BIOCHEMIE: MOLECULAIRE BIOLOGIE
HF 1: CELLEN EN HUN GENOOM
1.1 INLEIDING EN SITUERING
- Reproduceren -> genetische info doorgeven
- Veel organismen bestaan uit 1 cel -> mens: 1013
- 1 cel draagt alle genetische info en deelt
1.2 ALLE CELLEN STOCKEREN HUN GENETISCHE INFO IN DEZELFDE CHEMISCHE
CODE: HET DNA
- DNA: dubbelstrengig desoxyribonucleïnezuur
- 4 bouwstenen (=nucleotiden) met nucleobasen:
A: adenine
T: thymine
C: cytosine
G: guanine
- Ew’n -> opgebouwd uit 20 verschillende AZ’n
- Nucleotide: suikergroep (desoxyribose) + fosfaatgroep + base
V 5’ fosfgroep naar 3’ hydroxylgroep
- RNA = enkelstrengig: onstabiel
- DNA = dubbelstrengig -> samengehouden door H-bruggen
A-T : 2 H-bruggen
G-C : 3 H-bruggen (moeilijker te verbreken)
2 complementaire strengen (=antiparralel)
Rechtsdraaiend
- DNA-replicatie -> 1 streng als mal (3’-5’) zodat nieuwe streng (5’-3’) is.
1.3 INFO VLOEIT EERST V DNA NAAR RNA: GENETISCHE INFORMATIESTROOM
- Transcriptie = DNA -> RNA (extra hydroxylgroep -> ribonucleïnezuur)
RNA: uracil ipv thymine
- Translatie = RNA -> ew’n (20 AZ’n)
1.4 BOODSCHAPPER RNA W VERTAALD NAAR EW’N
- Codon: 3 nucleotiden
Telkens 4 mogelijkheden
4 x 4 x 4 = 64
Degeneratie vd genetische code= sommige codons coderen voor hetzelfde AZ
(want 20 AZ’n)
Wobble base: eerste 2 nucleotiden zijn hetzelfde, 3de is verschillend voor
eenzelfde AZ
- Startcodon: AUG
- 3 stopcodons: UAA – UGA – UAG
- Codons w gelezen door : transfer RNA moleculen (tRNAs)
Elk type tTRNA molecule draagt een spef AZ en een anticodon
Een RNA sequentie v 3 nucleotiden die complementair is aan het codon vd
mRNA molecule -> bindt via basenparing op dit codon
1
, mRNA codeert voor ew’n -> w eerst afgeschreven als pre mRNA en dan
introns er uit halen => dan heb je een stuk dat vertaalbaar is
- AZ’n worden aan elkaar gekoppeld via peptidenbruggen
- Vrijgekomen tRNA moleculen w gerecycleerd
Gebeurt allemaal in het ribosoom
2 grote rRNA ketens + ew’n
1.5 GENOMEN EN HUN COMPLEXITEIT
1) Eukaryoten = groot deel v DNA in celkern/nucleus onder de vorm v
chromosomen
2) Prokaryoten = geen kern
3) Archeae (=oerbacteriën) -> leven bij extreme omstandigheden
Gaan zeer snel vermenigvuldigen
- Grootte v ons genoom: 3,2 miljard basenparen
- Uitrekken naar haploid genoom -> 1m DNA => diploid 2m
- Celkern: 6 µm -> grote hvlheid DNA in een kleine celkern
Vb. calico kat = altijd vrouwenlijk -> vachtkleur ligt op X chromosoom
- Mannen 1X chromosoom -> knn maar 1 kleur
- Vrouwen 2X chromosomen -> 2 kleuren
Ook aantal genen die er voor zorgen dat je geen kleurstoffen kan aanmaken
waardoor je die witte vlekken hebt
