Leerdoelen zelfstudie – Biotechnologie en Maatschappij – Yanniek Vos
Verschillen kunnen noemen tussen een prokaryote en eukaryote cel qua celstructuur, organisatie van het
genetisch materiaal en transcriptie en translatie.
Prokaryoten hebben geen celkern, nucleaire membranen, mitochondriën. E.R., golgi-apparaat, geen mitotisch
delende chromosomen (wel circulair DNA).
Prokaryoot:
Replicatie (in cytoplasma) Transcriptie (in cytoplasma) Translatie (in cytoplasma)
Initiatie 1 ORI Promotor (Pribnow-box), RNA- Kleine subeenheid bindt aan
polymerase en operators Shine Delgarno sequentie
Elongatie DNA-polymerase III RNA-polymerase 1.codonherkenning
2.peptidebinding
3.translocatie
Terminatie Replicatievork Terminatie sequentie Release factor herkent
stopcodon
Eukaryoot:
Replicatie (in kern) Transcriptie (in kern) Translatie (in cytoplasma / ER)
Initiatie Meerdere ORI’s Promotor (TATA-box), Scannen vanaf 5’-CAP tot 1e AUG
transcriptiefactoren, enhancers
en mediator
Elongatie DNA-polymerase RNA-polymerase II 1.codonherkenning
2.peptidebinding
3.translocatie
Terminatie Replicatievork / telomeer Polyadenylatie sequentie Releasefactor herkent
(AAUAAA) stopcodon.
De structuur van DNA en de bouwstenen kunnen beschrijven en de soorten
bindingen tussen deze bouwstenen kunnen noemen.
Het bestaat uit nucleotiden, die onderdelen fosfaatgroep, suikergroep en
stikstofbevattende base hebben. Deze nucleotiden zitten complementair aan de
andere streng met H-bruggen. Er zijn 2 H-bruggen bij een A-T verbinding en 3 H-
bruggen bij een G-C verbinding. De nucleotiden in een streng zitten aan elkaar
door fosfordiesterbindingen.
De stappen van DNA replicatie kunnen aangeven van zowel de leading als de lagging streng met de daarbij
behorende enzymen en hun functies.
Prokaryoot:
De DNA replicatie begint op de ORI (origin of replication), waaraan eiwitten binden die betrokken zijn
bij de replicatie.
Op de ORI zal het DNA uit elkaar gaan en zullen er twee replicatievorken ontstaan, waarbij de ene de
ene kant op gaat en de andere de andere kant op.
Uiteindelijk zal je dan eindigen met twee kopieën.
Eukaryoot:
Het DNA wordt op meerdere ORI’s geopend door DNA-helicase, hierdoor zullen de strengen uit elkaar
gaan.
De single stranded binding proteins binden aan het DNA zodat de strengen niet terug aan elkaar
kunnen binden.
Dan zal primase een RNA-primer maken van 10-15 nucleotiden lang. Dit zal gebeuren op de al
bestaande strand van 3’-- > 5’ zodat de nieuwe strand van 5’ -- > 3’ is.
Dan zal DNA-polymerase vanaf de primer beginnen met het maken van de nieuwe strand.
Bij de lagging strand kan DNA-polymerase dit niet in een keer maken dus zal hij korte Okazaki-
fragmenten maken.
Van de Okazaki-fragmenten zullen eerst de RNA-primers worden vervangen door een andere DNA-
polymerase.
Het centrale dogma van de moleculaire biologie kunnen beschrijven.
1
, Leerdoelen zelfstudie – Biotechnologie en Maatschappij – Yanniek Vos
Het centrale dogma is de replicatie, transcriptie en translatie van het genetisch materiaal in cellen.
Kunnen uitleggen wat een karyotype is en de structuur en functie van de onderdelen van een menselijk
chromosoom kunnen beschrijven.
Een karyotype is een overzicht van alle chromosomen van een organisme. Hierbij zijn er bij de mens 22 paar
autosomale chromosomen en 1 paar geslachtschromosomen.
Het proces van transcriptie kunnen beschrijven en alle betrokken componenten kunnen noemen met hun
functies.
