Van cel tot molecuul
dsDNA= dubbelstrengs DNA
somatische cel= lichaamscel
Chromatide: 1 van de 2 helften van het gedeelde chromosoom
Chromatine: complex van DNA met eiwitten
DNA is een lange keten van nucleotiden. Op het chromosoom ligt de informatie
voor het eiwit. Een mens heeft 22 paar autosomen en 2 geslachtschromosomen.
DNA bestaat uit een dubbele helix, elke winding bestaat uit 10 basenparen. 1
winding is ook gelijk aan 3,6 aminozuren.
Van DNA RNA: transcriptie
Van RNA eiwit: translatie
Eiwit is lange keten van aan elkaar geketende aminozuren. Belangrijkste functie
is om te fungeren als enzym. Op de C2 positie zit het verschil tussen RNA (OH)
en DNA (H). Op C1 zit een organische base. De 5 basen die gebruikt worden:
Guanine (G) DNA/RNA
Adenine (A) DNA/RNA
Cytosine (C) DNA/RNA
Thymine (T) DNA
Uracil (U) RNA
Van DNA RNA: matrijsstreng wordt afgelezen (RNA= coderende streng DNA)
Nucleotide: suiker, base en minstens 1 fosfaat.
Nucleoside suiker + base
Nucleotide monofosfaat, difosfaat of trifosfaat
C bindt aan G, en bevat daartussen 3 waterstofbruggen
A bindt aan T, en bevat daartussen 2 waterstofbruggen. Door de
waterstofbruggen en fosfaatgroepen is het DNA stabiel.
Naamgeving: aantal chromosomen, geslachtschromosomen, translocatie (t)
/inversie (i) /deletie (d), betrokken chromosomen, arm- regio- band; arm-regio-
band)
Bijvoorbeeld: 46,xy,t(2;4)(p23;q25)
, nucleotide
De 2 strengen van DNA zijn antiparallel geordend en dus polair, 3’ en 5’. (3 prime
en 5 prime.)
DNA is negatief geladen door de fosfaatgroepen, en positief door de
aminogroepen.
DNA wordt geclassificeerd op basis van lengte en de positie van het centromeer.
In een chromosoom is de korte kant de P- kant, (petite) en de Q- kant de lange
kant. Lang niet al het DNA kan op deze manier ingedeeld worden. DNA moet
heel klein oprollen om in de cel te passen, daarvoor draait het DNA om histone
eiwitten heen. Vervolgens rollen ze nog verder op, zodat ze in de metafase vorm
zitten, de meest opgerolde vorm. Een nucleosoom is dna met histonen. 1
nucleosoom bevat 8 histonen (2x H2A,H2B,H3 en H4) en dsDNA van 146
nucleotiden. Om nog verder om te rollen is histon H1 nodig. Histonen zijn +
geladen door de aminozuren lysine en arginine.
,chromatin is het opgerolde dna en eiwitten in de celkern. Heterochromatin is
donker en heel compact, maar bevat minder actieve, reperterende genen. X-
inactivatie is ook heterochromatine. Euchromatin is lichter en minder compact en
bevat actievere genen.
Met behulp van G- bandering kan DNA geidentificeerd worden, er wordt dan een
karyotyping gemaakt. Een ideaal karyotype: idiogram. Een karyogram bestaat
dus uit gedeelde chormosomen: elke streng bestaat eigenlijk uit 2 chromatiden.
Preparatie van een chromosoom:
, Cellen die delen in de kweek (bijv. bloed)
Houdt ze in de metafase met colchicine
Cellen zwellen osmotisch
Houdt ze zo met chemicaliën
Leg op glas
Identificeer
In DNA zitten unieke volgorden en herhaalde (‘junk DNA’).
Zichtbaar maken van DNA:
FISH, een ingespoten DNA streng wordt gelabeld met fluoricerende stof,
als een ‘normale’ DNA streng dan gaat delen wordt wat van het gelabelde
DNA gebruikt (probe). Omdat de waterstof bruggen gevoelig zijn voor
temperatuur, gaan ze uit elkaar met een hogere temperatuur. Daardoor
wordt al het dubbelstrengs DNA enkelstrengs. Er moet wel een unieke
volgorde nucleotiden worden gebruikt, als je alleen een A zou gebruiken,
zou die op 25% van het genoom kunnen binden en valt er weinig uit op te
maken. Daarom worden 16 nucleotiden gebruikt, dat is in principe uniek.
In de praktijk worden 5000-10000 nucleotiden gebruikt. Er zijn
verschillende soorten probes: centromerische, telomerische,
chromosomespecfic unique sequence probe (voor o.a. micro deleties) en
whole chromosome paint probes (voor reciproke translocaties)
Array-CGH: scant het hele genoom, daarna rode en groene stipjes
vergelijken.
