Samenvatting Moleculaire Biologie
Les 1: anatomie van het prokaryote en virale genoom,
DNA bestaat uit 3 componenten:
1. Deoxyribose: een suiker dat een 5-koolstof ring heeft
2. Een stikstof base: adenine(A), Guanine(G)(A& G=purines), thymine(T)& cytosine(C)(T& C=
pyrimidines). De base zit verbonden aan het suiker.
3. 3 fosfaatgroepen: De fosfaat groepen zitten vast aan het suikeren geven een negatieve lading
aan het DNA.
Het geheel van deoxyribose en een
base wordt een nucleoside genoemd,
en het geheel van deoxyribose, een
base en de 3 fosfaatgroepen wordt
een nucleotide genoemd.
De nucleotiden zijn aan elkaar
verbonden door fosfodiester
bindingen. Deze bindingen bevinden
zich tussen de 5’en de 3’ koolstof
atomen van de deoxyribose. DNA
polymerase moleculen kunnen ook
alleen maar DNA maken in de
richting van 5’naar 3’.
De structuur van een DNA molecuul is een dubbele helix die naar gesproken rechtsom draait, de
dubbele helix was ontdekt doordat men er achter kwam dat er paren werden gevormd tussen de
base. Deze base paren werden gevormd door de waterstof bruggen tussen de basen(tussen A en T 2,
en tussen C en G 3). Een belangrijk aspect in de dubbele helix structuur is base stapeling. Dit geeft
een hydrofobe interactie tussen de basen, wat zorgt voor extra stevigheid.
De meest bekende dubbele helix is die van Watson en Criek, maar er zijn eigenlijk veel verschillende
vormen van de dubbele helix.
,RNA is een enkelstrengs polynucleotide. RNA en DNA hebben een aantal chemische verschillen:
DNA RNA
Suiker Deoxyribose Ribose (2’OH groep ipv H)
Base verschil Thymine(T) Uracil(U)
Stabiliteit Groot Klein
De meeste prokaryoten hebben in hun cel een nucleoid, dat is een plaats in de cel dat fungeert als
een kern maar dan zonder membraan. In het nucleoid is het vocht lichter en bevat natuurlijk het
genoom. Voor de meeste prokaryoten(o.a. E. coli) geldt dat het genoom circulair is, en het genoom is
vaak ook groter dan de cel. Om ervoor te zorgen dat het genoom in de cel past wordt het
gesupercoiled. Supercoiling houdt in dat in het genoom een van de DNA strengen zich extra draait
(positieve supercoiling) of draaiingen er uit
haalt(negatieve supercoiling). Als dit gebeurt
wordt het genoom compacter gemaakt.
Tijdens de positieve supercoiling ontstaat er
een spanning omdat het terug wil naar de
normaal stand, om dit te voorkomen wordt
vorm van het genoom behouden door een
eiwit. Dit eiwit bestaat uit een combinatie
van DNA gyrase, DNA topoisomerase I en het
eiwit HU(histonachtig eiwit).
Wat opvalt aan het prokaryote genoom is dat het een zeer hoge gendichtheid heeft, wat bij de
eukaryoten niet zo is.
Naast circulair DNA in prokaryoten hebben sommige prokaryoten ook lineair DNA. Lineair heeft vrije
uiteinden en die moeten beschermd worden, de eukaryoten hebben hiervoor telomeren.
Prokaryoten met lineair DNA hebben ook een soort telomeren, dit betekent dat er dus op die
uiteinden een bepaalde base sequentie zit waar eiwitten naar toekomen om het te beschermen, en
tijdens de celdeling er geen genen gevaar lopen.
Er is nog een andere vorm voor prokaryoten om hun genoom in te delen en dat is d.m.v. het genoom
in kleine stukjes te verdelen. Een gevaar hierbij is dat een van die stukjes als een plasmide kan
worden gezien, en uit de cel wordt gegooid. Plasmide: klein circulair DNA molecuul dat nuttige genen
bevat, maar geen essentiële genen. Het wordt soms opgenomen als het nut heeft, maar als de genen
geen nut meer hebben wordt het DNA er uit gegooid. Een plasmide kan soms een integron (groep
genen die het vangen van genen mogelijk maakt) bevatten.
Een operon is een groep genen die naast elkaar in het genoom liggen en samen tot expressie komen.
Deze genen zijn meestal betrokken bij het zelfde proces, en hebben vaak ook maar 1 promotor.
Prokaryoten hebben een aantal verschillende manieren van gen overdracht:
Celdeling: een cel splitst zich in 2-en waardoor er 2 genetische kopieën van 1 cel zijn
ontstaan.
Laterale gen transfer: verschillende prokaryote cellen wisselen genen uit met elkaar.
Metagenomen: het aanpassen van het genoom aan de omgeving.
Het genoom van een virus ligt anders dan bij prokaryoten of eukaryoten, want een virus is namelijk
geen organisme.
