HOOFDSTUK3 : DE GENETISCHE INFORMATIESTROOM
Van genotype naar fenotype
Genetische informatiestroom
à In principe hebben alle cellen het zelfde genoom want zijn afkomstig van dezelfde zygote
- Natuurlijk heeft niet elke ce het zelfde genoom vandaar in principe à grotendeels wel
natuurlijk maar er zijn cel specifieke veranderingen
Zoals:
o B-lymfocyten
§ Ze gooien een heel stuk van hun genoom eruit,
§ Er is veel variatie binnen de B-lymfocyten dus kunnen al niet allemaal
hetzelfde genoom hebben
o Ook hebben kankercellen een ander genoom à somatische mutaties
o Door transposons ook niet
§ Ze kunnen zich in principe overal gaan tussen zetten en zorgen voor een
verandering in genoom
ð Conclusie niet alle somatische cellen hebben hetzelfde genoom (de verschillen zijn echter
wel miniem)
ð En ook al zijn de verschillen miniem toch zullen er sterke diIerentiaties en speciaties zijn
tussen de cellen (spiercel vs neuron)
ð Deze verschillen zijn er dankzij verschillen in genexpressie
o Dit verschil van celtype tot celtype
o Niet elke cel gebruikt dezelfde eiwitten, ook tijdstippen van gebruik kunnen
verschillend zijn
Het centrale dogma
Zegt dat DNA wordt omgezet naar RNA en RNA naar een polypeptide
è DNA repliceert
è De informatie in het DNA wordt overgezet in het RNA à transcriptie
è RNA wordt dan een polypeptide gemaakt à translatie
Het centrale dogma zegt dus dat dit altijd zo is bij alle cellen à dit klopt niet
- Je hebt ook niet eiwit coderende genen
o Daarbij zal DNA wel naar RNA worden omgezet maar zal er geen translatie
plaastvinden
- Sommige organismen hebben een RNA genoom
o Ze zullen dan dat RNA genoom eerst omzetten tot DNA à reverse transcriptase
§ Bv in telomerase, retro virussen, RNA transposons
o En zullen dan wel dezelfde weg afleggen
Replicatie en transcriptie gebeurt in de kern, translatie gebeurt in cytoplasma
1
,Eiwitcoderende RNA à mRNA à deze geven de boodschap om het eiwit te maken
RNA structuur
- Basen
o A,C,G en U (geen thymine)
§ De base uracil vormt het nucelotide uridine
- Heeft een ribose (geen deoyribose)
o Op C2’ is er dus wel nog een O aanwezig
- Is grotendeels enkelstrengig
o Er kunnen wel secundaire dubbelstrengen zijn
- Is veel minder stabiel dan DNA
o Het hydrolyseert gemakkelijk (wordt dus makkelijk afgebroken)
RNA types
- Er zijn heel wat verschillende types
o mRNA is het belangrijkste
§ Dit is nl het eiwitcoderende RNA
• Alle andere types zijn niet eiwit coderend!
o tRNA en rRNA zijn ook belangrijk
§ Ze zijn nodig voor de translatie
o De andere types RNA zijn regulatorisch à ze bepalen hoeveel eiwit er gevormd
wordt
Algemene structuur eiwit coderende genen à mRNA
- Is enkelstrengig
- Wordt ook afgelezen van 5’ naar 3’
- Heeft 3 belangrijk delen
o Exons
§ “expressed region”
§ Dit zijn de enige stukjes die dienen voor de
translatie
• Enkel deze dienen dus voor de aanmaak van eiwitten
o Introns
§ Deze worden niet gebruikt bij de translatie
§ Worden er dan ook uit gegooid
o Promotor
§ Deze is cruciaal voor de genexpressie
§ Deze zit altijd aan de 5’ kant
§ Bepaald hoeveel RNA er gemaakt zal worden
o Heeft ook nog intergenische gebieden à hier niet van belang
Heat shok proteins zijn stress proteïnen die heel snel moeten kunnen worden aangemaakt
- Deze hebben dan ook maar 1 exon en geen introns
- Dit is puur zodat de reactie sneller kan gaan
Ribosomaal RNA genen (rRNA)
- Hebben ook een specifieke structuur
- Nodig voor de aanmaak van ribosomen
2
, - Heeft 2 genen!