G bandering: C-G rijk DNA bindt meer kleurstof, kleuren dus sterker aan
en zijn donkerder. A-T rijk bindt minder kleurstof, kleuren dus minder sterk
aan en zijn lichter.
Mitose en meiose
,Chromosmen zijn alleen zichtbaar tijdens de celdeling (mitose en meiose)
Er zijn verschillende checkpoints tijdens de celcyclus: aan het eind van de G2
fase (is al het DNA gerepliceerd? Is alle schade gerepareerd?), tijdens de mitose
(zijn alle chromatiden goed aan de spoel gehecht?) en aan het einde van de G1
fase (is het milieu gunstig?).
Tijdens de mitose deelt de cel zich, waardoor 2 identieke dochtercellen ontstaan.
Er kan dan dus geen RNA replicatie plaatsvinden, want de chromosomen zijn
maximaal gecondenseerd. De chromosomen verdubbelen al in de S fase. De
interfase is de fase van de celcyclus waarin geen verdubbeling van de cel
plaatsvindt, dus alles behalve de mitose en cytokinesis. Tijdens de interfase
liggen de chromosomen door elkaar en zijn ze niet te onderscheiden, ze zijn wel
redelijk strak verpakt.
Er zijn verschillende fasen te onderscheiden in de mitose.
, Profase: voorbereidende fase. Vorming
spoelfiguur, verdwijnen kernmembraan,
spiralisatie en aanhechting van de chromosomen.
De spoeldraden (microtubuli) ontwikkelen vanuit
de centrosomen. Hier vindt vaak recombinatie
plaats.
Prometafase: kernmembraan verdwijnt,
spoeldraden kunnen kern in en contact maken
met chromosomen.
Metafase: spoeldraden trekken de chromosomen
uit elkaar, de chromatiden vormen elk een eigen
chromosoom.
Anafase: kernen vormen om de chromatiden die
bij de polen zijn aangekomen.
Telofase: chromosomen ontrollen zich weer,
waardoor ze niet meer zichtbaar zijn. Cytoplasma
verdeeld zich over de twee nieuwe cellen
(cytokinesis)
De meiose heeft als functies het halveren van het aantal
chromosomen en het verzorgen van genetische variatie,
door recombinatie/ crossover.
,Ook bij meiose I en II zijn verschillende fases te onderscheiden. Tijdens de
profase I kan er crossover en recombinatie optreden. Chiasma is de verbinding
tussen twee niet homologe chromosomen. Crossing over gebeurd 2 tot 3 keer
per meiotische deling. Chiasmaten houden de chromosomen tot anafase I bij
elkaar. De meiose verloopt bij mannen en vrouwen niet hetzelfde: bij mannen
ontstaan vier zaadcellen, bij vrouwen ontstaat één eicel en drie poollichaampjes.
Segregatie is het belangrijkste om nieuwe genen te krijgen, doordat we 23
chromosomen hebben, zijn er 8 x 10^6 mogelijk combinaties van genen mogelijk.
Ook recombinatie en crossover dragen bij, het aantal mogelijke combinaties is
dus eigenijk oneindig.
, Chromosoomafwijkingen
Nondisjunctie tijdens meiose I: de 2 gevormde chromosomenparen (3e 4e
stap in bovenstaande plaatje) gaan naar dezelfde cel, waardoor de uiteindelijke
cellen bestaan uit 2x 24 chromosomenparen en 2x 22 chromosomenparen.
Nondisjunctie tijdens meiose II: 4e stap in bovenstaande plaatje gaat fout. Het
chromosomenpaar splitst niet, waardoor er 1x 22, 2x 23 en 1x24
chromosomenparen eindigen per cel.
Anafaselagging: een chromosoom of chromosomenpaar blijft aan het
spoelfiguur aan het centromeer hangen, en komt dus niet in één van de
dochtercellen terecht. Hierdoor hebben de dochtercellen óf 1 normale en 1 cel
met een chromosoom te weinig, óf beide cellen missen een chromosoom.
Numerieke afwijkingen
Levensvatbare afwijkingen:
Aneuploïdie: toevoeging of verlies van één of meerdere chromosomen. Dit kan
ontstaan door non disjunctie en door dispermy: 2 zaadcellen bevruchten 1 eicel.
Trisomie: +1
Monosomie: -1
Trisomie 21: syndroom van down (47, +21)
Trisomie 18: syndroom van Edwards (47, +18)
Trisomie 13: syndroom van Patau (47,+13)
Monosomie X: syndroom van Turner (45, x) (meisjes!)
47, XXY: syndroom van Klinefelter (jongens!)
47, XXX syndroom van Klinefelter (meisjes!)
