Biologie hoofdstuk 17 DNA
Paragraaf 1
DNA
DNA bevat informatie voor het maken van eiwitten. Een DNA-molecuul bestaat uit twee strengen, ieder 50 tot 250
nucleotiden, die samen een dubbele helix vormen. DNA-nucleotiden bestaan uit een fosfaatgroep, stikstofbase en
deoxyribose (suiker). Het 3’- einde bindt aan een stikstofbase waardoor er een OH groep vrijkomt. Het 5’-einde bindt
aan een fosfaatgroep waardoor er een fosfaatgroep overblijft. Elke nucleotide is via zijn fosfaatgroep gekoppeld aan
het 3’ C-atoom van het deoxyribose van het nucleotide ernaast.
Stikstofbasen zijn via waterstofbruggen aan elkaar gekoppeld. 4 stikstofbasen: adenine, cytosine, guanine en
thymine. Door de basenparen zijn beide strengen complementair: de volgorde in de ene streng bepaalt die in de
andere en andersom.
Opgerold DNA
Histonen verstevigen en beschermen de DNA-moleculen bij eukaryoten in de kern. Acht histonen met daarom heen
DNA gerold heet nucleosoom. De histonen van verschillende nucleosomen binden aan elkaar waardoor een dikke
chromatidedraad ontstaat.
Mitochondriaal DNA
DNA in mitochondriën afgekort mtDNA.
Het mtDNA bevat 37 genen, waarvan 13 eiwitten coderen voor aerobe dissimilatie. De rest codeert voor rRNA
(bouwstenen voor ribosomen) en tRNA (transporteert aminozuren). Dit DNA komt vanuit de eicel.
Genen bevatten informatie
Genoom is het totale DNA van een persoon en zorgt voor een erfelijke eigenschap. Een gen is een stuk DNA met
informatie voor de productie van een of meerdere eiwitten. Alle cellen hebben dezelfde genen, maar op basis van de
specialisatie staan sommige genen aan of uit. Cellen reageren op hun omgeving, wat de variatie in het aanschakelen
van genen vergroot. Ieder gen heeft zijn eigen sequentie: afwisseling van nucleotiden. Het grootste deel van DNA
bestaat uit niet-coderende DNA en functioneert voor de productie van rRNA en tRNA, regelt het aan- en uitschakelen
van genen in het coderende DNA. Repetitief DNA is DNA dat herhalingen van dezelfde volgorde nucleotiden bevat,
meestal is dit het geval in niet-coderend deel van DNA. Een STR (short tandem release) is het verschijnsel van
nucleotiden die zich herhalen achter elkaar alleen dan in korte repeats van 2 tot 10 nucleotiden. STR wordt gebruikt
bij een forensisch onderzoek. STR's van 13 loci (plaatsen in het DNA) wat een DNA-profiel oplevert.
, Paragraaf 2
DNA-verdubbeling in een cel
In een celcyclus verdubbelen de DNA-moleculen zich tijdens de S-fase via DNA-replicatie. De replicatietijd is erg kort,
omdat dit proces op veel plaatsen tegelijk start.
1. Een enzymcomplex verbreekt de H-bruggen tussen beide DNA-strengen
2. Helicasen risten naar beide kanten het DNA open. Zo ontstaan twee replicatievorken
3. Het RNA-polymerase primase maakt op het startpunt een primer vast van zo’n twintig ribonucliotiden.
4. Vanaf de primer vormt het enzym DNA-polymerase een nieuwe streng. Het enzym leest de nucleotiden van
de DNA-streng alleen in richting 3’-> 5’ en vormt in 5’-> 3’ richting. Dit is de leidende streng gaat in een
keer door.
De andere streng:
Het DNA-polymerase kan geen continue streng vormen vanwege de leesrichting. De replicatie verloopt in kleine
stukjes wat een volgende streng oplevert. Primase plaatst een RNA-primer, waar vanaf DNA-polymerase in de 3’->
5’richting een stukje DNA kan vormen. Dit is achterwaarts kopiëren. Het nieuwe stukje heet een Okazaki-fragment.
Helicase zorgt dat de replicatievork opschuift, primase voegt een nieuwe RNA-primer toe en groeit er een nieuw
Okazaki-fragment. Een ander type DNA-polymerase vervangt alle RNA-nucleotiden uit de primers. Het enzym ligase
koppelt de Okazaki-fragmenten aan elkaar. Enzymen controleren ten slotte of de replicatie foutvrij is.
Dit proces van DNA-verdubbeling is semi-conservatief: elk nieuw molecuul bestaat uit een oorspronkelijke en een
nieuwe streng.
Kopieermachine voor DNA
PCR-methode:
Vindt plaats in een machine die steeds snel en nauwkeurig van temperatuur wisselt. Een analist brengt in de machine
een mengsel van het te kopiëren DNA-fragment, twee verschillende DNA-primers van ongeveer twintig
deoxyribosenucleotiden, zijn zo ontworpen dat ze complementair zijn aan beide 3’-uiteinden van het doel-DNA: het
deel van het DNA wat een onderzoeker wil vermeerderen.
Gelelektroforese:
Deze techniek scheidt DNA-fragmenten op basis van hun grootte. De analist brengt de DNA-fragmenten op een gel in
een elektrisch veld. Kleine fragmenten gaan naar de pluspool, de grote fragmenten gaan naar de minpool.
Capillaire elektroforese:
Een detector geeft een piek als moleculen van een bepaalde grootte passeren. Een referentiemonster met stukjes
DNA van een bekende lengte is nodig om de grootte van fragmenten te bepalen.
