschreven van
5’ naar 3’ door DNA polymerase
 Nieuwe nucleotide neemt de energie mee voor de koppeling in de vorm
van trifosfaat en wordt aan de 3’OH kant aangebouwd
 Polymerisatie reactie wordt gedreven door een gunstige energie-
verandering die optreedt als de 3’-OH kant van de groeiende DNA-keten
koppelt aan de 5’trifosfaat van de inkomende nucleotide, waar dan een
fosfaat vrij komt
 Alleen wanneer DNA gerepliceerd wordt van 5’-3’, kunnen fouten efficiënt
worden hersteld. Stel, het DNA zou van 3-5 gerepliceerd worden, dan zit de
activerende trifosfaat binding aan het uiteinde van de nieuwe DNA streng
ipv in de nieuwe nucleotide. Wanneer er in deze situatie een foute
nucleotide weg gehydrolyseerd word, blijft er een kale 5-kant over,
waaraan geen nieuwe nucleotide gekoppeld kan worden. DNA replicatie
stopt dan
Leading streng = de continue streng waar DNA polymerase zonder stop het
DNA bouwt
Lagging streng = de discontinue streng waar DNA polymerase Okazaki-
fragmenten maakt om het DNA te bouwen. Komt door de anti-parallele structuur
van DNA
Okazaki fragment = kleine fragmenten van nieuw-gesynthetiseerd DNA die
later samen worden gevoegd tot een lange DNA keten

3