Biologie VWO 5 Thema 2 – DNA
Basisstof 1 – Wat kun je doen met DNA?
DNA bevat de informatie voor de erfelijke eigenschappen van een levende cel.
Genetische modificatie: DNA wordt gewijzigd. Een gen van een bepaald organisme wordt
overgebracht naar het DNA van een ander organisme. Organismen waarbij het DNA is
veranderd, noem je transgeen ggo of gmo.
Bij gentherapie vervangt men ‘zieke’ genen voor gezonde genen voor een bepaalde
eigenschap.
Basisstof 2 – De bouw en functie van DNA
Genoom: het geheel aan erfelijke informatie in een cel van een organisme.
Bij eukaryoten: al het DNA in de celkern en het DNA in celorganellen. DNA in
mitochondriën (mtDNA) en DNA in chloroplasten.
Bij prokaryoten: al het DNA dat los in het cytoplasma van de cel voorkomt. Circulair DNA-
molecuul en ze bezitten plasmiden (korte stukjes circulair DNA).
DNA is een nucleïnezuur en is opgebouwd uit 4 verschillende bouwstenen (nucleotiden).
Elke nucleotide bestaat uit een fosfaatgroep, desoxyribose en een stikstofbase.
Basenparing: de stikstofbasen van de beide nucleotideketens zijn twee aan twee met
elkaar gebonden in vast paren:
Adenine (A) is verbonden met Thymine (T)
Cytosine (C) is verbonden met Guanine (G)
Desoxyribose heeft 5 C-atomen. Aan nummer 1 zit de stikstofbase, aan 5 zit de
fosfaatgroep en aan 3 zit OH groep die door condensatiereactie bindt met fosfaatgroep
van volgende nucleotide, waardoor een keten vormt met afwisselend monosachariden en
fosfaatgroepen.
Aan het ene uiteinde zie je OH-groep die aan derde C-atoom vastzit (3’ uiteinde). Een
ander uiteinde een fosfaatgroep die aan vijfde C-atoom vastzit (5’ uiteinde).
DNA bestaat uit twee nucleotideketens, die in een dubbele spiraal (helix-structuur) om
elkaar heen gewonden liggen. Ze zijn complementair door vaste basenparing. De ketens
lopen in tegengestelde richting: de ene van 3’ naar 5’ en de andere van 5’ naar 3’.
Dubbelstrengs DNA wordt rond histonen (eiwitten) gewikkeld. Een aantal histonen met DNA
vormt een nucleosoom. Het DNA tussen de nucleosomen wordt koppelings-DNA genoemd.
Nucleotideketen
A en T C en G
Nucleotideketen
,Een gen is een stuk DNA dat codeert voor de synthese van één of meer eiwitten. Elk gen
heeft een vaste plaats (locus) op een chromosoom.
Allelen: verschillende varianten van hetzelfde gen.
Niet-coderend DNA: DNA wat niet codeert voor eiwitten. Regulerende functie bij synthese
van eiwitten.
DNA-sequentie: de volgorde waarin nucleotiden zijn gerangschikt.
Basisstof 3 – DNA-replicatie
DNA-replicatie vindt plaats in de S-fase van de celcyclus.
DNA-replicatie begint bij een replicatiestartpunt. Het enzym helicase verbreekt de
waterstofbruggen tussen de basenparen, waardoor een replicatiebel ontstaat. Op de plaats
waar de basenparing is verbroken, binden speciale eiwitten (single-strand binding
proteïnen) aan de strengen, die voorkomen dat replicatiebel weer dicht gaat.
DNA-polymerase verbindt vrije nucleotiden (dATP, dTTP, dCTP en dGTP) met
waterstofbruggen aan de vrijgekomen stikstofbasen van een enkelvoudige nucleotideketen.
Aan elke originele nucleotideketen ontstaat een nieuwe complementaire nucleotideketen.
DNA-replicatie vindt langs beide ketens plaats in de richting van het 3’-uiteinde naar het 5’-
uiteinde, dus het synthetiseren gebeurd andersom.
Langs de leidende streng volgt het DNA-polymerase het uiteenwijken van de ketens.
Langs de andere keten gebeurd DNA-polymerase omgekeerd en steeds in kleine stukjes.
DNA-ligase koppelt de korte DNA-fragmenten aan elkaar, waardoor de volgende streng
wordt gevormd.
Na DNA-relpicatie bestaat een chromosoom uit twee chromatiden die vastzitten met een
centromeer.