o 1 voor aanmaak van 45S
o 1 voor aanmaak van 5S
o Er zijn van beide zo een 100den kopijen aanwezig die in clusters zitten
o Deze RNA zorgen voor de translatie
- Er zijn in dit rRNA in principe geen exons aanwezig
o Er wordt hiervan dus geen eiwit gemaakt
- Van het 45S worden 3 RNA’s gemaakt
o 18S RNA
o 5,58S RNA
o 28S RNA
- Men spreekt hier niet van exons en introns
o Wel van external transcriptie factor en internal transcriptie factor
Transfer RNA genen
- Cytoplasmatische tRNA genen
o Er zijn hiervan ongeveer 50 verschillende types
o Deze zitten niet in gen clusters à zitten wat overal verspreid in het chromosoom
o ! De genen voor het tRNA zelf liggen wel in de kern
o Ze dragen het anticodon
- Je hebt ook nog mitochondriale tRNA genen en nucleaire tRNA genen
Long non coding RNA genen
- Hebben minimum 200 nucleotiden en hebben geen open leesraam!
o Eiwit coderende genen zoals deze van mRNA hebben wel een open leesraam en dat
wordt gebruikt voor de translatie
- Doordat ze geen open leesraam hebben kunnen ze geen eiwitten/peptides maken
Open leesraam
à is het deel van de sequentie dat kan getransleerd worden of getransleerd kan worden
- Zijn ook verspreid over het hele genoom
- Zijn dikwijls overlappend met mRNA (eiwitcoderende genen)
o Dit is niet toevallig
- De structuur is dezelfde als deze van mRNA
o Bevat dus introns, exons en een promotor
Circulair RNA
- Deze zijn ook non-coding
o Maar worden wel van coderende genen gemaakt
- Men dacht vroeger dat dit afvalproducten waren van de mRNA
- Wat gebeurt er?
o Enkele exonen zullen er uit gaan en worden in het circulair DNA geplaatst
§ Het begin van het ene exon wordt aan het einde van het andere exon
geplaatst
§ Het intron zit niet mee in het ciRNA
o Je hebt er ook waarbij het intron wel aanwezig blijft
- Je hebt ook circualire RNA die worden gemaakt uit intergenische gebieden
3
, - Kan ook volledig uit het intron bestaan
TRANSCRIPTIE
Van dubbelstrengig DNA naar enkelstrengig RNA
DNA afhankelijk RNA polymerasen: eigenschappen
Mogelijke examenvraag DNA en RNA polymerase vergelijken
- De matrijs voor de polymerasen is altijd DNA
- Kunnen enkel 5’ à 3’ polymeriseren
o Dit is de nieuwe streng die gemaakt wordt
- Deze RNA polymerasen hebben geen primer nodig
o DNA polymerasen hebben dit wel nodig
- RNA polymerasen hebben ook een editing functie
o Maar deze editing functie werkt volledig anders dan bij de DNA polymerasen
o Deze zal ook altijd twee nucleotiden verwijderen
§ De foute en ook de volgende
- !!! je gaat van dubbelstrengig naar enkelstrengig DNA à slechts 1 van de strengen zal
worden overgeschreven
Ø Hier staat een dubbele DNA streng
o Boven de 5’ à 3’ streng
o Onderaan 3’ à 5’ streng
o Op deze strengen zitten genen
Mechanisme transcriptie
Stap1 à herkenning van de promotorregio en initiatie van de transcriptie
Stap2 à RNA synthese
Stap 3 à transcriptie stop
Genen klassen
3groepen:
- Polymerase 1
4
Van genotype naar fenotype
Genetische informatiestroom
à In principe hebben alle cellen het zelfde genoom want zijn afkomstig van dezelfde zygote
- Natuurlijk heeft niet elke ce het zelfde genoom vandaar in principe à grotendeels wel
