MOLECULAIRE BIOLOGIE
EXAMEN:
- 34 vragen metabolisme – 22 vragen moleculaire biologie → 35 juist hebben
- aminozuren kennen
- ECTS-fiche!
- filmpjes als hulp op minerva
- vooral vragen v H2 en H3
H1. CELLEN EN HUN GENOOM
1.1 INLEIDING EN SITUERING (maar 1 of 2 examenvragen)
❖ DNA = genetische informatie
Wordt op generaties doorgegeven (-> reproductie), moet zo accuraat mogelijk gebeuren om
ophoping mutaties tegen te gaan
Bepaald finaal de eigenschappen die de leden van een species zullen krijgen II
Overerfbaarheid (-> leven)
❖ Mens opgebouwd uit meer dan 1013 cellen:
➢ Weefsels en orgaanstructuren
❖ 1 ontstaanscel
➢ Genetische info voor organismen
➢ Moleculaire machines om bouwstenen uit de omgeving op te nemen en deze te gebruiken om
een nieuwe cel, dochtercel, aan te maken
▪ DNA replicatie
▪ RNA synthese
▪ Eiwitsynthese
→ 1 cel bevat alle genetische informatie om een levend organisme te ontwikkelen
❖ RNA moleculen w heel sterk gemodificeerd
❖ rRNA geeft structuur + zorgt voor splicing v introns en exons
1.2 CELLEN STOCKEREN HUN GENETISCHE INFORMATIE IN DEZELFDE CHEMISCHE
CODE; DNA
❖ DNA
➢ Stockage genetische info
➢ Desoxyribonucleïnezuur
➢ Dubbelstrengig
➢ Opgebouwd uit 4 verschillende nucleotiden met de nucleobasen A (adenine), T (thymine), C
(cytosine) en G (guanine)
❖ 1 nucleotide:
➢ suikergroep (desoxyribose)
➢ fosfaatgroep
➢ base
▪ adenine
▪ thymine
▪ cytosine
▪ guanine
❖ Lineaire keten van nucleotiden
1
, ➢ Niet symmetrisch (P-groep) -> asymmetrisch (richting)
➢ DNA keten krijgt richting : 5’ – 3’
❖ Dubbelstrengige helix (in natuur nooit enkelstrengig en altijd rechtsdraaiend)
➢ Complementaire structuren vd nucleobasen
▪ A=T (->2 H-bruggen) en CG (->3 H-bruggen)
▪ Verbonden met waterstofbruggen (= base-pairing)
▪ Beide strengen dragen dezelfde info
❖ DNA replicatie (verdubbelen van DNA) = de complementaire informatie op 1 DNA streng w gebruikt
om een nieuwe DNA streng te synthetiseren
1.3 INFORMATIE VLOEIT EERST VAN DNA NAAR RNA
❖ Transcriptie = proces van DNA naar RNA (=ribonucleïnezuur)
❖ Translatie = proces van RNA naar eiwitten (= vertaling)
❖ CENTRAAL DOGMA VD MOLECULAIRE BIOLOGIE
➢ DNA -> RNA -> eiwit (nooit omgekeerd!)
➢ Enzymcomplex (ribosoom) wordt gebruikt om genen over te schrijven nr RNA moleculen
➢ Gebaseerd op complementariteit
➢ mRNA (messenger RNA)
= boodschapper RNA, codeert voor eiwitten die ° in de ribosomen (=enzymcomplexen)
➢ irreversibel proces
➢ nadat er naakte proteïnen gevormd zijn gebeuren er nog modificaties
➢ de stap van DNA nr RNA kan omgekeerd w door retrovirussen (vb: HIV)
➢ Informatie-transfer is co-lineair, met behoud van polariteit!
2
,1.4 BOODSCHAPPER RNA WORDT VERTAALD NAAR EIWITTEN
!! KAN maar moet niet!!