Prokaryoot Eukaryoot
Initiatie Promotor, RNA-polymerase, operators en Promotor, transcriptiefactoren, enhancers,
activators mediator, activator en RNA polymerase
Elongatie RNA polymerase RNA polyemerase II
Terminatie Terminatiesequentie Polyadenylatie
Prokaryoten: hier zal een RNA polymerase binden aan een specifieke sequentie (promotor). Dan zullen er
meerdere RNA-polymerases tegelijkertijd een gen kunnen afschrijven. Hierna zal RNA polymerase stoppen bij
een specifieke sequentie.
Eukaryoten: hier zullen bindingseiwitten, transcriptiefactoren en later de promotor binden aan de TATA-box.
Hierna zullen meerdere RNA’polymerases tegelijkertijd een gen kunnen afschrijven. Dan zal de RNA polymerase
aankomen bij de polyadenylatiesite, hierna zal het 10-35 nucleotiden later het RNA doorknippen en wordt er
een poly-A-staart aangezet. De RNA polymerase gaat door maar de RNAstreng
wordt afgebroken door exonuclease die de RNA-polymerase uiteindelijk inhaalt.
Kunnen uitleggen in welke richting (5’of 3’) DNA en RNA worden gemaakt en
afgelezen en wat de coding en wat de template streng is.
Er kan alleen gedupliceerd of getranscribeerd worden van 3’ naar 5’ waardoor
er een 5’ naar 3’ streng ontstaat, bij zowel DNA als RNA. De leading streng is de
streng waar het DNA aan een stuk door op wordt gedupliceerd. De template
streng is het DNA waaraan nieuwe stukjes DNA worden gemaakt.
Drie modificaties kunnen noemen die het primaire transcript in de eukaryote
cellen ondergaat.
1. RNA-splicing: hierbij worden introns tussen de exonen uitgehaald om vervolgens alle exonen aan
elkaar te koppelen.
o Deze splitsing wordt gedaan door spliceosomen met daarin snurps, die bepaalde sequentie
(splicesite) herkennen, en andere eiwitten. Dan zullen de snurps op de splicesites knippen om
vervolgens de exonen aan elkaar te
maken via covalente binding.
2. 5’-capping: aan het 5’-uiteinde wordt een
gemodificeerde guanine toegevoegd.
3. Polyadenylatie: aan het 3’-uiteinde wordt een
reeks adenine-nucleotiden toegevoegd. Dit wordt
gedaan doordat er wordt gebonden aan een
polyadenylatiesequentie in het DNA waarna het
DNA wordt geknipt om de Poly-A staart aan toe te
voegen.
Kunnen uitleggen wat de genetisch code is en die kunnen
aflezen.
De genetische code is de translatie waarbij het mRNA wordt gelezen om een eiwit te vormen. Hierbij worden er
telkens 3 moleculen afgelezen om een eiwit te vormen.
2
, Leerdoelen zelfstudie – Biotechnologie en Maatschappij – Yanniek Vos
De stappen van translatie kunnen noemen en kort beschrijven en de bijbehorende componenten kunnen
noemen.
1. Initiatie:
a. Eukaryoot:
i. De kleine ribosomale subeenheid en initiatiefactoren herkennen de 5’-CAP en
binden hieraan.
ii. Dan zal deze zich over het RNA verplaatsen richting de 3’-kant om het startcodon te
vinden.
iii. Als het startcodon gevonden is, zal het initiator tRNA binden op de P-plaats van EPA
op de kleine ribosomale subeenheid.
iv. Dan zal de grote ribosomale subeenheid ook binden en kan de translatie van start.
b. Prokaryoot:
i. Hier is geen 5’-CAP aanwezig dus bevindt er voor elk gen een Shine Dalgarno
sequentie (GGAGGA) waaraan de kleine ribosomale subeenheid en de
initiatiefactoren binden.
ii. Dan zal het initiator tRNA binden op de P-plaats van EPA op de kleine ribosomale
subeenheid.
iii. Dan zal de grote ribosomale subeenheid ook binden en kan de translatie van start.
2. Elongatie:
a. Codon herkenning: hier zal een geladen tRNA in de A-site binden door te basenparen met het
anticodon op het geladen tRNA.
b. Peptide binding: peptidyl transferase zorgt ervoor dat er een binding wordt gemaakt tussen
het nieuwe aminozuur en de keten op de P- en A-site.
c. Dan zal de keten zijn overgedragen op het nieuwe tRNA en zal het lege tRNA via de E-site het
ribosoom verlaten. En zal de nieuwe tRNA verplaatsen naar de P-site.
