Cellen en Weefsels Deeltentamen 1
H5 DNA Replication, Repair & Recombination
H5-1 Replication
Mutatie rate: 1 nucleotide substitutie per 10^10 cel generatie
E coli: 10^6 nucleotide paren
Mens: 10^9 nucleotide paren
DNA polymerase
- ‘5 —> ‘3 chain growth
- Twee katalytische site:
- Polymeriseren (P-site)
- Editen (E-site)
- Exonucleotide proofreading
- Exonucleose knipt foute DNA eruit
- Door de twee sites kan DNA polymerase niet:
- Replicatie initiëren
- Primase nodig (RNA polymerase)
- Repliceren ‘5 —> ‘3
- Als er nucleotide wordt uitgehaald en polymerase gaat
van ’3 —> ‘5 is er geen energiebron om weer een nucleotide in te zetten
(fosfaatgroep is weg)
- Met sliding clamp
Sliding clamp
- Houdt DNA polymerase op DNA
,Helicase
- Haalt strengen uit elkaar
- Met ATP hydrolyse
Single strand DNA binding protein
- Bindt aan DNA op lagging strand waar later Okazaki fragmenten op komen
- Om hairpin formatie te voorkomen, niet om base pair vorming te voorkomen
Strand directed mismatch repair machine
- Extra check op mismatches
- Repair eiwitten halen alleen nucleotiden uit nieuwe streng niet uit
template streng
- Hoe?:
- Bacterien: Methylatie op oude streng en nick op de nieuwe
streng
- Eukaryoten: Nicks op lagging strand door Okazaki fragmenten
- MutS & MutL
“Winding” probleem oplossen
- DNA topoisomerase I
- Maakt single strand break (fosfodiester binding)
- Koppelt hieraan om energie niet verloren te laten gaan
- Gebruikt geen ATP
- DNA topoisomerase II
- Maakt double strand break
- Gebruikt 2 ATP
Initiatie van DNA replicatie in bacteriën
- 1 Ori: AT-rijke sequentie makkelijk uit elkaar te halen
- Hebben twee waterstofbruggen
1. Initiate eiwitten binden aan Ori
2. DNA helices gebonden aan een helicase-loading-eiwit bindt aan Ori
3. Helicase loading eiwit eraf, activatie van helicasen
4. DNA primase —> RNA primer
5. DNA polymerase
6. Nog twee DNA polymerases op lagging strand —————>>
- Moeten genoeg nutriënten zijn
- Na initiatie: initiatie eiwitten worden afgebroken
, - Refractory periode: geen nieuwe initiatie kan worden gestart
- Door DAM methylatie: specifieke methylatie patroon
Initiate van DNA replicatie in eukaryoten
- Veel Ori’s
- Mag maar 1 keer per celcyclus worden geactiveerd
- G1: ORC bindt —> helicase’s binden maar zijn nog niet actief
- S: helicase’s en ORC worden gefosforyleerd —> helicase actief, ORC inactief
- G1 weer: ORC defosforyleerd, ORC weer actief
Transcriptie stopt niet door stopcodons
Telomeren
- Beschermt DNA eind: moet niet herkent worden als een double strand break
- Dat niet evt chromosomen aan elkaar worden gebonden
- Telomeren worden korter en korter totdat ze niet meer kunnen delen
- Zonder telomeren kunnen cellen niet meer delen
- Om ze te beschermen tegen DNA reparatie:
- Single strand overhang wordt gemaakt
- Overhang wordt gevormd doordat hier RNA primer zat maar die wordt opgegeten
- Telomerase maakt een overhang
- Looped en bindt aan dubbelstrengs DNA
- Shelterin eiwit is een cap die op de loop bindt en het stabiel
houdt
H5-2 Repair & Recombination
DNA wordt constant beschadigd
- Interacties met water
- Depuriniatie
- Deaminatie
- Leidt tot abnormale basen
- Behalve gemethyleerd cytosine —> thymine
- Repareren hiervan leid tot onbetrouwbare reparaties
- Dus worden dit niet gedaan en verdwijnen cytosines steeds
Base excision repair
- DNA glycosylases
, - Flippen basen naar buiten, abnormale basen worden eruit
geknipt
- Endouclease en fosfodiesterase verwijderen suiker fosfaat
deel van streng
- DNA polymerase
- DNA ligase
- Deaminaties & Depurinaties
Nucleotide excision repair
- Bij grote beschadigingen
- Bulky guanine adducts
- Pyrimidine dimeer vorming:
- Bijv door zonlicht
- Nuclease knipt groot stuk weg
- Verwijdering met behulp van (in dit geval) helicase
- DNA polymerase
- Ligase
- Koppeling tussen repair en transcriptie belangrijk
Translesie
- Bij zware beschadigingen
- Sliding clamp geubiquitineerd —> DNA polymerase laat los
- Translesie DNA polymerase bindt
- Minder kieskeurig, minder nauwkeurig
- Educated guess welke base moet worden geplaatst
- Sneller mutatie
Non homologous end joining
- Beschadiging in beide DNA strengen
- Double strand breaks
- Ku Heterodimeren herkenennen einden
- Bijgeknipt en willekeurig aan elkaar geplakt
- Snel
- Litteken in DNA (mutatie)
- Kan twee chromosomen aan elkaar koppelen (translocatie)
Problemen met DNA reparatie mechanismen leidt tot ziekten