47, XYY syndroom van Klinefelter (jongens!)
dsDNA= dubbelstrengs DNA
somatische cel= lichaamscel
Chromatide: 1 van de 2 helften van het gedeelde chromosoom
Chromatine: complex van DNA met eiwitten
DNA is een lange keten van nucleotiden. Op het chromosoom ligt de informatie
voor het eiwit. Een mens heeft 22 paar autosomen en 2 geslachtschromosomen.
DNA bestaat uit een dubbele helix, elke winding bestaat uit 10 basenparen. 1
winding is ook gelijk aan 3,6 aminozuren.
Van DNA RNA: transcriptie
Van RNA eiwit: translatie
Eiwit is lange keten van aan elkaar geketende aminozuren. Belangrijkste functie
is om te fungeren als enzym. Op de C2 positie zit het verschil tussen RNA (OH)
en DNA (H). Op C1 zit een organische base. De 5 basen die gebruikt worden:
Guanine (G) DNA/RNA
Adenine (A) DNA/RNA
Cytosine (C) DNA/RNA
Thymine (T) DNA
Uracil (U) RNA
Van DNA RNA: matrijsstreng wordt afgelezen (RNA= coderende streng DNA)
Nucleotide: suiker, base en minstens 1 fosfaat.
Nucleoside suiker + base
Nucleotide monofosfaat, difosfaat of trifosfaat
C bindt aan G, en bevat daartussen 3 waterstofbruggen
A bindt aan T, en bevat daartussen 2 waterstofbruggen. Door de
waterstofbruggen en fosfaatgroepen is het DNA stabiel.
Naamgeving: aantal chromosomen, geslachtschromosomen, translocatie (t)
/inversie (i) /deletie (d), betrokken chromosomen, arm- regio- band; arm-regio-
band)
Bijvoorbeeld: 46,xy,t(2;4)(p23;q25)
, nucleotide
De 2 strengen van DNA zijn antiparallel geordend en dus polair, 3’ en 5’. (3 prime
en 5 prime.)
DNA is negatief geladen door de fosfaatgroepen, en positief door de
aminogroepen.
DNA wordt geclassificeerd op basis van lengte en de positie van het centromeer.
In een chromosoom is de korte kant de P- kant, (petite) en de Q- kant de lange
kant. Lang niet al het DNA kan op deze manier ingedeeld worden. DNA moet
heel klein oprollen om in de cel te passen, daarvoor draait het DNA om histone
eiwitten heen. Vervolgens rollen ze nog verder op, zodat ze in de metafase vorm
zitten, de meest opgerolde vorm. Een nucleosoom is dna met histonen. 1
nucleosoom bevat 8 histonen (2x H2A,H2B,H3 en H4) en dsDNA van 146
nucleotiden. Om nog verder om te rollen is histon H1 nodig. Histonen zijn +
geladen door de aminozuren lysine en arginine.
,chromatin is het opgerolde dna en eiwitten in de celkern. Heterochromatin is
donker en heel compact, maar bevat minder actieve, reperterende genen. X-
inactivatie is ook heterochromatine. Euchromatin is lichter en minder compact en
bevat actievere genen.
Met behulp van G- bandering kan DNA geidentificeerd worden, er wordt dan een
karyotyping gemaakt. Een ideaal karyotype: idiogram. Een karyogram bestaat
dus uit gedeelde chormosomen: elke streng bestaat eigenlijk uit 2 chromatiden.
Preparatie van een chromosoom:
, Cellen die delen in de kweek (bijv. bloed)
Houdt ze in de metafase met colchicine
Cellen zwellen osmotisch
Houdt ze zo met chemicaliën
Leg op glas
Identificeer
In DNA zitten unieke volgorden en herhaalde (‘junk DNA’).
Zichtbaar maken van DNA:
FISH, een ingespoten DNA streng wordt gelabeld met fluoricerende stof,
als een ‘normale’ DNA streng dan gaat delen wordt wat van het gelabelde
DNA gebruikt (probe). Omdat de waterstof bruggen gevoelig zijn voor
temperatuur, gaan ze uit elkaar met een hogere temperatuur. Daardoor
wordt al het dubbelstrengs DNA enkelstrengs. Er moet wel een unieke
volgorde nucleotiden worden gebruikt, als je alleen een A zou gebruiken,
zou die op 25% van het genoom kunnen binden en valt er weinig uit op te
maken. Daarom worden 16 nucleotiden gebruikt, dat is in principe uniek.
In de praktijk worden 5000-10000 nucleotiden gebruikt. Er zijn
verschillende soorten probes: centromerische, telomerische,
chromosomespecfic unique sequence probe (voor o.a. micro deleties) en
whole chromosome paint probes (voor reciproke translocaties)
Array-CGH: scant het hele genoom, daarna rode en groene stipjes
vergelijken.