Het virale genoom kan bestaan uit:
Nucleotide: DNA RNA beide
Vorm: Lineair Circulair Segmenten
Strengen Dubbele helix Dubbel strengs enkel strengs
, Wat opvalt bij het virale genoom is dat alle genen dicht op elkaar liggen net zoals bij de prokaryoten,
maar dat sommige genen elkaar zelfs overlappen. Dit kan doordat er dan een ander leesraam wordt
toegepast zodat er niet 2 keer het zelfde wordt getransleerd.
Er zijn 2 verschillende replicatie cycli voor virussen:
De lytische replicatie cycli:
1. Virus bindt op een receptor eiwit van een cel.
2. Virus injecteert het DNA de cel in.
3. Er vindt transcriptie plaats op het virale DNA.
4. Er vindt replicatie plaats van het virale DNA.
5. Synthese van eiwitten voor de eiwitmantel van het virus.
6. Nieuwe virussen worden gecreëerd.
7. De cel gaat kapot zodat de nieuwe virussen de cel verlaten.
De lysogene replicatie cycli:
1. Virus bindt op een receptor eiwit van een cel
2. Virus injecteert het DNA de cel in.
3. Het virale DNA wordt opgenomen in het genoom van de gastheercel.
4. Er vindt replicatie plaats van het virale DNA.
5. Het virale DNA blijft in het genoom totdat de omstandigheden verslechteren.
6. Bij slechte omstandigheden gaat de cycli verder vanaf stap 4 van de lytische
replicatie cycli.
Een retrovirus is een virus waarvan het genoom alleen bestaat uit
RNA. Bij infectie door een retrovirus wordt het geïnjecteerde RNA
omgezet tot DNA, dit proces heet reverse-transcriptie
(retrotranscriptie).
Een retrovirus bestaat uit:
Spikes: eiwit stekels aan de buitenkant van het virus
Membraan: een lipiden membraan dat wordt verkregen als
het virus de cel verlaat
RNA
Eiwit mantel
Reverese transcriptie houdt in dat na
injectie van RNA, het RNA wordt
omgezet tot DNA wat kan integreren
in het DNA van een gastheercel.
Reverse transcriptie wordt gedaan
door het enzym reverse transcriptase,
dit enzym wordt soms mee
geïnjecteerd met het RNA en soms ook
al aanwezig in eukaryote cellen om
DNA te herstellen als dat beschadigt is.
Belangrijke termen:
Transcriptoom: alle RNA moleculen in een cel, die geproduceerd zijn door dezelfde cel.
Proteoom: verzamelwoord voor alle eiwitten van een cel.
Les 1: anatomie van het prokaryote en virale genoom,
DNA bestaat uit 3 componenten:
1. Deoxyribose: een suiker dat een 5-koolstof ring heeft
2. Een stikstof base: adenine(A), Guanine(G)(A& G=purines), thymine(T)& cytosine(C)(T& C=
pyrimidines). De base zit verbonden aan het suiker.
3. 3 fosfaatgroepen: De fosfaat groepen zitten vast aan het suikeren geven een negatieve lading
aan het DNA.
Het geheel van deoxyribose en een
base wordt een nucleoside genoemd,
en het geheel van deoxyribose, een
base en de 3 fosfaatgroepen wordt
een nucleotide genoemd.
De nucleotiden zijn aan elkaar
verbonden door fosfodiester
bindingen. Deze bindingen bevinden
zich tussen de 5’en de 3’ koolstof
atomen van de deoxyribose. DNA
polymerase moleculen kunnen ook
alleen maar DNA maken in de
richting van 5’naar 3’.
De structuur van een DNA molecuul is een dubbele helix die naar gesproken rechtsom draait, de
dubbele helix was ontdekt doordat men er achter kwam dat er paren werden gevormd tussen de
base. Deze base paren werden gevormd door de waterstof bruggen tussen de basen(tussen A en T 2,
en tussen C en G 3). Een belangrijk aspect in de dubbele helix structuur is base stapeling. Dit geeft
een hydrofobe interactie tussen de basen, wat zorgt voor extra stevigheid.
De meest bekende dubbele helix is die van Watson en Criek, maar er zijn eigenlijk veel verschillende
vormen van de dubbele helix.
,RNA is een enkelstrengs polynucleotide. RNA en DNA hebben een aantal chemische verschillen:
DNA RNA
Suiker Deoxyribose Ribose (2’OH groep ipv H)
Base verschil Thymine(T) Uracil(U)
Stabiliteit Groot Klein
De meeste prokaryoten hebben in hun cel een nucleoid, dat is een plaats in de cel dat fungeert als
een kern maar dan zonder membraan. In het nucleoid is het vocht lichter en bevat natuurlijk het
genoom. Voor de meeste prokaryoten(o.a. E. coli) geldt dat het genoom circulair is, en het genoom is
vaak ook groter dan de cel. Om ervoor te zorgen dat het genoom in de cel past wordt het
gesupercoiled. Supercoiling houdt in dat in het genoom een van de DNA strengen zich extra draait
(positieve supercoiling) of draaiingen er uit
haalt(negatieve supercoiling). Als dit gebeurt
wordt het genoom compacter gemaakt.
