SMV MEDICAL GENOMICS DT1
Molecular Biology Recap
Genoom en DNA structuur
Genoom is het totaal aantal genen in de cellen van een
organisme. In een mensen zijn dit 30000 genen verdeeld over
23 chromosomen, 3.2 10^9 basenparen.
DNA is opgebouwd uit nucleotiden. Een nucleotide bestaat uit
een suikermolecuul, fosfaatgroep en 1 van de 4 basen:
adenine, cytosine, guanine en thymine. A en G hebben twee
ringen in hun structuur (purines), C en T hebben maar 1 ring
(pyrimidines). In RNA is thymine vervangen door uracil (U).
Het suikermolecuul bestaat uit een ring met vijf C-atomen en
daarnaast 1 O-atoom. Je begint met tellen bij het C-atoom
waar de base aan vast zit. Aan het vijfde C-atoom zit de
fosfaatgroep(en), dit kunnen er 3 zijn, maar ook 2 of 1.
Aan het 5e C-atoom (5’ kant) zit dus altijd een fosfaatgroep en aan
het 3e C-atoom (3’ kant) zit de fosfaatgroep van de andere
nucleotide verbonden met een hydroxy-binding. Bij een losse
nucleotide zit dus aan de 5’ kant zit een fosfaatgroep en aan de 3’
kant en OH-groep die vrij is voor polymerisatie. De 5’ kant plaats je
altijd links en begin je met lezen van de basen. Aan de 3’ kant
worden er nucleotiden toegevoegd door de DNA polymerase om de
DNA streng langer te maken.
DNA zit in een dubbele helix structuur, 1 DNA streng zit altijd samen
met een complementaire streng. Er zijn hier basenparen gevormd. C
bindt met G en A bindt met T. C&G zitten gepaard door 3
waterstofbruggen, A&T kunnen maar twee waterstofbruggen maken.
Een C&G-paar heeft dus een sterkere binding dan A&T-paar.
Centrale dogma
DNA is een template voor RNA dat wordt gemaakt via transcriptie (5’ naar 3’). RNA is een
onstabiele kopie van DNA en is template voor eiwitten gemaakt door translatie. Eiwitten zijn
de bouwblokken van de cel, en zorgt voor al de functies die de cel uitoefent.
Voor transcriptie initiatie heb je een promotor sequentie nodig, hier kan de RNA polymerase
binden. hierdoor kan er RNA worden gemaakt. Transcriptie wordt gereguleerd door regulatie
sequenties die op de promotor, upstream of downstream zitten. Transcriptie stopt als de
terminatie site is bereikt, dan zal de RNA-polymerase loslaten van de streng. Als het RNA is
gevormd zijn er twee andere sequenties van toepassing: startcodon en stopcodon. Het
startcodon wordt herkent door de ribosoom en is waar de translatie begint, het vormen van
polypeptideketen. Translatie gaat door totdat het stopcodon is bereikt.
,Genorganisatie
Prokaryoten en eukaryoten verschillen qua genorganisatie. Bij prokaryoten zitten meerdere
genen samen in een cluster en delen regulatie elementen, de genen worden dus samen
gereguleerd. De genen zitten vaak op basis van functie georganiseerd in een cluster. Van
deze genen wordt dan ook maar 1 RNA product gemaakt waaruit verschillende eiwitten
worden gemaakt. Prokaryoten hebben ook weinig RNA processing, er zijn geen introns en
exons. Het DNA is circulair en bevindt zich in het cytoplasma.
Bij eukaryoten wordt 1 eiwit uit RNA product gemaakt. Ook wordt er veel aan RNA
processing gedaan met introns (eruit) en exons (blijven erin). Door alternative splicing kan er
uit 1 gen wel meerdere eiwitten worden gemaakt (niet tegelijkertijd). Dan worden er
bepaalde exons niet meegenomen. Daarnaast zit bij eukaryoten DNA in de celkern.
