SV – Moleculaire Biologie
1. DNA: desoxyribonucleic acid 5
1.2 Mijlpalen uit de geschiedenis van de erfelijkheidsleer 5
Experiment Mendel: erwten 5
Link genen en biochemische processen door Garrod 5
Welke stoffen bevatten de genetische informatie? 5
Twee vormen van centrifugeren 6
Experiment van Griffith 7
Experiment Hershey-Chase 7
1.3 De structuur van het Deoxyribonucleic Acid (DNA) 8
Opbouw DNA = VAN BUITEN!! 8
Andere belangrijke basen en nucleotiden 9
1.3.2 Eigenschappen van DNA 10
Regels van Chargaff 10
Stabiliteit DNA 11
Notatie 11
Palindromische sequentie 11
Hyperchromiciteit en hybridisatie 11
DNA elektroforese 11
2. DNA replicatie 12
2.1 Replicatie is semi-conservatief 12
2.2 DNA polymerasen 13
2.3 De replicatievork 14
2.4 De replicatievork is asymmetrisch 17
2.5 Replicatiestart 17
2.5.1 BIJ PROKARYOTEN 17
2.5.2 BIJ EUKARYOTEN 18
2.6 Terminatie van de replicatie 19
2.6.1 BIJ PROKARYOTEN 19
2.6.2 BIJ EUKARYOTEN 19
2.7 DNA technologie: De polymerase kettingreactie = PCR 20
2.7.1 De drie stappen van de PCR: 20
3. DNA herstelmechanismen 21
3.1 Inleiding 21
3.1.1 Veranderingen in DNA resulteren in veranderde eigenschappen 21
3.2 Verschillende typen oorzaken van mutaties 22
3.2.1 Algemene nomenclatuur van mutaties 22
3.2.2 Mutaties tijdens het replicatie-proces 22
3.3.2 Mutaties in DNA, onafhankelijk van replicatie 23
Samenvatting: 24
3.3 DNA herstelmechanismen 25
3.3.1 Specifieke enzymen kunnen sommige fouten herstellen 25
1) Fotolyase 25
2) O6 methylguanine methyltransferase 25
, 3) Cytochroom P450s enzymgroep 26
3.3.2 Mismatch repair (MR) 27
3.3.3 Base excision repair (BER) 28
3.3.4 Nucleotide excision repair (NER) 29
3.3.5 Herstelmechanismen voor dubbele strengbreuken 30
Non-homologous end-joining (NHEJ): 30
Herstel door STRAND INVASION: 30
Samenvatting: 31
3.4 De ames test 32
4. Transcriptie 33
4.1 Verschillen tussen DNA en RNA 33
4.2 Hershey-Chase experiment 33
4.3 RNA-polymerasen 34
4.3.2 RNA-polymerasen 34
4.4 Transcriptie-initiatie en terminatie bij PROKARYOTEN 35
4.4.1 De promotor 35
4.2.2 Terminatie van transcriptie bij PROKARYOTEN 36
4.5 Transcriptie-initiatie en terminatie bij EUKARYOTEN 36
4.5.1 De eukaryoten promotor 36
4.5.2 Het transcriptie-initiatiecomplex TIC 37
Afkortingen: 37
Werking en assemblage van het TIC 37
4.5.3 Terminatie van de transcriptie bij EUKARYOTEN 38
5. Translatie 39
5.1 De genetische code (herhaling) 39
5.2 De verschillende soorten RNA 40
5.2.1 Messenger RNA / mRNA 40
1) CAPPING 40
2) POLYADENYLERING 41
3) SPLICING 41
5.2.2 Transfer RNA / tRNA 42
tRNAs 42
Aminoacyl-tRNA synthetase / aa-tRNA synthetase 42
5.2.3 Ribosomaal RNA / rRNA 43
5.3 Vergelijking tussen prokaryote en eukaryote RNA 44
5.4 Het translatieproces 44
Proces bij prokaryoten 45
Translatie-initiatie prokaryoten 45
Translatie-initiatie eukaryoten 45
Translatie-elongatie 46
Translatie-terminatie 47
5.4.4 Moleculaire mimicry 47
5.5 Antibiotica en translatie 48
5.5.1 De bekendste antibiotica 48
Resistentie voor antibiotica 48
Test om na te gaan of een bacterie resistent is 48
,6. Wat gebeurt er met een eiwit na de translatie 49