Tijdens de positieve supercoiling ontstaat er
een spanning omdat het terug wil naar de
normaal stand, om dit te voorkomen wordt
vorm van het genoom behouden door een
eiwit. Dit eiwit bestaat uit een combinatie
van DNA gyrase, DNA topoisomerase I en het
eiwit HU(histonachtig eiwit).
Wat opvalt aan het prokaryote genoom is dat het een zeer hoge gendichtheid heeft, wat bij de
eukaryoten niet zo is.
Naast circulair DNA in prokaryoten hebben sommige prokaryoten ook lineair DNA. Lineair heeft vrije
uiteinden en die moeten beschermd worden, de eukaryoten hebben hiervoor telomeren.
Prokaryoten met lineair DNA hebben ook een soort telomeren, dit betekent dat er dus op die
uiteinden een bepaalde base sequentie zit waar eiwitten naar toekomen om het te beschermen, en
tijdens de celdeling er geen genen gevaar lopen.
Er is nog een andere vorm voor prokaryoten om hun genoom in te delen en dat is d.m.v. het genoom
in kleine stukjes te verdelen. Een gevaar hierbij is dat een van die stukjes als een plasmide kan
worden gezien, en uit de cel wordt gegooid. Plasmide: klein circulair DNA molecuul dat nuttige genen
bevat, maar geen essentiële genen. Het wordt soms opgenomen als het nut heeft, maar als de genen
geen nut meer hebben wordt het DNA er uit gegooid. Een plasmide kan soms een integron (groep
genen die het vangen van genen mogelijk maakt) bevatten.
Een operon is een groep genen die naast elkaar in het genoom liggen en samen tot expressie komen.
Deze genen zijn meestal betrokken bij het zelfde proces, en hebben vaak ook maar 1 promotor.
Prokaryoten hebben een aantal verschillende manieren van gen overdracht:
Celdeling: een cel splitst zich in 2-en waardoor er 2 genetische kopieën van 1 cel zijn
ontstaan.
Laterale gen transfer: verschillende prokaryote cellen wisselen genen uit met elkaar.
Metagenomen: het aanpassen van het genoom aan de omgeving.
Het genoom van een virus ligt anders dan bij prokaryoten of eukaryoten, want een virus is namelijk
geen organisme.
Het virale genoom kan bestaan uit:
Nucleotide: DNA RNA beide
Vorm: Lineair Circulair Segmenten
Strengen Dubbele helix Dubbel strengs enkel strengs
, Wat opvalt bij het virale genoom is dat alle genen dicht op elkaar liggen net zoals bij de prokaryoten,
maar dat sommige genen elkaar zelfs overlappen. Dit kan doordat er dan een ander leesraam wordt
toegepast zodat er niet 2 keer het zelfde wordt getransleerd.
Er zijn 2 verschillende replicatie cycli voor virussen:
De lytische replicatie cycli:
1. Virus bindt op een receptor eiwit van een cel.
2. Virus injecteert het DNA de cel in.
3. Er vindt transcriptie plaats op het virale DNA.
4. Er vindt replicatie plaats van het virale DNA.
5. Synthese van eiwitten voor de eiwitmantel van het virus.
6. Nieuwe virussen worden gecreëerd.
7. De cel gaat kapot zodat de nieuwe virussen de cel verlaten.
De lysogene replicatie cycli:
1. Virus bindt op een receptor eiwit van een cel
2. Virus injecteert het DNA de cel in.
3. Het virale DNA wordt opgenomen in het genoom van de gastheercel.
4. Er vindt replicatie plaats van het virale DNA.
5. Het virale DNA blijft in het genoom totdat de omstandigheden verslechteren.
6. Bij slechte omstandigheden gaat de cycli verder vanaf stap 4 van de lytische
replicatie cycli.
Een retrovirus is een virus waarvan het genoom alleen bestaat uit
RNA. Bij infectie door een retrovirus wordt het geïnjecteerde RNA
omgezet tot DNA, dit proces heet reverse-transcriptie
(retrotranscriptie).
Een retrovirus bestaat uit:
Spikes: eiwit stekels aan de buitenkant van het virus
Membraan: een lipiden membraan dat wordt verkregen als
het virus de cel verlaat
RNA
Eiwit mantel
Reverese transcriptie houdt in dat na
injectie van RNA, het RNA wordt
omgezet tot DNA wat kan integreren
in het DNA van een gastheercel.
Reverse transcriptie wordt gedaan
door het enzym reverse transcriptase,
dit enzym wordt soms mee
geïnjecteerd met het RNA en soms ook
al aanwezig in eukaryote cellen om
DNA te herstellen als dat beschadigt is.
Belangrijke termen:
Transcriptoom: alle RNA moleculen in een cel, die geproduceerd zijn door dezelfde cel.
Proteoom: verzamelwoord voor alle eiwitten van een cel.
