Samenvatting Erfelijkheid
De celdeling: Hoe wordt de code doorgegeven?
1 zygote à duizenden miljarden cellen
Onderhoud v/h lichaam: vervanging afgestorven cellen
Nageslacht: apart soort celdelingen
Mitose en meiose
Twee soorten celdelingen:
1. Gewone
celdeling of
mitose, uit één cel
ontstaan twee
dochtercellen,
met identieke
erfelijke samenstelling
aan de oorspronkelijke
cel. Dit soort delingen
zorgt voor de
ontwikkeling
van het embryo, voor de groei van het jong organisme en voor het vervangen van
afgestorven cellen
2. De reductiedeling of meiose voor de vorming van voortplantingscellen of gameten.
Bestaat uit twee opeenvolgende delingen. De resulterende cellen bevatten ieder de
helft van de totale hoeveelheid erfelijke materiaal. Bij de bevruchting zullen twee van
die cellen onderling versmelten met vorming van een zygote die weer dezelfde
hoeveelheid DNA bevat als een normale lichaamscel. Meiose is reductiedeling
De celcyclus
De celcyclus is de totale levensduur van een individuele cel. De celcyclus begint met het
ontstaan van een nieuwe lichaamscel en eindigt met haar eigen delingsactiviteit.
Vier fasen:
1. G1 of de eerste groeifase, gat tssn 2 delingen in
2. S of synthese
3. G2, de tweede groeifase
4. M voor mitose of meiose
1|Pagina
,Alles wat zich afspeelt tussen twee delingen, dus G1, S en G2 wordt interfase genoemd.
Niet delende cellen blijven in de werkingsfase die dan aangeduid wordt als de G0- fase.
De opeenvolging van de verschillende fasen verloopt volgens strikte regels en wordt
gecontroleerd door verschillende genen/eiwitten, die zelf worden geactiveerd door specifieke
eiwitten. Deze eiwitten kunnen door invloeden van buitenaf aangezet worden, zoals
groeihormonen of de toestand van het omringende weefsel.
Soms loopt het fout en vernietigt de cel zichzelf, maar soms kan het aanleiding geven tot het
ontstaan van een al dan niet kwaadaardige tumor.
G0 : niet delende cellen, cellen die zich gespecialiseerd hebben.
R : controle punt, aanloop nemen om te gaan delen. Staat onder controle van eiwitten,
vaak kinasen. Wat doet een kinase enzym? Fosfaatgroep zetten op OH groep van
serine/threonine. Hiermee kun je eiwit activeren/inactiveren. Is omkeerbaar.
S : replicatie, lopieren van DNA
M : mitose of meiose
G1, S en G2: interfase
G1: de eigenlijke werkingsfase van de cel
• G van ‘gap’: interval tussen 2 belangrijke fasen
• Actieve werkingsfase
• Chromosomen ontrollen tot chromatinedraden
• Selectief gebruik van de erfelijke informatie: aanmaak nodige eiwitten
• Variabele duur
• Cellen die niet meer delen: G0
S: synthese van nieuw DNA
• Voorbereiding op de eigenlijke celdeling
• Verdubbeling van DNA in de celkern = replicatie
• Duurt gemiddeld 6 à 8 uur
Replicatie
• Semi-conservatief: nieuw DNA bestaat uit 1 nieuwe en 1 oude streng
• Synthese verloopt altijd 5’ à 3’ (DNA-polymerase loopt in de 3’-5’ richting langs de
template)
• Continu in de ene streng, discontinu in de andere: Okazaki fragmenten
• RNA primer, helicase, primase, DNA gyrase, DNA polymerasen, DNA ligase
2|Pagina
, • Bouwstenen zijn nucleotiden
Replicatie 1:
• Ontwinden strengen: DNA-gyrase of DNA topoisomerase
• Waterstofbruggen moeten verbroken worden
• In A-T rijke gebieden à Helicase
• Verbreekt de waterstofbruggen tussen de
complementaire nucleotiden van de DNA-duplex
• Het ontwinden van de strengen gebeurt door DNA
gyrasen (=topoisomerasen), hiervoor wordt het DNA
op regelmatige afstanden geknipt.
