Genetica en Genomica – Hoofdstuk 3 – UHasselt – Academiejaar – Samenvatting DNA-replicatie bij prokaryoten en eukaryoten

H3: Replicatie van DNA
INLEIDING:
Watson-Crick model van DNA replicatie:
 Waterstofbruggen tussen DNA-basen breken om
scheiding van strengen mogelijk te maken
 Elke DNA streng is een sjabloon voor de synthese van een
nieuwe streng
 De template (ouderstreng) bepaalt de volgorde van de basen in
de nieuwe streng (dochterstreng)
= complementaire regels voor basenparen
 DNA synthese is bidirectioneel vanaf een enkele startplaats
= oorsprong van replicatie (OR)


1. Semiconservatieve DNA replicatie
 Semi-conservatief model:
= elke originele DNA-streng is een sjabloon voor een nieuwe streng
die complementair is aan de originele streng

 Conservatief model:
= de 2 parentale strengen blijven samen/ komen opnieuw samen na replicatie + gaan
dienen als template voor synthese van nieuw DNA

 Dispersiemodel:
= parentale dubbele helix wordt verdeeld in dubbelstrengige DNA-segmenten
 dienen als template voor synthese van nieuwe dubbelstrengige DNA-segmenten
 segmenten vormen terug dubbele DNA-helices met parentaal DNA afwisselend met
nieuw DNA




2. DNA polymerase, het DNA-replicerende enzym
 DNA POLYMERASE I
Kornbergs onderzoek:
 gebruikte E.coli bacterie voor synthese van DNA
 Kornberg enzyme= enzyme dat in staat was voor DNA syntese
Nu: DNA polymerase I

,  5 componenten nodig voor DNA synthese:
1. Alle 4 dNTP’s
= precursoren voor nucleotide bouwstenen van DNA
 deoxyribonucleosidetrifosfaat  dATP, dTTP, dCTP, DGTP
2. DNA pol I
3. E. coli DNA  rol= template
template= molecule om complementaire streng te maken
4. DNA met functie: primer
primer= korte DNA-keten om synthese te starten = allereerste stukje
5. Mg2+ ionen  nodig voor optimale DNA polymerase activiteit


 FUNCTIES DNA POLYMERASE
= alle DNA-polymerases van prokaryoten & eukaryoten katalyseren polymeratie
(=aaneenhechten) van nucleotide precursoren tot DNA keten

 reactie heeft 3 eigenschappen:
1. Einde DNA keten  DNA polymerase katalyseert vorming van fosfodiësterbinding
tussen 3’-OH (deoxyribose laatste nucleotide) en 5’foosfaat (dNTP precursor)
 energie nodig --> vrijlaten 2 vd 3 fosfaatgroepen op dNTP
 verlenging DNA keten gedraagt zich als primer
= net aangemaakte polynucleotidestreng waaraan nieuw nucleotide kan worden
toegevoegd aan vrij 3’-OH

2. Elke stap in verlenging nieuwe keten DNA  DNA pol vindt correcte precursor
dNTP die complementaire basenparen kan vormen met nucleotiden op template
streng
 nucleotiden worden snel toegevoegd  proces NIET 100% nauwkeurig, maar
foutenpercentage zeer laag

3. Richting synthese van nieuwe streng: 5’ --> 3’
 nieuwe streng = antiparallel