1. Cellen & hun genoom
1.1. Inleiding & situering
Genetische informatie: van ouder aan kinderen doorgeven = reproductie
Bepaald eigenschappen = overerfbaarheid
Mens: weefsels & orgaanstructuren
Specifieke functies & met elkaar communiceren
Ontstaat doordat 1 cel begint te delen: draagt alle genetische info + moleculaire machines
om nodige bouwstennen uit omgeving op te nemen
gebruiken om dochtercel aan te maken
1.2. Cellen stockeren hun genetische
informatie in dezelfde chemische code;
DNA
Genetische informatie als dubbelstrengig desoxyribonucleïnezuur (DNA)
4 bouwstenen= nucleotiden met nucleotidebasen:
- Adenine A
- Thymine T Rechtsdraaiende helix
- Guanine G WAAROM? Compact maken
- Cytosine C zodat het in cel past
Complementaire structuren vd nucleobasen
A & T (2 H-bruggen); C & G (3-H-bruggen) binden met elkaar via
waterstofbruggen= base-pairing
2 complementaire DNA strengen: inforamtie in 1 streng aanwezig
ook afgelezen vd 2de streng
OPM: eiwitten opgebouwd uit 20 verschillende AZ
Nucleotide: 2 grote delen: suikergroep (deoxyribose) & fosfaatgroep + base
suikergroepen via fosfaatgroepen aan elkaar gekoppeld
Lineaire keten v nucleotiden met specifieke sequentie
Niet symmetrisch => richting: 3’ 5’
DNA in levende cellen: niet als lineaire keten gesynthetiseerd
Info gebruikt om nieuwe DNA streng te synthetiseren= DNA replicatie
1.3. Informatie vloeit eerst van DNA nr RNA
Info ih DNA:
Gebruikt vr replicatie/celdeling
Gebruikt door cellen door uit bepaalde delen vh DNA 2 belangrijke molulen te produceren:
- Ribonucleïnezuur/RNA
Ruggengraat RNA=/ DNA
, Suikergroep: ribose bij RNA – deoxyribose bij DNA
Nucleobasen: uracil bij RNA – thymine bij DNA
- Eiwitten
Transcriptie: DNA RNA omgezet
Enzymcomplex gebruikt om genen over te schrijven nr RNA moleculen
Coderen vr eiwitten= boodschapper RNA/mRNA
Finaal vertaald nr eiwitten op ribosomen
Translatie (vertaling): RNA eiwitten omgezet
1.4. Boodschapper RNA wordt vertaald naar eiwitten
Genetische informatie in boodschapper RNA molecule uitgelezen in groepjes v 3 opeenvolgende
nucleotiden= codons
Elke codon codeert specifiek vr 1 bepaald AZ
in totaal 64 codons mogelijk=> 4 RNA bouwstenen
AZ kù door meerdere codons gecodeerd worden = degeneratie vd genetische code
Gelezen door transfer RNA moleculen/ tRNA’s
Elke type tRNA molecule draagt specifiek AZ
Bevat anticoden= RNA sequentie v 3 nucleotiden complementair aan codon ih mRNa
molecule => via base pairing binden op codon
Eiwittranslatie: vereist opeenvolging v tRNA moleculen samengebracht met mRNA molecule via base
pairing
Geladen met specifiek AZ
AZ aan elkaar gekoppeld via vorming v peptidenbruggen
tRNA-moleculen vrij v AZ gerecycleerd
uitgevoerd op ribosoom: opgebouwd uit 2 grote RNA ketens
- ribosomaal RNA/ rRNA
- eiwitten
1.5. genomen en hun complexiteit
1) eukaryoten: grootste deel v DNA in celkern onder vorm v chromosomen
2) prokaryoten: geen kern waarin DNA bewaren
3) archea/oerbacteriën
DNA= onderhevig aan mutaties
competitief voordeel in bepaalde omgevingstoestanden
gelijkaardige organismen: hopen minder mutaties op dan organismen die evolutionair ver v
elkaar verwijderd staan
vb: humaan-bacteriën liggen ver v elkaar op boom => evolutionair ver v elkaar verwijderd
Genoom: verschillen tssn genomen v verschillende organismen in grootte (# nucleotiden) &
coderende informatie (genen)
Wat verklaart die grote verschillen id complexiteit v genomen?