• Hier: ‘origin of replication’
• ‘Replicatievork’
Replicatie 2:
• Primase
• Trekt RNA nucleotiden aan
• Zet ze aan elkaar
DNA polymerase kan alleen werken als ze start stukje hebben. Dit
heet een primer. In dit geval RNA primer. Enzym gaat daar op
werken. Gaat primer synthese verder aanvullen, dus synthese
gebeurt in richting van 5’ naar 3’
Replicatie 3:
• Verschillend voor 5’-3’ streng en 3’-5’ streng:
• Leading strand: continu Lagging strand: discontinu à
Okazaki fragmenten
DNA primase zet korte RNA-primers, die complementair zijn aan de DNA-streng, op
regelmatige afstanden van elkaar op de lagging streng. Voor de leading streng is er maar
één RNA-primer nodig. Naarmate vork opengaat, vordert de leading strand verder.
De RNA primers aan de lagging streng kunnen maar stapsgewijs worden aangehecht.
Deze RNA-primers kunnen verlengd worden door DNA-polymerase, tot de volgend RNA-
primer wordt bereikt. Zo ontstaan de Okazaki fragmenten.
Prokaryoten:
DNA polymerase I: gaps tussen primers invullen bij de lagging streng
DNA polymerase II: DNA herstel
DNA polymerase III: belangrijkste polymerase bij de DNA replicatie (polymerisatie in de
leading streng)
Zoogdieren:
a: bestaat uit 4 subeenheden, waarvan er 2 het RNA primase vormen, de andere 2
subeenheden vormen het gyrase/topoisomerase.
Zodra het primase de RNA-primer heeft gemaakt, start pol a de replicatie door de primer
met ongeveer 20 nt te verlengen. Na 20 nt wordt de synthese van de lagging streng
overgenomen door e en door d voor de leading streng.
b: DNA herstel
d: synthese van de leading streng.
e: DNA herstel + synthese van de lagging streng
3|Pagina
, g: replicatie mitochondriaal DNA
Lagging strand: loopt achter, moet wachten. Gaat in stukjes.
Leading streng: word continu aangemaakt.
Wanneer 2e fragment thv van 1e primer komt, gaat 1 voor 1 RNA nt weghalen met
exonuclease: verbreken van nucleinezuren, dus fosfodierster gaat verbroken worden. Aan
het einde van de keten. 5’-3’Exonuclease (RNaseH): in synthese richting knabbelt hij af.
Gebeurt alleen in lagging strand. Als 2 groene stukken dan bij elkaar komen, door DNA
ligase
DNA ligase maakt okazaki fragmenten aan elkaar: maakt fosfodiester
Replicatie 4:
• DNA polymerase e exonuclease: verwijdert primers
(RNaseH)
• DNA polymerase overbrugt de onderbreking
• DNA ligase: sluit de fragmenten aan elkaar
Het RNA wordt dan verwijderd en vervangen door dNTPs. De
Okazaki fragmenten worden vervolgens aan elkaar gezet door
DNA-ligase.
Replicatie 5:
Terminatie:
• Einde streng: telomeren
• Repetitieve sequenties
• Hier geen primer meer: DNA gap wordt niet overbrugd à bij
elke replicatiestap stukje verloren
• Telomerase: kan dit wel!
DNA herstel: fouten eruit halen = proofreading activiteit
Telomerase is enkel actief tijdens de embryonale ontwikkeling, nadien wordt het inactief en
krijgt men een verkorting van de telomeren bij elke replicatiestap. Hierdoor wordt het aantal
maal dat een cel kan delen beperkt.
Abnormaal efficiënte telomerasen (mutante vorm) promoten ongelimiteerde groei van
kankercellen, doordat ze het telomeerverval tegengaan.
Leading en lagging streng synthese gebeurt gelijktijdig.
Dit proces gebeurt in 2
richtingen, zodat er 2
replicatievorken tegelijkertijd
werken en er dus een
replicatiebubbel ontstaat.