H5 DNA Replication, Repair & Recombination
H5-1 Replication
Mutatie rate: 1 nucleotide substitutie per 10^10 cel generatie
E coli: 10^6 nucleotide paren
Mens: 10^9 nucleotide paren
DNA polymerase
- ‘5 —> ‘3 chain growth
- Twee katalytische site:
- Polymeriseren (P-site)
- Editen (E-site)
- Exonucleotide proofreading
- Exonucleose knipt foute DNA eruit
- Door de twee sites kan DNA polymerase niet:
- Replicatie initiëren
- Primase nodig (RNA polymerase)
- Repliceren ‘5 —> ‘3
- Als er nucleotide wordt uitgehaald en polymerase gaat
van ’3 —> ‘5 is er geen energiebron om weer een nucleotide in te zetten
(fosfaatgroep is weg)
- Met sliding clamp
Sliding clamp
- Houdt DNA polymerase op DNA
,Helicase
- Haalt strengen uit elkaar
- Met ATP hydrolyse
Single strand DNA binding protein
- Bindt aan DNA op lagging strand waar later Okazaki fragmenten op komen
- Om hairpin formatie te voorkomen, niet om base pair vorming te voorkomen
Strand directed mismatch repair machine
- Extra check op mismatches
- Repair eiwitten halen alleen nucleotiden uit nieuwe streng niet uit
template streng
- Hoe?:
- Bacterien: Methylatie op oude streng en nick op de nieuwe
streng
- Eukaryoten: Nicks op lagging strand door Okazaki fragmenten
- MutS & MutL
“Winding” probleem oplossen
- DNA topoisomerase I
- Maakt single strand break (fosfodiester binding)
- Koppelt hieraan om energie niet verloren te laten gaan
- Gebruikt geen ATP
- DNA topoisomerase II
- Maakt double strand break
- Gebruikt 2 ATP
Initiatie van DNA replicatie in bacteriën
- 1 Ori: AT-rijke sequentie makkelijk uit elkaar te halen
- Hebben twee waterstofbruggen
1. Initiate eiwitten binden aan Ori
2. DNA helices gebonden aan een helicase-loading-eiwit bindt aan Ori
3. Helicase loading eiwit eraf, activatie van helicasen
4. DNA primase —> RNA primer
5. DNA polymerase
6. Nog twee DNA polymerases op lagging strand —————>>
- Moeten genoeg nutriënten zijn
- Na initiatie: initiatie eiwitten worden afgebroken
, - Refractory periode: geen nieuwe initiatie kan worden gestart
- Door DAM methylatie: specifieke methylatie patroon
Initiate van DNA replicatie in eukaryoten
- Veel Ori’s
- Mag maar 1 keer per celcyclus worden geactiveerd
- G1: ORC bindt —> helicase’s binden maar zijn nog niet actief
- S: helicase’s en ORC worden gefosforyleerd —> helicase actief, ORC inactief
- G1 weer: ORC defosforyleerd, ORC weer actief
Transcriptie stopt niet door stopcodons
Telomeren
- Beschermt DNA eind: moet niet herkent worden als een double strand break
- Dat niet evt chromosomen aan elkaar worden gebonden
- Telomeren worden korter en korter totdat ze niet meer kunnen delen
- Zonder telomeren kunnen cellen niet meer delen
- Om ze te beschermen tegen DNA reparatie:
- Single strand overhang wordt gemaakt
- Overhang wordt gevormd doordat hier RNA primer zat maar die wordt opgegeten
- Telomerase maakt een overhang
- Looped en bindt aan dubbelstrengs DNA
- Shelterin eiwit is een cap die op de loop bindt en het stabiel
houdt
H5-2 Repair & Recombination
DNA wordt constant beschadigd
- Interacties met water
- Depuriniatie
- Deaminatie
- Leidt tot abnormale basen
- Behalve gemethyleerd cytosine —> thymine
- Repareren hiervan leid tot onbetrouwbare reparaties
- Dus worden dit niet gedaan en verdwijnen cytosines steeds
Base excision repair
- DNA glycosylases
, - Flippen basen naar buiten, abnormale basen worden eruit
geknipt
- Endouclease en fosfodiesterase verwijderen suiker fosfaat
deel van streng
- DNA polymerase
- DNA ligase
- Deaminaties & Depurinaties
Nucleotide excision repair
- Bij grote beschadigingen
- Bulky guanine adducts
- Pyrimidine dimeer vorming:
- Bijv door zonlicht
- Nuclease knipt groot stuk weg
- Verwijdering met behulp van (in dit geval) helicase
- DNA polymerase
- Ligase
- Koppeling tussen repair en transcriptie belangrijk
Translesie
- Bij zware beschadigingen
- Sliding clamp geubiquitineerd —> DNA polymerase laat los
- Translesie DNA polymerase bindt
- Minder kieskeurig, minder nauwkeurig
- Educated guess welke base moet worden geplaatst
- Sneller mutatie
Non homologous end joining
- Beschadiging in beide DNA strengen
- Double strand breaks
- Ku Heterodimeren herkenennen einden
- Bijgeknipt en willekeurig aan elkaar geplakt
- Snel
- Litteken in DNA (mutatie)
- Kan twee chromosomen aan elkaar koppelen (translocatie)
Problemen met DNA reparatie mechanismen leidt tot ziekten
