Genen en Cellen - Genen deeltoets 1

G&C‌‌Genen‌ ‌



College‌‌1‌ ‌
‌
‌
DNA‌‌vormt‌‌genoom‌‌(bevat‌‌code‌‌voor‌‌leven,‌‌bevat‌‌de‌‌genen‌‌van‌‌een‌‌organisme)‌ ‌
- Ieder‌‌organisme‌‌heeft‌‌een‌‌genoom,‌‌ook‌‌eencelligen‌ ‌
- Alle‌‌cellen‌‌hebben‌‌hetzelfde‌‌genoom‌‌(mens‌‌heeft‌‌10^13‌‌-‌‌10^14‌‌cellen)‌ ‌
- Bepaalt‌‌wat‌‌organisme‌‌kan‌‌doen‌ ‌
- Wordt‌‌doorgegeven‌‌aan‌‌nakomelingen‌ ‌
- Informatie‌‌wordt‌‌niet‌‌altijd‌‌afgelezen‌‌→‌‌regulatie‌
- Niet‌‌in‌‌elke‌‌cel‌‌is‌‌alle‌‌informatie‌‌nuttig‌‌en‌‌bruikbaar‌ ‌
- Structurele‌‌genen:‌‌coderen‌‌voor‌‌eiwitten‌ ‌
‌
Proteoom‌‌=‌‌de‌‌dynamische‌‌verzameling‌‌eiwitten‌‌in‌‌een‌‌cel‌‌(in‌‌tegenstelling‌‌tot‌‌genoom‌‌niet‌‌constant),‌‌
zijn‌‌de‌‌genen‌‌uit‌‌het‌‌genoom‌‌die‌‌wel‌‌worden‌‌gebruikt‌‌in‌‌die‌‌specifieke‌‌cel‌ ‌
Verschilt‌‌per‌‌celtype,‌‌conditie‌‌en‌‌in‌‌de‌‌tijd‌‌( jonge‌‌cel‌‌vs‌‌oude‌‌cel)‌ ‌
De‌‌eiwitten‌‌functioneren‌‌in‌‌metabolisme,‌‌signalering‌‌en‌‌regulatie‌ ‌
- Proteoom‌‌is‌‌weergave‌‌van‌‌functies‌‌cel‌‌op‌‌dat‌‌moment‌ ‌
- Genoom‌‌geeft‌‌alle‌‌mogelijke‌‌functies‌ ‌
‌
Genoom:‌ ‌
- Overgeërfde‌‌eigenschappen‌‌van‌‌ouders‌‌ ‌(kan‌‌oorzaak‌‌erfelijke‌‌ziekte‌‌zijn)‌ ‌
- Mutaties‌‌kunnen‌‌leiden‌‌tot‌‌verstoorde‌‌processen‌‌in‌‌cellen‌ ‌(kan‌‌bv‌‌kanker‌‌veroorzaken)‌ ‌
- Altijd‌‌invloed‌‌van‌‌omgevingsfactoren‌ ‌
- Kunnen‌‌mutaties‌‌induceren‌ ‌
- Kunnen‌‌DNA-structuur‌‌(chromatine)‌‌veranderen‌ ‌
‌
Sequentie‌‌van‌‌DNA‌‌is‌‌te‌‌bepalen‌ ‌
- Genomics;‌‌welke‌‌genen‌‌zijn‌‌er?‌ ‌
- Screenen‌‌voor‌‌bekende‌‌mutaties‌ ‌
Diagnostiek‌‌en‌‌DNA‌ ‌
- Voorspellen‌‌kans‌‌op‌‌ziekte,‌‌door:‌‌bevolkingsonderzoek‌‌(hielprik),‌‌genetisch‌‌profiel‌‌en‌‌risico‌‌op‌‌
aandoening,‌‌ook‌‌afhankelijk‌‌van‌‌omgevingsfactoren‌ ‌
‌
DNA/RNA-structuur‌ ‌
- Zijn‌‌ketens‌‌van‌‌nucleotiden‌‌(monomeren‌‌van‌‌DNA/RNA)‌ ‌
- Het‌‌zijn‌‌strengen‌‌(lineaire‌‌polymeren‌‌van‌‌DNA/RNA-nucleotiden)‌ ‌
- Dubbele‌‌helix‌‌(twee‌‌verbonden‌‌strengen‌‌DNA),‌‌RNA‌‌is‌‌enkel‌ ‌
- Chromosomen‌‌(complexe‌‌structuur‌‌van‌‌dubbelstrengs‌‌DNA‌‌en‌‌gespecialiseerde‌‌eiwitten‌‌die‌
ervoor‌‌zorgen‌‌dat‌‌het‌‌in‌‌de‌‌cel‌‌past)‌ ‌
‌

