Hoofdstuk 1: DNA (p4 – 29)
•
Leven: Voor de definitie van 'leven' moet men gebruik maken van een combinatie van
verschillende factoren, waaronder afgescheiden zijn van de omgeving (bv. door een
celmembraan), energieopname en -verbruik, groei, voortplanting, beweging,
interpretatie van prikkels en communicatie. Elk van deze factoren apart kan ook voor
levenloze dingen gelden.
•
Cel: De basisstructuur van levende organismen, die min of meer autonoom in staat is te
overleven. Het is een eenheid die afgescheiden is van zijn omgeving en een zeer
georganiseerde opbouw heeft door de wisselwerking tussen proteïnen, lipiden,
carbohydraten en nucleïnezuren. Er bestaan twee basistypen: prokaryoten en
eukaryoten.
•
Prokaryoten: Een basistype van cellen dat niet is opgedeeld in verschillende
compartimenten door membranen. De celkern ontbreekt bij prokaryoten.
•
Eukaryoten: Een basistype van cellen dat is opgedeeld in verschillende
compartimenten door membranen. De celkern is het duidelijkste compartiment en
ontbreekt bij prokaryoten.
•
Genen: Informatie bevattende elementen die de karakteristieken van een individu
bevatten, maar ook van de soort waartoe dit individu behoort. Hiermee coderen ze
voor erfelijke eigenschappen. Ze werden voor het eerst gedefinieerd in de studies van
Mendel.
•
Allelen: Verschillende varianten van een gen. Elke diploïde cel bevat 2 gekoppelde
genen, waarbij eventueel meerdere allelen mogelijk zijn.
•
Dominant / Recessief / Intermediair: Termen die beschrijven hoe genen (allelen) tot
uiting komen. Genen zijn óf dominant versus recessief (homozygoot) óf intermediair
(heterozygoot).
•
Alkaptonurie: Een zeldzame, erfelijk veroorzaakte stofwisselingsziekte waarbij een
defect gen één defect enzym oplevert. Bij baby's met deze afwijking kleurt de urine
zwart na blootstelling aan lucht door een te hoge concentratie homogentisinezuur, wat
normaal door een enzym zou worden afgebroken. Garrod legde hiermee de link tussen
genen en biochemische processen.
•
Chromosomen: Draadvormige structuren die bestaan uit DNA en die drager zijn van de
genen. Ze worden zichtbaar tijdens celdeling en worden verdeeld over de twee
dochtercellen.
•
Homogeniseren van cellen: De eerste stap om celcomponenten te scheiden, waarbij
cellen mechanisch (mixer, ultrasoon geluid) of met detergent worden opengebroken.
•
Filteren van homogenaat: De stap na homogeniseren om grote brokstukken te
verwijderen uit de celoplossing.
•
,Centrifugatie (differentiële/densiteits-): Methoden om celcomponenten te scheiden.
Bij differentiële centrifugatie zakken zwaardere organellen eerst naar de bodem (pellet)
bij lage rotatiesnelheid, waarna het supernatans bij hoger toerental verder gescheiden
kan worden. Bij densiteitscentrifugatie migreren organellen naar een laag met gelijke
dichtheid in een densiteitsgradiënt (bv. sucrose of CsCl).
•
Pellet: De componenten die door centrifugatie op de bodem van de buis worden
verzameld. Het kan gescheiden worden van het supernatans.
•
Supernatans: De oplossing die overblijft boven het pellet na centrifugatie. Het kan
opnieuw gecentrifugeerd worden bij een hoger toerental.
•
Sucrose-gradiënt: Een niet-homogene oplossing van verschillende lagen met stijgende
sucroseconcentratie in een centrifugebuis, gebruikt bij densiteitscentrifugatie.
Organellen migreren hierin tot hun eigen densiteitslaag.
•
CsCl (cesiumchloride) gradiënt: Een densiteitsgradiënt die ontstaat door centrifugatie
van een homogene CsCl-oplossing bij hoge rotatiesnelheden, waarbij CsCl naar de
bodem zakt. Vaak gebruikt om componenten met kleine dichtheidsverschillen te
scheiden, zoals DNA met verschillende koolstofisotopen (12C vs 14C).
