CEL IV: MOLECULAIRE BIOLOGIE
INLEIDING
Moleculaire biologie = studie van het leven op moleculair niveau
- genetica ⇒ DNA ⇒ RNA ⇒ eiwit ⇒ biochemie
- kernvragen (ppt)
HOOFDSTUK 1
1.1 Grondleggers van de moleculaire biologie
GREGOR MENDEL (1865)
● de wetten van Mendel
1) uniformiteitswet: alle individuen in de eerste
generatie van raszuivere (homogene) ouders →
zijn uniform met het dominante kenmerk
2) splitsingswet: bij de vorming van gameten →
gepaarde erfelijkheid determinanten zich zo
splitsen dat de kans dat 1 gameet 1 van beide
determinanten bevat dezelfde is
3) onafhankelijkheidswet: bij de vorming van
gameten → de segregatie van beide leden van
een paar erfelijkheid determinanten onafhankelijk van de segregatie van andere
paren
● patroon van overerving bij erwten
● vond steeds bepaalde ratio's terug
● overerfbare partikels ⇒ dominant/recessief
● zijn ontdekkingen werden weinig verspreid ⇒ nog geen wetenschap magazines etc.
1.1.1 Chromosomen zijn dragers van erfelijke kenmerken
WALTER FLEMMING (1882)
● beschrijving van celdeling en “chromosomen”
● was toen een sterke evolutie in de microscopie
○ heeft een bepaalde kleuring kunnen gebruiken om chromosomen aan te kleuren
○ chroma = kleur + soma = lichaam
● mitose
1
,SUTTON EN BOVERI (1902)
● beschrijving van de meiose
○ splitsen van homologe chromosomen = "segregatie van cellen”
○ onafhankelijke overerving indien kenmerken op verschillende chromosomen
zitten
HERONTDEKKING MENDEL’S WERK ⇒ 20STE EEUW
● Hugo De Vries
● Carl Correns
● Erich Tschermak
THOMAS HUNT MORGAN
● genen zitten op chromosomen
● gebruikte fruitvliegen
○ daarvan de geslachtschromosomen
○ mutanten waren steeds mannetjes
■ kon daardoor dus aanduiden dat genetische informatie op chromosomen
zit
1.1.2. Dna is het “transforming principle”
JOHANN FRIEDRICH (1869)
● chemische samenstelling van de celkern
● “nucleïne”: zure fosforrijke molecule zonder zwavel ⇒ vind je enkel terug in eiwitten
● kern:
○ ⅓ nucleïne
○ ⅔ eiwit
● hij haalde bloedcellen uit verbanden van gewonde soldaten tijdens de Krim oorlog
PHOEBUS LEVENE (1920)
● de tretranucleotide hypothese
○ chemische structuur van nucleïnezuur proberen te vinden
● foute structuur
○ geen tetra nucleotide
○ WEL juiste structuur van de nucleotide zelf
● volgens andere wetenschappers veel te eenvoudig
○ waren ervan overtuigd dat eiwit genetische code bevatte
FREDRICK GRIFFITH (1928)
● het “transforming” principle
● was opzoek naar remedie voor pneumokokken
○ vond 2 verschillende vormen
■ ongevaarlijke R strain
■ gevaarlijke virulente S strain
2
, ● heeft een extra suikermantel die zorgt dat de bacterie
“onzichtbaar” wordt voor een cel
● experiment:
○ bacterie (levend en glad) + muis ⇒ cultuur: levend en glad ⇒ muis dood
○ bacterie (levend en ruw) + muis ⇒ cultuur: levend en ruw ⇒ muis leeft
○ bacterie (dood en glad + levend en ruw) ⇒ cultuur: levend en glad ⇒ muis dood
■ gevaarlijke bacteriën leefden
■ transforming factor ⇒ geeft de eigenschappen door
AVERY, MCLEOD EN
McCARTHY (1994)
● DNA is het transforming
principle
○ probleem op
meer
biochemische
manier willen
verklaren
● DNA: purine en
pyrimidine nucleotiden
● wetenschappers
dachten dat genetische
code op eiwit lag
ALFRED HERSHEY EN MARTHA CHASE (1950)
● tonen nog eens aan dat DNA de transforming factor is
● doen dat door gebruik van bacteriofagen
○ hecht zich vast en infecteert erfelijk materiaal
○ hoe?
