Extra overzichten Moleculaire Biologie
Chronologisch overzicht van het centrale dogma
I. Transcriptie (Kern)
In deze fase wordt de informatie van DNA overgeschreven naar een precursor RNA-molecule.
Stap Proces Enzymen / Factoren Beschrijving
1 Initiatie Algemene & specifieke Transcriptiefactoren binden aan de promotor (o.a.
transcriptiefactoren, RNA- TATA-box) en recruteren RNA-polymerase II om het
polymerase II pre-initiatiecomplex te vormen.
2 Elongatie RNA-polymerase II Het enzym ontrolt de DNA-helix en koppelt
ribonucleotiden aan de groeiende RNA-keten (5’
naar 3’).
3 Terminatie RNA-polymerase II Het proces stopt wanneer een stop-signaal wordt
bereikt; de RNA-keten komt los.
II. RNA-processing (Kern)
Het pas gevormde pre-mRNA moet bewerkt worden tot een matuur mRNA voordat het naar het cytoplasma
mag.
Stap Proces Enzymen / Componenten Beschrijving
4 5’-Capping Fosfohydrolase, Toevoeging van een 7-methyl-guanosine (CAP) aan
Guanylyltransferase, het begin van het mRNA voor stabiliteit en
Methyltransferase herkenning door het ribosoom.
5 Splicing Spliceosoom (snRNP’s U1, Niet-coderende intronen worden verwijderd en
U2, U4, U5, U6) exonen aan elkaar gekoppeld via
transesterificatiereacties.
6 3’-Poly- Endonuclease, Poly-A- Het mRNA wordt afgeknipt bij het poly-
adenylering polymerase adenylatiesignaal (AAUAAA) en verlengd met circa
250 adeninen (de poly-A-staart).
,III. Translatie (Cytoplasma)
De basevolgorde op het mRNA wordt vertaald naar een aminozuurketen (polypeptide).
Stap Proces Enzymen / Factoren Beschrijving
7 Aminozuuractivering Amino-acyl-tRNA- Elk specifiek enzym koppelt (onder verbruik van
synthetases ATP) een aminozuur aan het juiste tRNA-
molecule met het bijbehorende anticodon.
8 Initiatie Initiatorfactoren, Kleine & Het ribosoom herkent de 5’-CAP en zoekt het
grote ribosomale startcodon (AUG), waar het initiator-tRNA (Met)
subeenheden bindt.
9 Elongatie Peptidyl transferase Het ribosoom schuift op; aminozuren op de A-
(onderdeel van het plaats en P-plaats worden via peptidebindingen
ribosoom), aan elkaar gekoppeld (verbruik van GTP).
Elongatiefactoren Gekatalyseerd door peptidyl transferase.
10 Terminatie Release-factoren Bij een stopcodon (UAA, UAG, UGA) binden
release-factoren die de esterbinding verbreken
op de P-plaats, waardoor de polypeptideketen
loskomt.
IV. Eiwitprocessing & Modificatie
Het polypeptide ondergaat aanpassingen om een functioneel, volwassen eiwit te worden en op de juiste plek te
belanden.
Stap Proces Enzymen / Componenten Beschrijving
11 Adressering Signal sequentie, SRP (Signal Eiwitten worden naar hun bestemming geleid
Recognition Particle), (bijv. RER, mitochondriën of celkern via
Importines/Exportines NLS/NES-signalen).
12 Proteolyse Signaalpeptidases, Proteasen Verwijdering van signaalpeptiden of klieving
van pro-enzymen/prehormonen (zoals de
omzetting van pro-insuline naar insuline).
13 Glycosylatie Glycosyltransferases, Toevoeging van suikerketens (N- of O-
Glycosidases gebonden) in het Golgi-apparaat (bijv. bij EPO
of bloedgroepantigenen).
14 Fosforylatie Proteïne kinasen, Fosfatasen Reversibele regulatie van eiwitactiviteit door
toevoeging of verwijdering van
fosfaatgroepen.
15 Afbraakmerking Ubiquitine-systeem Eiwitten kunnen gemarkeerd worden met
ubiquitine voor gecontroleerde afbraak
(regulatie van eiwitstabiliteit).
, V. Genregulatie in eukaryoten
Genregulatie bij eukaryoten is een complex proces dat ervoor zorgt dat in verschillende celtypes op het juiste
moment de juiste hoeveelheid actieve eiwitten aanwezig is. Waar eencelligen zich vooral aanpassen aan hun
omgeving, is genregulatie bij meercelligen essentieel voor differentiatie (specialisatie van cellen) en
homeostase.