Transcriptie
Initiatie van transcriptie is erg streng gereguleerd. De regulatie vindt plaats door de
promotor, vaak met TATA-box, enhancers en activators. Enhancers zijn een deel van het
DNA waaraan een activator bindt. Voordat transcriptie bindt moeten de transcriptiefactoren
binden aan de promotor en vormen ze met een groep mediator eiwitten een complex. RNA-
polymerase is ook betrokken in dit complex. Vervolgens moeten de activator eiwitten binden
aan het complex waarvoor een DNA buig-eiwit nodig is. Dan begint de transcriptie.
DNA vs. RNA
RNA verschilt van DNA op twee vlakken:
1. Op het 2e C-atoom zit bij de suikergroep van DNA alleen een H-atoom (deoxyribose)
en bij RNA zit er een OH-groep (ribose).
2. DNA heeft als base thymine (T) en RNA heeft daarvoor in de plaats uracil (U).
Translatie
Als RNA is gevormd gaat het uit de celkern in het cytoplasma waar ze binden aan
ribosomen. De translatie kan beginnen. Drie nucleotiden vormen samen een triplet (codon)
die een code vormt voor een aminozuur. Het startcodon is AUG en het aminozuur daarvoor
is Met. Er zijn aminozuren die worden gecodeerd door meer dan 1 triplet (redundantie). 3
triplets coderen niet voor een aminozuur en dienen als stopcodon.
, Er zijn 20 aminozuren die allemaal dezelfde backbone structuur
hebben met andere zijgroepen. Een aminogroep, carboxylgroep
en een alpha C-atoom zitten in alle aminozuren. Als er een
polypeptide keten wordt gemaakt linkt de carboxylgroep aan de
aminogroep van het andere aminozuur. Hierbij komt water vrij, het
is een condensatiereactie. Hierdoor krijg je een keten met een N-
terminus en een C-terminus. N-terminus zit altijd links en C-
terminus zit altijd rechts. Aan de C-kant worden altijd nieuwe peptiden gebonden.
tRNA zorgt ervoor dat een triplet kan worden omgezet in een aminozuur. tRNA is RNA die
zich in een bepaalde structuur heeft gevouwen. Deze bevat ook een triplet die het anticodon
heet. Die is complementair aan een triplet voor van het mRNA. Een bepaald enzym is
verantwoordelijk voor het binden van een aminozuur aan een tRNA molecuul. Het
aminozuur kan nu worden toegevoegd aan de groeiende polypeptideketen, dit gebeurt in het
ribosoom. De tRNA bindt in de A-plaats en de ribosoom verschuift waardoor de tRNA
verschuift naar de P-plaats. Hier wordt de peptide link gemaakt en wordt het aminozuur
opgenomen in polypeptideketen. Daarna beweegt ribosoom weer en wordt het tRNA
molecuul vrijgelaten in het cytoplasma. Altijd zodra de A-plaats vrijkomt, bindt er weer een
nieuw tRNA molecuul.
Eiwitstructuur
Je hebt verschillende rangen van eiwitstructuur:
- Primaire structuur: aminozuursequentie
- Secundaire structuur: vouwen van het aminozuur, zoals alpha helix en beta-sheet.
De beta-sheet is een platte structuur waarbij aminozuurketen bochten maakt en
parallel of anti parallel lopen naast elkaar. Een alpha helix is spiraalvormig. Er zijn
bepaalde aminozuren die vaker voorkomen in beta sheets of alpha helixen en andere
aminozuren kunnen de structuur vrij onstabiel maken. Met de primaire structuur kun
je dus al voorspellen welke secundaire structuur het waarschijnlijk wel of niet gaan
aannemen.
- Tertiaire structuur: eiwit wordt gestabiliseerd door loops en andere sterke interacties.
Dit kan de uiteindelijke structuur van een eiwit zijn.
- Quaternaire structuur: meerdere eiwit subunits vormen een complex.
