Samenvatting Dictaat Moleculaire genetica 1 (BFW, Universiteit Leiden)

[SV] Moleculaire Genetica 1

▪ Hoorcollege 1:

Evolutie:
- DNA wordt voortdurend gekopieerd (DNA-replicatie) en afgelezen voor de vorming
van RNA. Dit RNA codeert voor de vorming van eiwitten, die bestaan uit aminozuren.
Tijdens het repliceren kan er mutaties ontstaan.
Genetische recombinatie is het combineren van verschillende DNA-segmenten
(bijvoorbeeld van ouders) tijdens de replicatie. Dit zorgt voor genetische variatie wat
uiteindelijk een grote oorzaak is van evolutie.

Replicatie = Replica maken van DNA.
Transcriptie = overschrijven van DNA, maar er wordt RNA gesynthetiseerd.
(DNA -> RNA)
Translatie = Vertalen van RNA naar aminozuren. (RNA -> aminozuren)
Nucleïnezuur = Complex van biochemisch macromolecuul waarin een groot aantal
bouwstenen, nucleotiden, aan elkaar geschakeld zijn. (RNA/DNA)
- RNA is enkelstrengs en bevat Uracil i.p.v. Thymine

- Verschil tussen prokaryoten en eukaryoten:
Prokaryoten Eukaryoten
Hebben geen celkern Hebben wel een celkern
Bacteriën Organismen met celkern
Archaea valt ook onder deze categorie

- Genoom = De verzameling van alle chromosomen/erfelijke informatie in een
organisme
Chromosoom = Drager van een deel van de erfelijke informatie in een organisme

Ontstaan van nieuwe genen:
- 1.) Mutatie:
o Een gen wordt willekeurig gewijzigd. Dit gebeurt voornamelijk tijdens
DNA-replicatie.
(Een voorbeeld hiervan is bijvoorbeeld bij een organisme die een
photolyase-activiteit heeft, maar door mutatie is er bij een zoogdier een Cryptochroom-
activiteit ontstaan.)
2.) Gen duplicatie:
o Bij gen duplicatie ontstaan er 2 dochtercellen uit een moedercel, waarin
mutatie kan plaatsvinden in één of beide genen en zo ontstaan er twee
vergelijkbare genen met net een ander functie,
Homologe genen: Onderscheid tussen orthologe genen en paraloge genen.
 Orthologe genen: zijn genen in 2 verschillende organismen die een
gezamenlijke voorouder hebben en vervolgens zijn bij één of beide
organismen deze genen gemuteerd waardoor ze net een ander functie
krijgen.

,  Paraloge genen: zijn genen die binnen één soort zijn gedupliceerd en
vervolgens door mutatie een ander functie ten opzichte van elkaar
hebben gekregen.
3.) DNA-segment shuffling:
o Stukken van genen met elkaar te mengen “shufflen”, er ontstaat soort van
een recombinant gen, één hybride vorm van DNA.
4.) Horizontal (intercellular) transfer:
o Een stuk DNA wordt uitgewisseld tussen cellen of zelfs organismen.
Dit kan door middel van een virus, een plasmide of seks.
Opname ‘kaal’ DNA.
Overdracht DNA-fragmenten via virussen.
Overdracht DNA-fragmenten via plasmiden.

- Forward genetics = Bij experimenten random mutaties aanbrengen en vervolgens
kijken wat het resultaat ervan is.
Reverse genetics = Er wordt eerst gekeken naar het genoom, en dan een gerichte
mutatie aanbrengen (op een specifieke locatie), en dan wordt er gekeken naar het
effect van het aanbrengen van de mutatie.

,▪ Hoorcollege 2: DNA + RNA

- DNA = Desoxyribonucleïnezuur (! desoxy= oxy is eruit)
RNA = Ribonucleïnezuur
➔ Het verschil tussen RNA en DNA is te herkennen aan de C2’,
Als er een H-atoom zit => DNA, Als er een OH-groep, dan is het RNA.

- Nucleotide opgebouwd uit: 1.) Suikergroep (deoxyribose of ribose)
2.) Base: guanine, adenine, cytosine en
(DNA: thymine of RNA: uracil)
(pyrimidine vorm: C, T en U) (purine vorm: A en G)
3.) Fosfaat (Meestal aan 5’ en 3’)

- Nucleoside opgebouwd uit: 1.) Suikergroep (deoxyribose of ribose)
2.) Base
o Naamgeving wordt ook anders bij nucleoside:
[Losse base] [Nucleoside]
Adenine => Adenosine
Guanine => Guanosine
Cytosine => Cytidine
Thymine => Thymidine
Uracil => Uridine




- De base zit met een glycosideband aan de 1’ kant van de suiker.
De fosfaatgroep zit met een esterband aan de 5’.

- Fosfaatgroepen aan ATP zijn negatief geladen.
Een ATP bestaat uit 3 fosfaatgroepen + ribose + adenosine. Je hebt ook ADP (di) en
AMP (mono)

, Base Nucleoside Nucleotide Afkorting
nucleotide
Adenine Adenosine (deoxy)adenosinemonofosfaat (d)AMP
(deoxy)adenosinedifosfaat (d)ADP
(deoxy)adenosinetrifosfaat (d)ATP
Guanine Guanosine (deoxy)guanosinemonofosfaat (d)GMP
(deoxy)guanosinedifosfaat (d)GDP
(deoxy)guanosinetrifosfaat (d)GTP
Cytosine Cytidine (deoxy)cytidinemonofosfaat (d)CMP
(deoxy)cytidinedifosfaat (d)CDP
(deoxy)cytidinetrifosfaat (d)CTP
Thymine Thymidine Deoxythymidinemonofosfaat dTMP
Deoxythymidinedifosfaat dTDP
Deoxythymidinetrifosfaat dTTP
Uracil Uridine Uridinemonofosfaat UMP
Uridinedifosfaat UDP
Uridinetrifosfaat UTP
(ATP wordt het meest gebruikt voor energie etc. dATP wordt gebruikt voor alleen
DNA-synthese)
- Fosfodiesterband:
o De fosfaatgroep aan het 5’ bindt met de hydroxidegroep aan het 3’ van een
andere nucleotide. De genetische code wordt altijd van 5’ naar 3’ gelezen.
Hierdoor wordt een suiker-fosfaatbackbone gevormd.

- In DNA/RNA lopen de twee suiker-fosfaatbackbone anti-parallel van elkaar,
Dit betekent dus dat de ene streng van 5’ naar 3’ loopt en de andere van 3’ naar 5’.
Als je van 1 streng de sequentie weet, weet je door de vaste baseparing ook de
sequentie van de andere streng. De strengen zijn dus complementair.
Hierdoor worden bases gepaard d.m.v. waterstofbinding.
Bij DNA:
C en G hebben 3 waterstofbindingen (veel stabieler dan A-T binding)
A en T hebben 2 waterstofbindingen
➔ Er ontstaat dubbele helix.

- De DNA strengen vormen samen dus een dubbele helix.
o De afstand tussen de basen is 0.34 nm.
o DNA-helix heeft ongeveer 10 baseparen per turn (360*). Deze strengen
draaien rechtshandig om elkaar heen. (1 turn, hoogte is dan ongeveer 3.4 nm)
o Er zijn twee groeven in het DNA:
 Minor groove
 Major groove
Deze ontstaan door de afstand van de fosfaatgroep met de base.
o Base-pair stacking:
Door de lading van de elektronen kan men de basenparen niet recht op elkaar
stapelen. Hierdoor ontstaat er dus een helixvorm waarbij de streng altijd
rechtsdraaiend is.