•
Experiment van Griffith: Een experiment met S-stam (glad, veroorzaakt
longontsteking) en R-stam (onregelmatig, niet dodelijk) van de bacterie Streptococcus
pneumoniae. Het aantoonde dat de R-stam het "dodelijke deel" van de verhitte S-stam
kon overnemen, wat leidde tot longontsteking. Dit proces, waarbij bacteriën genen uit de
omgeving opnemen, wordt transformatie genoemd.
•
Transformatie (bij bacteriën): Het proces waarbij bacteriën genen uit de omgeving
kunnen opnemen en daardoor eigenschappen kunnen overnemen. Griffith's experiment
toonde voor het eerst aan dat DNA de erfelijke informatie (of genen) bevat en
verantwoordelijk was voor deze transformatie.
•
Experiment Hershey-Chase: Een experiment met bacteriofagen en radioactieve
isotopen (zwavel-35 voor eiwitten, fosfor-32 voor DNA) om te bepalen of eiwitten of
DNA erfelijke informatie bevatten. Het toonde aan dat radioactief fosfor (ingebouwd in
DNA) in de bacteriën (pellet) terechtkwam en radioactief zwavel (ingebouwd in
eiwitten) achterbleef in het supernatans. Dit besluit dat DNA de erfelijke informatie
bevat.
•
Bacteriofagen: Virussen die bacteriën parasiteren. Ze infecteren bacteriën en zorgen
ervoor dat bacteriofaag-DNA en eiwitten worden aangemaakt, waarna nieuwe fagen
ontstaan en de bacterie openbarst. Ze bestaan uit nucleïnezuur verpakt in een
eiwitmantel en eiwitten voor infectie.
•
DNA (deoxyribonucleïnezuur): Een lang polymeer (tot 1m per menselijke cel) dat is
opgebouwd uit deoxyribose, fosfaatgroepen en de basen adenine (A), guanine (G),
cytosine (C) en thymine (T). De backbone bestaat uit afwisselende ribose en fosfaat,
verbonden via fosfodiësterverbindingen. Het is dubbelstrengig en antiparallel en
bevat de erfelijke informatie.
,•
Deoxyribose: De suikercomponent van DNA. Het is verbonden aan elkaar via
fosfodiësterverbindingen (5’-C met 3’-C) en aan een base via een N-glycosidische
binding.
•
Fosfaatgroepen: Componenten van DNA, gekoppeld aan het 5’ uiteinde van het
deoxyribose. Fosfaatgroepen en ribose wisselen elkaar af in de DNA backbone.
•
Basen (Adenine, Guanine, Cytosine, Thymine): De vier stikstof bevattende
ringstructuren in DNA. Adenine en Guanine zijn purines, Thymine en Cytosine zijn
pyrimidines.
•
Purines: Adenine en Guanine, stikstof bevattende ringstructuren die in lage
concentratie in de cel voorkomen. Ze vormen baseparen met pyrimidines.
•
Pyrimidines: Thymine en Cytosine, stikstof bevattende ringstructuren die in lage
concentratie in de cel voorkomen. Ze vormen baseparen met purines.
•
N-glycosidische binding: De binding tussen een base en deoxyribose, die een
nucleoside vormt.
•
Nucleoside: Een base verbonden aan deoxyribose via een N-glycosidische binding (vb.
adenosine, cytidine). Nucleosiden zijn beter oplosbaar in water dan de basen.
•
Nucleotide: Een nucleoside met een fosfaatgroep verbonden aan het 5’-C. Deze komen
meestal vrij voor in de cel en zijn de bouwstenen van DNA en RNA.
•
Fosfo-anhydridebindingen: Bindingen die maximaal 3 fosfaatgroepen aan het 5’ C-
atoom van de suiker kunnen hangen, tot vorming van nucleotide-tri-fosfaten (NTPs).
