Moleculaire genetica
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
LES 1: Erfelijk materiaal (genexpressie en genregulatie)
Een organisme (vb. de mens) is opgebouwd uit enkele biljoenen cellen (9*10^12 cellen) en in elk van
de cellen zit ons volledig genoom. (Het genoom is de volledige genetische samenstelling van een
organisme, cel of virus.)
Elke cel bevat een kern met een identieke aanvulling van chromosomen. Een chromosoom is
opgebouwd uit twee chromatides (ook wel dochterchromatides genoemd) die aan elkaar hangen via
een centromeer. De chromatides zijn gelijkaardig want dragen dezelfde functies, maar zijn niet
helemaal identiek.
Elk chromosoom is een lange DNA moleculen en alle genen zijn functionele gebieden van dat DNA.
DNA (desoxyribonucleïnezuur) is een dubbele rechtsdraaiende helix.
1. chromatide
2. Centromeer
3. Korte arm
4. Lange arm
Meestal wordt de korte arm naar boven afgebeeld en de lange arm
naar onder, hier is het omgekeerd.
Een chromosoom is dus een drager van een deel van het erfelijk
materiaal (DNA) van een organisme. Tijdens de celdeling worden de
chromosomen goed zichtbaar door het samentrekken van het
chromatine (= is het complex van DNA en eiwitten in de celkern van
eukaryotische cellen. Naargelang de strakheid waarmee het DNA om
de andere eiwitten heen gevouwen zit, onderscheiden
we euchromatine en heterochromatine.)
Gewoonlijk heeft een mens 46 chromosomen (23 paar) per cel. Bij
de celdeling verdubbelt ieder chromosoom zich en bestaat dan
tijdelijk uit twee identieke chromatiden. De celkern bevat dan 92
chromatiden. Als de chromatiden van elkaar gescheiden zijn blijven
er 92 dochterchromosomen over, die later verdeeld worden over
twee dochtercellen, zodat elke cel weer 46 chromosomen heeft.
Chromosomen worden voorgesteld als een X, die komt enkel zo
voor vlak als de cel gaat delen (DNA wordt verdubbeld en de
twee helften kunnen verdeeld worden in twee zustercel
= deelchromosomen (delingschromosoom)
Een telomeer is te vergelijken met het plastic uiteinde van een veter. Bij iedere deling rafelt het
uiteinde een stukje uit en uiteindelijk kan de cel niet meer delen en sterft. Menselijke cellen
bereiken dit stadium na zo'n vijftig, zestig delingen. Als de telomeerlengte behouden blijft, kan de
cel zich blijven delen zonder dood te gaan. Onder de microscoop is een telomeer zichtbaar als een
oplichtend puntje.
Pagina 1 van 179
,Een telomeer bestaat deels uit dubbelstrengs en deels uit enkelstrengs DNA, ingekapseld in
beschermende eiwitten, en zit aan het uiteinde van een chromosoom. → beschermd dus het DNA
De uiteindelijk dubbelstreng rechtsdraaiende helix is rond elkaar gewikkeld (twee enkelvoudige DNA
strengen die rond elkaar worden gewikkeld). Maar DNA heeft een negatieve lading (negatief kan niet
goed rond negatief draaien, want zelfde ladingen stoten elkaar af) daarom draaien we die rond histonen
(kerneiwitten) en hebben heel veel positieve ladingen die zich bevinden in de aminozuren (meer
specifiek bij de restgroep) dat zorgt dat het eiwit positief is waardoor DNA kan gedraaid worden in de
vorm van een helix.
Nucleosomen zijn de met een elektronenmicroscoop zichtbare "kralen" in een chromatineketen.
Het zijn de plaatsen waar de DNA-streng zich om de histonen windt. Ze regelen de genexpressie.
Histonen zijn specifieke eiwitten die samen met het DNA in de celkern het chromatine vormen.