■ ewit radioactief maken ⇒ radioactieve
isotoop S
■ DNA radioactief maken ⇒ radioactieve isotoop P
3
, ■ beiden worden in een blender gestoken ⇒ separeert faag van de bacterie
■ centrifugeren ⇒ bacterial pellet vormen
● P in pellet
● S in supernatant
● transforming factor zit in pellet
1.2 Een model voor de structuur van DNA
ERWIN CHARGAFF (1994)
● de regel van chargaff
● keek naar de hoeveelheden van de verschillende basen
○ zowel concentraties als ratio’s
○ zag dat ratio van A en T ong = 1 en G en C ong = 1
JAMES WATSON EN FRANCIS CRICK VS LINUS PAULING
● Pauling
○ alfa-helix ontdekt
○ kreeg al eens de nobelprijs voor vrede
○ in zijn model wijzen de basen naar buiten
● Watson en Crick
○ tonen in hun model de gemaakte basenparen
● Franklin
○ x-straal diffractie van DNA gemaakt
○ oorspronkelijke structuur van iets terugvinden door het gemaakte diffractie
patroon
● regel van Chargaff + (gestolen) foto van Franklin
○ de structuur van DNA aantonen (Watson en Crick)
○ schreven artikel in NATURE ⇒ heel kort artikel maar en heeft heel hoog aanzien
○ ze hadden al gezien dat deze structuur de optie gaf voor de duplicatie van DNA
1.3 Het centrale dogma
DNA ⇒ RNA ⇒ eiwit
● dit werd geformuleerd door Francis
Crick
4
INLEIDING
Moleculaire biologie = studie van het leven op moleculair niveau
- genetica ⇒ DNA ⇒ RNA ⇒ eiwit ⇒ biochemie
- kernvragen (ppt)
HOOFDSTUK 1
1.1 Grondleggers van de moleculaire biologie
GREGOR MENDEL (1865)
● de wetten van Mendel
1) uniformiteitswet: alle individuen in de eerste
generatie van raszuivere (homogene) ouders →
zijn uniform met het dominante kenmerk
2) splitsingswet: bij de vorming van gameten →
gepaarde erfelijkheid determinanten zich zo
splitsen dat de kans dat 1 gameet 1 van beide
determinanten bevat dezelfde is
3) onafhankelijkheidswet: bij de vorming van
gameten → de segregatie van beide leden van
een paar erfelijkheid determinanten onafhankelijk van de segregatie van andere
paren
● patroon van overerving bij erwten
● vond steeds bepaalde ratio's terug
● overerfbare partikels ⇒ dominant/recessief
● zijn ontdekkingen werden weinig verspreid ⇒ nog geen wetenschap magazines etc.