3. Terminatie:
a. Als er een stopcodon wordt herkend zal er een releasefactor gaan binden in het ribosoom.
b. Hierdoor zal het peptide vrijkomen en zullen de ribosomale subeenheden dissociëren.
c. Dit proces kost energie maar kan door het hydolyseren van GTP blijven bestaan.
Kunnen aangeven op welk niveau de productie van een eiwit gereguleerd kan worden.
Chromatine modificatie: De structuur van de chromatine kan veranderen door
Methylatie van het DNA: bij eukaryoten zorgt dit voor blokkering van transcriptiefactoren en translatie
Aanpassingen aan de histonen: dit kan door het DNA minder compact te maken waardoor de
transcriptiefactoren er gemakkelijker bij kunnen (histon acetlyatie) of door het DNA compacter te
maken zodat het niet afgeschreven kan worden (histon methylatie).
Kunnen uitleggen wat transcriptie regulatie is en welke eiwitten en sequenties daarbij betrokken zijn.
1. Prokaryoten:
a. Negatieve regulatie: hierbij wordt via het hebben van een inducer of
repressor de activiteit van genen gereguleerd. Als voorbeeld wordt bij het
lac-operon alleen afgeschreven als er allolactose aanwezig is, want dit bindt
aan de repressor om hem inactief te maken.
b. Positieve regulatie: hierbij wordt via het hebben van een activator de
activiteit van de genen gereguleerd. Als voorbeeld wordt bij het maltose-
operon alleen afgeschreven als er een activator bindt aan de activator
binding site (voor de promotor). Deze activator wordt actief als het maltose
hieraan bindt, dan verandert deze van vorm en zal het RNA-polymerase
hieraan binden om vervolgens de transcriptie plaats te laten vinden.
2. Eukaryoten:
a. Negatieve regulatie: repressor eiwitten binden aan de silencers waardoor de
expressie van een gen wordt geremd.
b. Positieve regulatie: activatoren binden aan de enhancer sequentie waardoor
de expressie van een gen wordt gestimuleerd. Als deze enhancers ver voor de
promoter zitten, zal het DNA gebogen worden door bending proteins.
Hierdoor zal de RNA-polymerase gestimuleerd worden.
3
Verschillen kunnen noemen tussen een prokaryote en eukaryote cel qua celstructuur, organisatie van het
genetisch materiaal en transcriptie en translatie.
Prokaryoten hebben geen celkern, nucleaire membranen, mitochondriën. E.R., golgi-apparaat, geen mitotisch
delende chromosomen (wel circulair DNA).
Prokaryoot:
Replicatie (in cytoplasma) Transcriptie (in cytoplasma) Translatie (in cytoplasma)
Initiatie 1 ORI Promotor (Pribnow-box), RNA- Kleine subeenheid bindt aan
polymerase en operators Shine Delgarno sequentie
Elongatie DNA-polymerase III RNA-polymerase 1.codonherkenning
2.peptidebinding
3.translocatie
Terminatie Replicatievork Terminatie sequentie Release factor herkent
stopcodon
Eukaryoot:
Replicatie (in kern) Transcriptie (in kern) Translatie (in cytoplasma / ER)
Initiatie Meerdere ORI’s Promotor (TATA-box), Scannen vanaf 5’-CAP tot 1e AUG
transcriptiefactoren, enhancers
en mediator
Elongatie DNA-polymerase RNA-polymerase II 1.codonherkenning
2.peptidebinding
3.translocatie
Terminatie Replicatievork / telomeer Polyadenylatie sequentie Releasefactor herkent
(AAUAAA) stopcodon.
De structuur van DNA en de bouwstenen kunnen beschrijven en de soorten
bindingen tussen deze bouwstenen kunnen noemen.
Het bestaat uit nucleotiden, die onderdelen fosfaatgroep, suikergroep en
stikstofbevattende base hebben. Deze nucleotiden zitten complementair aan de
andere streng met H-bruggen. Er zijn 2 H-bruggen bij een A-T verbinding en 3 H-
bruggen bij een G-C verbinding. De nucleotiden in een streng zitten aan elkaar
door fosfordiesterbindingen.
De stappen van DNA replicatie kunnen aangeven van zowel de leading als de lagging streng met de daarbij
behorende enzymen en hun functies.