❖ De genetische info in mRNA w afgelezen in codons (via translatie -> complex proces))
❖ Codons
➢ Groep v 3 opeenvolgende nucleotiden
➢ Codeert voor 1 specifiek bepaald AZ
➢ 64 codons mogelijkv (4*4*4)
➢ 20 AZ -> sommige AZ w door meerdere codons gecodeerd = degeneratie van de genetische
code
➢ Startcodon: AUG
➢ Stopcodons: UAA, UAG, UGA
➢ serine, arginine en leucine w gecodeerd door 6 codons → komen veel voor id genetische
code
▪ serine: zijketen is CH2OH dus kan gefosforyleerd worden en w dan negatief geladen, er
kunnen andere functies aan w gegeven
➢ Tryptofaam is heel hydrofoob
→ mag nt te veel in eiwit zitten, toch zeker nt aan oppervlak (moet door membranen kunnen)
➢ cysteïne: kan cysteïnebruggen vormen
➢ lysine → AAA en AAG
➢ WOBBLE-nucleotide = laatste nucleotide van een codon, hier kan je variatie op hebben maar
toch coderen voor hetzelfde AZ
➔ Degeneratie van de genetische code (soms AZ die door
meerdere codons gecodeerd worden)
➔ Eerste 2 bepalen transport van AZ
❖ tRNA’s
➢ transfer RNA moleculen
➢ Lezen de codons v mRNA en decodeert het
➢ Wordt afgeschreven door de RNA-polymerasen
➢ Elk type tRNA draagt een specifiek type AZ en bevat een anticodon (die bepaalt door welke AZ het
geladen wordt)
▪ Anticodon is complementair aan codon van mRNA en bindt hiermee via basenparing
❖ Peptidebruggen koppelen de AZ aan elkaar en de vrije tRNA moleculen w gerecycleerd
❖ Al het vorige gebeurd in ribosomen
➢ Ribosomen opgebouwd uit
▪ 2 grote ketens ribosomaal RNA (rRNA)
▪ Eiwitten
❖ Tussen start-en stopcodon
→ inserties-deleties→ leesraam-mutaties!
→ “open reading frame” (ORF) → predictie van eiwit-coderende sequenties in DNA/RNA
3
, 1.5 GENOMEN EN HUN COMPLEXITEIT !!!
❖ Eukaryoten = grootste deel v DNA in de nucleus onder de vorm v chromosomen
❖ Prokaryoten = hebben geen kern waarin het DNA zit
❖ Archaea = oerbacteriën (hebben niet dezelfde enzymen om te glycolyseren)
-> Filogenetische boom
❖ Hoe meer mutaties op een essentieel gen, hoe meer
rRNA verschilt v elkaar en hoe verder de organismen
v elkaar staan;
Hoe minder mutaties, hoe meer de organismen op elkaar lijken
❖ Genomen van organismen verschillen in grootte & coderende informatie:
➢ Bacteriën
▪ hebben een kleine genoomgrootte en coderen ook voor minder eiwitten
▪ kunnen zich dus heel goed reproduceren
➢ De mens
▪ Grootste genoomgrootte (3 200 000)
▪ codeert maar voor 24 000 eiwitten
➢ Arabidopsis thaliana (= onkruid)
▪ genoomgrootte is 142 000
▪ codeert voor 26 000
▪ de genoomgrootte is dus kleiner dan die vd mens maar codeert voor meer → efficiënter!
➢ Tss eukaryoten is er ook grote verscheidenheid
➢ Oorzaken:
▪ Diverse bronnen aan
koolstof en stikstof
▪ Omstandigheden waarin
organisme leeft
(extremofielen zoals
thermofielen en halofielen)
▪ Foutjes in replicatie (-> mutaties)
➢ Weefselspecifieke expressie
(ook in functie van tijd)
-> niet alle cellen zien er hetzelfde uit
❖ 4 manieren van ontstaan nieuwe genen uit
oude genen:
➢ Intragenetische mutatie:
= de sequentie ve bestaand gen w vooral
door fouten tijdens DNA replicatie
gemuteerd
➢ Genduplicatie:
= een bestaand gen w gedupliceerd en
binnen 1 cel ontstaan 2 identieke kopijen
v dit gen, die dan vervolgens apart van
elkaar kunnen divergeren tijdens evolutie
4
EXAMEN:
- 34 vragen metabolisme – 22 vragen moleculaire biologie → 35 juist hebben
- aminozuren kennen
- ECTS-fiche!