De β en γ fosfaatgroepen kunnen worden afgesplitst.
•
Nucleotide-tri-fosfaten (NTPs): Nucleosiden met drie fosfaatgroepen (aangeduid met
α, β, γ vanaf de suiker). Ze zijn de belangrijkste overdragers van biochemische energie
(vb. ATP-ADP), en ook andere kunnen fosfaatenergie leveren aan biosynthetische
reacties. Deoxyribonucleoside-tri-fosfaten (dNTP's) zijn de bouwstenen voor DNA.
•
Pyrofosfaat: Het complex gevormd door de β en γ fosfaatgroepen die worden afgesplitst
van dNTPs tijdens de DNA- of RNA-polymerisatie. De hydrolyse hiervan tot anorganisch
fosfaat maakt de polymerisatie onomkeerbaar.
•
Anorganisch fosfaat (Pi): Het product van de hydrolyse van pyrofosfaat.
•
cAMP (cyclisch adenosine monofosfaat): Een signaalmolecule, gesynthetiseerd door
het enzym adenylaatcyclase. De concentratie wordt bepaald door de aanmaak door
adenylaatcyclase en de afbraak door het enzym fosfodiësterase (PDE).
•
Adenylaatcyclase: Een enzym dat cAMP synthetiseert door de α-fosfaat van ATP te
verbinden met de 3’OH van de ribose.
•
, Fosfodiësterase (PDE): Een enzym dat cAMP afbreekt tot AMP door hydrolyse van de
verbinding tussen fosfaat en de 3’OH van ribose. Cafeïne is een inhibitor van dit enzym.
•
Co-enzym A: Betrokken bij acyltransferreacties in de cel.
•
NAD (nicotinamide adenine dinucleotide): Betrokken bij elektrontransferreacties.
•
FAD (flavin adenine dinucleotide): Betrokken bij elektrontransferreacties.
•
SAM (S-adenosylmethionine): Dit is de methyldonor in verschillende methyleringen
van basen en eiwitten.
•
Cafeïne: Een inhibitor van fosfodiësterase, waardoor de concentratie en werking van
cAMP stijgen en het organisme in een geëxciteerde toestand blijft.
•
AZT (3’-azido-2’-deoxythymidine): Een AIDS-remmer. Het inhibeert het enzyme
reverse-transcriptase van het HIV-virus, waardoor er minder nieuwe virussen worden
gevormd.
•
Regels van Chargaff: Regels die stellen dat DNA-basen in gelijke verhoudingen
voorkomen: A is stoichiometrisch gelijk aan T, en C aan G.
•
X-straaldiffractie: Een techniek gebruikt door Rosalind Franklin om de structuur van
gekristalliseerd DNA te bestuderen.
•
Dubbele-helix-hypothese: Het model van de DNA-structuur opgesteld door Watson en
Crick. Het beschrijft DNA als dubbelstrengig, antiparallel, met specifieke baseparing (A
met T, C met G) via waterstofbruggen.
•
Antiparallel: Beschrijft de oriëntatie van de twee strengen in de DNA dubbele helix,
waarbij de 5’ naar 3’ richtingen parallel lopen maar in tegengestelde richting wijzen.
•
Baseparing: De associatie van een pyrimidine met een purine (A met T, C met G) via
waterstofbruggen in de dubbele helix. De lengte van de waterstofbruggen is overal
gelijk, wat bijdraagt aan de stabiliteit.
•
Waterstofbruggen: Zwakke bindingen tussen complementaire basen die de twee DNA-
strengen samenvouden. Er zijn 2 tussen A en T, en 3 tussen C en G, wat C-G rijke
gebieden stabieler maakt.
•
Van der Waalskrachten: Krachten die bijdragen aan de stabiliteit van de DNA dubbele
helix door specifieke basenstapeling.
•
Basenstapeling: De manier waarop basen in de DNA-helix boven elkaar gestapeld
liggen, waarbij de polaire oppervlakten naar buiten zijn gekeerd om negatieve afstoting
te voorkomen.
