moleculaire biologie: hoofdstuk 7 genetische variatie
1) wat is genetische variatie?
1.1 voorbeelden
DNA moet zonder fouten worden doorgegeven aan de volgende generatie maar er moet variatie
toegelaten worden voor genetische variatie = door ontstaan van mutaties
vb: vasthangen van oorlel aan het hoofd
vb: plooien van de tong
vb: sickle cell anemie → plooiing van eiwit is fout waardoor RBC andere vorm hebben
MAAR parasiet malaria kan niet in die sickle cell overleven = voordeel (wel veel nadelen)
2) genetische variatie bij prokaryoten
2.1 snelle deling
1 E. Coli kan om de 20 minuten delen → na 4u heb je 1024 bacteriën, na 8u 106, na 12u 109
per bacterie 4,5 106 baseparen met 4200-tal verschillende eiwitten
foutenlast = 1/109 baseparen dus na 12u al een volledig genoom (4,5 106 bp) fout gemaakt
rifampicine = antibioticum die RNA-polymerase bindt op de
plaats waar DNA en RNA nog samenzitten → geen transcriptie
meer mogelijk, bacterie gaat traag repliceren
ontstaan mutaties t.h.v. bèta-subunit van RNA-polymerase
waardoor bacterie na een tijd kan overleven in aanwezigheid
van rifampicine = resistentie door mutatie
Ames-test op bacteriën die geen histidine konden maken
1. geplaatst op plaatje zonder histidine (kunnen niet overleven)
2. toch enkele kolonies gegroeid die mutatie hebben teruggemuteerd (bij
negatieve controle, zie afbeelding)
bacteriën kunnen DNA aan elkaar doorgeven:
1. bacteriën die geen leucine kunnen maken op een plaat zonder leucine
→ enkele kolonies
2. bacteriën die geen methionine kunnen maken op een plaat zonder methionine
→ enkele kolonies
3. beide bacteriën op een plaats zonder leucine of methionine
→ meer kolonies dan normaal zou zijn
→ bacteriën nemen DNA van elkaar op waardoor ze terug Meth of Leu kunnen aanmaken
, moleculaire biologie: hoofdstuk 7 genetische variatie
2.2 homologe recombinatie
1. 1 DNA wordt gebroken
2. uitwisselen van strengen (1 dringt binnen in andere homologe DNA-streng)
3. rechtse streng wordt omgedraaid: draaien horizontale as
4. 2 onderste benen worden verwisseld met elkaar: draaien verticale as
5. op kruising zitten enzymen die dat gaan breken
6. elke lus wordt een streng
2.3 horizontale gentransfer
= niet van moedercel maar tussen 2 individuen uitgewisseld
▪ transformatie: DNA opnemen uit omgeving en via homologe recombinatie in eigen
genoom opnemen
▪ conjugatie: sommige bacteriën hebben naast nucleoïd (eigenlijke genoom) ook F-
plasmide die codeert voor pilus (draden), door de cytoplasmatische brug wordt F-
plasmide doorgestuurd en zo wordt F-plasmide doorgegeven (enkel genen daarop!)
→ snelle verdeling van mutaties (resistenties)
multi-resistentie doordat de resistentiegenen op hetzelfde plasmide zitten!
▪ transductie: via bacteriofaag komt DNA daarvan in bacterie
o lytische fase = bacterie repliceert DNA van bacteriofaag en nieuwgevormde
bacteriofagen breken cel open en kunnen zo verdergaan, soms ook DNA van de
bacterie erin
o lysogene fase = DNA van bacteriofaag komt in DNA van bacterie terecht
(=profaag DNA), blijft een tijd daar gewoon zitten; als de bacterie in
levensbedreigende omstandigheden komt dan wordt de profaag actief en zal de
bacterie in de lytische fase komen (repliceren en bacteriofagen maken)
vb: roodvonk, difterie, botulisme door besmetting met zo’n bacterie
▪ transpositie: op genoom zitten specifieke stukjes DNA
die begrensd worden door geïnverteerde herhalingen
(3’-5’ = 5’-3’), na translatie wordt transposase gemaakt
dat die herhalingen herkend en stukje DNA kan
uitknippen en op andere plaats in eigen genoom zet
1) wat is genetische variatie?