Histonen dienen als bouwsteen voor de nucleosomen, die het DNA dragen. Acht histonen vormen
een eiwitbolletje, dat een kern vormt waar omheen het lange DNA-molecuul is gewonden. Ze
spelen een belangrijke rol bij het samentrekken (condenseren) van het DNA tijdens de celkern-
deling.
DNA dat rijk is aan histonen wordt heterochromatine genoemd,
DNA dat arm is aan histonen heet euchromatine.
Een karyogram:
Een karyogram is een afbeelding van een palet aan chromosomen. Bij de mens zijn dit 46 chromosomen
of twee sets van 23. Hiervan zijn:
- 2 chromosomen = geslachtschromosomen (worden onderaan voorgesteld in de rechter onder hoek)
- 44 chromosomen = autosomen
Een karyogram wordt gemaakt van geblokkeerde lymfocyten in de metafase die met Giemsa’s gekleurd
zijn. De twee chromatiden van ieder chromosoom zijn in dit stadium gescheiden zichtbaar. De
verdubbeling van de chromosomen heeft plaatsgevonden in de voorafgaande S-fase.
Wanneer er twee X-chromosomen aanwezig zijn dan spreekt men van een vrouwelijk karyogram.
Wanneer er een X-chromosoom en een Y-chromosoom aanwezig zijn dan spreekt men van een
mannelijk karyogram.
Algemeen: Wanneer er GEEN Y-chromosomen aanwezig is dan is het een vrouwelijk karyogram
Karyogram kan gebruikt worden voor microscopische afwijkingen (grote afwijkingen) te bekijken.
Pagina 2 van 179
,Ordeningscriteria:
De plaats waar het centromeer aanwezig is op het chromosoom kan opgesplitst worden in drie soorten:
- Metacentrisch
- Submetacentrisch
- Acrocentrisch
Chromosomen worden ook opgesplitst in een kort deel boven het centromeer en een lang deel onder
het centromeer of omgekeerd:
- Kort deel van de chromatide = p
- Lang deel van de chromatide = q
Donkere banden = heterochromatine
Lichtere banden = euchromatine
Bandenpatroon:
?
Heterochromatine = donkere stroken, inactief DNA
Euchromatine = lichtere stroken
P en q worden opgedeeld in zones en banden en is afhankelijk van chromosoom tot chromosoom
Voorbeeld: 7q36
7 van de soort chromosoom
q van de regio
3 van de zone
6 van de band
We moeten zones kunnen benoemen zoals het voorbeeld hierboven!
? = Xp21
Pagina 3 van 179
, Chromosoomformule:
Bouwstenen: nucleotiden
1. Nuceloside (= algemene naam) voor adenine is adenosine
2. Nucleotide (= algemene naam) voor adenine is AMP (adenosine-monofosfaat)
3. ADP (adenosine-difosfaat)
4. ATP (adenosine-trifosfaat)
Vraagteken 1 is een beta-glycosidische binding
Vraagteken 2 : fosfo-esterbinding of fosfoësterbinding
Vraagteken 3: fosfo-anhydride binding
DNA-basen:
- Cytosine = cytidine (pyrimidinebase)
- Guanine = guanosine (purinebase)
- Thymine = thymidine (pyrimidinebase)
- Adenine = adenosine (purinebase)
Fosfordiësterbinding:
De fosfaatgroep op de 5’ positie wordt verbonden met de hydroxylgroep op de 3’ positie.
Men krijgt op deze manier ketens, waarbij er op het vrije 5’ einde een fosfaatgroep staat en op het vrije
3’ einde een hydroxylgroep, deze bepalen de oriëntatie van de DNA-keten.
Fosfodiësterbinding = binding tussen twee nucleotiden waarbij water wordt afgesplitst
Zwarte pijl is fout het moet rood zijn
Er zijn twee elektronenparen
Rode pijl is nucleofiele aanval = vrije elektronen paren vallen aan op licht positieve fosfaat groep
(waarom is fosfaatgroep positief? Zuurstof is sterk elektronegatief en gaan weg van fosfaatgroep
waardoor fosfaat positief wordt)
Pagina 4 van 179
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
LES 1: Erfelijk materiaal (genexpressie en genregulatie)
Een organisme (vb. de mens) is opgebouwd uit enkele biljoenen cellen (9*10^12 cellen) en in elk van
de cellen zit ons volledig genoom. (Het genoom is de volledige genetische samenstelling van een
organisme, cel of virus.)