Met PCR en gelelektroforese kan men de nucleotidensequentie van DNA bepalen
PCR: het kopiëren van een of meer specifieke gedeelten het uit DNA in een PCR-machine. Je
hebt primers (korte stukjes DNA gemaakt in laboratorium) nodig.
Gelelektroforese (sequensen): het scheiden van DNA-fragmenten op grond van hun grootte.
Aan didesoxynucleotiden is stof gebonden die bepaalde kleur flueresceert (label).
Een DNA-fingerprint is het unieke DNA-profiel van een persoon.
Repetitief DNA: herhalingen van korte DNA-sequenties. Verschilt per persoon.
Met restrictie-enzymen worden de loci met repeats uit het DNA geknipt. Hoe groter het
aantal repeats, hoe groter het DNA fragment dat ontstaat.
Basisstof 4 – Transcriptie
Bij transcriptie wordt langs een deel van een nucleotideketen van een DNa-molecuul een
RNA-molecuul gevormd door het enzym RNA-polymerase. RNA bestaat uit een enkele streng
nucleotiden, bevat ribose in plaats van desoxyribose en bevat uracil (U) in plaats van
thymine (T).
, RNA-polymerase bindt aan een promotor, dan begint transcriptie. Bij sommige eukaryoten
kan RNA-polymerase alleen aan promotor binden als er bepaalde eiwitten aan gebonden zijn
(transcriptiefactoren).
Template-streng matrijstreng: de nucleotideketen waarlangs het mRNA ontstaat. De keten
met de promotor.
Coderende streng: de nucleotideketen die niet wordt gebruikt. Heeft dezelfde
nucleotidevolgorde als het RNA dat ontstaat, maar heeft een U in plaats van T.
Vanaf de promotor worden de waterstofbruggen in het DNA-molecuul tussen beide
nucleotideketens verbroken in de richting van het 3’-uiteinde naar het 5’-uiteinde. Er
ontstaat een RNA-keten in de 5’ 3’ richting langs de DNA-keten. De transcriptie stopt
wanneer het eindsignaal is bereikt.
Een reuzenchromosoom bestaat uit duizenden chromatiden, doordat veel DNA-replicaties
plaatsvinden, waar de kern of cel niet deelt. De plaatsen waar transcripties plaats heeft
gevonden zijn zichtbaar als verdikkingen (puffs)
Verschillende typen RNA:
Messenger-RNA (mRNA): brengt informatie van het DNA voor het coderen van eiwitten naar
de ribosomen.
Ribosomaal RNA (rRNA): bestanddeel van ribosomen.
Transfer-RNA (tRNA): bindt aan een aminozuur uit het cytoplasma.
Bij eukaryoten wordt het mRNA van de kern naar de ribosomen in het cytoplasma vervoerd.
Bij prokaryoten bevindt het DNA zich in het cytoplasma.
RNA-molecuul dat bij transcriptie wordt gesynthetiseerd noemen we pre-mRNA, omdat het
nog bewerkt wordt voordat het de celkern verlaat.
RNA-processing: het bewerken van pre-mRNA.
DNA en pre-mRNA bevatten introns (niet-coderend DNA) en exons (wel coderend DNA).
Splicing: spliceosomen knippen de introns uit het pre-mRNA en verbinden de exons aan
elkaar. Hierdoor ontstaat mRNA dat de informatie bevat voor de synthese van een eiwit.
Basisstof 5 – Translatie en eiwitsynthese
Erfelijke eigenschappen komen tot uiting in het fenotype door de aanwezigheid van
bepaalde eiwitten.
Om één aminozuur te coderen, zijn drie opeenvolgende nucleotiden nodig (triplet of codon).
Genetische code: de volgorde van nucleotiden in een mRNA-molecuul bepaald welke
aminozuren in een eiwitmolecuul worden ingebouwd. Synthese begint altijd bij het
startcodon (AUG) en stopt bij een stopcodon (UAA, UAG of UGA).
Het cytoplasma bevat tRNA-aminozuurcomplexen. Drie nucleotiden op een van de lussen
vormen een anticodon dat kan binden aan de stikstofbasen van een complementair codon
van een mRNA-molecuul.
Translatie: in ribosomen wordt aan de hand van de codons in mRNA een polypeptideketen
gevormd.
Een ribosoom en een tRNA-methioninecomplex binden aan het startcodon. Een tRNA-
aminozuurcomplex passeert in een ribosoom achtereenvolgens de A-, P- en E-plaats.