, G&C‌‌Genen‌ ‌



DNA:‌ ‌
- 4‌‌nucleotiden‌‌(A,‌‌T,‌‌C,‌‌G)‌ ‌
- Opgebouwd‌‌uit‌‌3‌‌componenten‌ ‌
- Phosphate‌‌group‌ ‌
- Pentose‌‌suiker‌‌(deoxyribose)‌ ‌
- DNA‌‌=‌‌deoxyribonucleic‌‌acid‌ ‌
- Nitrogene‌‌basee‌ ‌
- Purines‌→ ‌ ‌‌Adenine,‌‌Guanine‌ ‌
- Pyrimidines‌‌→‌‌Cytosine,‌‌Thymine‌ ‌
- Is‌‌een‌‌template‌‌voor‌‌de‌‌codering‌‌van‌‌RNA‌‌(code‌‌wordt‌‌afgelezen)‌ ‌
RNA:‌ ‌
- 4‌‌nucleotiden‌‌(A,‌‌U,‌‌C,‌‌G)‌ ‌
- Opgebouwd‌‌uit‌‌3‌‌componenten‌ ‌
- Phosphate‌‌group‌ ‌
- Ribose‌ ‌
- Nitrogene‌‌base‌ ‌
‌
Vorming‌‌nucleotideketen‌‌door‌‌condensatie‌‌(de-hydratie)‌‌waarbij‌‌H2O‌‌wordt‌‌afgesplitst‌ ‌
‌
Sugar-phosphate‌‌backbone‌ ‌
- Basen‌‌steken‌‌uit‌‌(richting‌‌de‌‌andere‌‌streng,‌‌binden‌‌aan‌‌elkaar‌‌met‌‌H-bruggen)‌ ‌
- 2‌‌H-bruggen‌‌tussen‌‌A-T‌ ‌
- 3‌‌H-bruggen‌‌tussen‌‌G-C‌ ‌
- Richting:‌‌5’‌‌→‌‌3’‌‌!!!‌ ‌
‌
Erwin‌‌Chargoff‌‌ ‌kwam‌‌achter‌‌die‌‌baseparen.‌‌Want‌‌de‌‌hoeveelheid‌‌A‌‌was‌‌gelijk‌‌aan‌‌T‌‌en‌‌de‌‌hoeveelheid‌‌
C‌‌was‌‌gelijk‌‌aan‌‌G‌ ‌
De‌‌strengen‌‌zijn‌‌een‌‌soort‌‌spiegelbeelden‌‌van‌‌elkaar‌ ‌
Zijn‌‌complementair‌‌en‌‌antiparallel‌ ‌
‌
DNA‌‌replicatie‌ ‌
Semiconservatief:‌‌één‌‌streng‌‌dient‌‌als‌‌template‌‌voor‌‌het‌‌synthetiseren‌‌van‌‌de‌‌tweede‌‌streng‌ ‌
Originele‌‌strengen‌‌=‌‌“Parental‌‌strands”‌ Nieuwe‌‌strengen‌‌=‌‌“Daughter‌‌strands”‌ ‌
‌Template‌‌(matrijs)‌ ‌\->‌‌complementair‌‌aan‌‌template‌‌streng‌ ‌
Ontstaan‌‌twee‌‌dochtermoleculen‌‌met‌‌1‌‌parental‌‌en‌‌1‌‌daughter‌‌strand‌ ‌
‌
‌