6.1 De moleculaire CHAPERONES HSP60 en HSP70 49
6.2 Posttranslationele modificaties 50
6.3 Eiwitafbraak – De proteasen 50
6.3.1 Pepsine en Chymotrypsine = proteasen 50
Pepsine 50
Chymotrypsin = serine protease 51
6.3.2 Classificatie van de proteasen 52
6.3.3 Activering van enzymen door proteolyse 52
Proteolytische activatie van chymotrypsinogeen ( → chymotrypsine) 52
6.3.4 Sommige protease-inhibitoren zijn belangrijke geneesmiddelen 53
6.4 Intracellulaire afbraak van eiwitten: Het PROTEASOOM 53
6.4.1 Het PROTEASOOM 53
6.4.2 De controle van proteolyse is cruciaal voor het functioneren en overleven van de cel 54
6.4.3 Verschillende functies van poly- en mono-ubiquitines 54
7. Genetische variatie 55
7.1 Definitie 55
7.2 Genetische variatie bij BACTERIËN (= prokaryoot) 55
7.3 Snelle vermenigvuldiging 55
E.coli bacterie (prokaryoot organisme) 55
7.2.2 Uitwisseling van genetisch materiaal 55
HOMOLOGE RECOMBINATIE 56
7.2.3 Mechanismen van gen-transfer / DNA-transfer 56
CONJUGATIE OF MATING 56
TRANSFORMATIE 57
TRANSDUCTIE 57
TRANSPOSITIE 58
7.3 Genetische variatie bij EUKARYOTEN 59
7.3.1 Repetitieve sequenties 59
7.3.2 Genetische variatie en retrotransposons 60
ORF-veranderingen 60
Verandering in gen-regelingsmechanismen 60
Genduplicatie 60
Exon shuffling 61
Genetische gelijkenis tussen soorten 62
7.3.3 Sexuele voortplanting en genetische variatie 62
7.3.4 Single Nucleotide Polymorphisms 63
7.3.5 Copy number variations (CNV) 64
7.3.6 Retrovirussen - genetische variatie: de kankerlink 64
Kankerverwekkende retrovirussen 64
7.4 Technologische toepassingen van genetische variatie 65
7.4.1 Transgene dieren 65
Technologie 1 (3 stappen - vb. muizen): 65
Technologie 2 (CRISPR / Cas9): 66
Toepassing in Genetische Manipulatie: 66
8. Regeling van transcriptie bij prokaryoten 67
, 8.2 De sigma-factoren / 𝛔-factoren 67
RNA-polymerase en de rol van Sigma-factoren: 67
8.3 Het lactose-operon 69
8.3.1 Definitie van operon 70
De-repressie van het lactose operon: 71
Activering van het lactose operon: 71
8.4 Het tryptofaan operon 72
Repressie 72
Attenuatie 72
trp Operon Attenuation (youtube.com) 73
Opmerkingen: 74
9. Regeling van transcriptie bij eukaryoten 75
9.1 Organisatie van het genoom bij eukaryoten 75
9.1.1 Organisatie van nucleosomen 76
9.1.2 Hogere organisatie van chromatine 76
Transcriptieregeling is gecorreleerd met de structuur van chromatine 77
9.2 Epigenetische controle 78
9.2.1 X-chromosoom inactivering 78
Voorbeelden X-inactivatie 78
9.2.3 Genomic imprinting 79
9.3 Transcriptie-regeling op afstand 79
9.3.1 Enhancers 79
9.3.2 Transcriptiefactoren 80
9.3.2.1 DNA-bindend domein: 80
1) HELIX-TURN-HELIX: 80
2) HOMEODOMEIN + HOMEOBOX: 81
3) DE ZINKVINGERS 82
4) DE LEUCINE-ZIPPER (leucine-rits) 83
9.3.2.2 Transcriptie-activatie en Transcriptie-repressie domeinen 84
A) Interactie van Activatiedomein (AD) met componenten van TIC en Mediator 84
B) De AD zijn eiwit-bindingsplaatsen 84
C) Wat volgt op de histon modificaties? 85
Micro RNA en Long non-coding RNA 87
12.4.1 Regeling van translatie door microRNAs 87
12.4.2 miRNA synthese 88
12.4.3 Long non-coding RNAs = lncRNA 89
