Deel I: van gen naar eiwit
1
,1: Erfelijk materiaal – structuur van de
erfelijkheidscode
DNA
In elke cel zit ons volledig genoom
Chromosomen en chromatine (los)
Elk gen codeert voor een EW
Chromosomen en chromatine
46 moleculen, 2nm dik
Alle 46 naast elkaar à 2 m
Tussen 2 celdelingen: onontwarbaar kluwen
Kleurtechnieken voor microscopisch onderzoekà chromatine
Voorbereiding tot deling: draadjes worden korter en dikker
Exacte kopie voor verdeling over 2 cellen
2 kopijen aan elkaar vast: centromeer
Zusterchromatiden of chromatiden
Rond histonen gedraaid à korter en dikker
Chromosomen komen enkel voor in de X-vorm net voor de cel gaat delen =
delingschromosomen! à op andere momenten zien ze er niet zo uit
Delingschromosomen = chromosomen met de X-vorm
Centromeer = waar de helften aan elkaar hangen
Telomeer = de uiteinden à beschermen ons DNA zodat we een x aantal delingen kunnen
ondergaan
DNA heeft een negatieve lading à iets negatief rond iets negatief draaien gaat niet goed à
daarom draaien we ze rond histonen
Positieve lading in eiwit zit in restgroep (zit dus niet in alle AZ) à hierrond kunnen we
negatieve DNA streng dan draaien
Chromatiden = de 2 helften van een chromosoom
Nucleosoom = histonen met DNA er rond gedraaid
2
,Karyogram van de mens
46 chromosomen: 2 sets van 23 verschillende exemplaren
Homologe chromosomen
44 autosomen + 2 geslachtschromosomen: X en Y
Karyogram = afbeelding van onze chromosomen
Autosomen = niet-geslachtschromosomen
Mannen hebben Y-chromosoom
Grootste chromosoom = 1 à van groot naar klein
Licht-microscopische preparaten gemaakt van lymfocyten in de metafase (Giesma kleuring).
De twee chromatiden van ieder chromosoom zijn in dit statium gescheiden zichtbaar.
De verdubbeling van de chromosomen heeft plaatsgebonden in de voorafgaande S-fase.
3
,Ordeningscriteria
Lengte van elk chromosoom
Plaats van het centromeer: metacentrisch – submetacentrisch – acrocentrisch
Korte arm = p
Lange arm = q
Bandenpatroon
Heterochromatine = donkere stroken, inactief DNA
(hetero = ander à chromatine niet gebruikt voor EW,
heel erg bij elkaar gedrukt)
Euchromatine = lichtere stroken
(eu = goed, bevat coderende info)
Bandnummers bv. 7q36:
lange arm van chromosoom 7, zesde band van zone 3
Chromosoomformule
Karotype Omschrijving
46, XX Normaal vrouwelijk karyotype
46, XY Normaal mannelijk karyotype
47, XY, +21 Mannelijk karyotype met 47 chromosomen,
chromosoom 21 teveel (Down)
46, XY, 1q- Mannelijk karyotype met 46 chromosomen, lange arm
chromosoom 1 is korter dan normaal
46,XX, 5p- Vrouwelijk karyotype met 46 chromosomen, korte arm
chromosoom 5 is korter dan normaal
45,X Vrouwelijk karyotype met 45 chromosomen, 1 x-
chromosoom ontbreekt (Syndroom van Turner)
Gebruik van karyogram
Jongen met Down: drie exemplaren van chromosoom 21
à grote afwijkingen getecteerd worden
4
,Structuur DNA
Bouwstenen: nucleotiden
Naam bindingen, naam delen accolade, ribosering genummerd?
Adenosine trifosfaat gebruikt om DNA te maken à 2 afgehaald
4 mogelijk basen
Kunnen herkennen
5
,Fosfodiësterbinding
Aan 5’ kant = P en aan de 3’ kant = OH
De andere streng heeft links 3’ en rechts 5’
We bouwen altijd verder aan de 3’ kant
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.
