MOLECULAIRE BIOLOGIE
LES 1: HOOFDSTUK 1
STRUCTUUR VAN NUCLEINEZUREN
DNA gevormd uit nucleotides
NUCLEOTIDE
- Zuiker groep ( ribose of deoxyribose)
- Base
Fosfaat groep
Nummer 3 en 5 zijn de belangrijkste want het ga suiker polymeren vormen
Verschillende nucleotiden aan elkaar gebonden door covalente bindingen
2 uiteinden
- 3 uiteinde = suiker groep zeer belangrijk, groeit altijd aan deze kant
- 5 uiteinde = fosfaat groep
BASES
Enkel ring = pyrimidine
- Cytosine
- Thymine
Dubbele ring = purine
- Adenine
- Guanine
Verbinding van de bases
- G en C 3 H-brugen
- A en T 2 H-brugen
Vorming van een bubbel helix
- Antiparallel
DNA REPLICATIE EN DNA POLIMERASE
Voor DNA replicatie moeten er eerste verschillende stappen plaatsvinden
1. DNA dubbele helix moet ontwonden worden door helicase
2. Vorming van twee afzonderlijke DNA strengen die dienen als template voor de vorming van de
complementaire streng in 5 richting
Een van de vader strengen wordt altijd behouden
1
, - 5´ 3´ kan het in een continue vorm
- 3´ 5´ wordt het in fragmenten gesynthetiseerd = fragmenten van okazaki
TRANSCRIPTIE
Van DNA naar RNA
- Een van de ketens wordt gebruikt als template
Vorming van 2 mogelijke types van RNA
1. Coderende RNA
- Bevatten een sequentie dat gebruikt wordt voor de synthese van polypeptiden
- Gekend als m-RNA (messenger RNA)
2. Niet coderende RNA
- Zijn al de andere types van volwassen RNA
- Hebben verschillende functies in de cel
Reverse transcriptase
- Aangetroffen in bepaalde soorten virussen
- Kunnen een DNA koppie van aan de hand van een RNA molecuul
TRANSLATIE
RNA naar proteïnen
STRUCTUUR EN FUNCTIE VAN CHROMOSOMEN
MOLECULAIRE STRUCTUUR VAN EUKARYOTE CHROMOSOMEN
Typisch eukaryoot chromosoom kan honderden miljoenen bp lang zijn
2
, - 1 meter lang indien uitgestrekt
- Moet passen in cel 10 100µm, in kern van 2 4 µm
Chromosomen bestaan uit chromatine
- DNA proteïne complex
- Chromosomen zijn dynamische structuren die alterneren tussen dichte en losse opvouwing te
zien van de fase van de cel
Drie niveaus van opvouwing voor euchromatine (normaal DNA)
1. Opvouwing rond histonen : 7 keer korter
2. 30 nm fiber: 7 keer korter
3. Chromatine lussen: variabel
Heterochromatine: supercompact DNA, nog meer dan de 3 niveaus
- Veelal genetisch inactief
Tijdens de interfase is de meeste van de chromatine terug te vinden als euchromatine
- Niet uniform
- Sommige meer gecondenseerd
CHROMOSOOM FUNCTIE
Gespecialiseerde sequenties die nodig zijn voor chromosoom functie
Centromeren: Regio waar een groot proteinecomplex , het kinetochoor zal binden bij de celdeling
- Te zien tijdens de metafase
- Microtubuli gaan binden aan het kinetochoor om ze tot de juiste plaats te brengen
Origins of replication: zodat chromosomen gerepliceerd kan worden moet er verschillende
replicatieoorsprongen zijn waar eiwitfactoren binden
Telomeren: Gespecialiseerde structuren aan einden van chromosomen nodig voor behoud van
integriteit van het chromosoom
- Goed behouden tijdens evolutie
- 6 nucleotiden repeats (TTAGGG)
3
, - G rijke streng (TTAGGG) enkel strengige overgaan aan de 3´-uiteinde dat terug vouwt
vorming van een C-rijke streng (CCCTAA) = T lus
- T lus bescherming tegen natuurlijke cellulaire exonucleases die dubbelstrengig DNA-breuken
repareren
DNA replicatie naan telomeren
Bij replicatie een probleem aan de 5 3 uiteinde
- Aan de 3´uiteinde worden er RNA primers aan toegevoegd DNA gaat niet gerepliceerd
worden = chromosomen worden korter
- Telomeren dienen dus voor de verlenging
Werking van de telomerase
Hoe wordt de telomerasesequentie langer gemaakt?