Elke cel bevat een kern met een identieke aanvulling van chromosomen. Een chromosoom is
opgebouwd uit twee chromatides (ook wel dochterchromatides genoemd) die aan elkaar hangen via
een centromeer. De chromatides zijn gelijkaardig want dragen dezelfde functies, maar zijn niet
helemaal identiek.
Elk chromosoom is een lange DNA moleculen en alle genen zijn functionele gebieden van dat DNA.
DNA (desoxyribonucleïnezuur) is een dubbele rechtsdraaiende helix.
1. chromatide
2. Centromeer
3. Korte arm
4. Lange arm
Meestal wordt de korte arm naar boven afgebeeld en de lange arm
naar onder, hier is het omgekeerd.
Een chromosoom is dus een drager van een deel van het erfelijk
materiaal (DNA) van een organisme. Tijdens de celdeling worden de
chromosomen goed zichtbaar door het samentrekken van het
chromatine (= is het complex van DNA en eiwitten in de celkern van
eukaryotische cellen. Naargelang de strakheid waarmee het DNA om
de andere eiwitten heen gevouwen zit, onderscheiden
we euchromatine en heterochromatine.)
Gewoonlijk heeft een mens 46 chromosomen (23 paar) per cel. Bij
de celdeling verdubbelt ieder chromosoom zich en bestaat dan
tijdelijk uit twee identieke chromatiden. De celkern bevat dan 92
chromatiden. Als de chromatiden van elkaar gescheiden zijn blijven
er 92 dochterchromosomen over, die later verdeeld worden over
twee dochtercellen, zodat elke cel weer 46 chromosomen heeft.
Chromosomen worden voorgesteld als een X, die komt enkel zo
voor vlak als de cel gaat delen (DNA wordt verdubbeld en de
twee helften kunnen verdeeld worden in twee zustercel
= deelchromosomen (delingschromosoom)
Een telomeer is te vergelijken met het plastic uiteinde van een veter. Bij iedere deling rafelt het
uiteinde een stukje uit en uiteindelijk kan de cel niet meer delen en sterft. Menselijke cellen
bereiken dit stadium na zo'n vijftig, zestig delingen. Als de telomeerlengte behouden blijft, kan de
cel zich blijven delen zonder dood te gaan. Onder de microscoop is een telomeer zichtbaar als een
oplichtend puntje.
Pagina 1 van 179
,Een telomeer bestaat deels uit dubbelstrengs en deels uit enkelstrengs DNA, ingekapseld in
beschermende eiwitten, en zit aan het uiteinde van een chromosoom. → beschermd dus het DNA
De uiteindelijk dubbelstreng rechtsdraaiende helix is rond elkaar gewikkeld (twee enkelvoudige DNA
strengen die rond elkaar worden gewikkeld). Maar DNA heeft een negatieve lading (negatief kan niet
goed rond negatief draaien, want zelfde ladingen stoten elkaar af) daarom draaien we die rond histonen
(kerneiwitten) en hebben heel veel positieve ladingen die zich bevinden in de aminozuren (meer
specifiek bij de restgroep) dat zorgt dat het eiwit positief is waardoor DNA kan gedraaid worden in de
vorm van een helix.
Nucleosomen zijn de met een elektronenmicroscoop zichtbare "kralen" in een chromatineketen.
Het zijn de plaatsen waar de DNA-streng zich om de histonen windt. Ze regelen de genexpressie.
Histonen zijn specifieke eiwitten die samen met het DNA in de celkern het chromatine vormen.