•
•
Leven: Voor de definitie van 'leven' moet men gebruik maken van een combinatie van
verschillende factoren, waaronder afgescheiden zijn van de omgeving (bv. door een
celmembraan), energieopname en -verbruik, groei, voortplanting, beweging,
interpretatie van prikkels en communicatie. Elk van deze factoren apart kan ook voor
levenloze dingen gelden.
•
Cel: De basisstructuur van levende organismen, die min of meer autonoom in staat is te
overleven. Het is een eenheid die afgescheiden is van zijn omgeving en een zeer
georganiseerde opbouw heeft door de wisselwerking tussen proteïnen, lipiden,
carbohydraten en nucleïnezuren. Er bestaan twee basistypen: prokaryoten en
eukaryoten.
•
Prokaryoten: Een basistype van cellen dat niet is opgedeeld in verschillende
compartimenten door membranen. De celkern ontbreekt bij prokaryoten.
•
Eukaryoten: Een basistype van cellen dat is opgedeeld in verschillende
compartimenten door membranen. De celkern is het duidelijkste compartiment en
ontbreekt bij prokaryoten.
•
Genen: Informatie bevattende elementen die de karakteristieken van een individu
bevatten, maar ook van de soort waartoe dit individu behoort. Hiermee coderen ze
voor erfelijke eigenschappen. Ze werden voor het eerst gedefinieerd in de studies van
Mendel.
•
Allelen: Verschillende varianten van een gen. Elke diploïde cel bevat 2 gekoppelde
genen, waarbij eventueel meerdere allelen mogelijk zijn.
•
Dominant / Recessief / Intermediair: Termen die beschrijven hoe genen (allelen) tot
uiting komen. Genen zijn óf dominant versus recessief (homozygoot) óf intermediair
(heterozygoot).
•
Alkaptonurie: Een zeldzame, erfelijk veroorzaakte stofwisselingsziekte waarbij een
defect gen één defect enzym oplevert. Bij baby's met deze afwijking kleurt de urine
zwart na blootstelling aan lucht door een te hoge concentratie homogentisinezuur, wat
normaal door een enzym zou worden afgebroken. Garrod legde hiermee de link tussen
genen en biochemische processen.
•
Chromosomen: Draadvormige structuren die bestaan uit DNA en die drager zijn van de
genen. Ze worden zichtbaar tijdens celdeling en worden verdeeld over de twee
dochtercellen.
•
Homogeniseren van cellen: De eerste stap om celcomponenten te scheiden, waarbij
cellen mechanisch (mixer, ultrasoon geluid) of met detergent worden opengebroken.
•
Filteren van homogenaat: De stap na homogeniseren om grote brokstukken te
verwijderen uit de celoplossing.
•
,Centrifugatie (differentiële/densiteits-): Methoden om celcomponenten te scheiden.
Bij differentiële centrifugatie zakken zwaardere organellen eerst naar de bodem (pellet)
bij lage rotatiesnelheid, waarna het supernatans bij hoger toerental verder gescheiden
kan worden. Bij densiteitscentrifugatie migreren organellen naar een laag met gelijke
dichtheid in een densiteitsgradiënt (bv. sucrose of CsCl).
•
Pellet: De componenten die door centrifugatie op de bodem van de buis worden
verzameld. Het kan gescheiden worden van het supernatans.
•
Supernatans: De oplossing die overblijft boven het pellet na centrifugatie. Het kan
opnieuw gecentrifugeerd worden bij een hoger toerental.
•
Sucrose-gradiënt: Een niet-homogene oplossing van verschillende lagen met stijgende
sucroseconcentratie in een centrifugebuis, gebruikt bij densiteitscentrifugatie.
Organellen migreren hierin tot hun eigen densiteitslaag.
•
CsCl (cesiumchloride) gradiënt: Een densiteitsgradiënt die ontstaat door centrifugatie
van een homogene CsCl-oplossing bij hoge rotatiesnelheden, waarbij CsCl naar de
bodem zakt. Vaak gebruikt om componenten met kleine dichtheidsverschillen te
scheiden, zoals DNA met verschillende koolstofisotopen (12C vs 14C).