Bronnen aan koolstof & stikstof =/
Evolutionaire verwante organismen hebben nieuwe sets eiwitten nodig om te kù overleven
op bepaalde voedingsbron
Omstandigheden variëren
- Extromofielen (thermofielen): groeien bij hoge temperatuur (warmwaterbronnen)
- Halofielen: groeien bij hoge zoutconcentraties
Aangepast eiwitten nodig om in dergelijke omstandigheden te kù overleven
DNA-replicatie fouten
Mutatie optreden die eiwitten functioneel voordeel/nadeel geven
Volledige genen kù gedupliceerd worden tijdens replicatie
Nieuwe genen. Hoe?
, 1) Intragenische mutatie: sequentie ve bestaand gen gemuteerd => door fouten tijdens DNA
replicatie
2) Genduplicatie: bestaand gen gedupliceerd & binnen 1 cel 2 identieke kopiën onstaan + apart
v elkaar kù divergeren tijdens evolutie
3) Omwisselen v gensegmenten (segment shuffling): 2 bestaande genen gebroken & terug aan
elkaar geplakt => hybride gen ontstaat DNA segmenten v originele genen bevat
4) Horizontale gentransfer: stuk DNA vh genoom v 1 cel nr genoom v andere cel getransfereerd
Tijdens elke celdeling: volledige genoom gedupliceerd
Verkeerd => 1 cel krijgt originele DNA segment & duplicaat DNA segment
1 kopie vh gen heeft volledige vrijheid om te muteren
kan nieuwe functie krijgen die afwijkt v originele functie
orhtologe genen= genen in verschillende organismen & afkomstig v hetzelfde gen id
gemeenschappelijk voorouder
paraloge genen= genen ontstaan door genduplicatie binnenin 1 genoom
onafhankelijk v elkaar beginnen muteren
andere functies
gelijkaardige sequenties = homologe genen
virussen: bestaan uit kleine pakketjes gevuld met genetisch materiaal
gebruikt als soort v parasiet moleculaire machines v doelwitcellen om te reproduceren &
virale partikels te produceren nieuwe cellen kù infecteren
SOMS: viraal DNA aanwezig id geïnfecteerde cel
Nieuw geproduceerde viruspartikels: nemen soms DNA mee vd origineel geïnfecteerde cel &
transfereren nr nieuwe cel
1.6. De genetische informatie in eukaryoten=
complex
Eukaryotische cellen: groter & complexer dan prokaryotische cellen
Ook in genomen
1) Genetische informatie v eurkaryoten: hybride oorsprong
Groot deel komt v oorspronkelijke, anaerobe eukaryoot
Andere deel v bacteriën
Groot deel id kern
Klein deel id mitochondriën = mitochondriale genomen
Gedegeneerde versie vd oorspronkelijk bacteriële genomen & missen veel genen die
coderen vr eiwitten met essentiële functies
Codeert vr 13 eiwitten, 2rRNA moleculen & 22 tRNa moleculen
Groot deel vd essentiële genen voor mitochondriën: gecodeerd door nucleaire DNA
OPM: bij planten & algen in chloroplasten
Eukaryoten meer genen & meer DNA dat niet codeert vr eiwitten/andere moleculen met
welbepaalde functie= niet-coderend DNA
Belangrijke functies:
- Expressie v nabijgelegen genen reguleren= regulerend DNA
In staat om meerdere mechanismen te onderzoeken om op bepaalde
tijdstippen & plaatsen genen tot expressie te brengen
Cruciaal vr vorming v multicellulaire organismen
Genen coderen vr eiwitten die activiteit v andere genen regelen= genregulerende eiwitten
Binden direct/indirect aan regulerend DNA OF werken samen met gelijkaardige
eiwitten om transcriptie niet toe te laten
1.1. Inleiding & situering
Genetische informatie: van ouder aan kinderen doorgeven = reproductie