Nummering ribose begint op de plaats rechts van de O à moeten eigenlijk een accent
hebben à de basen hebben ook een nummering, daarom worden de ribose genummerd
met accenten
5’
3’
6
,Primaire structuur
Watson-Crick basenparen
A paart met T
C paart met G à aan elkaar hangen met 3 H-bruggen à steviger
Waarom is er bij A-T paar geen derde H-brug tussen H-atoom adenine en O-atoom thymine?
De laatste H staat niet op een elektronegatief atoom gebonden en bij G-C wel
7
, Secundaire DNA structuur
Lengte in bp of kbp
DNA is rechtsdraaiend
Er zijn 2 antiparellele ketens
5’ 3’
Kleine groef
Grote groef
3’ 5’
Tertiaire structuur
Interactie met histonen = eiwitten!, samen: chromatine
Heterochromatine: compact DNA, niet actief
Euchromatine: minder compact DNA, actief
In de metafase van de celdeling zichtbaar als chromosomen
Meest voorkomende vorm = B-vorm (Watson en Crick DNA)
à A: gedroogde vorm
à Z: gemethyleerd DNA
8
,Humaan DNA
23 chromosomen
3 x 109 baseparen (bp)
2% genen à zorgen voor 25.000 eiwitten (ORFs)
Open Reading Frame = open lees raam, dit fragment van he tgen kunnen we lezen
voor eiwitten
Genen: intronen/exonen (prokaryoten: continu)
Exonen zorgen voor expressie van eiwitten
Intronen moeten er uit gehaald w à geen expressie van EW à alleen bij eukaryoten
98% = junk
Niet echt waar, hebben vaak nog andere functie (bv. regelen van andere genen)
Opbouw humaan DNA
Uniek- DNA:
- Genen
- Niet-gen sequenties met eenmalig voorkomen
- Pseudo-genen: verkleden zich als genen maar kunnen nt zorgen voor expressie EW
Repetitief DNA
- Micro-satelliet (STR) = Short Tandem Repeats bv. (CA)n of triplet repeats (2-10)
Korte, vlak na elkaar, herhalingen à dit aantal herhalingen/nucleotiden in herhaling
kan bij iedereen anders zijn à zorgt voor uniek
- Mini-satelliet (VNTR) = Variable Number of Tandem Repeats = groter (10-60), minder
aantal keren, 1 plaats
Variatie tussen verschillende individuen: aantal herhalingen kan verschillend zijn in
beide chromosomen en tussen verschillende individuen: lengtepolymorfisme à DNA
profiel
- Macro-satelliet = elementen: groot (200-1500), vele plaatsen, 1 maal (zelfgde lange
sequenties die zich door genoom herhalen maar 1 maal)(niet vlak na elkaar)
Aantal sequenties verschillen per individu (door maternaal en paternaal chromo)
o LINE’s: bv. LINE-1(retrotransposons) : Long interspersed nuclear elements
(gem 800 bp)
o SINE’s: bv. Alu repeat: Short interspersed nuclear elements (gem 300 bp)
Restrictieenzymen: afkomstig van bact die kunnen knippen in DNA à bv. Alu
9
, Samenstelling humaan genoom
SNP’s = single nucleotide polymorphism (<2% van bevolking) = positives in DNA waar bij ene
A en andere T staat à geen mutaties. Om de 250 bp verschilt DNA bij onderling vergelijk
Mutaties komen bij minder dan 2% van bevolking voor
Intronen, promotoren, UTR’s
Macro-satellieten (elementen)
Pseudogenen, intergenische gebieden
STR’s, VNTR’s
Ongelijke crossing over
Ontstaan mini-satelliet/VNTR
Ongelijke crossing over tussen homologo chromo tijdens meiose
Twee nieuwe repeats: ene langer, andere korter dan oorspronkelijke repeat
10
1
,1: Erfelijk materiaal – structuur van de
erfelijkheidscode