1. DNA: desoxyribonucleic acid 5
1.2 Mijlpalen uit de geschiedenis van de erfelijkheidsleer 5
Experiment Mendel: erwten 5
Link genen en biochemische processen door Garrod 5
Welke stoffen bevatten de genetische informatie? 5
Twee vormen van centrifugeren 6
Experiment van Griffith 7
Experiment Hershey-Chase 7
1.3 De structuur van het Deoxyribonucleic Acid (DNA) 8
Opbouw DNA = VAN BUITEN!! 8
Andere belangrijke basen en nucleotiden 9
1.3.2 Eigenschappen van DNA 10
Regels van Chargaff 10
Stabiliteit DNA 11
Notatie 11
Palindromische sequentie 11
Hyperchromiciteit en hybridisatie 11
DNA elektroforese 11
2. DNA replicatie 12
2.1 Replicatie is semi-conservatief 12
2.2 DNA polymerasen 13
2.3 De replicatievork 14
2.4 De replicatievork is asymmetrisch 17
2.5 Replicatiestart 17
2.5.1 BIJ PROKARYOTEN 17
2.5.2 BIJ EUKARYOTEN 18
2.6 Terminatie van de replicatie 19
2.6.1 BIJ PROKARYOTEN 19
2.6.2 BIJ EUKARYOTEN 19
2.7 DNA technologie: De polymerase kettingreactie = PCR 20
2.7.1 De drie stappen van de PCR: 20
3. DNA herstelmechanismen 21
3.1 Inleiding 21
3.1.1 Veranderingen in DNA resulteren in veranderde eigenschappen 21
3.2 Verschillende typen oorzaken van mutaties 22
3.2.1 Algemene nomenclatuur van mutaties 22
3.2.2 Mutaties tijdens het replicatie-proces 22
3.3.2 Mutaties in DNA, onafhankelijk van replicatie 23
Samenvatting: 24
3.3 DNA herstelmechanismen 25
3.3.1 Specifieke enzymen kunnen sommige fouten herstellen 25
1) Fotolyase 25
2) O6 methylguanine methyltransferase 25
, 3) Cytochroom P450s enzymgroep 26
3.3.2 Mismatch repair (MR) 27
3.3.3 Base excision repair (BER) 28
3.3.4 Nucleotide excision repair (NER) 29
3.3.5 Herstelmechanismen voor dubbele strengbreuken 30
Non-homologous end-joining (NHEJ): 30
Herstel door STRAND INVASION: 30
Samenvatting: 31
3.4 De ames test 32
4. Transcriptie 33
4.1 Verschillen tussen DNA en RNA 33
4.2 Hershey-Chase experiment 33
4.3 RNA-polymerasen 34
4.3.2 RNA-polymerasen 34
4.4 Transcriptie-initiatie en terminatie bij PROKARYOTEN 35
4.4.1 De promotor 35
4.2.2 Terminatie van transcriptie bij PROKARYOTEN 36
4.5 Transcriptie-initiatie en terminatie bij EUKARYOTEN 36
4.5.1 De eukaryoten promotor 36
4.5.2 Het transcriptie-initiatiecomplex TIC 37
Afkortingen: 37
Werking en assemblage van het TIC 37
4.5.3 Terminatie van de transcriptie bij EUKARYOTEN 38
5. Translatie 39
5.1 De genetische code (herhaling) 39
5.2 De verschillende soorten RNA 40
5.2.1 Messenger RNA / mRNA 40
1) CAPPING 40
2) POLYADENYLERING 41
3) SPLICING 41
5.2.2 Transfer RNA / tRNA 42
tRNAs 42
Aminoacyl-tRNA synthetase / aa-tRNA synthetase 42
5.2.3 Ribosomaal RNA / rRNA 43
5.3 Vergelijking tussen prokaryote en eukaryote RNA 44
5.4 Het translatieproces 44
Proces bij prokaryoten 45
Translatie-initiatie prokaryoten 45
Translatie-initiatie eukaryoten 45
Translatie-elongatie 46
Translatie-terminatie 47
5.4.4 Moleculaire mimicry 47
5.5 Antibiotica en translatie 48
5.5.1 De bekendste antibiotica 48
Resistentie voor antibiotica 48
Test om na te gaan of een bacterie resistent is 48
,6. Wat gebeurt er met een eiwit na de translatie 49
