Hoofdstuk 10: DNA technologie
Fragmenteren van DNA
● Probleem bij lokalisering van genen in genoom = lengte chromosomen en
repetitiviteit van basen
○ Eerste oplossing ⇒ DNA fragmenteren door breken via niet-specifieke
endonucleasen of via sonicatie
■ Nadeel = willekeurige breuken
○ Uiteindelijke oplossing bleek uit onderzoek uit bacteriën ⇒ doen aan
transformatie = opnemen van DNA, met bepaalde restrictie (niet elk soort
DNA kan worden opgenomen) door endonucleasen
■ = restrictie-enzymen ⇒ herkennen ‘vreemd’ DNA en deze afbreken
■ Herkennen bepaalde palindromen van 4,6 tot 8 basenparen lang en
knippen in of in de omgeving van deze sequenties
● Doen dit adhv van hydrolysering van de fosfodiesterbinding in
de ruggengraat van de DNA keten
○ In het midden van het fragment ⇔ exonucleasen
● = restrictiesites
● Hoe bescherming eigen DNA tegen verknipping?
○ 2de enzym ⇒ voert methylaties uit van specifieke bases in de
herkenningssites ⇒ sequentie wordt niet meer herkend door
restrictie-enzymen
● Resultaat van knippen
○ Complexiteit genomisch DNA daalt
○ 1 gen wordt altijd op dezelfde manier geknipt
Terugvinden van een specifiek DNA fragment
● Denaturatie DNA
○ Uit elkaar halen van 2 complementaire strengen
○ Door H-bruggen te verbreken op een hoge temperatuur
● Hybridiseren DNA
○ Vormen van een dubbele helix
○ Radioactief/fluorescent merken van een streng vòòr hybridisatie om
complementair fragment te lokaliseren = probing
■ Wordt gebruikt in FISH
1
, Klonen van DNA fragmenten
● Plasmiden
○ Extrachromosomale circulaire minichromosomen bij bacteriën
○ Moet ORI bevatten ⇒ anders verloren bij snelle delingen van bacterie
○ Bevatten selectieve merker, bv. Gen
■ Codeert voor voordeel voor gastheer
■ Bevat dit geen merker dan verdwijnt plasmide zeer snel
■ Vaak kenmerken zoals resistentie
○ Kloneren = inbrengen van reeks restrictie-sites naast elkaar
■ = multiple cloning site/polylinker
■ Meerdere restrictoesfragmenten in eenzelfde plasmide kloneren
● Transformatie + kloneren
1. Plasmide (=vector) wordt met bepaald restrictie-enzym geknipt
2. Vermenging met fragment X (=insert), ook behandeld met hetzelfde enzym
3. Uiteinden hybridiseren want compatibel + DNA ligase verbindt
4. Voedingsbodem met DNA + bacteriën ⇒ transformatie van bacteriën
5. Bacteriën, bv. E. Coli, vermeerderen
6. Bij groot aantal bacteriën wordt plasmide opgezuiverd
● Nieuwe manier om te kloneren
○ Vector is onafhankelijk van de restrictieplaatsen
○ Gezuiverde enzymen doen aan homologe DNA recombinatie tussen uiteinden
plasmide en DNA-fragment
○ Plasmide is lineair en wordt samen met fragment bekomen adhv PCR
○ Sneller en efficiënter
Bepaling van een DNA sequentie
Enzymatische methode
1. Plasmide met insert, fragment dat men in sequentie wilt zetten, wordt
gedenatureerd
2. Hybridisatie met oligonucleotide dat complementair is aan een sequentie 5’ vh insert
3. Mengsel wordt verdeeld over 4 recipiënten met een specifiek type
dideoxynucleoside-trifosfaten (ddNTP)
- Bevatten geen 3’OH-groep ⇒ DNA synthese stopt hier
4. Oligonucleotide wordt gebruikt als primer door DNA-polymerase ⇒ opbouw van een
complementaire streng op basis van deoxyribonucleotiden (dNTP’s)
Voorbeeld ddATP
2
Fragmenteren van DNA
● Probleem bij lokalisering van genen in genoom = lengte chromosomen en
repetitiviteit van basen
○ Eerste oplossing ⇒ DNA fragmenteren door breken via niet-specifieke
endonucleasen of via sonicatie
■ Nadeel = willekeurige breuken
○ Uiteindelijke oplossing bleek uit onderzoek uit bacteriën ⇒ doen aan
transformatie = opnemen van DNA, met bepaalde restrictie (niet elk soort
DNA kan worden opgenomen) door endonucleasen
■ = restrictie-enzymen ⇒ herkennen ‘vreemd’ DNA en deze afbreken
■ Herkennen bepaalde palindromen van 4,6 tot 8 basenparen lang en
knippen in of in de omgeving van deze sequenties
● Doen dit adhv van hydrolysering van de fosfodiesterbinding in
de ruggengraat van de DNA keten
○ In het midden van het fragment ⇔ exonucleasen
● = restrictiesites
● Hoe bescherming eigen DNA tegen verknipping?