Molecular Biology Recap
Genoom en DNA structuur
Genoom is het totaal aantal genen in de cellen van een
organisme. In een mensen zijn dit 30000 genen verdeeld over
23 chromosomen, 3.2 10^9 basenparen.
DNA is opgebouwd uit nucleotiden. Een nucleotide bestaat uit
een suikermolecuul, fosfaatgroep en 1 van de 4 basen:
adenine, cytosine, guanine en thymine. A en G hebben twee
ringen in hun structuur (purines), C en T hebben maar 1 ring
(pyrimidines). In RNA is thymine vervangen door uracil (U).
Het suikermolecuul bestaat uit een ring met vijf C-atomen en
daarnaast 1 O-atoom. Je begint met tellen bij het C-atoom
waar de base aan vast zit. Aan het vijfde C-atoom zit de
fosfaatgroep(en), dit kunnen er 3 zijn, maar ook 2 of 1.
Aan het 5e C-atoom (5’ kant) zit dus altijd een fosfaatgroep en aan
het 3e C-atoom (3’ kant) zit de fosfaatgroep van de andere
nucleotide verbonden met een hydroxy-binding. Bij een losse
nucleotide zit dus aan de 5’ kant zit een fosfaatgroep en aan de 3’
kant en OH-groep die vrij is voor polymerisatie. De 5’ kant plaats je
altijd links en begin je met lezen van de basen. Aan de 3’ kant
worden er nucleotiden toegevoegd door de DNA polymerase om de
DNA streng langer te maken.
DNA zit in een dubbele helix structuur, 1 DNA streng zit altijd samen
met een complementaire streng. Er zijn hier basenparen gevormd. C
bindt met G en A bindt met T. C&G zitten gepaard door 3
waterstofbruggen, A&T kunnen maar twee waterstofbruggen maken.
Een C&G-paar heeft dus een sterkere binding dan A&T-paar.
Centrale dogma
DNA is een template voor RNA dat wordt gemaakt via transcriptie (5’ naar 3’). RNA is een
onstabiele kopie van DNA en is template voor eiwitten gemaakt door translatie. Eiwitten zijn
de bouwblokken van de cel, en zorgt voor al de functies die de cel uitoefent.
Voor transcriptie initiatie heb je een promotor sequentie nodig, hier kan de RNA polymerase
binden. hierdoor kan er RNA worden gemaakt. Transcriptie wordt gereguleerd door regulatie
sequenties die op de promotor, upstream of downstream zitten. Transcriptie stopt als de
terminatie site is bereikt, dan zal de RNA-polymerase loslaten van de streng. Als het RNA is
gevormd zijn er twee andere sequenties van toepassing: startcodon en stopcodon. Het
startcodon wordt herkent door de ribosoom en is waar de translatie begint, het vormen van
polypeptideketen. Translatie gaat door totdat het stopcodon is bereikt.
,Genorganisatie
Prokaryoten en eukaryoten verschillen qua genorganisatie. Bij prokaryoten zitten meerdere
genen samen in een cluster en delen regulatie elementen, de genen worden dus samen
gereguleerd. De genen zitten vaak op basis van functie georganiseerd in een cluster. Van
deze genen wordt dan ook maar 1 RNA product gemaakt waaruit verschillende eiwitten
worden gemaakt. Prokaryoten hebben ook weinig RNA processing, er zijn geen introns en
exons. Het DNA is circulair en bevindt zich in het cytoplasma.
Bij eukaryoten wordt 1 eiwit uit RNA product gemaakt. Ook wordt er veel aan RNA
processing gedaan met introns (eruit) en exons (blijven erin). Door alternative splicing kan er
uit 1 gen wel meerdere eiwitten worden gemaakt (niet tegelijkertijd). Dan worden er
bepaalde exons niet meegenomen. Daarnaast zit bij eukaryoten DNA in de celkern.