•
Experiment van Griffith: Een experiment met S-stam (glad, veroorzaakt
longontsteking) en R-stam (onregelmatig, niet dodelijk) van de bacterie Streptococcus
pneumoniae. Het aantoonde dat de R-stam het "dodelijke deel" van de verhitte S-stam
kon overnemen, wat leidde tot longontsteking. Dit proces, waarbij bacteriën genen uit de
omgeving opnemen, wordt transformatie genoemd.
•
Transformatie (bij bacteriën): Het proces waarbij bacteriën genen uit de omgeving
kunnen opnemen en daardoor eigenschappen kunnen overnemen. Griffith's experiment
toonde voor het eerst aan dat DNA de erfelijke informatie (of genen) bevat en
verantwoordelijk was voor deze transformatie.
•
Experiment Hershey-Chase: Een experiment met bacteriofagen en radioactieve
isotopen (zwavel-35 voor eiwitten, fosfor-32 voor DNA) om te bepalen of eiwitten of
DNA erfelijke informatie bevatten. Het toonde aan dat radioactief fosfor (ingebouwd in
DNA) in de bacteriën (pellet) terechtkwam en radioactief zwavel (ingebouwd in
eiwitten) achterbleef in het supernatans. Dit besluit dat DNA de erfelijke informatie
bevat.
•
Bacteriofagen: Virussen die bacteriën parasiteren. Ze infecteren bacteriën en zorgen
ervoor dat bacteriofaag-DNA en eiwitten worden aangemaakt, waarna nieuwe fagen
ontstaan en de bacterie openbarst. Ze bestaan uit nucleïnezuur verpakt in een
eiwitmantel en eiwitten voor infectie.
•
DNA (deoxyribonucleïnezuur): Een lang polymeer (tot 1m per menselijke cel) dat is
opgebouwd uit deoxyribose, fosfaatgroepen en de basen adenine (A), guanine (G),
cytosine (C) en thymine (T). De backbone bestaat uit afwisselende ribose en fosfaat,
verbonden via fosfodiësterverbindingen. Het is dubbelstrengig en antiparallel en
bevat de erfelijke informatie.
,•
Deoxyribose: De suikercomponent van DNA. Het is verbonden aan elkaar via
fosfodiësterverbindingen (5’-C met 3’-C) en aan een base via een N-glycosidische
binding.
•
Fosfaatgroepen: Componenten van DNA, gekoppeld aan het 5’ uiteinde van het
deoxyribose. Fosfaatgroepen en ribose wisselen elkaar af in de DNA backbone.
•
Basen (Adenine, Guanine, Cytosine, Thymine): De vier stikstof bevattende
ringstructuren in DNA. Adenine en Guanine zijn purines, Thymine en Cytosine zijn
pyrimidines.
•
Purines: Adenine en Guanine, stikstof bevattende ringstructuren die in lage
concentratie in de cel voorkomen. Ze vormen baseparen met pyrimidines.
•
Pyrimidines: Thymine en Cytosine, stikstof bevattende ringstructuren die in lage
concentratie in de cel voorkomen. Ze vormen baseparen met purines.
•
N-glycosidische binding: De binding tussen een base en deoxyribose, die een
nucleoside vormt.
•
Nucleoside: Een base verbonden aan deoxyribose via een N-glycosidische binding (vb.
adenosine, cytidine). Nucleosiden zijn beter oplosbaar in water dan de basen.
•
Nucleotide: Een nucleoside met een fosfaatgroep verbonden aan het 5’-C. Deze komen
meestal vrij voor in de cel en zijn de bouwstenen van DNA en RNA.
•
Fosfo-anhydridebindingen: Bindingen die maximaal 3 fosfaatgroepen aan het 5’ C-
atoom van de suiker kunnen hangen, tot vorming van nucleotide-tri-fosfaten (NTPs).