natuurlijk maar er zijn cel specifieke veranderingen
Zoals:
o B-lymfocyten
§ Ze gooien een heel stuk van hun genoom eruit,
§ Er is veel variatie binnen de B-lymfocyten dus kunnen al niet allemaal
hetzelfde genoom hebben
o Ook hebben kankercellen een ander genoom à somatische mutaties
o Door transposons ook niet
§ Ze kunnen zich in principe overal gaan tussen zetten en zorgen voor een
verandering in genoom
ð Conclusie niet alle somatische cellen hebben hetzelfde genoom (de verschillen zijn echter
wel miniem)
ð En ook al zijn de verschillen miniem toch zullen er sterke diIerentiaties en speciaties zijn
tussen de cellen (spiercel vs neuron)
ð Deze verschillen zijn er dankzij verschillen in genexpressie
o Dit verschil van celtype tot celtype
o Niet elke cel gebruikt dezelfde eiwitten, ook tijdstippen van gebruik kunnen
verschillend zijn
Het centrale dogma
Zegt dat DNA wordt omgezet naar RNA en RNA naar een polypeptide
è DNA repliceert
è De informatie in het DNA wordt overgezet in het RNA à transcriptie
è RNA wordt dan een polypeptide gemaakt à translatie
Het centrale dogma zegt dus dat dit altijd zo is bij alle cellen à dit klopt niet
- Je hebt ook niet eiwit coderende genen
o Daarbij zal DNA wel naar RNA worden omgezet maar zal er geen translatie
plaastvinden
- Sommige organismen hebben een RNA genoom
o Ze zullen dan dat RNA genoom eerst omzetten tot DNA à reverse transcriptase
§ Bv in telomerase, retro virussen, RNA transposons
o En zullen dan wel dezelfde weg afleggen
Replicatie en transcriptie gebeurt in de kern, translatie gebeurt in cytoplasma
1
,Eiwitcoderende RNA à mRNA à deze geven de boodschap om het eiwit te maken
RNA structuur
- Basen
o A,C,G en U (geen thymine)
§ De base uracil vormt het nucelotide uridine
- Heeft een ribose (geen deoyribose)
o Op C2’ is er dus wel nog een O aanwezig
- Is grotendeels enkelstrengig
o Er kunnen wel secundaire dubbelstrengen zijn
- Is veel minder stabiel dan DNA
o Het hydrolyseert gemakkelijk (wordt dus makkelijk afgebroken)
RNA types
- Er zijn heel wat verschillende types
o mRNA is het belangrijkste
§ Dit is nl het eiwitcoderende RNA
• Alle andere types zijn niet eiwit coderend!
o tRNA en rRNA zijn ook belangrijk
§ Ze zijn nodig voor de translatie
o De andere types RNA zijn regulatorisch à ze bepalen hoeveel eiwit er gevormd
wordt
Algemene structuur eiwit coderende genen à mRNA
- Is enkelstrengig
- Wordt ook afgelezen van 5’ naar 3’
- Heeft 3 belangrijk delen
o Exons
§ “expressed region”
§ Dit zijn de enige stukjes die dienen voor de
translatie
• Enkel deze dienen dus voor de aanmaak van eiwitten
o Introns
§ Deze worden niet gebruikt bij de translatie
§ Worden er dan ook uit gegooid
o Promotor
§ Deze is cruciaal voor de genexpressie
§ Deze zit altijd aan de 5’ kant
§ Bepaald hoeveel RNA er gemaakt zal worden
o Heeft ook nog intergenische gebieden à hier niet van belang
Heat shok proteins zijn stress proteïnen die heel snel moeten kunnen worden aangemaakt
- Deze hebben dan ook maar 1 exon en geen introns
- Dit is puur zodat de reactie sneller kan gaan
Ribosomaal RNA genen (rRNA)
- Hebben ook een specifieke structuur
- Nodig voor de aanmaak van ribosomen
2
, - Heeft 2 genen!