G bandering: C-G rijk DNA bindt meer kleurstof, kleuren dus sterker aan
en zijn donkerder. A-T rijk bindt minder kleurstof, kleuren dus minder sterk
aan en zijn lichter.
Mitose en meiose
,Chromosmen zijn alleen zichtbaar tijdens de celdeling (mitose en meiose)
Er zijn verschillende checkpoints tijdens de celcyclus: aan het eind van de G2
fase (is al het DNA gerepliceerd? Is alle schade gerepareerd?), tijdens de mitose
(zijn alle chromatiden goed aan de spoel gehecht?) en aan het einde van de G1
fase (is het milieu gunstig?).
Tijdens de mitose deelt de cel zich, waardoor 2 identieke dochtercellen ontstaan.
Er kan dan dus geen RNA replicatie plaatsvinden, want de chromosomen zijn
maximaal gecondenseerd. De chromosomen verdubbelen al in de S fase. De
interfase is de fase van de celcyclus waarin geen verdubbeling van de cel
plaatsvindt, dus alles behalve de mitose en cytokinesis. Tijdens de interfase
liggen de chromosomen door elkaar en zijn ze niet te onderscheiden, ze zijn wel
redelijk strak verpakt.
Er zijn verschillende fasen te onderscheiden in de mitose.
, Profase: voorbereidende fase. Vorming
spoelfiguur, verdwijnen kernmembraan,
spiralisatie en aanhechting van de chromosomen.
De spoeldraden (microtubuli) ontwikkelen vanuit
de centrosomen. Hier vindt vaak recombinatie
plaats.
Prometafase: kernmembraan verdwijnt,
spoeldraden kunnen kern in en contact maken
met chromosomen.
Metafase: spoeldraden trekken de chromosomen
uit elkaar, de chromatiden vormen elk een eigen
chromosoom.
Anafase: kernen vormen om de chromatiden die
bij de polen zijn aangekomen.
Telofase: chromosomen ontrollen zich weer,
waardoor ze niet meer zichtbaar zijn. Cytoplasma
verdeeld zich over de twee nieuwe cellen
(cytokinesis)
De meiose heeft als functies het halveren van het aantal
chromosomen en het verzorgen van genetische variatie,
door recombinatie/ crossover.
,Ook bij meiose I en II zijn verschillende fases te onderscheiden. Tijdens de
profase I kan er crossover en recombinatie optreden. Chiasma is de verbinding
tussen twee niet homologe chromosomen. Crossing over gebeurd 2 tot 3 keer
per meiotische deling. Chiasmaten houden de chromosomen tot anafase I bij
elkaar. De meiose verloopt bij mannen en vrouwen niet hetzelfde: bij mannen
ontstaan vier zaadcellen, bij vrouwen ontstaat één eicel en drie poollichaampjes.
Segregatie is het belangrijkste om nieuwe genen te krijgen, doordat we 23
chromosomen hebben, zijn er 8 x 10^6 mogelijk combinaties van genen mogelijk.
Ook recombinatie en crossover dragen bij, het aantal mogelijke combinaties is
dus eigenijk oneindig.
, Chromosoomafwijkingen
Nondisjunctie tijdens meiose I: de 2 gevormde chromosomenparen (3e 4e
stap in bovenstaande plaatje) gaan naar dezelfde cel, waardoor de uiteindelijke
cellen bestaan uit 2x 24 chromosomenparen en 2x 22 chromosomenparen.
Nondisjunctie tijdens meiose II: 4e stap in bovenstaande plaatje gaat fout. Het
chromosomenpaar splitst niet, waardoor er 1x 22, 2x 23 en 1x24
chromosomenparen eindigen per cel.
Anafaselagging: een chromosoom of chromosomenpaar blijft aan het
spoelfiguur aan het centromeer hangen, en komt dus niet in één van de
dochtercellen terecht. Hierdoor hebben de dochtercellen óf 1 normale en 1 cel
met een chromosoom te weinig, óf beide cellen missen een chromosoom.
Numerieke afwijkingen
Levensvatbare afwijkingen:
Aneuploïdie: toevoeging of verlies van één of meerdere chromosomen. Dit kan
ontstaan door non disjunctie en door dispermy: 2 zaadcellen bevruchten 1 eicel.
Trisomie: +1
Monosomie: -1
Trisomie 21: syndroom van down (47, +21)
Trisomie 18: syndroom van Edwards (47, +18)
Trisomie 13: syndroom van Patau (47,+13)
Monosomie X: syndroom van Turner (45, x) (meisjes!)
47, XXY: syndroom van Klinefelter (jongens!)
47, XXX syndroom van Klinefelter (meisjes!)
47, XYY syndroom van Klinefelter (jongens!)