Bepaald eigenschappen = overerfbaarheid
Mens: weefsels & orgaanstructuren
Specifieke functies & met elkaar communiceren
Ontstaat doordat 1 cel begint te delen: draagt alle genetische info + moleculaire machines
om nodige bouwstennen uit omgeving op te nemen
gebruiken om dochtercel aan te maken
1.2. Cellen stockeren hun genetische
informatie in dezelfde chemische code;
DNA
Genetische informatie als dubbelstrengig desoxyribonucleïnezuur (DNA)
4 bouwstenen= nucleotiden met nucleotidebasen:
- Adenine A
- Thymine T Rechtsdraaiende helix
- Guanine G WAAROM? Compact maken
- Cytosine C zodat het in cel past
Complementaire structuren vd nucleobasen
A & T (2 H-bruggen); C & G (3-H-bruggen) binden met elkaar via
waterstofbruggen= base-pairing
2 complementaire DNA strengen: inforamtie in 1 streng aanwezig
ook afgelezen vd 2de streng
OPM: eiwitten opgebouwd uit 20 verschillende AZ
Nucleotide: 2 grote delen: suikergroep (deoxyribose) & fosfaatgroep + base
suikergroepen via fosfaatgroepen aan elkaar gekoppeld
Lineaire keten v nucleotiden met specifieke sequentie
Niet symmetrisch => richting: 3’ 5’
DNA in levende cellen: niet als lineaire keten gesynthetiseerd
Info gebruikt om nieuwe DNA streng te synthetiseren= DNA replicatie
1.3. Informatie vloeit eerst van DNA nr RNA
Info ih DNA:
Gebruikt vr replicatie/celdeling
Gebruikt door cellen door uit bepaalde delen vh DNA 2 belangrijke molulen te produceren:
- Ribonucleïnezuur/RNA
Ruggengraat RNA=/ DNA
, Suikergroep: ribose bij RNA – deoxyribose bij DNA
Nucleobasen: uracil bij RNA – thymine bij DNA
- Eiwitten
Transcriptie: DNA RNA omgezet
Enzymcomplex gebruikt om genen over te schrijven nr RNA moleculen
Coderen vr eiwitten= boodschapper RNA/mRNA
Finaal vertaald nr eiwitten op ribosomen
Translatie (vertaling): RNA eiwitten omgezet
1.4. Boodschapper RNA wordt vertaald naar eiwitten
Genetische informatie in boodschapper RNA molecule uitgelezen in groepjes v 3 opeenvolgende
nucleotiden= codons
Elke codon codeert specifiek vr 1 bepaald AZ
in totaal 64 codons mogelijk=> 4 RNA bouwstenen
AZ kù door meerdere codons gecodeerd worden = degeneratie vd genetische code
Gelezen door transfer RNA moleculen/ tRNA’s
Elke type tRNA molecule draagt specifiek AZ
Bevat anticoden= RNA sequentie v 3 nucleotiden complementair aan codon ih mRNa
molecule => via base pairing binden op codon
Eiwittranslatie: vereist opeenvolging v tRNA moleculen samengebracht met mRNA molecule via base
pairing
Geladen met specifiek AZ
AZ aan elkaar gekoppeld via vorming v peptidenbruggen
tRNA-moleculen vrij v AZ gerecycleerd
uitgevoerd op ribosoom: opgebouwd uit 2 grote RNA ketens
- ribosomaal RNA/ rRNA
- eiwitten
1.5. genomen en hun complexiteit
1) eukaryoten: grootste deel v DNA in celkern onder vorm v chromosomen
2) prokaryoten: geen kern waarin DNA bewaren
3) archea/oerbacteriën
DNA= onderhevig aan mutaties
competitief voordeel in bepaalde omgevingstoestanden
gelijkaardige organismen: hopen minder mutaties op dan organismen die evolutionair ver v
elkaar verwijderd staan
vb: humaan-bacteriën liggen ver v elkaar op boom => evolutionair ver v elkaar verwijderd
Genoom: verschillen tssn genomen v verschillende organismen in grootte (# nucleotiden) &
coderende informatie (genen)
Wat verklaart die grote verschillen id complexiteit v genomen?