Histonen dienen als bouwsteen voor de nucleosomen, die het DNA dragen. Acht histonen vormen
een eiwitbolletje, dat een kern vormt waar omheen het lange DNA-molecuul is gewonden. Ze
spelen een belangrijke rol bij het samentrekken (condenseren) van het DNA tijdens de celkern-
deling.
DNA dat rijk is aan histonen wordt heterochromatine genoemd,
DNA dat arm is aan histonen heet euchromatine.
Een karyogram:
Een karyogram is een afbeelding van een palet aan chromosomen. Bij de mens zijn dit 46 chromosomen
of twee sets van 23. Hiervan zijn:
- 2 chromosomen = geslachtschromosomen (worden onderaan voorgesteld in de rechter onder hoek)
- 44 chromosomen = autosomen
Een karyogram wordt gemaakt van geblokkeerde lymfocyten in de metafase die met Giemsa’s gekleurd
zijn. De twee chromatiden van ieder chromosoom zijn in dit stadium gescheiden zichtbaar. De
verdubbeling van de chromosomen heeft plaatsgevonden in de voorafgaande S-fase.
Wanneer er twee X-chromosomen aanwezig zijn dan spreekt men van een vrouwelijk karyogram.
Wanneer er een X-chromosoom en een Y-chromosoom aanwezig zijn dan spreekt men van een
mannelijk karyogram.
Algemeen: Wanneer er GEEN Y-chromosomen aanwezig is dan is het een vrouwelijk karyogram
Karyogram kan gebruikt worden voor microscopische afwijkingen (grote afwijkingen) te bekijken.
Pagina 2 van 179
,Ordeningscriteria:
De plaats waar het centromeer aanwezig is op het chromosoom kan opgesplitst worden in drie soorten:
- Metacentrisch
- Submetacentrisch
- Acrocentrisch
Chromosomen worden ook opgesplitst in een kort deel boven het centromeer en een lang deel onder
het centromeer of omgekeerd:
- Kort deel van de chromatide = p
- Lang deel van de chromatide = q
Donkere banden = heterochromatine
Lichtere banden = euchromatine
Bandenpatroon:
?
Heterochromatine = donkere stroken, inactief DNA
Euchromatine = lichtere stroken
P en q worden opgedeeld in zones en banden en is afhankelijk van chromosoom tot chromosoom
Voorbeeld: 7q36
7 van de soort chromosoom
q van de regio
3 van de zone
6 van de band
We moeten zones kunnen benoemen zoals het voorbeeld hierboven!
? = Xp21
Pagina 3 van 179
, Chromosoomformule:
Bouwstenen: nucleotiden
1. Nuceloside (= algemene naam) voor adenine is adenosine
2. Nucleotide (= algemene naam) voor adenine is AMP (adenosine-monofosfaat)
3. ADP (adenosine-difosfaat)
4. ATP (adenosine-trifosfaat)
Vraagteken 1 is een beta-glycosidische binding
Vraagteken 2 : fosfo-esterbinding of fosfoësterbinding
Vraagteken 3: fosfo-anhydride binding
DNA-basen:
- Cytosine = cytidine (pyrimidinebase)
- Guanine = guanosine (purinebase)
- Thymine = thymidine (pyrimidinebase)
- Adenine = adenosine (purinebase)
Fosfordiësterbinding:
De fosfaatgroep op de 5’ positie wordt verbonden met de hydroxylgroep op de 3’ positie.
Men krijgt op deze manier ketens, waarbij er op het vrije 5’ einde een fosfaatgroep staat en op het vrije
3’ einde een hydroxylgroep, deze bepalen de oriëntatie van de DNA-keten.
Fosfodiësterbinding = binding tussen twee nucleotiden waarbij water wordt afgesplitst
Zwarte pijl is fout het moet rood zijn
Er zijn twee elektronenparen
Rode pijl is nucleofiele aanval = vrije elektronen paren vallen aan op licht positieve fosfaat groep
(waarom is fosfaatgroep positief? Zuurstof is sterk elektronegatief en gaan weg van fosfaatgroep
waardoor fosfaat positief wordt)
Pagina 4 van 179