Heel uitzonderlijk ook man: klinefelter syndroom: XXY
- Nieuwe genen (uit bestaande genen):
1) Fouten tijdens DNA replicatie
Intergenisch= tssn 2 verschillende genen
Intragenisch= variant in het gen -> je kan hier een extra effect van krijgen
= sequentie v bestaand gen door fouten tijdens DNA replicatie
gemuteerd
2) Genduplicatie
= bestaand gen gedupliceerd
3) Segment shuffling
= genen gebroken en aan elkaar geplakt -> hybride gen
4) Horizontale gentransfer
= stuk DNA vh genoom v 1 cel naar andere cel getransferd
Genduplicatie: 1 gen vrij om de muteren en 1 gezonde over => hierdoor heeft
gedupliceerde gen andere functio vh
originele
- Orthologe genen = genen in
verschillende organismen met
gemeenschappelijke voorouder met ong
dezelfde functie (=speciatie)
- Paraloge genen = ontstaan door
genduplicatie binnen 1 genoom en andere
functie door mutaties
2
, - Homologe genen = gemeenschapelijke voorouder (overkoepelende term)
1.6 DE GENETISCHE INFORMATIE IN EUKARYOTEN IS COMPLEX
- Eukaryoten zijn groter en comlexer dan prokaryoten
Genetische info van hybdride oorsprong
Dna in de kern + klein deel in mito’s (=energiefabriekjes)
- Veel niet-coderend DNA (junk-DNA) -> wel belangrijke functies
Regulerend DNA: vb. expressie nabijgelegen genen reguleren
Genregulerende ew’n: binden regulerend DNA en regelen transcriptie
1.7 DE MUIS ALS MODEL VOOR DE MENS
- Proefdiermodel
- Analoge, natuurlijke genmutaties (hetzelfde fenotype als de mens)
ZEBRAVIS
- Knn huidfenotypes ook bij een vis met schubben
- Krijgen ook elasticiteit in schubben net als muizen en mensen met EDS
- Botvissen
- Lange staart vol met spiercellen
ORGANOIDS
- Wf op een plaat
- Verschillende cellen samenbrengen om zo een hartje na te maken (mini-orgaan)
Patiëntspecifiek -> personalized medicine
Medicijnen aan geven en kijken welke bv het hartritme gaat herstellen
3
, HF 2: DNA, CHROMOSOMEN EN GENOMEN
2.1 INLEIDING
- Celdeling = genetische info doorgeven
- Moment dat chromosomen gaan delen -> sterk gecondenseert (duidelijke
structuur)
- Chromosmen: DNA + ew’n
2.2 DE STRUCTUUR EN DE FUNCTIE VH DNA
- 5’ -> neg geladen fosf groep -> draagt bij aan de richting
1,2 of 3 fosfaatrgroepen aan einde v DNA
- 3’ -> neutraal
- Op C1 van 5 ring suiker bindt de
base
- Pyrimidines = uracil, cytosine,
thymine (= gemethyleerde
uracil)
- Purines = adenine, guanine
RNA: OH op C2 en C3
DNA: OH op C2
Nucleotiden aan elkaar binden:
- Polymerase zorgt dat 3’-OH ->t 5’-fosf aanvalt vd inkomende nucleotide =>
fosfodiesterbinding onstaat tssn 3’ ene nucleotide en 5’-fsof vh volgende en PPi
‘pyrofosf’ w vrijgegeven als bijproduct.