Prokaryoot:
De DNA replicatie begint op de ORI (origin of replication), waaraan eiwitten binden die betrokken zijn
bij de replicatie.
Op de ORI zal het DNA uit elkaar gaan en zullen er twee replicatievorken ontstaan, waarbij de ene de
ene kant op gaat en de andere de andere kant op.
Uiteindelijk zal je dan eindigen met twee kopieën.
Eukaryoot:
Het DNA wordt op meerdere ORI’s geopend door DNA-helicase, hierdoor zullen de strengen uit elkaar
gaan.
De single stranded binding proteins binden aan het DNA zodat de strengen niet terug aan elkaar
kunnen binden.
Dan zal primase een RNA-primer maken van 10-15 nucleotiden lang. Dit zal gebeuren op de al
bestaande strand van 3’-- > 5’ zodat de nieuwe strand van 5’ -- > 3’ is.
Dan zal DNA-polymerase vanaf de primer beginnen met het maken van de nieuwe strand.
Bij de lagging strand kan DNA-polymerase dit niet in een keer maken dus zal hij korte Okazaki-
fragmenten maken.
Van de Okazaki-fragmenten zullen eerst de RNA-primers worden vervangen door een andere DNA-
polymerase.
Het centrale dogma van de moleculaire biologie kunnen beschrijven.
1
, Leerdoelen zelfstudie – Biotechnologie en Maatschappij – Yanniek Vos
Het centrale dogma is de replicatie, transcriptie en translatie van het genetisch materiaal in cellen.
Kunnen uitleggen wat een karyotype is en de structuur en functie van de onderdelen van een menselijk
chromosoom kunnen beschrijven.
Een karyotype is een overzicht van alle chromosomen van een organisme. Hierbij zijn er bij de mens 22 paar
autosomale chromosomen en 1 paar geslachtschromosomen.
Het proces van transcriptie kunnen beschrijven en alle betrokken componenten kunnen noemen met hun
functies.
Prokaryoot Eukaryoot
Initiatie Promotor, RNA-polymerase, operators en Promotor, transcriptiefactoren, enhancers,
activators mediator, activator en RNA polymerase
Elongatie RNA polymerase RNA polyemerase II
Terminatie Terminatiesequentie Polyadenylatie
Prokaryoten: hier zal een RNA polymerase binden aan een specifieke sequentie (promotor). Dan zullen er
meerdere RNA-polymerases tegelijkertijd een gen kunnen afschrijven. Hierna zal RNA polymerase stoppen bij
een specifieke sequentie.
Eukaryoten: hier zullen bindingseiwitten, transcriptiefactoren en later de promotor binden aan de TATA-box.
Hierna zullen meerdere RNA’polymerases tegelijkertijd een gen kunnen afschrijven. Dan zal de RNA polymerase
aankomen bij de polyadenylatiesite, hierna zal het 10-35 nucleotiden later het RNA doorknippen en wordt er
een poly-A-staart aangezet. De RNA polymerase gaat door maar de RNAstreng
wordt afgebroken door exonuclease die de RNA-polymerase uiteindelijk inhaalt.
Kunnen uitleggen in welke richting (5’of 3’) DNA en RNA worden gemaakt en
afgelezen en wat de coding en wat de template streng is.
Er kan alleen gedupliceerd of getranscribeerd worden van 3’ naar 5’ waardoor
er een 5’ naar 3’ streng ontstaat, bij zowel DNA als RNA. De leading streng is de
streng waar het DNA aan een stuk door op wordt gedupliceerd. De template
streng is het DNA waaraan nieuwe stukjes DNA worden gemaakt.
Drie modificaties kunnen noemen die het primaire transcript in de eukaryote
cellen ondergaat.
1. RNA-splicing: hierbij worden introns tussen de exonen uitgehaald om vervolgens alle exonen aan
elkaar te koppelen.
o Deze splitsing wordt gedaan door spliceosomen met daarin snurps, die bepaalde sequentie
(splicesite) herkennen, en andere eiwitten. Dan zullen de snurps op de splicesites knippen om
vervolgens de exonen aan elkaar te
maken via covalente binding.
2. 5’-capping: aan het 5’-uiteinde wordt een
gemodificeerde guanine toegevoegd.
3. Polyadenylatie: aan het 3’-uiteinde wordt een
reeks adenine-nucleotiden toegevoegd. Dit wordt
gedaan doordat er wordt gebonden aan een
polyadenylatiesequentie in het DNA waarna het
DNA wordt geknipt om de Poly-A staart aan toe te
voegen.