, G&C‌‌Genen‌ ‌



‌
‌
Origin‌‌of‌‌replication‌‌→‌‌zorgt‌‌voor‌‌opening‌‌genaamd‌‌de‌‌replication‌‌
bubble‌‌die‌‌twee‌‌replicatievorken‌‌vormt‌ ‌
DNA-replicatie‌‌gaat‌‌verder‌‌vanuit‌‌de‌‌vorken‌ ‌
Bij‌‌een‌‌eukaryote‌‌cel‌‌gebeurt‌‌dit‌‌op‌‌meerdere‌‌plaatsen‌‌tegelijk‌ ‌
‌
DNA‌‌helicase‌‌vormt‌‌een‌‌ring‌‌met‌‌daarin‌‌een‌‌gat‌‌en‌‌door‌‌die‌‌over‌‌het‌‌
DNA‌‌te‌‌verschuiven‌‌haalt‌‌het‌‌de‌‌strengen‌‌van‌‌elkaar‌‌af‌ ‌
Single-strand‌‌binding‌‌proteins‌‌zorgen‌‌ervoor‌‌dat‌‌er‌‌niet‌‌meteen‌‌weer‌‌
nieuwe‌‌binding‌‌tussen‌‌de‌‌strengen‌‌gevormd‌‌wordt‌ ‌
DNA‌‌topoisomerase‌‌voorkomt‌‌helixvorming‌‌van‌‌het‌‌DNA‌‌als‌‌helicase‌‌
erlangs‌‌moet,‌‌zo‌‌wordt‌‌de‌‌spanning‌‌niet‌‌te‌‌groot‌ ‌
DNA‌‌polymerase‌ ‌
- Synthetiseert‌‌covalente‌‌binding‌‌tussen‌‌twee‌‌nucleotides‌ ‌
- Tri-phosphate‌‌nucleotiden:‌‌twee‌‌phosphaat‌‌(Pyrophosphate)‌‌eraf‌‌→‌‌ontstaat‌‌energie‌ ‌
- Kan‌‌niet‌‌zomaar‌‌op‌‌een‌‌template‌‌starten‌ ‌
- Primer‌‌nodig‌‌(gesynthetiseerd‌‌door‌‌enzym‌‌Primase‌‌(RNA-polymerase))‌ ‌
- 12-14‌‌nucleotides‌‌lang‌ ‌
- Primer‌‌is‌‌kort‌‌RNA-molecuul,‌‌wordt‌‌later‌‌vervangen‌‌voor‌‌DNA‌ ‌
- Werkt‌‌van‌‌5’‌‌(phosphate)‌‌naar‌‌3’‌‌(OH)‌ ‌
‌
Leading‌‌strand‌‌wordt‌‌in‌‌1x‌‌van‌‌5’‌‌naar‌‌3’‌‌gevormd‌‌→‌‌maar‌‌één‌‌RNA‌‌primer‌‌nodig‌ ‌
Lagging‌‌strand‌‌wordt‌‌steeds‌‌een‌‌primer‌‌gemaakt,‌‌die‌‌wordt‌‌verlengd,‌‌dan‌‌wordt‌‌weer‌‌een‌‌primer‌‌
gemaakt‌‌en‌‌verlengd.‌‌Daardoor‌‌ontstaan‌‌vele‌‌okazaki‌‌fragmenten‌ ‌
DNA‌‌ligase‌‌voegt‌‌alle‌‌okazaki‌‌fragmenten‌‌samen‌‌door‌‌covalente‌‌bindingen‌‌te‌‌vormen‌ ‌
‌
Telomeren:‌ ‌
- ‌Serie‌‌herhaalde‌‌nucleotide‌‌sequenties‌‌(repeats)‌‌aan‌‌beide‌‌eindes‌‌van‌‌chromosomen‌‌(in‌‌
eukaryoten)‌ ‌
- Eigen‌‌vorm‌‌van‌‌DNA‌‌replicatie‌ ‌
- Telomeer‌‌aan‌‌3’-OH‌‌kant‌‌is‌‌enkelstrengs‌ ‌
- Overhang‌‌aan‌‌3’‌‌kant‌ ‌
- Sequentie‌‌repeats‌‌in‌‌mens:‌‌5’-GGGTTA-3’‌ ‌
- Zo‌‌wordt‌‌bij‌‌elke‌‌replicatie‌‌de‌‌onderste‌‌streng‌‌ ‌
weer‌‌ietsje‌‌korter,‌‌daar‌‌zijn‌‌telomeren‌‌voor‌ ‌
- In‌‌lagging‌‌strand‌‌haalt‌‌DNA‌‌polymerase‌‌primer‌‌weg‌‌en‌‌vult‌‌de‌‌sequentie‌‌dan‌‌weer‌‌
vanaf‌‌3’-OH‌‌van‌‌volgend‌‌fragment‌ ‌
- Maar:‌‌DNA‌‌polymerase‌‌vindt‌‌aan‌‌het‌‌eind‌‌van‌‌een‌‌chromosoom‌‌geen‌‌startpunt‌‌(geen‌‌
vrij‌‌3’-OH),‌‌dus‌‌1‌‌streng‌‌blijft‌‌single‌ ‌
- Replicatie‌‌leidt‌‌dan‌‌bij‌‌elke‌‌ronde‌‌tot‌‌een‌‌korter‌‌lineair‌‌chromosoom‌‌en‌‌
uiteindelijk‌‌verlies‌‌van‌‌genen‌→ ‌ ‌‌daarom‌‌zijn‌‌er‌‌telomeren;‌‌zetrepeats‌‌aan‌‌het‌‌
uiteinde‌‌van‌‌het‌‌chromosoom‌‌door‌‌enzym‌‌Telomerase‌ ‌
‌