- filmpjes als hulp op minerva
- vooral vragen v H2 en H3
H1. CELLEN EN HUN GENOOM
1.1 INLEIDING EN SITUERING (maar 1 of 2 examenvragen)
❖ DNA = genetische informatie
Wordt op generaties doorgegeven (-> reproductie), moet zo accuraat mogelijk gebeuren om
ophoping mutaties tegen te gaan
Bepaald finaal de eigenschappen die de leden van een species zullen krijgen II
Overerfbaarheid (-> leven)
❖ Mens opgebouwd uit meer dan 1013 cellen:
➢ Weefsels en orgaanstructuren
❖ 1 ontstaanscel
➢ Genetische info voor organismen
➢ Moleculaire machines om bouwstenen uit de omgeving op te nemen en deze te gebruiken om
een nieuwe cel, dochtercel, aan te maken
▪ DNA replicatie
▪ RNA synthese
▪ Eiwitsynthese
→ 1 cel bevat alle genetische informatie om een levend organisme te ontwikkelen
❖ RNA moleculen w heel sterk gemodificeerd
❖ rRNA geeft structuur + zorgt voor splicing v introns en exons
1.2 CELLEN STOCKEREN HUN GENETISCHE INFORMATIE IN DEZELFDE CHEMISCHE
CODE; DNA
❖ DNA
➢ Stockage genetische info
➢ Desoxyribonucleïnezuur
➢ Dubbelstrengig
➢ Opgebouwd uit 4 verschillende nucleotiden met de nucleobasen A (adenine), T (thymine), C
(cytosine) en G (guanine)
❖ 1 nucleotide:
➢ suikergroep (desoxyribose)
➢ fosfaatgroep
➢ base
▪ adenine
▪ thymine
▪ cytosine
▪ guanine
❖ Lineaire keten van nucleotiden
1
, ➢ Niet symmetrisch (P-groep) -> asymmetrisch (richting)
➢ DNA keten krijgt richting : 5’ – 3’
❖ Dubbelstrengige helix (in natuur nooit enkelstrengig en altijd rechtsdraaiend)
➢ Complementaire structuren vd nucleobasen
▪ A=T (->2 H-bruggen) en CG (->3 H-bruggen)
▪ Verbonden met waterstofbruggen (= base-pairing)
▪ Beide strengen dragen dezelfde info
❖ DNA replicatie (verdubbelen van DNA) = de complementaire informatie op 1 DNA streng w gebruikt
om een nieuwe DNA streng te synthetiseren
1.3 INFORMATIE VLOEIT EERST VAN DNA NAAR RNA
❖ Transcriptie = proces van DNA naar RNA (=ribonucleïnezuur)
❖ Translatie = proces van RNA naar eiwitten (= vertaling)
❖ CENTRAAL DOGMA VD MOLECULAIRE BIOLOGIE
➢ DNA -> RNA -> eiwit (nooit omgekeerd!)
➢ Enzymcomplex (ribosoom) wordt gebruikt om genen over te schrijven nr RNA moleculen
➢ Gebaseerd op complementariteit
➢ mRNA (messenger RNA)
= boodschapper RNA, codeert voor eiwitten die ° in de ribosomen (=enzymcomplexen)
➢ irreversibel proces
➢ nadat er naakte proteïnen gevormd zijn gebeuren er nog modificaties
➢ de stap van DNA nr RNA kan omgekeerd w door retrovirussen (vb: HIV)
➢ Informatie-transfer is co-lineair, met behoud van polariteit!
2
,1.4 BOODSCHAPPER RNA WORDT VERTAALD NAAR EIWITTEN
!! KAN maar moet niet!!