- DNA dubbele helix: stabiel dubbele rechtsdraaiene helix
- Basen aan de binnenkant (met genetische info) = energiezuinig
- Suikerfosfruggengraat aan de buitenkant
- Strengen worden samengehoudenn door H-bruggen (complementaire basenparing
= tssn grotere base purine en kleinere base pyrimidine)
- 1 omwenteling = 10 basenparen
- Informatie in opeenvolging v nucleotiden (codons: per 3)
- Strengen volledig complementair dus zelfde info op de 2 strengen
Strengen gaan uit elkaar en parentale strengen worden als mal gebruikt van 5’
-> 3’
Leading strand: continu gesynthetiseerd
Lagging strand: okazaki-fragmenten
- heterochromatine: DNA samen met histonen (ew’n) (sterk gecondenseert) ->
donker
- Euchromatine: wel toegankelijk -> lichter
- Kern afgelijnd door een nucleaire envelop : dubbele liidenlaag laag met poriën ->
mrna kan hierdoor
Buitenste laag vloeit over in endo reti
Binnenste laag ondersteund door : Nucleaire lamina -> zorgt voor structuur
Zo blijven nucleaire en cytosolische enzymen gescheiden
4
HF 1: CELLEN EN HUN GENOOM
1.1 INLEIDING EN SITUERING
- Reproduceren -> genetische info doorgeven
- Veel organismen bestaan uit 1 cel -> mens: 1013
- 1 cel draagt alle genetische info en deelt
1.2 ALLE CELLEN STOCKEREN HUN GENETISCHE INFO IN DEZELFDE CHEMISCHE
CODE: HET DNA
- DNA: dubbelstrengig desoxyribonucleïnezuur
- 4 bouwstenen (=nucleotiden) met nucleobasen:
A: adenine
T: thymine
C: cytosine
G: guanine
- Ew’n -> opgebouwd uit 20 verschillende AZ’n
- Nucleotide: suikergroep (desoxyribose) + fosfaatgroep + base
V 5’ fosfgroep naar 3’ hydroxylgroep
- RNA = enkelstrengig: onstabiel
- DNA = dubbelstrengig -> samengehouden door H-bruggen
A-T : 2 H-bruggen
G-C : 3 H-bruggen (moeilijker te verbreken)
2 complementaire strengen (=antiparralel)
Rechtsdraaiend
- DNA-replicatie -> 1 streng als mal (3’-5’) zodat nieuwe streng (5’-3’) is.
1.3 INFO VLOEIT EERST V DNA NAAR RNA: GENETISCHE INFORMATIESTROOM
- Transcriptie = DNA -> RNA (extra hydroxylgroep -> ribonucleïnezuur)
RNA: uracil ipv thymine
- Translatie = RNA -> ew’n (20 AZ’n)
1.4 BOODSCHAPPER RNA W VERTAALD NAAR EW’N
- Codon: 3 nucleotiden
Telkens 4 mogelijkheden
4 x 4 x 4 = 64
Degeneratie vd genetische code= sommige codons coderen voor hetzelfde AZ
(want 20 AZ’n)
Wobble base: eerste 2 nucleotiden zijn hetzelfde, 3de is verschillend voor
eenzelfde AZ
- Startcodon: AUG
- 3 stopcodons: UAA – UGA – UAG
- Codons w gelezen door : transfer RNA moleculen (tRNAs)
Elk type tTRNA molecule draagt een spef AZ en een anticodon
Een RNA sequentie v 3 nucleotiden die complementair is aan het codon vd
mRNA molecule -> bindt via basenparing op dit codon
1
, mRNA codeert voor ew’n -> w eerst afgeschreven als pre mRNA en dan
introns er uit halen => dan heb je een stuk dat vertaalbaar is
- AZ’n worden aan elkaar gekoppeld via peptidenbruggen
- Vrijgekomen tRNA moleculen w gerecycleerd
Gebeurt allemaal in het ribosoom
2 grote rRNA ketens + ew’n
1.5 GENOMEN EN HUN COMPLEXITEIT
1) Eukaryoten = groot deel v DNA in celkern/nucleus onder de vorm v
chromosomen
2) Prokaryoten = geen kern
3) Archeae (=oerbacteriën) -> leven bij extreme omstandigheden
Gaan zeer snel vermenigvuldigen
- Grootte v ons genoom: 3,2 miljard basenparen
- Uitrekken naar haploid genoom -> 1m DNA => diploid 2m
- Celkern: 6 µm -> grote hvlheid DNA in een kleine celkern
Vb. calico kat = altijd vrouwenlijk -> vachtkleur ligt op X chromosoom
- Mannen 1X chromosoom -> knn maar 1 kleur
- Vrouwen 2X chromosomen -> 2 kleuren
Ook aantal genen die er voor zorgen dat je geen kleurstoffen kan aanmaken
waardoor je die witte vlekken hebt