Epigenetisch = DNA-sequentie verandert niet, enkel
I. Niveau van Transcriptie-initiatie
Dit is het meest bestudeerde niveau van genregulatie. De snelheid van transcriptie hangt af van de efficiëntie
waarmee het pre-initiatiecomplex op de promotor wordt gevormd.
Factor/Proces Mechanisme & Betrokken Factoren Effect op Genexpressie
DNA-condensatie Euchromatine (los) versus De condensatiegraad bepaalt de
Heterochromatine (dense). bereikbaarheid voor
transcriptiefactoren
(inactivatie/activatie).
Bar-lichaampje zeer dens (want
inactief), dus geen toegang voor TF.
DNA-methylatie DNA-methyltransferases voegen Methylatie leidt tot een hogere
methylgroepen toe aan CpG-eilanden (= condensatiegraad en inactivatie van
cytosine-fosfaat-guanine = mutatiehotspots) de promotor.
in promotoren. Als deze gemethyleerde
CpG’s deamineren, veranderen ze in thymine
(= mutatie).
Histonmodificatie De "histoncode": covalente modificaties Bepaalt de sterkte van de binding
(acetylatie, methylatie) aan histonstaarten. tussen DNA en histonen (bijv.
acetylatie bevordert euchromatine).
Sterke binding = heterochromatine
Zwakke binding = euchromatine
Genomische Epigenetisch proces waarbij van sommige Eén kopie wordt inactief door
imprinting genen maar één ouderlijke kopie actief is, methylatie en covalente
terwijl de andere kopie epigenetisch wordt histonmodificatie.
uitgeschakeld.
Gevoeliger voor mutatie, want geen
Maternale imprinting = moeder inactief backup. Fenotype sowieso van één
Paternale imprinting = vader inactief ouder.
Transcriptiefactoren Algemene TFs (pre-initiatiecomplex op Specifieke TFs binden op
TATA-box) en Specifieke TFs. consensusplaatsen en fungeren als
activator of inhibitor.
Altijd celtype-specifiek.
Distale elementen Enhancers en Silencers op grotere afstand Versterken of onderdrukken de
van de startplaats. efficiëntie van de transcriptie-
initiatie.
Chronologisch overzicht van het centrale dogma
I. Transcriptie (Kern)
In deze fase wordt de informatie van DNA overgeschreven naar een precursor RNA-molecule.
Stap Proces Enzymen / Factoren Beschrijving
1 Initiatie Algemene & specifieke Transcriptiefactoren binden aan de promotor (o.a.
transcriptiefactoren, RNA- TATA-box) en recruteren RNA-polymerase II om het
polymerase II pre-initiatiecomplex te vormen.
2 Elongatie RNA-polymerase II Het enzym ontrolt de DNA-helix en koppelt
ribonucleotiden aan de groeiende RNA-keten (5’
naar 3’).
3 Terminatie RNA-polymerase II Het proces stopt wanneer een stop-signaal wordt
bereikt; de RNA-keten komt los.
II. RNA-processing (Kern)
Het pas gevormde pre-mRNA moet bewerkt worden tot een matuur mRNA voordat het naar het cytoplasma
mag.
Stap Proces Enzymen / Componenten Beschrijving
4 5’-Capping Fosfohydrolase, Toevoeging van een 7-methyl-guanosine (CAP) aan
Guanylyltransferase, het begin van het mRNA voor stabiliteit en
Methyltransferase herkenning door het ribosoom.
5 Splicing Spliceosoom (snRNP’s U1, Niet-coderende intronen worden verwijderd en
U2, U4, U5, U6) exonen aan elkaar gekoppeld via
transesterificatiereacties.
6 3’-Poly- Endonuclease, Poly-A- Het mRNA wordt afgeknipt bij het poly-
adenylering polymerase adenylatiesignaal (AAUAAA) en verlengd met circa
250 adeninen (de poly-A-staart).
,III. Translatie (Cytoplasma)
De basevolgorde op het mRNA wordt vertaald naar een aminozuurketen (polypeptide).
Stap Proces Enzymen / Factoren Beschrijving
7 Aminozuuractivering Amino-acyl-tRNA- Elk specifiek enzym koppelt (onder verbruik van
synthetases ATP) een aminozuur aan het juiste tRNA-
molecule met het bijbehorende anticodon.