Telomerase enzym is actief tijdens de vorming van de gameten (kiemlijn) en in snel delende
somatische cellen dan worden chromosomen langer
- Bevat RNA complementair aan de herhalingssequentie van de telomeren
- Uiteinde van de telomeer gaat hybridiseren met het stukje RNA
- Deze kan zich niet alleen vormen tussen 2 DNA moleculen maar ook tussen een DNA molecule
en een RNA molecule
Telomeren een cellulaire veroudering
- Lichaamscellen hebben een vooraf bepaalde levensduur
o Bv huidbiopt om fibroblasten te kweken:
Kind: cellen delen 80 tal keer
Volwassenen: cellen delen 10 tot 20 keer
- Functie van telomerase vermindert met de leeftijd = cellen delen maar een beperkt aantal keer
- Progressieve verkorting van telomeren met celdelingen
- Stress kan telomeren beïnvloeden = maken ze korter
- Zijn ook belangrijk wapen tegen tumoren dus als je ze langer maakt ga je een belangrijke
wapen tegen tumoren vernielen (Telomerase geactiveerd in 90% van alle menselijke kankers)
- Senescentie wanneer een cel stopt met delen
- Introductie van telomerase kan cellijn « immortaliseren »
CELCYCLUS
VERSCHILLEN IN DNA COPY NUMBER
- Ploïdie: het aantal kopies van de basis chromosomen set
- Meeste cellen bij de mens zijn diploïd (2C)
- Sperma cellen en eicellen zijn haploïd (1C)
- Sommige gespecialiseerde cellen zijn nulliploïd (0C): erythrocyten,bloedplaatjes, …
- Sommige zijn polyploïd: 2 mechanismen
- Replicatie zonder celdeling
Bv. Vorming van megakaryocyten in het bloed
- Celfusie vorming van een cel met verschillende kernen
4
LES 1: HOOFDSTUK 1
STRUCTUUR VAN NUCLEINEZUREN
DNA gevormd uit nucleotides
NUCLEOTIDE
- Zuiker groep ( ribose of deoxyribose)
- Base
Fosfaat groep
Nummer 3 en 5 zijn de belangrijkste want het ga suiker polymeren vormen
Verschillende nucleotiden aan elkaar gebonden door covalente bindingen
2 uiteinden
- 3 uiteinde = suiker groep zeer belangrijk, groeit altijd aan deze kant
- 5 uiteinde = fosfaat groep
BASES
Enkel ring = pyrimidine
- Cytosine
- Thymine
Dubbele ring = purine
- Adenine
- Guanine
Verbinding van de bases
- G en C 3 H-brugen
- A en T 2 H-brugen
Vorming van een bubbel helix
- Antiparallel
DNA REPLICATIE EN DNA POLIMERASE
Voor DNA replicatie moeten er eerste verschillende stappen plaatsvinden
1. DNA dubbele helix moet ontwonden worden door helicase
2. Vorming van twee afzonderlijke DNA strengen die dienen als template voor de vorming van de
complementaire streng in 5 richting
Een van de vader strengen wordt altijd behouden
1
, - 5´ 3´ kan het in een continue vorm
- 3´ 5´ wordt het in fragmenten gesynthetiseerd = fragmenten van okazaki
TRANSCRIPTIE
Van DNA naar RNA
- Een van de ketens wordt gebruikt als template
Vorming van 2 mogelijke types van RNA
1. Coderende RNA
- Bevatten een sequentie dat gebruikt wordt voor de synthese van polypeptiden
- Gekend als m-RNA (messenger RNA)
2. Niet coderende RNA
- Zijn al de andere types van volwassen RNA
- Hebben verschillende functies in de cel
Reverse transcriptase
- Aangetroffen in bepaalde soorten virussen
- Kunnen een DNA koppie van aan de hand van een RNA molecuul
TRANSLATIE
RNA naar proteïnen
STRUCTUUR EN FUNCTIE VAN CHROMOSOMEN
MOLECULAIRE STRUCTUUR VAN EUKARYOTE CHROMOSOMEN
Typisch eukaryoot chromosoom kan honderden miljoenen bp lang zijn
2
, - 1 meter lang indien uitgestrekt
