samenvatting onderzoeksmethoden deel 1 kine KUL

H2: moleculaire mechanismen van genexpressie

2 genexpressie en fenotype
Gen = DNA-fragment dat codeert voor een polypeptide

 opvouwing van één polypeptide/ meerdere polypeptiden samen = proteïne
- gesynthetiseerde proteïne = gen komt tot uitdrukking/ expressie = genexpressie
 erfelijke informatie in de basensequentie van het DNA omgezet in een fenotypisch kenmerk

3 centrale hypothese van de moleculaire biologie
= mechanisme waarop de genexpressie gebeurt
= fundamenteel voor het leven (bij de meeste organismen gelijk mechanisme)

 afdruk van basenparen in een DNA-fragment
 in de vorm van RNA
 geeft aan welke aminozuren elkaar zullen opvolgen in synthetiseren vd proteïne
= DNA --> RNA --> proteïne

4 Proteïnesynthese als resultaat van genexpressie
4.1 transcriptie
WAT?
- DNA (= code voor aanmaak polypeptide) vast in celkern
- Ontstaan polypeptide = ter hoogte van ribosomen
 Scheiding celkern – cytosol
 Afdruk van het gen maken = RNA-molecule = transcriptie (overschrijving DNA in de celkern)
- Ontstaan m(essenger)RNA
=

 Verhuist naar cytosol en brengt info van het gen uit de celkern


HOE?
- RNA-polymerase (enzymen)
 Herkennen startsequentie op dubbelstreng
 H-bruggen tussen basen verbreken
 Twee strengen los van elkaar
 RNA-streng tussenbouwen
 Nucleotiden hechten aan 3’ einde van DNA
 RNA-streng opbouwen van 5’ naar 3’
 Complementaire basenparen (T-A en G-C, geen T in RNA ! --> A-U)
- RNA-polymerase schuift op --> DNA-dubbelstreng sluit zich
- Stopsequentie (reeks basen)
 mRNA komt los van dubbelstreng
 blijft in celkern voor nabewerking

FOUT?
= Foute basenparing bv. A-C i.p.v. A-U
 RNA-polymerase heeft geen herstelfunctie
 DNA-polymerase > RNA-polymerase (= minder precisie) MAAR compensatie:
 Meerdere mRNA’s maken op één gen --> sommige zonder fouten
 mRNA-molecule = korte levensduur = regelmatig afgebroken/ vervangen
 minder gevolgen voor de cel (DNA-replicatie belangrijker dan mRNA-molecule)

, H2: moleculaire mechanismen van genexpressie
SPLICING

= nabewerking van mRNA
- genen zijn gefragmenteerd = tussen basensequenties ook introns
 niet-coderende DNA-stukken = introns
 coderende fragmenten = exons
- transcriptie = introns en exons mee overgeschreven
 precursor-mRNA = voorloper van het mRNA (pre-mRNA)
- splicing = enzymen die introns uit pre-mRNA knippen
 exons aan elkaar geplakt
= functioneel of rijp mRNA
 doorheen de kernporiën naar het cytosol
4.2 genetische code
DRIELETTERWOORDEN

- 20 verschillende aminozuren uit 4 basen
- Codewoorden = opeenvolging van 3 basen in het DNA = triplet
 In mRNA = codon
 64 verschillende codons = voor 20 aminozuren = genetische code
 61 coderen voor aminozuur
 1 vd 61 heeft een dubbele betekenis: startcodon + aminozuur methionine
 3 stopcodons (UAA, UAG en UGA, zie leesraam)

EIGENSCHAPPEN

Genetische code = universeel = codons coderen voor dezelfde aminozuren

 In de loop van de evolutie bewaard
 Genen van het ene naar het andere organisme overbrengen kan
= basis gentechnologie
 Gedegenereerde code WANT aminozuren gecodeerd door meerdere codons
 Elk codon blijft specifiek voor één aminozuur

4.3 translatie
WAT?

= omzetting basensequentie van mRNA --> aminozuursequentie van polypeptide
= vertaling van basen naar aminozuur in de ribosomen in het cytosol

- Benodigdheden: aminozuren, mRNA, ATP en enzymen
 Adaptormoleculen = aminozuren te kunnen binden met mRNA = transfer-RNA (tRNA)

STRUCTUUR EN FUNCTIE tRNA

- Enkelstreng met 4 basenparing-plaatsen (zie tekening: armen)
 Lussen (zie tekening: loop)
 Lus 2 = anticodon
= basentriplet 3’-5’ (complementair met codon mRNA) Lus 1
 Vrije 3’ einde (altijd CCA) = acceptor voor binding aminozuur Lus 3
 Voor elk aminozuur, 1 of meer tRNA’s

DUS: anticodon realiseert basenparing met codon op mRNA
+ brengt een aminozuur aan (om aan polypeptide te bouwen)
Lus 2