De β en γ fosfaatgroepen kunnen worden afgesplitst.
•
Nucleotide-tri-fosfaten (NTPs): Nucleosiden met drie fosfaatgroepen (aangeduid met
α, β, γ vanaf de suiker). Ze zijn de belangrijkste overdragers van biochemische energie
(vb. ATP-ADP), en ook andere kunnen fosfaatenergie leveren aan biosynthetische
reacties. Deoxyribonucleoside-tri-fosfaten (dNTP's) zijn de bouwstenen voor DNA.
•
Pyrofosfaat: Het complex gevormd door de β en γ fosfaatgroepen die worden afgesplitst
van dNTPs tijdens de DNA- of RNA-polymerisatie. De hydrolyse hiervan tot anorganisch
fosfaat maakt de polymerisatie onomkeerbaar.
•
Anorganisch fosfaat (Pi): Het product van de hydrolyse van pyrofosfaat.
•
cAMP (cyclisch adenosine monofosfaat): Een signaalmolecule, gesynthetiseerd door
het enzym adenylaatcyclase. De concentratie wordt bepaald door de aanmaak door
adenylaatcyclase en de afbraak door het enzym fosfodiësterase (PDE).
•
Adenylaatcyclase: Een enzym dat cAMP synthetiseert door de α-fosfaat van ATP te
verbinden met de 3’OH van de ribose.
•
, Fosfodiësterase (PDE): Een enzym dat cAMP afbreekt tot AMP door hydrolyse van de
verbinding tussen fosfaat en de 3’OH van ribose. Cafeïne is een inhibitor van dit enzym.
•
Co-enzym A: Betrokken bij acyltransferreacties in de cel.
•
NAD (nicotinamide adenine dinucleotide): Betrokken bij elektrontransferreacties.
•
FAD (flavin adenine dinucleotide): Betrokken bij elektrontransferreacties.
•
SAM (S-adenosylmethionine): Dit is de methyldonor in verschillende methyleringen
van basen en eiwitten.
•
Cafeïne: Een inhibitor van fosfodiësterase, waardoor de concentratie en werking van
cAMP stijgen en het organisme in een geëxciteerde toestand blijft.
•
AZT (3’-azido-2’-deoxythymidine): Een AIDS-remmer. Het inhibeert het enzyme
reverse-transcriptase van het HIV-virus, waardoor er minder nieuwe virussen worden
gevormd.
•
Regels van Chargaff: Regels die stellen dat DNA-basen in gelijke verhoudingen
voorkomen: A is stoichiometrisch gelijk aan T, en C aan G.
•
X-straaldiffractie: Een techniek gebruikt door Rosalind Franklin om de structuur van
gekristalliseerd DNA te bestuderen.
•
Dubbele-helix-hypothese: Het model van de DNA-structuur opgesteld door Watson en
Crick. Het beschrijft DNA als dubbelstrengig, antiparallel, met specifieke baseparing (A
met T, C met G) via waterstofbruggen.
•
Antiparallel: Beschrijft de oriëntatie van de twee strengen in de DNA dubbele helix,
waarbij de 5’ naar 3’ richtingen parallel lopen maar in tegengestelde richting wijzen.
•
Baseparing: De associatie van een pyrimidine met een purine (A met T, C met G) via
waterstofbruggen in de dubbele helix. De lengte van de waterstofbruggen is overal
gelijk, wat bijdraagt aan de stabiliteit.
•
Waterstofbruggen: Zwakke bindingen tussen complementaire basen die de twee DNA-
strengen samenvouden. Er zijn 2 tussen A en T, en 3 tussen C en G, wat C-G rijke
gebieden stabieler maakt.
•
Van der Waalskrachten: Krachten die bijdragen aan de stabiliteit van de DNA dubbele
helix door specifieke basenstapeling.
•
Basenstapeling: De manier waarop basen in de DNA-helix boven elkaar gestapeld
liggen, waarbij de polaire oppervlakten naar buiten zijn gekeerd om negatieve afstoting
te voorkomen.
•
