Thema 3: Modificaties en mutaties
Interactie tussen genen en omgeving: begrippen
Genetica: erfelijke informatie in de DNA-basenvolgorde
Epigenetica: erfelijke veranderingen in de genexpressie die plaatsvinden zonder
veranderingen in de DNA-sequentie zelf
- > veranderingen op het DNA/chromatine: epigenetische modificaties
Modificatie: verandering in het fenotype als gevolg van omgevingsinvloeden
- Niet-erfelijke modificatie
- Epigenetische modificatie
Mutatie: verandering in het genotype als gevolg van een wijziging in het DNA ontstaan door
omgevingsfactoren
Voorbeelden van niet-erfelijke modificatie
Proef van Bonnier: paardenbloemen met hetzelfde genotype groeien tot verschillend
fenotype door milieu-invloeden
Epigenetische modificaties
DNA-methylering: verandering op DNA
DNA-methyltransferasen zijn in staat om methylgroep (-NH 3) aan DNA te hechten
-> op cytosine naast een guanine
= genen kunnen niet meer tot expressie worden gebracht
- Vrouw: 1 van de 2 X-chromosomen geïnactiveerd -> beide X actief -> dodelijk (te veel
proteïnen aangemaakt)
Barr-lichaampje: het geïnactiveerd X-chromosoom
= verantwoordelijk voor celdifferentiatie in het embryo
Histonacetylering: verandering van chromatinestructuur
Histonacetyltransferase kan een acetylgroep (CH3-CO-) aan de histonuiteinden aanhechten
-> verdeling van de nucleosomen wordt gewijzigd over het DNA -> euchromatine kan anders
ingericht worden (chromatin remodeling) -> andere zones van het DNA worden toegankelijk
voor transcriptie
Histondeactylase: histonen verliezen acetylgroep
= dit heterochromatine is zo sterk gecondenseerd dat het niet geschikt is voor transcriptie
Methylering van DNA en chromatin remodeling staan niet los van elkaar. Het enzym
histondeacetylase kan gemakkelijker binden aan gemethyleerd DNA en aldus de
chromatinestructuur van gemethyleerde regio’s veranderen in chromatine
Oorzaken van mutaties
Spontane mutaties
= fouten die vanzelf ontstaan in de samenstelling van het DNA zelf
-> sequentie van basen wijzigt
DNA-polymerase niet feilloos: structuur van basen is erg gelijkend
, -> structuur van basen wijzigt
De aminogroep (-NH2) van C kan spontaan wijzigen in een -C=O-groep -> c omgevormd tot U
Geïnduceerde mutaties
= gevolg van de inwerking van milieufactoren (mutagene factoren of mutagenen)
Stralingen: röntgen- en radioactieve straling zetten productie aan tot vrije radialen in
lichaam
Radioactieve stralen: - veranderen basen waardoor ze niet meer herkend worden door DNA-
------------------------------polymerase
- veroorzaken breuken in de suiker-fosfaatruggengraat
Ultraviolette straling van de zon wordt geabsorbeerd door DNA-> thyminedimeer
te veel dimeren? : bij uitknippen breuken in de DNA streng = mutaties
Chemische stoffen
- Benzopyreen, component in tabaksrook, wijzigt G -> verkeerde base tegenover G
- Nitrieten worden in spijsverteringskanaal omgezet in nitrosaminen
mutageen door C om te zetten in U <-
- Mosterdgas werkt mutageen door C om te zetten in U
DNA-herstelmechanisme
Controle en opsporen van fouten
Verwijderen van de gemuteerde DNA-streng rond de fout
Synthese van een nieuwe DNA-streng met de niet-gemuteerde streng als matrijs
Verbinden van de nieuwe DNA-streng met de originele streng
Interactie tussen genen en omgeving: begrippen
Genetica: erfelijke informatie in de DNA-basenvolgorde
Epigenetica: erfelijke veranderingen in de genexpressie die plaatsvinden zonder
veranderingen in de DNA-sequentie zelf
- > veranderingen op het DNA/chromatine: epigenetische modificaties
Modificatie: verandering in het fenotype als gevolg van omgevingsinvloeden
- Niet-erfelijke modificatie
- Epigenetische modificatie
Mutatie: verandering in het genotype als gevolg van een wijziging in het DNA ontstaan door
omgevingsfactoren
Voorbeelden van niet-erfelijke modificatie
Proef van Bonnier: paardenbloemen met hetzelfde genotype groeien tot verschillend
fenotype door milieu-invloeden
Epigenetische modificaties
DNA-methylering: verandering op DNA
DNA-methyltransferasen zijn in staat om methylgroep (-NH 3) aan DNA te hechten
-> op cytosine naast een guanine
= genen kunnen niet meer tot expressie worden gebracht
- Vrouw: 1 van de 2 X-chromosomen geïnactiveerd -> beide X actief -> dodelijk (te veel
proteïnen aangemaakt)
Barr-lichaampje: het geïnactiveerd X-chromosoom
= verantwoordelijk voor celdifferentiatie in het embryo
Histonacetylering: verandering van chromatinestructuur
Histonacetyltransferase kan een acetylgroep (CH3-CO-) aan de histonuiteinden aanhechten
-> verdeling van de nucleosomen wordt gewijzigd over het DNA -> euchromatine kan anders
ingericht worden (chromatin remodeling) -> andere zones van het DNA worden toegankelijk
voor transcriptie
Histondeactylase: histonen verliezen acetylgroep
= dit heterochromatine is zo sterk gecondenseerd dat het niet geschikt is voor transcriptie
Methylering van DNA en chromatin remodeling staan niet los van elkaar. Het enzym
histondeacetylase kan gemakkelijker binden aan gemethyleerd DNA en aldus de
chromatinestructuur van gemethyleerde regio’s veranderen in chromatine
Oorzaken van mutaties
Spontane mutaties
= fouten die vanzelf ontstaan in de samenstelling van het DNA zelf
-> sequentie van basen wijzigt
DNA-polymerase niet feilloos: structuur van basen is erg gelijkend
, -> structuur van basen wijzigt
De aminogroep (-NH2) van C kan spontaan wijzigen in een -C=O-groep -> c omgevormd tot U
Geïnduceerde mutaties
= gevolg van de inwerking van milieufactoren (mutagene factoren of mutagenen)
Stralingen: röntgen- en radioactieve straling zetten productie aan tot vrije radialen in
lichaam
Radioactieve stralen: - veranderen basen waardoor ze niet meer herkend worden door DNA-
------------------------------polymerase
- veroorzaken breuken in de suiker-fosfaatruggengraat
Ultraviolette straling van de zon wordt geabsorbeerd door DNA-> thyminedimeer
te veel dimeren? : bij uitknippen breuken in de DNA streng = mutaties
Chemische stoffen
- Benzopyreen, component in tabaksrook, wijzigt G -> verkeerde base tegenover G
- Nitrieten worden in spijsverteringskanaal omgezet in nitrosaminen
mutageen door C om te zetten in U <-
- Mosterdgas werkt mutageen door C om te zetten in U
DNA-herstelmechanisme
Controle en opsporen van fouten
Verwijderen van de gemuteerde DNA-streng rond de fout
Synthese van een nieuwe DNA-streng met de niet-gemuteerde streng als matrijs
Verbinden van de nieuwe DNA-streng met de originele streng
