Samenvatting Biotechnologie
Table of Contents
Regulatie en modificatie genexpressie .............................................................................. 3
Mechanismen die RNA-transcriptie, RNA-processing en RNA-interferentie reguleren ................ 3
Transcriptionele regulatie bij prokaryoten ........................................................................ 4
Transcriptionele regulatie ........................................................................................................ 4
Positieve regulatie: .................................................................................................................. 7
Negatieve regulatie: ................................................................................................................. 7
Transcriptionele regulatie van eukaryoten ........................................................................ 8
Distaal ........................................................................................................................................................... 8
Proximaal ...................................................................................................................................................... 8
Post-transcriptionele regulatie bij eukaryoten ................................................................ 10
RNA-interferentie (RNAi)........................................................................................................ 11
ncRNAs ........................................................................................................................................................ 11
RNAi............................................................................................................................................................. 11
MicroRNA (miRNA)...................................................................................................................................... 11
small interfering RNA (siRNA) ..................................................................................................................... 11
Celdifferentiatie en genexpressie .................................................................................... 14
Determinatie ............................................................................................................................................... 14
Ontwikkeling lichaamsbouwplan ............................................................................................ 15
Pattern formation ....................................................................................................................................... 15
Het bicoïd morfogeen ................................................................................................................................. 15
Genetische variatie in de natuur ..................................................................................... 16
Transformatie .............................................................................................................................................. 17
Voortplantingscyclus van een bacterieel virus ............................................................................................ 17
Algemene transductie (transductie 1) ........................................................................................................ 18
Gespecialiseerde transductie (transductie 2) ............................................................................................. 18
Conjugatie ................................................................................................................................................... 19
Genetische merkers ........................................................................................................ 20
DNA-technieken: ......................................................................................................................................... 20
Hoe kom je aan een DNA-molecuul? ............................................................................... 20
Je gaat het extraheren: .......................................................................................................... 21
Het openbreken van de cellen (lysis ........................................................................................................... 21
Eiwitten verwijderen ................................................................................................................................... 21
DNA ‘uit oplossing halen’ ............................................................................................................................ 21
Toepassen tools in PCR ................................................................................................... 22
PCR-ingrediënten: ....................................................................................................................................... 23
mRNA analyseren ........................................................................................................... 24
DNA zichtbaar maken............................................................................................................. 25
Conclusie: .............................................................................................................................. 25
,DNA en RNA-technieken ................................................................................................. 26
Sequentietechnieken ...................................................................................................... 26
Sanger sequencing (1st generation) ........................................................................................ 26
Next generation sequencing (2nd generation) ........................................................................ 27
Beyond next generation sequencing (3rd generation) ............................................................. 29
Merkertechnieken .......................................................................................................... 29
PCR-RFLP ............................................................................................................................... 30
Allel specifieke PCR ................................................................................................................ 31
PCR met microsatellieten ....................................................................................................... 32
Microarray............................................................................................................................. 32
RNA-sequencing analyses ....................................................................................................... 33
Kwantificeren qPCR & ddPCR ................................................................................................. 33
qPCR ............................................................................................................................................................ 33
ddPCR .......................................................................................................................................................... 34
qPCR vs ddPCR ............................................................................................................................................ 34
Genetische modificatie ................................................................................................... 35
CRISPR-CAS9 .......................................................................................................................... 38
Ethische zaken met betrekking tot modificatie van genen ............................................... 40
,Regulatie en modificatie genexpressie
Mechanismen die RNA-transcriptie, RNA-processing en RNA-interferentie reguleren
Reactiepaden (metabolic pathways) worden
op verschillende manieren gereguleerd:
- Snel: Negatieve feedback op
enzymactiviteit
- Langdurig: Regulatie van
enzymproductie door regulatie van
de genexpressie
Er zijn veel stappen bij de genexpressie, de
genexpressie kan in alle stappen van DNA
(DeoxyriboNucleicAcid) tot actief eiwit de
expressie ervan reguleren. De mechanismen
betrokken bij de regulatie van de
genexpressie worden epigenetische
mechanismen genoemd.
Regulatie chromatinestructuur:
- Acetylering met acetyl (-CH3CO) aan histonstaarten
- Methylering met methyl (-CH3) aan histonstaarten of aan cytosine in het DNA
- Fosforylering met fosfaat (-PO43-)
- DNA- en histonmethylering condenseren de chromatine
- Histonacetylering decondenseert
de chromatine
- De ontdekking van beïnvloeding
van chromatinestructuur door
modificatie van histonstaarten
heeft geleid tot de ‘histon-code-
hypothese’
Bij geslachtscelvorming wordt de meeste
methylering opgeheven. Het DNA wordt
gereset. Dit gebeurt niet altijd. De
overblijvende methylering is een
voorbeeld van genomische inprenting.
De markering is dan epigenetisch overerfbaar.
, Transcriptionele regulatie bij prokaryoten
Transcriptionele
regulatie
Post-transcriptionele
regulatie: RNA-
processing m.b.v. splicing
Post-transcriptionele
regulatie: RNA-
interferentie
Transcriptionele regulatie
DNA-bindingseiwitten binden altijd aan DNA met een specifieke nucleotidevolgorde,
bijvoorbeeld de TATA-box (speciale aanhechtingsplek) op de promotor van een gen.
Daarnaast zorgen DNA-bindingseiwitten voor een reactie op DNA, bijvoorbeeld transcriptie
met RNA-polymerase
Waar een blokkering plaatsvindt, ookwel, negatieve crontrole van de transcriptie door
repressie. Bij blokkering spreek je altijd van repressie.
Negative control is een mechanisme waar altijd een repressor aanwezig is die aan het DNA
bindt.