❖ De genetische info in mRNA w afgelezen in codons (via translatie -> complex proces))
❖ Codons
➢ Groep v 3 opeenvolgende nucleotiden
➢ Codeert voor 1 specifiek bepaald AZ
➢ 64 codons mogelijkv (4*4*4)
➢ 20 AZ -> sommige AZ w door meerdere codons gecodeerd = degeneratie van de genetische
code
➢ Startcodon: AUG
➢ Stopcodons: UAA, UAG, UGA
➢ serine, arginine en leucine w gecodeerd door 6 codons → komen veel voor id genetische
code
▪ serine: zijketen is CH2OH dus kan gefosforyleerd worden en w dan negatief geladen, er
kunnen andere functies aan w gegeven
➢ Tryptofaam is heel hydrofoob
→ mag nt te veel in eiwit zitten, toch zeker nt aan oppervlak (moet door membranen kunnen)
➢ cysteïne: kan cysteïnebruggen vormen
➢ lysine → AAA en AAG
➢ WOBBLE-nucleotide = laatste nucleotide van een codon, hier kan je variatie op hebben maar
toch coderen voor hetzelfde AZ
➔ Degeneratie van de genetische code (soms AZ die door
meerdere codons gecodeerd worden)
➔ Eerste 2 bepalen transport van AZ
❖ tRNA’s
➢ transfer RNA moleculen
➢ Lezen de codons v mRNA en decodeert het
➢ Wordt afgeschreven door de RNA-polymerasen
➢ Elk type tRNA draagt een specifiek type AZ en bevat een anticodon (die bepaalt door welke AZ het
geladen wordt)
▪ Anticodon is complementair aan codon van mRNA en bindt hiermee via basenparing
❖ Peptidebruggen koppelen de AZ aan elkaar en de vrije tRNA moleculen w gerecycleerd
❖ Al het vorige gebeurd in ribosomen
➢ Ribosomen opgebouwd uit
▪ 2 grote ketens ribosomaal RNA (rRNA)
▪ Eiwitten
❖ Tussen start-en stopcodon
→ inserties-deleties→ leesraam-mutaties!
→ “open reading frame” (ORF) → predictie van eiwit-coderende sequenties in DNA/RNA
3
, 1.5 GENOMEN EN HUN COMPLEXITEIT !!!
❖ Eukaryoten = grootste deel v DNA in de nucleus onder de vorm v chromosomen
❖ Prokaryoten = hebben geen kern waarin het DNA zit
❖ Archaea = oerbacteriën (hebben niet dezelfde enzymen om te glycolyseren)
-> Filogenetische boom
❖ Hoe meer mutaties op een essentieel gen, hoe meer
rRNA verschilt v elkaar en hoe verder de organismen
v elkaar staan;
Hoe minder mutaties, hoe meer de organismen op elkaar lijken
❖ Genomen van organismen verschillen in grootte & coderende informatie:
➢ Bacteriën
▪ hebben een kleine genoomgrootte en coderen ook voor minder eiwitten
▪ kunnen zich dus heel goed reproduceren
➢ De mens
▪ Grootste genoomgrootte (3 200 000)
▪ codeert maar voor 24 000 eiwitten
➢ Arabidopsis thaliana (= onkruid)
▪ genoomgrootte is 142 000
▪ codeert voor 26 000
▪ de genoomgrootte is dus kleiner dan die vd mens maar codeert voor meer → efficiënter!
➢ Tss eukaryoten is er ook grote verscheidenheid
➢ Oorzaken:
▪ Diverse bronnen aan
koolstof en stikstof
▪ Omstandigheden waarin
organisme leeft
(extremofielen zoals
thermofielen en halofielen)
▪ Foutjes in replicatie (-> mutaties)
➢ Weefselspecifieke expressie
(ook in functie van tijd)
-> niet alle cellen zien er hetzelfde uit
❖ 4 manieren van ontstaan nieuwe genen uit
oude genen:
➢ Intragenetische mutatie:
= de sequentie ve bestaand gen w vooral
door fouten tijdens DNA replicatie
gemuteerd
➢ Genduplicatie:
= een bestaand gen w gedupliceerd en
binnen 1 cel ontstaan 2 identieke kopijen
v dit gen, die dan vervolgens apart van
elkaar kunnen divergeren tijdens evolutie
4
