OPLOSSINGEN VOOR OEFENINGEN DELTA G BEPALEN: 13337091 (blackboardcdn.com)
Oxidative phosphorylation - Wikipedia H10
Electron Transport Chain (Oxidative Phosphorylation) - YouTube
Electron transport chain - YouTube
ATP synthase: Structure and Function - YouTube
,H13 organisatie en architectuur van DNA in de cel
locatie van genetisch materiaal in de cel
prokaryoot: enkelvoudig, circulair en membraan gebonden chromosoom. Deze liggen in nucleoid
bevat ook extrachromosomaal circulair DNA, nl. plasmide, niet essentieel voor overleving maar
kunnen genen bevatten die coderen voor virulentiefactoren en AB-resistentie.
eukaryoot: chromatine zit in de nucleus, chromosomen zijn gerangschikt in de nucleus afhankelijk
van transcriptie activiteit. Onderscheid tussen heterochromatine (inactief, periferie) en
euchromatine (actief, center)
DNA is zeer lang (cfr. mens ±2m) , hoe past dit allemaal in de cel?
DNA supercoiling : effectief verpakken van DNA
Hetzelfde DNA molecule kan verschillende vormen aannemen; Topoisomeren
Supercoiled DNA (grootste deel komt in deze vorm voor) is meer compact dan relaxte vorm
Supercoiling : de dubbele helix is rondom zijn helicale-as gedraaid.
positieve supercoil : linkshandige helix
negatieve supercoil : rechtshandige helix
nu het DNA 2x ‘underwound’
en dus is er een regio in het gesloten circulaire DNA dat geen base-
pairing vormt -> slechts 23x ipv 25 (Lk)
Het DNA bevindt zich in een onstabiele vorm en dus zal de helix 2x
rond zichzelf wikkelen
bij ontwinden; Lk daalt door de negatieve supercoil (Wr)
definities
Linking number (Lk) : aantal keer één gesloten circulaire DNA strand gewonden is rond een andere strand in
hetzelfde vlak. Dit is de som of verschil(wnr negatieve supercoil) van Tw + Wr
Twist (Tw) : aantal keer één gesloten circulaire DNA strand gewonden is rond de andere strand, de dubbele
helix moet niet in hetzelfde vlak liggen.
Writhe (Wr) : aantal keer de helix als supercoil rond zichzelf is gewikkeld.
voorbeeld oefening DIA 18
,Hoe worden DNA-strands verbroken en vrijgegeven, dus hoe gebeurt de controle van DNA supercoiling?
via topoisomerases (enzym) I en II
Topoisomerase I : breekt een strand van de DNA duplex en vereist geen ATP.
Topoisomerase II : breekt twee strands van de DNA duplex en vereist ATP.
Zonder topoisomerases kunnen cellen hun DNA niet repliceren of verpakken, geen genexpressie -> celdood
Werkingsmechanisme type I
Supercoiled DNA heeft hoge Gibbs Vrije Energie en dus is het verwijderen van supercoils (terug naar de
relaxed vorm) een spontaan proces (geen ATP nodig).
Werkingsmechanisme type II
Type II bevat een A(oranje) en B(geel)
subunit
vereist ATP voor werking
, Bacteriële genomen bevatten ”scaffold-like” structuren, deze zijn gestabiliseerd door eiwitten, en organiseren het
circulair chromosoom in een supercoiled domein. Deze domeinen zijn niet statisch (dus kunnen nog veranderen)
zodat delen van het DNA compact en minder compact zijn, wat belangrijk is voor replicatie en transcriptie.
Eukaryoten bevatten verschillende stages van compactering; vrij DNA -> nucleosoom -> 30nm fiber -> chromosoom
Nucleosoom : DNA gewikkeld rondom histonen. Deze bevatten een protein-spool wat
een complex is van histon-octameren. Via H1 eiwit wordt DNA verbonden.
Nucleosoom introduceerd negatieve supercoil (linkshandige solenoïde), maar dit zorgt
niet voor breken van DNA, dus er moet ergens een positieve supercoil aanwezig zijn ter
compensatie. Een histon bevat ‘tails’ dewelke naar buiten wijzen en interageren met
andere histonen. Deze tails zijn hotspots voor post-translationele modificaties en
kunnen dus voor meer of minder compactering zorgen. Histonen bevatten veel Lysine
en Arginine (+ geladen residues) en vormen dus elektrostatische interacties met DNA (-
geladen).
30nm-fiber : dit is enkel een 100x folding vh DNA
Via chromosomaal scaffold (type II topoisomerase) wordt het DNA verder
gecompacteerd tot chromosomen (10 000x fold).
➔ cellulair DNA in bacteriën en eukaryoten is onderwonden, en dus negatieve supercoil
➔ door de negatieve supercoil wordt Gibbs Vrije Energie opgeslaan, omdat dit thermodynamisch niet stabiel
is en dus energie vereist.
➔ negatieve supercoils zorgen voor lokaal uiteen halen van de DNA helix, voor de replicatie en transcriptie.
Prokaryoten via topoisomerases dat negatieve supercoils introduceren
Eukaryoten geen topoisomerases, maar via (nucleosoom, 30nm-fiber en chromosoom) negatieve supercoil maken
Negatieve supercoils zorgen voor efficiënt compacteren van DNA in de cel en Gibbs Vrije Energie opslaan die nodig
is voor het breken van DNA (voor replicatie en transcriptie)
Negatieve supercoils faciliteren ook het lokaal verbreken van de DNA dubbele helix wat belangrijk is voor de
replicatie en transcriptie van de DNA helix.