Table of Contents
Regulatie en modificatie genexpressie .............................................................................. 3
Mechanismen die RNA-transcriptie, RNA-processing en RNA-interferentie reguleren ................ 3
Transcriptionele regulatie bij prokaryoten ........................................................................ 4
Transcriptionele regulatie ........................................................................................................ 4
Positieve regulatie: .................................................................................................................. 7
Negatieve regulatie: ................................................................................................................. 7
Transcriptionele regulatie van eukaryoten ........................................................................ 8
Distaal ........................................................................................................................................................... 8
Proximaal ...................................................................................................................................................... 8
Post-transcriptionele regulatie bij eukaryoten ................................................................ 10
RNA-interferentie (RNAi)........................................................................................................ 11
ncRNAs ........................................................................................................................................................ 11
RNAi............................................................................................................................................................. 11
MicroRNA (miRNA)...................................................................................................................................... 11
small interfering RNA (siRNA) ..................................................................................................................... 11
Celdifferentiatie en genexpressie .................................................................................... 14
Determinatie ............................................................................................................................................... 14
Ontwikkeling lichaamsbouwplan ............................................................................................ 15
Pattern formation ....................................................................................................................................... 15
Het bicoïd morfogeen ................................................................................................................................. 15
Genetische variatie in de natuur ..................................................................................... 16
Transformatie .............................................................................................................................................. 17
Voortplantingscyclus van een bacterieel virus ............................................................................................ 17
Algemene transductie (transductie 1) ........................................................................................................ 18
Gespecialiseerde transductie (transductie 2) ............................................................................................. 18
Conjugatie ................................................................................................................................................... 19
Genetische merkers ........................................................................................................ 20
DNA-technieken: ......................................................................................................................................... 20
Hoe kom je aan een DNA-molecuul? ............................................................................... 20
Je gaat het extraheren: .......................................................................................................... 21
Het openbreken van de cellen (lysis ........................................................................................................... 21
Eiwitten verwijderen ................................................................................................................................... 21
DNA ‘uit oplossing halen’ ............................................................................................................................ 21
Toepassen tools in PCR ................................................................................................... 22
PCR-ingrediënten: ....................................................................................................................................... 23
mRNA analyseren ........................................................................................................... 24
DNA zichtbaar maken............................................................................................................. 25
Conclusie: .............................................................................................................................. 25
,DNA en RNA-technieken ................................................................................................. 26
Sequentietechnieken ...................................................................................................... 26
Sanger sequencing (1st generation) ........................................................................................ 26
Next generation sequencing (2nd generation) ........................................................................ 27
Beyond next generation sequencing (3rd generation) ............................................................. 29
Merkertechnieken .......................................................................................................... 29
PCR-RFLP ............................................................................................................................... 30
Allel specifieke PCR ................................................................................................................ 31
PCR met microsatellieten ....................................................................................................... 32
Microarray............................................................................................................................. 32
RNA-sequencing analyses ....................................................................................................... 33
Kwantificeren qPCR & ddPCR ................................................................................................. 33
qPCR ............................................................................................................................................................ 33
ddPCR .......................................................................................................................................................... 34
qPCR vs ddPCR ............................................................................................................................................ 34
Genetische modificatie ................................................................................................... 35
CRISPR-CAS9 .......................................................................................................................... 38
Ethische zaken met betrekking tot modificatie van genen ............................................... 40
,Regulatie en modificatie genexpressie
Mechanismen die RNA-transcriptie, RNA-processing en RNA-interferentie reguleren
Reactiepaden (metabolic pathways) worden
op verschillende manieren gereguleerd:
- Snel: Negatieve feedback op
enzymactiviteit
- Langdurig: Regulatie van
enzymproductie door regulatie van
de genexpressie
Er zijn veel stappen bij de genexpressie, de
genexpressie kan in alle stappen van DNA
(DeoxyriboNucleicAcid) tot actief eiwit de
expressie ervan reguleren. De mechanismen
betrokken bij de regulatie van de
genexpressie worden epigenetische
mechanismen genoemd.
Regulatie chromatinestructuur:
- Acetylering met acetyl (-CH3CO) aan histonstaarten
- Methylering met methyl (-CH3) aan histonstaarten of aan cytosine in het DNA
- Fosforylering met fosfaat (-PO43-)
- DNA- en histonmethylering condenseren de chromatine
- Histonacetylering decondenseert
de chromatine
- De ontdekking van beïnvloeding
van chromatinestructuur door
modificatie van histonstaarten
heeft geleid tot de ‘histon-code-
hypothese’
Bij geslachtscelvorming wordt de meeste
methylering opgeheven. Het DNA wordt
gereset. Dit gebeurt niet altijd. De
overblijvende methylering is een
voorbeeld van genomische inprenting.
De markering is dan epigenetisch overerfbaar.
, Transcriptionele regulatie bij prokaryoten
Transcriptionele
regulatie
Post-transcriptionele
regulatie: RNA-
processing m.b.v. splicing
Post-transcriptionele
regulatie: RNA-
interferentie
Transcriptionele regulatie
DNA-bindingseiwitten binden altijd aan DNA met een specifieke nucleotidevolgorde,
bijvoorbeeld de TATA-box (speciale aanhechtingsplek) op de promotor van een gen.
Daarnaast zorgen DNA-bindingseiwitten voor een reactie op DNA, bijvoorbeeld transcriptie
met RNA-polymerase
Waar een blokkering plaatsvindt, ookwel, negatieve crontrole van de transcriptie door
repressie. Bij blokkering spreek je altijd van repressie.
Negative control is een mechanisme waar altijd een repressor aanwezig is die aan het DNA
bindt.