DNA
In elke cel zit ons volledig genoom
Chromosomen en chromatine (los)
Elk gen codeert voor een EW
Chromosomen en chromatine
46 moleculen, 2nm dik
Alle 46 naast elkaar à 2 m
Tussen 2 celdelingen: onontwarbaar kluwen
Kleurtechnieken voor microscopisch onderzoekà chromatine
Voorbereiding tot deling: draadjes worden korter en dikker
Exacte kopie voor verdeling over 2 cellen
2 kopijen aan elkaar vast: centromeer
Zusterchromatiden of chromatiden
Rond histonen gedraaid à korter en dikker
Chromosomen komen enkel voor in de X-vorm net voor de cel gaat delen =
delingschromosomen! à op andere momenten zien ze er niet zo uit
Delingschromosomen = chromosomen met de X-vorm
Centromeer = waar de helften aan elkaar hangen
Telomeer = de uiteinden à beschermen ons DNA zodat we een x aantal delingen kunnen
ondergaan
DNA heeft een negatieve lading à iets negatief rond iets negatief draaien gaat niet goed à
daarom draaien we ze rond histonen
Positieve lading in eiwit zit in restgroep (zit dus niet in alle AZ) à hierrond kunnen we
negatieve DNA streng dan draaien
Chromatiden = de 2 helften van een chromosoom
Nucleosoom = histonen met DNA er rond gedraaid
2
,Karyogram van de mens
46 chromosomen: 2 sets van 23 verschillende exemplaren
Homologe chromosomen
44 autosomen + 2 geslachtschromosomen: X en Y
Karyogram = afbeelding van onze chromosomen
Autosomen = niet-geslachtschromosomen
Mannen hebben Y-chromosoom
Grootste chromosoom = 1 à van groot naar klein
Licht-microscopische preparaten gemaakt van lymfocyten in de metafase (Giesma kleuring).
De twee chromatiden van ieder chromosoom zijn in dit statium gescheiden zichtbaar.
De verdubbeling van de chromosomen heeft plaatsgebonden in de voorafgaande S-fase.
3
,Ordeningscriteria
Lengte van elk chromosoom
Plaats van het centromeer: metacentrisch – submetacentrisch – acrocentrisch
Korte arm = p
Lange arm = q
Bandenpatroon
Heterochromatine = donkere stroken, inactief DNA
(hetero = ander à chromatine niet gebruikt voor EW,
heel erg bij elkaar gedrukt)
Euchromatine = lichtere stroken
(eu = goed, bevat coderende info)
Bandnummers bv. 7q36:
lange arm van chromosoom 7, zesde band van zone 3
Chromosoomformule
Karotype Omschrijving
46, XX Normaal vrouwelijk karyotype
46, XY Normaal mannelijk karyotype
47, XY, +21 Mannelijk karyotype met 47 chromosomen,
chromosoom 21 teveel (Down)
46, XY, 1q- Mannelijk karyotype met 46 chromosomen, lange arm
chromosoom 1 is korter dan normaal
46,XX, 5p- Vrouwelijk karyotype met 46 chromosomen, korte arm
chromosoom 5 is korter dan normaal
45,X Vrouwelijk karyotype met 45 chromosomen, 1 x-
chromosoom ontbreekt (Syndroom van Turner)
Gebruik van karyogram
Jongen met Down: drie exemplaren van chromosoom 21
à grote afwijkingen getecteerd worden
4
,Structuur DNA
Bouwstenen: nucleotiden
Naam bindingen, naam delen accolade, ribosering genummerd?
Adenosine trifosfaat gebruikt om DNA te maken à 2 afgehaald
4 mogelijk basen
Kunnen herkennen
5
,Fosfodiësterbinding
Aan 5’ kant = P en aan de 3’ kant = OH
De andere streng heeft links 3’ en rechts 5’
We bouwen altijd verder aan de 3’ kant
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.