Transcriptie
Initiatie van transcriptie is erg streng gereguleerd. De regulatie vindt plaats door de
promotor, vaak met TATA-box, enhancers en activators. Enhancers zijn een deel van het
DNA waaraan een activator bindt. Voordat transcriptie bindt moeten de transcriptiefactoren
binden aan de promotor en vormen ze met een groep mediator eiwitten een complex. RNA-
polymerase is ook betrokken in dit complex. Vervolgens moeten de activator eiwitten binden
aan het complex waarvoor een DNA buig-eiwit nodig is. Dan begint de transcriptie.
DNA vs. RNA
RNA verschilt van DNA op twee vlakken:
1. Op het 2e C-atoom zit bij de suikergroep van DNA alleen een H-atoom (deoxyribose)
en bij RNA zit er een OH-groep (ribose).
2. DNA heeft als base thymine (T) en RNA heeft daarvoor in de plaats uracil (U).
Translatie
Als RNA is gevormd gaat het uit de celkern in het cytoplasma waar ze binden aan
ribosomen. De translatie kan beginnen. Drie nucleotiden vormen samen een triplet (codon)
die een code vormt voor een aminozuur. Het startcodon is AUG en het aminozuur daarvoor
is Met. Er zijn aminozuren die worden gecodeerd door meer dan 1 triplet (redundantie). 3
triplets coderen niet voor een aminozuur en dienen als stopcodon.
, Er zijn 20 aminozuren die allemaal dezelfde backbone structuur
hebben met andere zijgroepen. Een aminogroep, carboxylgroep
en een alpha C-atoom zitten in alle aminozuren. Als er een
polypeptide keten wordt gemaakt linkt de carboxylgroep aan de
aminogroep van het andere aminozuur. Hierbij komt water vrij, het
is een condensatiereactie. Hierdoor krijg je een keten met een N-
terminus en een C-terminus. N-terminus zit altijd links en C-
terminus zit altijd rechts. Aan de C-kant worden altijd nieuwe peptiden gebonden.
tRNA zorgt ervoor dat een triplet kan worden omgezet in een aminozuur. tRNA is RNA die
zich in een bepaalde structuur heeft gevouwen. Deze bevat ook een triplet die het anticodon
heet. Die is complementair aan een triplet voor van het mRNA. Een bepaald enzym is
verantwoordelijk voor het binden van een aminozuur aan een tRNA molecuul. Het
aminozuur kan nu worden toegevoegd aan de groeiende polypeptideketen, dit gebeurt in het
ribosoom. De tRNA bindt in de A-plaats en de ribosoom verschuift waardoor de tRNA
verschuift naar de P-plaats. Hier wordt de peptide link gemaakt en wordt het aminozuur
opgenomen in polypeptideketen. Daarna beweegt ribosoom weer en wordt het tRNA
molecuul vrijgelaten in het cytoplasma. Altijd zodra de A-plaats vrijkomt, bindt er weer een
nieuw tRNA molecuul.
Eiwitstructuur
Je hebt verschillende rangen van eiwitstructuur:
- Primaire structuur: aminozuursequentie
- Secundaire structuur: vouwen van het aminozuur, zoals alpha helix en beta-sheet.
De beta-sheet is een platte structuur waarbij aminozuurketen bochten maakt en
parallel of anti parallel lopen naast elkaar. Een alpha helix is spiraalvormig. Er zijn
bepaalde aminozuren die vaker voorkomen in beta sheets of alpha helixen en andere
aminozuren kunnen de structuur vrij onstabiel maken. Met de primaire structuur kun
je dus al voorspellen welke secundaire structuur het waarschijnlijk wel of niet gaan
aannemen.
- Tertiaire structuur: eiwit wordt gestabiliseerd door loops en andere sterke interacties.
Dit kan de uiteindelijke structuur van een eiwit zijn.
- Quaternaire structuur: meerdere eiwit subunits vormen een complex.