4|Pagina
De celdeling: Hoe wordt de code doorgegeven?
1 zygote à duizenden miljarden cellen
Onderhoud v/h lichaam: vervanging afgestorven cellen
Nageslacht: apart soort celdelingen
Mitose en meiose
Twee soorten celdelingen:
1. Gewone
celdeling of
mitose, uit één cel
ontstaan twee
dochtercellen,
met identieke
erfelijke samenstelling
aan de oorspronkelijke
cel. Dit soort delingen
zorgt voor de
ontwikkeling
van het embryo, voor de groei van het jong organisme en voor het vervangen van
afgestorven cellen
2. De reductiedeling of meiose voor de vorming van voortplantingscellen of gameten.
Bestaat uit twee opeenvolgende delingen. De resulterende cellen bevatten ieder de
helft van de totale hoeveelheid erfelijke materiaal. Bij de bevruchting zullen twee van
die cellen onderling versmelten met vorming van een zygote die weer dezelfde
hoeveelheid DNA bevat als een normale lichaamscel. Meiose is reductiedeling
De celcyclus
De celcyclus is de totale levensduur van een individuele cel. De celcyclus begint met het
ontstaan van een nieuwe lichaamscel en eindigt met haar eigen delingsactiviteit.
Vier fasen:
1. G1 of de eerste groeifase, gat tssn 2 delingen in
2. S of synthese
3. G2, de tweede groeifase
4. M voor mitose of meiose
1|Pagina
,Alles wat zich afspeelt tussen twee delingen, dus G1, S en G2 wordt interfase genoemd.
Niet delende cellen blijven in de werkingsfase die dan aangeduid wordt als de G0- fase.
De opeenvolging van de verschillende fasen verloopt volgens strikte regels en wordt
gecontroleerd door verschillende genen/eiwitten, die zelf worden geactiveerd door specifieke
eiwitten. Deze eiwitten kunnen door invloeden van buitenaf aangezet worden, zoals
groeihormonen of de toestand van het omringende weefsel.
Soms loopt het fout en vernietigt de cel zichzelf, maar soms kan het aanleiding geven tot het
ontstaan van een al dan niet kwaadaardige tumor.
G0 : niet delende cellen, cellen die zich gespecialiseerd hebben.
R : controle punt, aanloop nemen om te gaan delen. Staat onder controle van eiwitten,
vaak kinasen. Wat doet een kinase enzym? Fosfaatgroep zetten op OH groep van
serine/threonine. Hiermee kun je eiwit activeren/inactiveren. Is omkeerbaar.
S : replicatie, lopieren van DNA
M : mitose of meiose
G1, S en G2: interfase
G1: de eigenlijke werkingsfase van de cel
• G van ‘gap’: interval tussen 2 belangrijke fasen
• Actieve werkingsfase
• Chromosomen ontrollen tot chromatinedraden
• Selectief gebruik van de erfelijke informatie: aanmaak nodige eiwitten
• Variabele duur
• Cellen die niet meer delen: G0
S: synthese van nieuw DNA
• Voorbereiding op de eigenlijke celdeling
• Verdubbeling van DNA in de celkern = replicatie
• Duurt gemiddeld 6 à 8 uur
Replicatie
• Semi-conservatief: nieuw DNA bestaat uit 1 nieuwe en 1 oude streng
• Synthese verloopt altijd 5’ à 3’ (DNA-polymerase loopt in de 3’-5’ richting langs de
template)
• Continu in de ene streng, discontinu in de andere: Okazaki fragmenten
• RNA primer, helicase, primase, DNA gyrase, DNA polymerasen, DNA ligase
2|Pagina
, • Bouwstenen zijn nucleotiden
Replicatie 1:
• Ontwinden strengen: DNA-gyrase of DNA topoisomerase
• Waterstofbruggen moeten verbroken worden
• In A-T rijke gebieden à Helicase
• Verbreekt de waterstofbruggen tussen de
complementaire nucleotiden van de DNA-duplex
• Het ontwinden van de strengen gebeurt door DNA
gyrasen (=topoisomerasen), hiervoor wordt het DNA
op regelmatige afstanden geknipt.