Bronnen aan koolstof & stikstof =/
Evolutionaire verwante organismen hebben nieuwe sets eiwitten nodig om te kù overleven
op bepaalde voedingsbron
Omstandigheden variëren
- Extromofielen (thermofielen): groeien bij hoge temperatuur (warmwaterbronnen)
- Halofielen: groeien bij hoge zoutconcentraties
Aangepast eiwitten nodig om in dergelijke omstandigheden te kù overleven
DNA-replicatie fouten
Mutatie optreden die eiwitten functioneel voordeel/nadeel geven
Volledige genen kù gedupliceerd worden tijdens replicatie
Nieuwe genen. Hoe?
, 1) Intragenische mutatie: sequentie ve bestaand gen gemuteerd => door fouten tijdens DNA
replicatie
2) Genduplicatie: bestaand gen gedupliceerd & binnen 1 cel 2 identieke kopiën onstaan + apart
v elkaar kù divergeren tijdens evolutie
3) Omwisselen v gensegmenten (segment shuffling): 2 bestaande genen gebroken & terug aan
elkaar geplakt => hybride gen ontstaat DNA segmenten v originele genen bevat
4) Horizontale gentransfer: stuk DNA vh genoom v 1 cel nr genoom v andere cel getransfereerd
Tijdens elke celdeling: volledige genoom gedupliceerd
Verkeerd => 1 cel krijgt originele DNA segment & duplicaat DNA segment
1 kopie vh gen heeft volledige vrijheid om te muteren
kan nieuwe functie krijgen die afwijkt v originele functie
orhtologe genen= genen in verschillende organismen & afkomstig v hetzelfde gen id
gemeenschappelijk voorouder
paraloge genen= genen ontstaan door genduplicatie binnenin 1 genoom
onafhankelijk v elkaar beginnen muteren
andere functies
gelijkaardige sequenties = homologe genen
virussen: bestaan uit kleine pakketjes gevuld met genetisch materiaal
gebruikt als soort v parasiet moleculaire machines v doelwitcellen om te reproduceren &
virale partikels te produceren nieuwe cellen kù infecteren
SOMS: viraal DNA aanwezig id geïnfecteerde cel
Nieuw geproduceerde viruspartikels: nemen soms DNA mee vd origineel geïnfecteerde cel &
transfereren nr nieuwe cel
1.6. De genetische informatie in eukaryoten=
complex
Eukaryotische cellen: groter & complexer dan prokaryotische cellen
Ook in genomen
1) Genetische informatie v eurkaryoten: hybride oorsprong
Groot deel komt v oorspronkelijke, anaerobe eukaryoot
Andere deel v bacteriën
Groot deel id kern
Klein deel id mitochondriën = mitochondriale genomen
Gedegeneerde versie vd oorspronkelijk bacteriële genomen & missen veel genen die
coderen vr eiwitten met essentiële functies
Codeert vr 13 eiwitten, 2rRNA moleculen & 22 tRNa moleculen
Groot deel vd essentiële genen voor mitochondriën: gecodeerd door nucleaire DNA
OPM: bij planten & algen in chloroplasten
Eukaryoten meer genen & meer DNA dat niet codeert vr eiwitten/andere moleculen met
welbepaalde functie= niet-coderend DNA
Belangrijke functies:
- Expressie v nabijgelegen genen reguleren= regulerend DNA
In staat om meerdere mechanismen te onderzoeken om op bepaalde
tijdstippen & plaatsen genen tot expressie te brengen
Cruciaal vr vorming v multicellulaire organismen
Genen coderen vr eiwitten die activiteit v andere genen regelen= genregulerende eiwitten
Binden direct/indirect aan regulerend DNA OF werken samen met gelijkaardige
eiwitten om transcriptie niet toe te laten