Basisstof 1 – Wat kun je doen met DNA?
DNA bevat de informatie voor de erfelijke eigenschappen van een levende cel.
Genetische modificatie: DNA wordt gewijzigd. Een gen van een bepaald organisme wordt
overgebracht naar het DNA van een ander organisme. Organismen waarbij het DNA is
veranderd, noem je transgeen ggo of gmo.
Bij gentherapie vervangt men ‘zieke’ genen voor gezonde genen voor een bepaalde
eigenschap.
Basisstof 2 – De bouw en functie van DNA
Genoom: het geheel aan erfelijke informatie in een cel van een organisme.
Bij eukaryoten: al het DNA in de celkern en het DNA in celorganellen. DNA in
mitochondriën (mtDNA) en DNA in chloroplasten.
Bij prokaryoten: al het DNA dat los in het cytoplasma van de cel voorkomt. Circulair DNA-
molecuul en ze bezitten plasmiden (korte stukjes circulair DNA).
DNA is een nucleïnezuur en is opgebouwd uit 4 verschillende bouwstenen (nucleotiden).
Elke nucleotide bestaat uit een fosfaatgroep, desoxyribose en een stikstofbase.
Basenparing: de stikstofbasen van de beide nucleotideketens zijn twee aan twee met
elkaar gebonden in vast paren:
Adenine (A) is verbonden met Thymine (T)
Cytosine (C) is verbonden met Guanine (G)
Desoxyribose heeft 5 C-atomen. Aan nummer 1 zit de stikstofbase, aan 5 zit de
fosfaatgroep en aan 3 zit OH groep die door condensatiereactie bindt met fosfaatgroep
van volgende nucleotide, waardoor een keten vormt met afwisselend monosachariden en
fosfaatgroepen.
Aan het ene uiteinde zie je OH-groep die aan derde C-atoom vastzit (3’ uiteinde). Een
ander uiteinde een fosfaatgroep die aan vijfde C-atoom vastzit (5’ uiteinde).
DNA bestaat uit twee nucleotideketens, die in een dubbele spiraal (helix-structuur) om
elkaar heen gewonden liggen. Ze zijn complementair door vaste basenparing. De ketens
lopen in tegengestelde richting: de ene van 3’ naar 5’ en de andere van 5’ naar 3’.
Dubbelstrengs DNA wordt rond histonen (eiwitten) gewikkeld. Een aantal histonen met DNA
vormt een nucleosoom. Het DNA tussen de nucleosomen wordt koppelings-DNA genoemd.
Nucleotideketen
A en T C en G
Nucleotideketen
,Een gen is een stuk DNA dat codeert voor de synthese van één of meer eiwitten. Elk gen
heeft een vaste plaats (locus) op een chromosoom.
Allelen: verschillende varianten van hetzelfde gen.
Niet-coderend DNA: DNA wat niet codeert voor eiwitten. Regulerende functie bij synthese
van eiwitten.
DNA-sequentie: de volgorde waarin nucleotiden zijn gerangschikt.
Basisstof 3 – DNA-replicatie
DNA-replicatie vindt plaats in de S-fase van de celcyclus.
DNA-replicatie begint bij een replicatiestartpunt. Het enzym helicase verbreekt de
waterstofbruggen tussen de basenparen, waardoor een replicatiebel ontstaat. Op de plaats
waar de basenparing is verbroken, binden speciale eiwitten (single-strand binding
proteïnen) aan de strengen, die voorkomen dat replicatiebel weer dicht gaat.
DNA-polymerase verbindt vrije nucleotiden (dATP, dTTP, dCTP en dGTP) met
waterstofbruggen aan de vrijgekomen stikstofbasen van een enkelvoudige nucleotideketen.
Aan elke originele nucleotideketen ontstaat een nieuwe complementaire nucleotideketen.
DNA-replicatie vindt langs beide ketens plaats in de richting van het 3’-uiteinde naar het 5’-
uiteinde, dus het synthetiseren gebeurd andersom.
Langs de leidende streng volgt het DNA-polymerase het uiteenwijken van de ketens.
Langs de andere keten gebeurd DNA-polymerase omgekeerd en steeds in kleine stukjes.
DNA-ligase koppelt de korte DNA-fragmenten aan elkaar, waardoor de volgende streng
wordt gevormd.
Na DNA-relpicatie bestaat een chromosoom uit twee chromatiden die vastzitten met een
centromeer.