- Moet passen in cel 10 100µm, in kern van 2 4 µm
Chromosomen bestaan uit chromatine
- DNA proteïne complex
- Chromosomen zijn dynamische structuren die alterneren tussen dichte en losse opvouwing te
zien van de fase van de cel
Drie niveaus van opvouwing voor euchromatine (normaal DNA)
1. Opvouwing rond histonen : 7 keer korter
2. 30 nm fiber: 7 keer korter
3. Chromatine lussen: variabel
Heterochromatine: supercompact DNA, nog meer dan de 3 niveaus
- Veelal genetisch inactief
Tijdens de interfase is de meeste van de chromatine terug te vinden als euchromatine
- Niet uniform
- Sommige meer gecondenseerd
CHROMOSOOM FUNCTIE
Gespecialiseerde sequenties die nodig zijn voor chromosoom functie
Centromeren: Regio waar een groot proteinecomplex , het kinetochoor zal binden bij de celdeling
- Te zien tijdens de metafase
- Microtubuli gaan binden aan het kinetochoor om ze tot de juiste plaats te brengen
Origins of replication: zodat chromosomen gerepliceerd kan worden moet er verschillende
replicatieoorsprongen zijn waar eiwitfactoren binden
Telomeren: Gespecialiseerde structuren aan einden van chromosomen nodig voor behoud van
integriteit van het chromosoom
- Goed behouden tijdens evolutie
- 6 nucleotiden repeats (TTAGGG)
3
, - G rijke streng (TTAGGG) enkel strengige overgaan aan de 3´-uiteinde dat terug vouwt
vorming van een C-rijke streng (CCCTAA) = T lus
- T lus bescherming tegen natuurlijke cellulaire exonucleases die dubbelstrengig DNA-breuken
repareren
DNA replicatie naan telomeren
Bij replicatie een probleem aan de 5 3 uiteinde
- Aan de 3´uiteinde worden er RNA primers aan toegevoegd DNA gaat niet gerepliceerd
worden = chromosomen worden korter
- Telomeren dienen dus voor de verlenging
Werking van de telomerase
Hoe wordt de telomerasesequentie langer gemaakt?
Telomerase enzym is actief tijdens de vorming van de gameten (kiemlijn) en in snel delende
somatische cellen dan worden chromosomen langer
- Bevat RNA complementair aan de herhalingssequentie van de telomeren
- Uiteinde van de telomeer gaat hybridiseren met het stukje RNA
- Deze kan zich niet alleen vormen tussen 2 DNA moleculen maar ook tussen een DNA molecule
en een RNA molecule
Telomeren een cellulaire veroudering
- Lichaamscellen hebben een vooraf bepaalde levensduur
o Bv huidbiopt om fibroblasten te kweken:
Kind: cellen delen 80 tal keer
Volwassenen: cellen delen 10 tot 20 keer
- Functie van telomerase vermindert met de leeftijd = cellen delen maar een beperkt aantal keer
- Progressieve verkorting van telomeren met celdelingen
- Stress kan telomeren beïnvloeden = maken ze korter
- Zijn ook belangrijk wapen tegen tumoren dus als je ze langer maakt ga je een belangrijke
wapen tegen tumoren vernielen (Telomerase geactiveerd in 90% van alle menselijke kankers)
- Senescentie wanneer een cel stopt met delen
- Introductie van telomerase kan cellijn « immortaliseren »
CELCYCLUS
VERSCHILLEN IN DNA COPY NUMBER
- Ploïdie: het aantal kopies van de basis chromosomen set
- Meeste cellen bij de mens zijn diploïd (2C)
- Sperma cellen en eicellen zijn haploïd (1C)
- Sommige gespecialiseerde cellen zijn nulliploïd (0C): erythrocyten,bloedplaatjes, …
- Sommige zijn polyploïd: 2 mechanismen
- Replicatie zonder celdeling
Bv. Vorming van megakaryocyten in het bloed
- Celfusie vorming van een cel met verschillende kernen
4