1.1.1 Chromosomen zijn dragers van erfelijke kenmerken
WALTER FLEMMING (1882)
● beschrijving van celdeling en “chromosomen”
● was toen een sterke evolutie in de microscopie
○ heeft een bepaalde kleuring kunnen gebruiken om chromosomen aan te kleuren
○ chroma = kleur + soma = lichaam
● mitose
1
,SUTTON EN BOVERI (1902)
● beschrijving van de meiose
○ splitsen van homologe chromosomen = "segregatie van cellen”
○ onafhankelijke overerving indien kenmerken op verschillende chromosomen
zitten
HERONTDEKKING MENDEL’S WERK ⇒ 20STE EEUW
● Hugo De Vries
● Carl Correns
● Erich Tschermak
THOMAS HUNT MORGAN
● genen zitten op chromosomen
● gebruikte fruitvliegen
○ daarvan de geslachtschromosomen
○ mutanten waren steeds mannetjes
■ kon daardoor dus aanduiden dat genetische informatie op chromosomen
zit
1.1.2. Dna is het “transforming principle”
JOHANN FRIEDRICH (1869)
● chemische samenstelling van de celkern
● “nucleïne”: zure fosforrijke molecule zonder zwavel ⇒ vind je enkel terug in eiwitten
● kern:
○ ⅓ nucleïne
○ ⅔ eiwit
● hij haalde bloedcellen uit verbanden van gewonde soldaten tijdens de Krim oorlog
PHOEBUS LEVENE (1920)
● de tretranucleotide hypothese
○ chemische structuur van nucleïnezuur proberen te vinden
● foute structuur
○ geen tetra nucleotide
○ WEL juiste structuur van de nucleotide zelf
● volgens andere wetenschappers veel te eenvoudig
○ waren ervan overtuigd dat eiwit genetische code bevatte
FREDRICK GRIFFITH (1928)
● het “transforming” principle
● was opzoek naar remedie voor pneumokokken
○ vond 2 verschillende vormen
■ ongevaarlijke R strain
■ gevaarlijke virulente S strain
2
, ● heeft een extra suikermantel die zorgt dat de bacterie
“onzichtbaar” wordt voor een cel
● experiment:
○ bacterie (levend en glad) + muis ⇒ cultuur: levend en glad ⇒ muis dood
○ bacterie (levend en ruw) + muis ⇒ cultuur: levend en ruw ⇒ muis leeft
○ bacterie (dood en glad + levend en ruw) ⇒ cultuur: levend en glad ⇒ muis dood
■ gevaarlijke bacteriën leefden
■ transforming factor ⇒ geeft de eigenschappen door
AVERY, MCLEOD EN
McCARTHY (1994)
● DNA is het transforming
principle
○ probleem op
meer
biochemische
manier willen
verklaren
● DNA: purine en
pyrimidine nucleotiden
● wetenschappers
dachten dat genetische
code op eiwit lag
ALFRED HERSHEY EN MARTHA CHASE (1950)
● tonen nog eens aan dat DNA de transforming factor is
● doen dat door gebruik van bacteriofagen
○ hecht zich vast en infecteert erfelijk materiaal
○ hoe?
■ ewit radioactief maken ⇒ radioactieve
isotoop S
■ DNA radioactief maken ⇒ radioactieve isotoop P
3
, ■ beiden worden in een blender gestoken ⇒ separeert faag van de bacterie
■ centrifugeren ⇒ bacterial pellet vormen
● P in pellet
● S in supernatant
● transforming factor zit in pellet
1.2 Een model voor de structuur van DNA
ERWIN CHARGAFF (1994)
● de regel van chargaff
● keek naar de hoeveelheden van de verschillende basen
○ zowel concentraties als ratio’s
○ zag dat ratio van A en T ong = 1 en G en C ong = 1
JAMES WATSON EN FRANCIS CRICK VS LINUS PAULING
● Pauling
○ alfa-helix ontdekt
○ kreeg al eens de nobelprijs voor vrede
○ in zijn model wijzen de basen naar buiten
● Watson en Crick
○ tonen in hun model de gemaakte basenparen
● Franklin
○ x-straal diffractie van DNA gemaakt
○ oorspronkelijke structuur van iets terugvinden door het gemaakte diffractie
patroon
● regel van Chargaff + (gestolen) foto van Franklin
○ de structuur van DNA aantonen (Watson en Crick)
○ schreven artikel in NATURE ⇒ heel kort artikel maar en heeft heel hoog aanzien
○ ze hadden al gezien dat deze structuur de optie gaf voor de duplicatie van DNA
1.3 Het centrale dogma
DNA ⇒ RNA ⇒ eiwit
● dit werd geformuleerd door Francis
Crick
4