Heel uitzonderlijk ook man: klinefelter syndroom: XXY
- Nieuwe genen (uit bestaande genen):
1) Fouten tijdens DNA replicatie
Intergenisch= tssn 2 verschillende genen
Intragenisch= variant in het gen -> je kan hier een extra effect van krijgen
= sequentie v bestaand gen door fouten tijdens DNA replicatie
gemuteerd
2) Genduplicatie
= bestaand gen gedupliceerd
3) Segment shuffling
= genen gebroken en aan elkaar geplakt -> hybride gen
4) Horizontale gentransfer
= stuk DNA vh genoom v 1 cel naar andere cel getransferd
Genduplicatie: 1 gen vrij om de muteren en 1 gezonde over => hierdoor heeft
gedupliceerde gen andere functio vh
originele
- Orthologe genen = genen in
verschillende organismen met
gemeenschappelijke voorouder met ong
dezelfde functie (=speciatie)
- Paraloge genen = ontstaan door
genduplicatie binnen 1 genoom en andere
functie door mutaties
2
, - Homologe genen = gemeenschapelijke voorouder (overkoepelende term)
1.6 DE GENETISCHE INFORMATIE IN EUKARYOTEN IS COMPLEX
- Eukaryoten zijn groter en comlexer dan prokaryoten
Genetische info van hybdride oorsprong
Dna in de kern + klein deel in mito’s (=energiefabriekjes)
- Veel niet-coderend DNA (junk-DNA) -> wel belangrijke functies
Regulerend DNA: vb. expressie nabijgelegen genen reguleren
Genregulerende ew’n: binden regulerend DNA en regelen transcriptie
1.7 DE MUIS ALS MODEL VOOR DE MENS
- Proefdiermodel
- Analoge, natuurlijke genmutaties (hetzelfde fenotype als de mens)
ZEBRAVIS
- Knn huidfenotypes ook bij een vis met schubben
- Krijgen ook elasticiteit in schubben net als muizen en mensen met EDS
- Botvissen
- Lange staart vol met spiercellen
ORGANOIDS
- Wf op een plaat
- Verschillende cellen samenbrengen om zo een hartje na te maken (mini-orgaan)
Patiëntspecifiek -> personalized medicine
Medicijnen aan geven en kijken welke bv het hartritme gaat herstellen
3
, HF 2: DNA, CHROMOSOMEN EN GENOMEN
2.1 INLEIDING
- Celdeling = genetische info doorgeven
- Moment dat chromosomen gaan delen -> sterk gecondenseert (duidelijke
structuur)
- Chromosmen: DNA + ew’n
2.2 DE STRUCTUUR EN DE FUNCTIE VH DNA
- 5’ -> neg geladen fosf groep -> draagt bij aan de richting
1,2 of 3 fosfaatrgroepen aan einde v DNA
- 3’ -> neutraal
- Op C1 van 5 ring suiker bindt de
base
- Pyrimidines = uracil, cytosine,
thymine (= gemethyleerde
uracil)
- Purines = adenine, guanine
RNA: OH op C2 en C3
DNA: OH op C2
Nucleotiden aan elkaar binden:
- Polymerase zorgt dat 3’-OH ->t 5’-fosf aanvalt vd inkomende nucleotide =>
fosfodiesterbinding onstaat tssn 3’ ene nucleotide en 5’-fsof vh volgende en PPi
‘pyrofosf’ w vrijgegeven als bijproduct.
- DNA dubbele helix: stabiel dubbele rechtsdraaiene helix
- Basen aan de binnenkant (met genetische info) = energiezuinig
- Suikerfosfruggengraat aan de buitenkant
- Strengen worden samengehoudenn door H-bruggen (complementaire basenparing
= tssn grotere base purine en kleinere base pyrimidine)
- 1 omwenteling = 10 basenparen
- Informatie in opeenvolging v nucleotiden (codons: per 3)
- Strengen volledig complementair dus zelfde info op de 2 strengen
Strengen gaan uit elkaar en parentale strengen worden als mal gebruikt van 5’
-> 3’
Leading strand: continu gesynthetiseerd
Lagging strand: okazaki-fragmenten
- heterochromatine: DNA samen met histonen (ew’n) (sterk gecondenseert) ->
donker
- Euchromatine: wel toegankelijk -> lichter
- Kern afgelijnd door een nucleaire envelop : dubbele liidenlaag laag met poriën ->
mrna kan hierdoor
Buitenste laag vloeit over in endo reti
Binnenste laag ondersteund door : Nucleaire lamina -> zorgt voor structuur
Zo blijven nucleaire en cytosolische enzymen gescheiden
4