○ 2de enzym ⇒ voert methylaties uit van specifieke bases in de
herkenningssites ⇒ sequentie wordt niet meer herkend door
restrictie-enzymen
● Resultaat van knippen
○ Complexiteit genomisch DNA daalt
○ 1 gen wordt altijd op dezelfde manier geknipt
Terugvinden van een specifiek DNA fragment
● Denaturatie DNA
○ Uit elkaar halen van 2 complementaire strengen
○ Door H-bruggen te verbreken op een hoge temperatuur
● Hybridiseren DNA
○ Vormen van een dubbele helix
○ Radioactief/fluorescent merken van een streng vòòr hybridisatie om
complementair fragment te lokaliseren = probing
■ Wordt gebruikt in FISH
1
, Klonen van DNA fragmenten
● Plasmiden
○ Extrachromosomale circulaire minichromosomen bij bacteriën
○ Moet ORI bevatten ⇒ anders verloren bij snelle delingen van bacterie
○ Bevatten selectieve merker, bv. Gen
■ Codeert voor voordeel voor gastheer
■ Bevat dit geen merker dan verdwijnt plasmide zeer snel
■ Vaak kenmerken zoals resistentie
○ Kloneren = inbrengen van reeks restrictie-sites naast elkaar
■ = multiple cloning site/polylinker
■ Meerdere restrictoesfragmenten in eenzelfde plasmide kloneren
● Transformatie + kloneren
1. Plasmide (=vector) wordt met bepaald restrictie-enzym geknipt
2. Vermenging met fragment X (=insert), ook behandeld met hetzelfde enzym
3. Uiteinden hybridiseren want compatibel + DNA ligase verbindt
4. Voedingsbodem met DNA + bacteriën ⇒ transformatie van bacteriën
5. Bacteriën, bv. E. Coli, vermeerderen
6. Bij groot aantal bacteriën wordt plasmide opgezuiverd
● Nieuwe manier om te kloneren
○ Vector is onafhankelijk van de restrictieplaatsen
○ Gezuiverde enzymen doen aan homologe DNA recombinatie tussen uiteinden
plasmide en DNA-fragment
○ Plasmide is lineair en wordt samen met fragment bekomen adhv PCR
○ Sneller en efficiënter
Bepaling van een DNA sequentie
Enzymatische methode
1. Plasmide met insert, fragment dat men in sequentie wilt zetten, wordt
gedenatureerd
2. Hybridisatie met oligonucleotide dat complementair is aan een sequentie 5’ vh insert
3. Mengsel wordt verdeeld over 4 recipiënten met een specifiek type
dideoxynucleoside-trifosfaten (ddNTP)
- Bevatten geen 3’OH-groep ⇒ DNA synthese stopt hier
4. Oligonucleotide wordt gebruikt als primer door DNA-polymerase ⇒ opbouw van een
complementaire streng op basis van deoxyribonucleotiden (dNTP’s)
Voorbeeld ddATP
2