8 Initiatie Initiatorfactoren, Kleine & Het ribosoom herkent de 5’-CAP en zoekt het
grote ribosomale startcodon (AUG), waar het initiator-tRNA (Met)
subeenheden bindt.
9 Elongatie Peptidyl transferase Het ribosoom schuift op; aminozuren op de A-
(onderdeel van het plaats en P-plaats worden via peptidebindingen
ribosoom), aan elkaar gekoppeld (verbruik van GTP).
Elongatiefactoren Gekatalyseerd door peptidyl transferase.
10 Terminatie Release-factoren Bij een stopcodon (UAA, UAG, UGA) binden
release-factoren die de esterbinding verbreken
op de P-plaats, waardoor de polypeptideketen
loskomt.
IV. Eiwitprocessing & Modificatie
Het polypeptide ondergaat aanpassingen om een functioneel, volwassen eiwit te worden en op de juiste plek te
belanden.
Stap Proces Enzymen / Componenten Beschrijving
11 Adressering Signal sequentie, SRP (Signal Eiwitten worden naar hun bestemming geleid
Recognition Particle), (bijv. RER, mitochondriën of celkern via
Importines/Exportines NLS/NES-signalen).
12 Proteolyse Signaalpeptidases, Proteasen Verwijdering van signaalpeptiden of klieving
van pro-enzymen/prehormonen (zoals de
omzetting van pro-insuline naar insuline).
13 Glycosylatie Glycosyltransferases, Toevoeging van suikerketens (N- of O-
Glycosidases gebonden) in het Golgi-apparaat (bijv. bij EPO
of bloedgroepantigenen).
14 Fosforylatie Proteïne kinasen, Fosfatasen Reversibele regulatie van eiwitactiviteit door
toevoeging of verwijdering van
fosfaatgroepen.
15 Afbraakmerking Ubiquitine-systeem Eiwitten kunnen gemarkeerd worden met
ubiquitine voor gecontroleerde afbraak
(regulatie van eiwitstabiliteit).
, V. Genregulatie in eukaryoten
Genregulatie bij eukaryoten is een complex proces dat ervoor zorgt dat in verschillende celtypes op het juiste
moment de juiste hoeveelheid actieve eiwitten aanwezig is. Waar eencelligen zich vooral aanpassen aan hun
omgeving, is genregulatie bij meercelligen essentieel voor differentiatie (specialisatie van cellen) en
homeostase.
Epigenetisch = DNA-sequentie verandert niet, enkel
I. Niveau van Transcriptie-initiatie
Dit is het meest bestudeerde niveau van genregulatie. De snelheid van transcriptie hangt af van de efficiëntie
waarmee het pre-initiatiecomplex op de promotor wordt gevormd.
Factor/Proces Mechanisme & Betrokken Factoren Effect op Genexpressie
DNA-condensatie Euchromatine (los) versus De condensatiegraad bepaalt de
Heterochromatine (dense). bereikbaarheid voor
transcriptiefactoren
(inactivatie/activatie).
Bar-lichaampje zeer dens (want
inactief), dus geen toegang voor TF.
DNA-methylatie DNA-methyltransferases voegen Methylatie leidt tot een hogere
methylgroepen toe aan CpG-eilanden (= condensatiegraad en inactivatie van
cytosine-fosfaat-guanine = mutatiehotspots) de promotor.
in promotoren. Als deze gemethyleerde
CpG’s deamineren, veranderen ze in thymine
(= mutatie).
Histonmodificatie De "histoncode": covalente modificaties Bepaalt de sterkte van de binding
(acetylatie, methylatie) aan histonstaarten. tussen DNA en histonen (bijv.
acetylatie bevordert euchromatine).
Sterke binding = heterochromatine
Zwakke binding = euchromatine
Genomische Epigenetisch proces waarbij van sommige Eén kopie wordt inactief door
imprinting genen maar één ouderlijke kopie actief is, methylatie en covalente
terwijl de andere kopie epigenetisch wordt histonmodificatie.
uitgeschakeld.
Gevoeliger voor mutatie, want geen
Maternale imprinting = moeder inactief backup. Fenotype sowieso van één
Paternale imprinting = vader inactief ouder.
Transcriptiefactoren Algemene TFs (pre-initiatiecomplex op Specifieke TFs binden op
TATA-box) en Specifieke TFs. consensusplaatsen en fungeren als
activator of inhibitor.
Altijd celtype-specifiek.
Distale elementen Enhancers en Silencers op grotere afstand Versterken of onderdrukken de
van de startplaats. efficiëntie van de transcriptie-
initiatie.