o 1 voor aanmaak van 45S
o 1 voor aanmaak van 5S
o Er zijn van beide zo een 100den kopijen aanwezig die in clusters zitten
o Deze RNA zorgen voor de translatie
- Er zijn in dit rRNA in principe geen exons aanwezig
o Er wordt hiervan dus geen eiwit gemaakt
- Van het 45S worden 3 RNA’s gemaakt
o 18S RNA
o 5,58S RNA
o 28S RNA
- Men spreekt hier niet van exons en introns
o Wel van external transcriptie factor en internal transcriptie factor
Transfer RNA genen
- Cytoplasmatische tRNA genen
o Er zijn hiervan ongeveer 50 verschillende types
o Deze zitten niet in gen clusters à zitten wat overal verspreid in het chromosoom
o ! De genen voor het tRNA zelf liggen wel in de kern
o Ze dragen het anticodon
- Je hebt ook nog mitochondriale tRNA genen en nucleaire tRNA genen
Long non coding RNA genen
- Hebben minimum 200 nucleotiden en hebben geen open leesraam!
o Eiwit coderende genen zoals deze van mRNA hebben wel een open leesraam en dat
wordt gebruikt voor de translatie
- Doordat ze geen open leesraam hebben kunnen ze geen eiwitten/peptides maken
Open leesraam
à is het deel van de sequentie dat kan getransleerd worden of getransleerd kan worden
- Zijn ook verspreid over het hele genoom
- Zijn dikwijls overlappend met mRNA (eiwitcoderende genen)
o Dit is niet toevallig
- De structuur is dezelfde als deze van mRNA
o Bevat dus introns, exons en een promotor
Circulair RNA
- Deze zijn ook non-coding
o Maar worden wel van coderende genen gemaakt
- Men dacht vroeger dat dit afvalproducten waren van de mRNA
- Wat gebeurt er?
o Enkele exonen zullen er uit gaan en worden in het circulair DNA geplaatst
§ Het begin van het ene exon wordt aan het einde van het andere exon
geplaatst
§ Het intron zit niet mee in het ciRNA
o Je hebt er ook waarbij het intron wel aanwezig blijft
- Je hebt ook circualire RNA die worden gemaakt uit intergenische gebieden
3
, - Kan ook volledig uit het intron bestaan
TRANSCRIPTIE
Van dubbelstrengig DNA naar enkelstrengig RNA
DNA afhankelijk RNA polymerasen: eigenschappen
Mogelijke examenvraag DNA en RNA polymerase vergelijken
- De matrijs voor de polymerasen is altijd DNA
- Kunnen enkel 5’ à 3’ polymeriseren
o Dit is de nieuwe streng die gemaakt wordt
- Deze RNA polymerasen hebben geen primer nodig
o DNA polymerasen hebben dit wel nodig
- RNA polymerasen hebben ook een editing functie
o Maar deze editing functie werkt volledig anders dan bij de DNA polymerasen
o Deze zal ook altijd twee nucleotiden verwijderen
§ De foute en ook de volgende
- !!! je gaat van dubbelstrengig naar enkelstrengig DNA à slechts 1 van de strengen zal
worden overgeschreven
Ø Hier staat een dubbele DNA streng
o Boven de 5’ à 3’ streng
o Onderaan 3’ à 5’ streng
o Op deze strengen zitten genen
Mechanisme transcriptie
Stap1 à herkenning van de promotorregio en initiatie van de transcriptie
Stap2 à RNA synthese
Stap 3 à transcriptie stop
Genen klassen
3groepen:
- Polymerase 1
4
