H2: moleculaire mechanismen van genexpressie
2 genexpressie en fenotype
Gen = DNA-fragment dat codeert voor een polypeptide
opvouwing van één polypeptide/ meerdere polypeptiden samen = proteïne
- gesynthetiseerde proteïne = gen komt tot uitdrukking/ expressie = genexpressie
erfelijke informatie in de basensequentie van het DNA omgezet in een fenotypisch kenmerk
3 centrale hypothese van de moleculaire biologie
= mechanisme waarop de genexpressie gebeurt
= fundamenteel voor het leven (bij de meeste organismen gelijk mechanisme)
afdruk van basenparen in een DNA-fragment
in de vorm van RNA
geeft aan welke aminozuren elkaar zullen opvolgen in synthetiseren vd proteïne
= DNA --> RNA --> proteïne
4 Proteïnesynthese als resultaat van genexpressie
4.1 transcriptie
WAT?
- DNA (= code voor aanmaak polypeptide) vast in celkern
- Ontstaan polypeptide = ter hoogte van ribosomen
Scheiding celkern – cytosol
Afdruk van het gen maken = RNA-molecule = transcriptie (overschrijving DNA in de celkern)
- Ontstaan m(essenger)RNA
=
Verhuist naar cytosol en brengt info van het gen uit de celkern
HOE?
- RNA-polymerase (enzymen)
Herkennen startsequentie op dubbelstreng
H-bruggen tussen basen verbreken
Twee strengen los van elkaar
RNA-streng tussenbouwen
Nucleotiden hechten aan 3’ einde van DNA
RNA-streng opbouwen van 5’ naar 3’
Complementaire basenparen (T-A en G-C, geen T in RNA ! --> A-U)
- RNA-polymerase schuift op --> DNA-dubbelstreng sluit zich
- Stopsequentie (reeks basen)
mRNA komt los van dubbelstreng
blijft in celkern voor nabewerking
FOUT?
= Foute basenparing bv. A-C i.p.v. A-U
RNA-polymerase heeft geen herstelfunctie
DNA-polymerase > RNA-polymerase (= minder precisie) MAAR compensatie:
Meerdere mRNA’s maken op één gen --> sommige zonder fouten
mRNA-molecule = korte levensduur = regelmatig afgebroken/ vervangen
minder gevolgen voor de cel (DNA-replicatie belangrijker dan mRNA-molecule)
, H2: moleculaire mechanismen van genexpressie
SPLICING
= nabewerking van mRNA
- genen zijn gefragmenteerd = tussen basensequenties ook introns
niet-coderende DNA-stukken = introns
coderende fragmenten = exons
- transcriptie = introns en exons mee overgeschreven
precursor-mRNA = voorloper van het mRNA (pre-mRNA)
- splicing = enzymen die introns uit pre-mRNA knippen
exons aan elkaar geplakt
= functioneel of rijp mRNA
doorheen de kernporiën naar het cytosol
4.2 genetische code
DRIELETTERWOORDEN
- 20 verschillende aminozuren uit 4 basen
- Codewoorden = opeenvolging van 3 basen in het DNA = triplet
In mRNA = codon
64 verschillende codons = voor 20 aminozuren = genetische code
61 coderen voor aminozuur
1 vd 61 heeft een dubbele betekenis: startcodon + aminozuur methionine
3 stopcodons (UAA, UAG en UGA, zie leesraam)
EIGENSCHAPPEN
Genetische code = universeel = codons coderen voor dezelfde aminozuren
In de loop van de evolutie bewaard
Genen van het ene naar het andere organisme overbrengen kan
= basis gentechnologie
Gedegenereerde code WANT aminozuren gecodeerd door meerdere codons
Elk codon blijft specifiek voor één aminozuur
4.3 translatie
WAT?
= omzetting basensequentie van mRNA --> aminozuursequentie van polypeptide
= vertaling van basen naar aminozuur in de ribosomen in het cytosol
- Benodigdheden: aminozuren, mRNA, ATP en enzymen
Adaptormoleculen = aminozuren te kunnen binden met mRNA = transfer-RNA (tRNA)
STRUCTUUR EN FUNCTIE tRNA
- Enkelstreng met 4 basenparing-plaatsen (zie tekening: armen)
Lussen (zie tekening: loop)
Lus 2 = anticodon
= basentriplet 3’-5’ (complementair met codon mRNA) Lus 1
Vrije 3’ einde (altijd CCA) = acceptor voor binding aminozuur Lus 3
Voor elk aminozuur, 1 of meer tRNA’s
DUS: anticodon realiseert basenparing met codon op mRNA
+ brengt een aminozuur aan (om aan polypeptide te bouwen)
Lus 2
2 genexpressie en fenotype
Gen = DNA-fragment dat codeert voor een polypeptide
opvouwing van één polypeptide/ meerdere polypeptiden samen = proteïne
- gesynthetiseerde proteïne = gen komt tot uitdrukking/ expressie = genexpressie
erfelijke informatie in de basensequentie van het DNA omgezet in een fenotypisch kenmerk
3 centrale hypothese van de moleculaire biologie
= mechanisme waarop de genexpressie gebeurt
= fundamenteel voor het leven (bij de meeste organismen gelijk mechanisme)
afdruk van basenparen in een DNA-fragment
in de vorm van RNA
geeft aan welke aminozuren elkaar zullen opvolgen in synthetiseren vd proteïne
= DNA --> RNA --> proteïne
4 Proteïnesynthese als resultaat van genexpressie
4.1 transcriptie
WAT?