Paragraaf 1
DNA
DNA bevat informatie voor het maken van eiwitten. Een DNA-molecuul bestaat uit twee strengen, ieder 50 tot 250
nucleotiden, die samen een dubbele helix vormen. DNA-nucleotiden bestaan uit een fosfaatgroep, stikstofbase en
deoxyribose (suiker). Het 3’- einde bindt aan een stikstofbase waardoor er een OH groep vrijkomt. Het 5’-einde bindt
aan een fosfaatgroep waardoor er een fosfaatgroep overblijft. Elke nucleotide is via zijn fosfaatgroep gekoppeld aan
het 3’ C-atoom van het deoxyribose van het nucleotide ernaast.
Stikstofbasen zijn via waterstofbruggen aan elkaar gekoppeld. 4 stikstofbasen: adenine, cytosine, guanine en
thymine. Door de basenparen zijn beide strengen complementair: de volgorde in de ene streng bepaalt die in de
andere en andersom.
Opgerold DNA
Histonen verstevigen en beschermen de DNA-moleculen bij eukaryoten in de kern. Acht histonen met daarom heen
DNA gerold heet nucleosoom. De histonen van verschillende nucleosomen binden aan elkaar waardoor een dikke
chromatidedraad ontstaat.
Mitochondriaal DNA
DNA in mitochondriën afgekort mtDNA.
Het mtDNA bevat 37 genen, waarvan 13 eiwitten coderen voor aerobe dissimilatie. De rest codeert voor rRNA
(bouwstenen voor ribosomen) en tRNA (transporteert aminozuren). Dit DNA komt vanuit de eicel.
Genen bevatten informatie
Genoom is het totale DNA van een persoon en zorgt voor een erfelijke eigenschap. Een gen is een stuk DNA met
informatie voor de productie van een of meerdere eiwitten. Alle cellen hebben dezelfde genen, maar op basis van de
specialisatie staan sommige genen aan of uit. Cellen reageren op hun omgeving, wat de variatie in het aanschakelen
van genen vergroot. Ieder gen heeft zijn eigen sequentie: afwisseling van nucleotiden. Het grootste deel van DNA
bestaat uit niet-coderende DNA en functioneert voor de productie van rRNA en tRNA, regelt het aan- en uitschakelen
van genen in het coderende DNA. Repetitief DNA is DNA dat herhalingen van dezelfde volgorde nucleotiden bevat,
meestal is dit het geval in niet-coderend deel van DNA. Een STR (short tandem release) is het verschijnsel van
nucleotiden die zich herhalen achter elkaar alleen dan in korte repeats van 2 tot 10 nucleotiden. STR wordt gebruikt
bij een forensisch onderzoek. STR's van 13 loci (plaatsen in het DNA) wat een DNA-profiel oplevert.
, Paragraaf 2
DNA-verdubbeling in een cel
In een celcyclus verdubbelen de DNA-moleculen zich tijdens de S-fase via DNA-replicatie. De replicatietijd is erg kort,
omdat dit proces op veel plaatsen tegelijk start.
1. Een enzymcomplex verbreekt de H-bruggen tussen beide DNA-strengen
2. Helicasen risten naar beide kanten het DNA open. Zo ontstaan twee replicatievorken
3. Het RNA-polymerase primase maakt op het startpunt een primer vast van zo’n twintig ribonucliotiden.
4. Vanaf de primer vormt het enzym DNA-polymerase een nieuwe streng. Het enzym leest de nucleotiden van
de DNA-streng alleen in richting 3’-> 5’ en vormt in 5’-> 3’ richting. Dit is de leidende streng gaat in een
keer door.
De andere streng:
Het DNA-polymerase kan geen continue streng vormen vanwege de leesrichting. De replicatie verloopt in kleine
stukjes wat een volgende streng oplevert. Primase plaatst een RNA-primer, waar vanaf DNA-polymerase in de 3’->
5’richting een stukje DNA kan vormen. Dit is achterwaarts kopiëren. Het nieuwe stukje heet een Okazaki-fragment.
Helicase zorgt dat de replicatievork opschuift, primase voegt een nieuwe RNA-primer toe en groeit er een nieuw
Okazaki-fragment. Een ander type DNA-polymerase vervangt alle RNA-nucleotiden uit de primers. Het enzym ligase
koppelt de Okazaki-fragmenten aan elkaar. Enzymen controleren ten slotte of de replicatie foutvrij is.
Dit proces van DNA-verdubbeling is semi-conservatief: elk nieuw molecuul bestaat uit een oorspronkelijke en een
nieuwe streng.
Kopieermachine voor DNA
PCR-methode:
Vindt plaats in een machine die steeds snel en nauwkeurig van temperatuur wisselt. Een analist brengt in de machine
een mengsel van het te kopiëren DNA-fragment, twee verschillende DNA-primers van ongeveer twintig
deoxyribosenucleotiden, zijn zo ontworpen dat ze complementair zijn aan beide 3’-uiteinden van het doel-DNA: het
deel van het DNA wat een onderzoeker wil vermeerderen.
Gelelektroforese:
Deze techniek scheidt DNA-fragmenten op basis van hun grootte. De analist brengt de DNA-fragmenten op een gel in
een elektrisch veld. Kleine fragmenten gaan naar de pluspool, de grote fragmenten gaan naar de minpool.
Capillaire elektroforese:
Een detector geeft een piek als moleculen van een bepaalde grootte passeren. Een referentiemonster met stukjes
DNA van een bekende lengte is nodig om de grootte van fragmenten te bepalen.