Kunnen uitleggen wat de genetisch code is en die kunnen
aflezen.
De genetische code is de translatie waarbij het mRNA wordt gelezen om een eiwit te vormen. Hierbij worden er
telkens 3 moleculen afgelezen om een eiwit te vormen.
2
, Leerdoelen zelfstudie – Biotechnologie en Maatschappij – Yanniek Vos
De stappen van translatie kunnen noemen en kort beschrijven en de bijbehorende componenten kunnen
noemen.
1. Initiatie:
a. Eukaryoot:
i. De kleine ribosomale subeenheid en initiatiefactoren herkennen de 5’-CAP en
binden hieraan.
ii. Dan zal deze zich over het RNA verplaatsen richting de 3’-kant om het startcodon te
vinden.
iii. Als het startcodon gevonden is, zal het initiator tRNA binden op de P-plaats van EPA
op de kleine ribosomale subeenheid.
iv. Dan zal de grote ribosomale subeenheid ook binden en kan de translatie van start.
b. Prokaryoot:
i. Hier is geen 5’-CAP aanwezig dus bevindt er voor elk gen een Shine Dalgarno
sequentie (GGAGGA) waaraan de kleine ribosomale subeenheid en de
initiatiefactoren binden.
ii. Dan zal het initiator tRNA binden op de P-plaats van EPA op de kleine ribosomale
subeenheid.
iii. Dan zal de grote ribosomale subeenheid ook binden en kan de translatie van start.
2. Elongatie:
a. Codon herkenning: hier zal een geladen tRNA in de A-site binden door te basenparen met het
anticodon op het geladen tRNA.
b. Peptide binding: peptidyl transferase zorgt ervoor dat er een binding wordt gemaakt tussen
het nieuwe aminozuur en de keten op de P- en A-site.
c. Dan zal de keten zijn overgedragen op het nieuwe tRNA en zal het lege tRNA via de E-site het
ribosoom verlaten. En zal de nieuwe tRNA verplaatsen naar de P-site.
3. Terminatie:
a. Als er een stopcodon wordt herkend zal er een releasefactor gaan binden in het ribosoom.
b. Hierdoor zal het peptide vrijkomen en zullen de ribosomale subeenheden dissociëren.
c. Dit proces kost energie maar kan door het hydolyseren van GTP blijven bestaan.
Kunnen aangeven op welk niveau de productie van een eiwit gereguleerd kan worden.
Chromatine modificatie: De structuur van de chromatine kan veranderen door
Methylatie van het DNA: bij eukaryoten zorgt dit voor blokkering van transcriptiefactoren en translatie
Aanpassingen aan de histonen: dit kan door het DNA minder compact te maken waardoor de
transcriptiefactoren er gemakkelijker bij kunnen (histon acetlyatie) of door het DNA compacter te
maken zodat het niet afgeschreven kan worden (histon methylatie).
Kunnen uitleggen wat transcriptie regulatie is en welke eiwitten en sequenties daarbij betrokken zijn.
1. Prokaryoten:
a. Negatieve regulatie: hierbij wordt via het hebben van een inducer of
repressor de activiteit van genen gereguleerd. Als voorbeeld wordt bij het
lac-operon alleen afgeschreven als er allolactose aanwezig is, want dit bindt
aan de repressor om hem inactief te maken.
b. Positieve regulatie: hierbij wordt via het hebben van een activator de
activiteit van de genen gereguleerd. Als voorbeeld wordt bij het maltose-
operon alleen afgeschreven als er een activator bindt aan de activator
binding site (voor de promotor). Deze activator wordt actief als het maltose
hieraan bindt, dan verandert deze van vorm en zal het RNA-polymerase
hieraan binden om vervolgens de transcriptie plaats te laten vinden.
2. Eukaryoten:
a. Negatieve regulatie: repressor eiwitten binden aan de silencers waardoor de
expressie van een gen wordt geremd.
b. Positieve regulatie: activatoren binden aan de enhancer sequentie waardoor
de expressie van een gen wordt gestimuleerd. Als deze enhancers ver voor de
promoter zitten, zal het DNA gebogen worden door bending proteins.
Hierdoor zal de RNA-polymerase gestimuleerd worden.
3