- DNA (= code voor aanmaak polypeptide) vast in celkern
- Ontstaan polypeptide = ter hoogte van ribosomen
Scheiding celkern – cytosol
Afdruk van het gen maken = RNA-molecule = transcriptie (overschrijving DNA in de celkern)
- Ontstaan m(essenger)RNA
=
Verhuist naar cytosol en brengt info van het gen uit de celkern
HOE?
- RNA-polymerase (enzymen)
Herkennen startsequentie op dubbelstreng
H-bruggen tussen basen verbreken
Twee strengen los van elkaar
RNA-streng tussenbouwen
Nucleotiden hechten aan 3’ einde van DNA
RNA-streng opbouwen van 5’ naar 3’
Complementaire basenparen (T-A en G-C, geen T in RNA ! --> A-U)
- RNA-polymerase schuift op --> DNA-dubbelstreng sluit zich
- Stopsequentie (reeks basen)
mRNA komt los van dubbelstreng
blijft in celkern voor nabewerking
FOUT?
= Foute basenparing bv. A-C i.p.v. A-U
RNA-polymerase heeft geen herstelfunctie
DNA-polymerase > RNA-polymerase (= minder precisie) MAAR compensatie:
Meerdere mRNA’s maken op één gen --> sommige zonder fouten
mRNA-molecule = korte levensduur = regelmatig afgebroken/ vervangen
minder gevolgen voor de cel (DNA-replicatie belangrijker dan mRNA-molecule)
, H2: moleculaire mechanismen van genexpressie
SPLICING
= nabewerking van mRNA
- genen zijn gefragmenteerd = tussen basensequenties ook introns
niet-coderende DNA-stukken = introns
coderende fragmenten = exons
- transcriptie = introns en exons mee overgeschreven
precursor-mRNA = voorloper van het mRNA (pre-mRNA)
- splicing = enzymen die introns uit pre-mRNA knippen
exons aan elkaar geplakt
= functioneel of rijp mRNA
doorheen de kernporiën naar het cytosol
4.2 genetische code
DRIELETTERWOORDEN
- 20 verschillende aminozuren uit 4 basen
- Codewoorden = opeenvolging van 3 basen in het DNA = triplet
In mRNA = codon
64 verschillende codons = voor 20 aminozuren = genetische code
61 coderen voor aminozuur
1 vd 61 heeft een dubbele betekenis: startcodon + aminozuur methionine
3 stopcodons (UAA, UAG en UGA, zie leesraam)
EIGENSCHAPPEN
Genetische code = universeel = codons coderen voor dezelfde aminozuren
In de loop van de evolutie bewaard
Genen van het ene naar het andere organisme overbrengen kan
= basis gentechnologie
Gedegenereerde code WANT aminozuren gecodeerd door meerdere codons
Elk codon blijft specifiek voor één aminozuur
4.3 translatie
WAT?
= omzetting basensequentie van mRNA --> aminozuursequentie van polypeptide
= vertaling van basen naar aminozuur in de ribosomen in het cytosol
- Benodigdheden: aminozuren, mRNA, ATP en enzymen
Adaptormoleculen = aminozuren te kunnen binden met mRNA = transfer-RNA (tRNA)
STRUCTUUR EN FUNCTIE tRNA
- Enkelstreng met 4 basenparing-plaatsen (zie tekening: armen)
Lussen (zie tekening: loop)
Lus 2 = anticodon
= basentriplet 3’-5’ (complementair met codon mRNA) Lus 1
Vrije 3’ einde (altijd CCA) = acceptor voor binding aminozuur Lus 3
Voor elk aminozuur, 1 of meer tRNA’s
DUS: anticodon realiseert basenparing met codon op mRNA
+ brengt een aminozuur aan (om aan polypeptide te bouwen)
Lus 2