Nummering ribose begint op de plaats rechts van de O à moeten eigenlijk een accent
hebben à de basen hebben ook een nummering, daarom worden de ribose genummerd
met accenten
5’
3’
6
,Primaire structuur
Watson-Crick basenparen
A paart met T
C paart met G à aan elkaar hangen met 3 H-bruggen à steviger
Waarom is er bij A-T paar geen derde H-brug tussen H-atoom adenine en O-atoom thymine?
De laatste H staat niet op een elektronegatief atoom gebonden en bij G-C wel
7
, Secundaire DNA structuur
Lengte in bp of kbp
DNA is rechtsdraaiend
Er zijn 2 antiparellele ketens
5’ 3’
Kleine groef
Grote groef
3’ 5’
Tertiaire structuur
Interactie met histonen = eiwitten!, samen: chromatine
Heterochromatine: compact DNA, niet actief
Euchromatine: minder compact DNA, actief
In de metafase van de celdeling zichtbaar als chromosomen
Meest voorkomende vorm = B-vorm (Watson en Crick DNA)
à A: gedroogde vorm
à Z: gemethyleerd DNA
8
,Humaan DNA
23 chromosomen
3 x 109 baseparen (bp)
2% genen à zorgen voor 25.000 eiwitten (ORFs)
Open Reading Frame = open lees raam, dit fragment van he tgen kunnen we lezen
voor eiwitten
Genen: intronen/exonen (prokaryoten: continu)
Exonen zorgen voor expressie van eiwitten
Intronen moeten er uit gehaald w à geen expressie van EW à alleen bij eukaryoten
98% = junk
Niet echt waar, hebben vaak nog andere functie (bv. regelen van andere genen)
Opbouw humaan DNA
Uniek- DNA:
- Genen
- Niet-gen sequenties met eenmalig voorkomen
- Pseudo-genen: verkleden zich als genen maar kunnen nt zorgen voor expressie EW
Repetitief DNA
- Micro-satelliet (STR) = Short Tandem Repeats bv. (CA)n of triplet repeats (2-10)
Korte, vlak na elkaar, herhalingen à dit aantal herhalingen/nucleotiden in herhaling
kan bij iedereen anders zijn à zorgt voor uniek
- Mini-satelliet (VNTR) = Variable Number of Tandem Repeats = groter (10-60), minder
aantal keren, 1 plaats
Variatie tussen verschillende individuen: aantal herhalingen kan verschillend zijn in
beide chromosomen en tussen verschillende individuen: lengtepolymorfisme à DNA
profiel
- Macro-satelliet = elementen: groot (200-1500), vele plaatsen, 1 maal (zelfgde lange
sequenties die zich door genoom herhalen maar 1 maal)(niet vlak na elkaar)
Aantal sequenties verschillen per individu (door maternaal en paternaal chromo)
o LINE’s: bv. LINE-1(retrotransposons) : Long interspersed nuclear elements
(gem 800 bp)
o SINE’s: bv. Alu repeat: Short interspersed nuclear elements (gem 300 bp)
Restrictieenzymen: afkomstig van bact die kunnen knippen in DNA à bv. Alu
9
, Samenstelling humaan genoom
SNP’s = single nucleotide polymorphism (<2% van bevolking) = positives in DNA waar bij ene
A en andere T staat à geen mutaties. Om de 250 bp verschilt DNA bij onderling vergelijk
Mutaties komen bij minder dan 2% van bevolking voor
Intronen, promotoren, UTR’s
Macro-satellieten (elementen)
Pseudogenen, intergenische gebieden
STR’s, VNTR’s
Ongelijke crossing over
Ontstaan mini-satelliet/VNTR
Ongelijke crossing over tussen homologo chromo tijdens meiose
Twee nieuwe repeats: ene langer, andere korter dan oorspronkelijke repeat
10