• Hier: ‘origin of replication’
• ‘Replicatievork’
Replicatie 2:
• Primase
• Trekt RNA nucleotiden aan
• Zet ze aan elkaar
DNA polymerase kan alleen werken als ze start stukje hebben. Dit
heet een primer. In dit geval RNA primer. Enzym gaat daar op
werken. Gaat primer synthese verder aanvullen, dus synthese
gebeurt in richting van 5’ naar 3’
Replicatie 3:
• Verschillend voor 5’-3’ streng en 3’-5’ streng:
• Leading strand: continu Lagging strand: discontinu à
Okazaki fragmenten
DNA primase zet korte RNA-primers, die complementair zijn aan de DNA-streng, op
regelmatige afstanden van elkaar op de lagging streng. Voor de leading streng is er maar
één RNA-primer nodig. Naarmate vork opengaat, vordert de leading strand verder.
De RNA primers aan de lagging streng kunnen maar stapsgewijs worden aangehecht.
Deze RNA-primers kunnen verlengd worden door DNA-polymerase, tot de volgend RNA-
primer wordt bereikt. Zo ontstaan de Okazaki fragmenten.
Prokaryoten:
DNA polymerase I: gaps tussen primers invullen bij de lagging streng
DNA polymerase II: DNA herstel
DNA polymerase III: belangrijkste polymerase bij de DNA replicatie (polymerisatie in de
leading streng)
Zoogdieren:
a: bestaat uit 4 subeenheden, waarvan er 2 het RNA primase vormen, de andere 2
subeenheden vormen het gyrase/topoisomerase.
Zodra het primase de RNA-primer heeft gemaakt, start pol a de replicatie door de primer
met ongeveer 20 nt te verlengen. Na 20 nt wordt de synthese van de lagging streng
overgenomen door e en door d voor de leading streng.
b: DNA herstel
d: synthese van de leading streng.
e: DNA herstel + synthese van de lagging streng
3|Pagina
, g: replicatie mitochondriaal DNA
Lagging strand: loopt achter, moet wachten. Gaat in stukjes.
Leading streng: word continu aangemaakt.
Wanneer 2e fragment thv van 1e primer komt, gaat 1 voor 1 RNA nt weghalen met
exonuclease: verbreken van nucleinezuren, dus fosfodierster gaat verbroken worden. Aan
het einde van de keten. 5’-3’Exonuclease (RNaseH): in synthese richting knabbelt hij af.
Gebeurt alleen in lagging strand. Als 2 groene stukken dan bij elkaar komen, door DNA
ligase
DNA ligase maakt okazaki fragmenten aan elkaar: maakt fosfodiester
Replicatie 4:
• DNA polymerase e exonuclease: verwijdert primers
(RNaseH)
• DNA polymerase overbrugt de onderbreking
• DNA ligase: sluit de fragmenten aan elkaar
Het RNA wordt dan verwijderd en vervangen door dNTPs. De
Okazaki fragmenten worden vervolgens aan elkaar gezet door
DNA-ligase.
Replicatie 5:
Terminatie:
• Einde streng: telomeren
• Repetitieve sequenties
• Hier geen primer meer: DNA gap wordt niet overbrugd à bij
elke replicatiestap stukje verloren
• Telomerase: kan dit wel!
DNA herstel: fouten eruit halen = proofreading activiteit
Telomerase is enkel actief tijdens de embryonale ontwikkeling, nadien wordt het inactief en
krijgt men een verkorting van de telomeren bij elke replicatiestap. Hierdoor wordt het aantal
maal dat een cel kan delen beperkt.
Abnormaal efficiënte telomerasen (mutante vorm) promoten ongelimiteerde groei van
kankercellen, doordat ze het telomeerverval tegengaan.
Leading en lagging streng synthese gebeurt gelijktijdig.
Dit proces gebeurt in 2
richtingen, zodat er 2
replicatievorken tegelijkertijd
werken en er dus een
replicatiebubbel ontstaat.
4|Pagina