1.1 voorbeelden
DNA moet zonder fouten worden doorgegeven aan de volgende generatie maar er moet variatie
toegelaten worden voor genetische variatie = door ontstaan van mutaties
vb: vasthangen van oorlel aan het hoofd
vb: plooien van de tong
vb: sickle cell anemie → plooiing van eiwit is fout waardoor RBC andere vorm hebben
MAAR parasiet malaria kan niet in die sickle cell overleven = voordeel (wel veel nadelen)
2) genetische variatie bij prokaryoten
2.1 snelle deling
1 E. Coli kan om de 20 minuten delen → na 4u heb je 1024 bacteriën, na 8u 106, na 12u 109
per bacterie 4,5 106 baseparen met 4200-tal verschillende eiwitten
foutenlast = 1/109 baseparen dus na 12u al een volledig genoom (4,5 106 bp) fout gemaakt
rifampicine = antibioticum die RNA-polymerase bindt op de
plaats waar DNA en RNA nog samenzitten → geen transcriptie
meer mogelijk, bacterie gaat traag repliceren
ontstaan mutaties t.h.v. bèta-subunit van RNA-polymerase
waardoor bacterie na een tijd kan overleven in aanwezigheid
van rifampicine = resistentie door mutatie
Ames-test op bacteriën die geen histidine konden maken
1. geplaatst op plaatje zonder histidine (kunnen niet overleven)
2. toch enkele kolonies gegroeid die mutatie hebben teruggemuteerd (bij
negatieve controle, zie afbeelding)
bacteriën kunnen DNA aan elkaar doorgeven:
1. bacteriën die geen leucine kunnen maken op een plaat zonder leucine
→ enkele kolonies
2. bacteriën die geen methionine kunnen maken op een plaat zonder methionine
→ enkele kolonies
3. beide bacteriën op een plaats zonder leucine of methionine
→ meer kolonies dan normaal zou zijn
→ bacteriën nemen DNA van elkaar op waardoor ze terug Meth of Leu kunnen aanmaken
, moleculaire biologie: hoofdstuk 7 genetische variatie
2.2 homologe recombinatie
1. 1 DNA wordt gebroken
2. uitwisselen van strengen (1 dringt binnen in andere homologe DNA-streng)
3. rechtse streng wordt omgedraaid: draaien horizontale as
4. 2 onderste benen worden verwisseld met elkaar: draaien verticale as
5. op kruising zitten enzymen die dat gaan breken
6. elke lus wordt een streng
2.3 horizontale gentransfer
= niet van moedercel maar tussen 2 individuen uitgewisseld
▪ transformatie: DNA opnemen uit omgeving en via homologe recombinatie in eigen
genoom opnemen
▪ conjugatie: sommige bacteriën hebben naast nucleoïd (eigenlijke genoom) ook F-
plasmide die codeert voor pilus (draden), door de cytoplasmatische brug wordt F-
plasmide doorgestuurd en zo wordt F-plasmide doorgegeven (enkel genen daarop!)
→ snelle verdeling van mutaties (resistenties)
multi-resistentie doordat de resistentiegenen op hetzelfde plasmide zitten!
▪ transductie: via bacteriofaag komt DNA daarvan in bacterie
o lytische fase = bacterie repliceert DNA van bacteriofaag en nieuwgevormde
bacteriofagen breken cel open en kunnen zo verdergaan, soms ook DNA van de
bacterie erin
o lysogene fase = DNA van bacteriofaag komt in DNA van bacterie terecht
(=profaag DNA), blijft een tijd daar gewoon zitten; als de bacterie in
levensbedreigende omstandigheden komt dan wordt de profaag actief en zal de
bacterie in de lytische fase komen (repliceren en bacteriofagen maken)
vb: roodvonk, difterie, botulisme door besmetting met zo’n bacterie
▪ transpositie: op genoom zitten specifieke stukjes DNA
die begrensd worden door geïnverteerde herhalingen
(3’-5’ = 5’-3’), na translatie wordt transposase gemaakt
dat die herhalingen herkend en stukje DNA kan
uitknippen en op andere plaats in eigen genoom zet