6.1 De moleculaire CHAPERONES HSP60 en HSP70 49
6.2 Posttranslationele modificaties 50
6.3 Eiwitafbraak – De proteasen 50
6.3.1 Pepsine en Chymotrypsine = proteasen 50
Pepsine 50
Chymotrypsin = serine protease 51
6.3.2 Classificatie van de proteasen 52
6.3.3 Activering van enzymen door proteolyse 52
Proteolytische activatie van chymotrypsinogeen ( → chymotrypsine) 52
6.3.4 Sommige protease-inhibitoren zijn belangrijke geneesmiddelen 53
6.4 Intracellulaire afbraak van eiwitten: Het PROTEASOOM 53
6.4.1 Het PROTEASOOM 53
6.4.2 De controle van proteolyse is cruciaal voor het functioneren en overleven van de cel 54
6.4.3 Verschillende functies van poly- en mono-ubiquitines 54
7. Genetische variatie 55
7.1 Definitie 55
7.2 Genetische variatie bij BACTERIËN (= prokaryoot) 55
7.3 Snelle vermenigvuldiging 55
E.coli bacterie (prokaryoot organisme) 55
7.2.2 Uitwisseling van genetisch materiaal 55
HOMOLOGE RECOMBINATIE 56
7.2.3 Mechanismen van gen-transfer / DNA-transfer 56
CONJUGATIE OF MATING 56
TRANSFORMATIE 57
TRANSDUCTIE 57
TRANSPOSITIE 58
7.3 Genetische variatie bij EUKARYOTEN 59
7.3.1 Repetitieve sequenties 59
7.3.2 Genetische variatie en retrotransposons 60
ORF-veranderingen 60
Verandering in gen-regelingsmechanismen 60
Genduplicatie 60
Exon shuffling 61
Genetische gelijkenis tussen soorten 62
7.3.3 Sexuele voortplanting en genetische variatie 62
7.3.4 Single Nucleotide Polymorphisms 63
7.3.5 Copy number variations (CNV) 64
7.3.6 Retrovirussen - genetische variatie: de kankerlink 64
Kankerverwekkende retrovirussen 64
7.4 Technologische toepassingen van genetische variatie 65
7.4.1 Transgene dieren 65
Technologie 1 (3 stappen - vb. muizen): 65
Technologie 2 (CRISPR / Cas9): 66
Toepassing in Genetische Manipulatie: 66
8. Regeling van transcriptie bij prokaryoten 67
, 8.2 De sigma-factoren / 𝛔-factoren 67
RNA-polymerase en de rol van Sigma-factoren: 67
8.3 Het lactose-operon 69
8.3.1 Definitie van operon 70
De-repressie van het lactose operon: 71
Activering van het lactose operon: 71
8.4 Het tryptofaan operon 72
Repressie 72
Attenuatie 72
trp Operon Attenuation (youtube.com) 73
Opmerkingen: 74
9. Regeling van transcriptie bij eukaryoten 75
9.1 Organisatie van het genoom bij eukaryoten 75
9.1.1 Organisatie van nucleosomen 76
9.1.2 Hogere organisatie van chromatine 76
Transcriptieregeling is gecorreleerd met de structuur van chromatine 77
9.2 Epigenetische controle 78
9.2.1 X-chromosoom inactivering 78
Voorbeelden X-inactivatie 78
9.2.3 Genomic imprinting 79
9.3 Transcriptie-regeling op afstand 79
9.3.1 Enhancers 79
9.3.2 Transcriptiefactoren 80
9.3.2.1 DNA-bindend domein: 80
1) HELIX-TURN-HELIX: 80
2) HOMEODOMEIN + HOMEOBOX: 81
3) DE ZINKVINGERS 82
4) DE LEUCINE-ZIPPER (leucine-rits) 83
9.3.2.2 Transcriptie-activatie en Transcriptie-repressie domeinen 84
A) Interactie van Activatiedomein (AD) met componenten van TIC en Mediator 84
B) De AD zijn eiwit-bindingsplaatsen 84
C) Wat volgt op de histon modificaties? 85
Micro RNA en Long non-coding RNA 87
12.4.1 Regeling van translatie door microRNAs 87
12.4.2 miRNA synthese 88
12.4.3 Long non-coding RNAs = lncRNA 89