Oxidative phosphorylation - Wikipedia H10
Electron Transport Chain (Oxidative Phosphorylation) - YouTube
Electron transport chain - YouTube
ATP synthase: Structure and Function - YouTube
,H13 organisatie en architectuur van DNA in de cel
locatie van genetisch materiaal in de cel
prokaryoot: enkelvoudig, circulair en membraan gebonden chromosoom. Deze liggen in nucleoid
bevat ook extrachromosomaal circulair DNA, nl. plasmide, niet essentieel voor overleving maar
kunnen genen bevatten die coderen voor virulentiefactoren en AB-resistentie.
eukaryoot: chromatine zit in de nucleus, chromosomen zijn gerangschikt in de nucleus afhankelijk
van transcriptie activiteit. Onderscheid tussen heterochromatine (inactief, periferie) en
euchromatine (actief, center)
DNA is zeer lang (cfr. mens ±2m) , hoe past dit allemaal in de cel?
DNA supercoiling : effectief verpakken van DNA
Hetzelfde DNA molecule kan verschillende vormen aannemen; Topoisomeren
Supercoiled DNA (grootste deel komt in deze vorm voor) is meer compact dan relaxte vorm
Supercoiling : de dubbele helix is rondom zijn helicale-as gedraaid.
positieve supercoil : linkshandige helix
negatieve supercoil : rechtshandige helix
nu het DNA 2x ‘underwound’
en dus is er een regio in het gesloten circulaire DNA dat geen base-
pairing vormt -> slechts 23x ipv 25 (Lk)
Het DNA bevindt zich in een onstabiele vorm en dus zal de helix 2x
rond zichzelf wikkelen
bij ontwinden; Lk daalt door de negatieve supercoil (Wr)
definities
Linking number (Lk) : aantal keer één gesloten circulaire DNA strand gewonden is rond een andere strand in
hetzelfde vlak. Dit is de som of verschil(wnr negatieve supercoil) van Tw + Wr
Twist (Tw) : aantal keer één gesloten circulaire DNA strand gewonden is rond de andere strand, de dubbele
helix moet niet in hetzelfde vlak liggen.
Writhe (Wr) : aantal keer de helix als supercoil rond zichzelf is gewikkeld.
voorbeeld oefening DIA 18
,Hoe worden DNA-strands verbroken en vrijgegeven, dus hoe gebeurt de controle van DNA supercoiling?
via topoisomerases (enzym) I en II
Topoisomerase I : breekt een strand van de DNA duplex en vereist geen ATP.
Topoisomerase II : breekt twee strands van de DNA duplex en vereist ATP.
Zonder topoisomerases kunnen cellen hun DNA niet repliceren of verpakken, geen genexpressie -> celdood
Werkingsmechanisme type I
Supercoiled DNA heeft hoge Gibbs Vrije Energie en dus is het verwijderen van supercoils (terug naar de
relaxed vorm) een spontaan proces (geen ATP nodig).
Werkingsmechanisme type II
Type II bevat een A(oranje) en B(geel)
subunit
vereist ATP voor werking
, Bacteriële genomen bevatten ”scaffold-like” structuren, deze zijn gestabiliseerd door eiwitten, en organiseren het
circulair chromosoom in een supercoiled domein. Deze domeinen zijn niet statisch (dus kunnen nog veranderen)
zodat delen van het DNA compact en minder compact zijn, wat belangrijk is voor replicatie en transcriptie.
Eukaryoten bevatten verschillende stages van compactering; vrij DNA -> nucleosoom -> 30nm fiber -> chromosoom
Nucleosoom : DNA gewikkeld rondom histonen. Deze bevatten een protein-spool wat
een complex is van histon-octameren. Via H1 eiwit wordt DNA verbonden.
Nucleosoom introduceerd negatieve supercoil (linkshandige solenoïde), maar dit zorgt
niet voor breken van DNA, dus er moet ergens een positieve supercoil aanwezig zijn ter
compensatie. Een histon bevat ‘tails’ dewelke naar buiten wijzen en interageren met
andere histonen. Deze tails zijn hotspots voor post-translationele modificaties en
kunnen dus voor meer of minder compactering zorgen. Histonen bevatten veel Lysine
en Arginine (+ geladen residues) en vormen dus elektrostatische interacties met DNA (-
geladen).
30nm-fiber : dit is enkel een 100x folding vh DNA
Via chromosomaal scaffold (type II topoisomerase) wordt het DNA verder
gecompacteerd tot chromosomen (10 000x fold).
➔ cellulair DNA in bacteriën en eukaryoten is onderwonden, en dus negatieve supercoil
➔ door de negatieve supercoil wordt Gibbs Vrije Energie opgeslaan, omdat dit thermodynamisch niet stabiel
is en dus energie vereist.
➔ negatieve supercoils zorgen voor lokaal uiteen halen van de DNA helix, voor de replicatie en transcriptie.
Prokaryoten via topoisomerases dat negatieve supercoils introduceren
Eukaryoten geen topoisomerases, maar via (nucleosoom, 30nm-fiber en chromosoom) negatieve supercoil maken
Negatieve supercoils zorgen voor efficiënt compacteren van DNA in de cel en Gibbs Vrije Energie opslaan die nodig
is voor het breken van DNA (voor replicatie en transcriptie)
Negatieve supercoils faciliteren ook het lokaal verbreken van de DNA dubbele helix wat belangrijk is voor de
replicatie en transcriptie van de DNA helix.