Met PCR en gelelektroforese kan men de nucleotidensequentie van DNA bepalen
PCR: het kopiëren van een of meer specifieke gedeelten het uit DNA in een PCR-machine. Je
hebt primers (korte stukjes DNA gemaakt in laboratorium) nodig.
Gelelektroforese (sequensen): het scheiden van DNA-fragmenten op grond van hun grootte.
Aan didesoxynucleotiden is stof gebonden die bepaalde kleur flueresceert (label).
Een DNA-fingerprint is het unieke DNA-profiel van een persoon.
Repetitief DNA: herhalingen van korte DNA-sequenties. Verschilt per persoon.
Met restrictie-enzymen worden de loci met repeats uit het DNA geknipt. Hoe groter het
aantal repeats, hoe groter het DNA fragment dat ontstaat.
Basisstof 4 – Transcriptie
Bij transcriptie wordt langs een deel van een nucleotideketen van een DNa-molecuul een
RNA-molecuul gevormd door het enzym RNA-polymerase. RNA bestaat uit een enkele streng
nucleotiden, bevat ribose in plaats van desoxyribose en bevat uracil (U) in plaats van
thymine (T).
, RNA-polymerase bindt aan een promotor, dan begint transcriptie. Bij sommige eukaryoten
kan RNA-polymerase alleen aan promotor binden als er bepaalde eiwitten aan gebonden zijn
(transcriptiefactoren).
Template-streng matrijstreng: de nucleotideketen waarlangs het mRNA ontstaat. De keten
met de promotor.
Coderende streng: de nucleotideketen die niet wordt gebruikt. Heeft dezelfde
nucleotidevolgorde als het RNA dat ontstaat, maar heeft een U in plaats van T.
Vanaf de promotor worden de waterstofbruggen in het DNA-molecuul tussen beide
nucleotideketens verbroken in de richting van het 3’-uiteinde naar het 5’-uiteinde. Er
ontstaat een RNA-keten in de 5’ 3’ richting langs de DNA-keten. De transcriptie stopt
wanneer het eindsignaal is bereikt.
Een reuzenchromosoom bestaat uit duizenden chromatiden, doordat veel DNA-replicaties
plaatsvinden, waar de kern of cel niet deelt. De plaatsen waar transcripties plaats heeft
gevonden zijn zichtbaar als verdikkingen (puffs)
Verschillende typen RNA:
Messenger-RNA (mRNA): brengt informatie van het DNA voor het coderen van eiwitten naar
de ribosomen.
Ribosomaal RNA (rRNA): bestanddeel van ribosomen.
Transfer-RNA (tRNA): bindt aan een aminozuur uit het cytoplasma.
Bij eukaryoten wordt het mRNA van de kern naar de ribosomen in het cytoplasma vervoerd.
Bij prokaryoten bevindt het DNA zich in het cytoplasma.
RNA-molecuul dat bij transcriptie wordt gesynthetiseerd noemen we pre-mRNA, omdat het
nog bewerkt wordt voordat het de celkern verlaat.
RNA-processing: het bewerken van pre-mRNA.
DNA en pre-mRNA bevatten introns (niet-coderend DNA) en exons (wel coderend DNA).
Splicing: spliceosomen knippen de introns uit het pre-mRNA en verbinden de exons aan
elkaar. Hierdoor ontstaat mRNA dat de informatie bevat voor de synthese van een eiwit.
Basisstof 5 – Translatie en eiwitsynthese
Erfelijke eigenschappen komen tot uiting in het fenotype door de aanwezigheid van
bepaalde eiwitten.
Om één aminozuur te coderen, zijn drie opeenvolgende nucleotiden nodig (triplet of codon).
Genetische code: de volgorde van nucleotiden in een mRNA-molecuul bepaald welke
aminozuren in een eiwitmolecuul worden ingebouwd. Synthese begint altijd bij het
startcodon (AUG) en stopt bij een stopcodon (UAA, UAG of UGA).
Het cytoplasma bevat tRNA-aminozuurcomplexen. Drie nucleotiden op een van de lussen
vormen een anticodon dat kan binden aan de stikstofbasen van een complementair codon
van een mRNA-molecuul.
Translatie: in ribosomen wordt aan de hand van de codons in mRNA een polypeptideketen
gevormd.
Een ribosoom en een tRNA-methioninecomplex binden aan het startcodon. Een tRNA-
aminozuurcomplex passeert in een ribosoom achtereenvolgens de A-, P- en E-plaats.
