Samenvatting Moleculaire Genetica Erfelijkheid

1 De celdeling en bepaling van het geslacht
1.1 Celcyclus met replicatie

Mitose Meiose
- 2n diploïde → 2n diploïd - 2n diploïde → n haploïd
- 2 dochtercellen met identieke - 4 voortplantingscellen die elk de
erfelijke samenstelling helft v/h totaal erfelijk materiaal
(46 chromosomen) bevatten (23 chromosomen)


G1 of eerste groeifase = cellen vergroten en maken EW
S of synthese = DNA verdubbeld als voorbereiding op deling
G2 of tweede groeifase = cel bereidt zich voor om te delen
M (mitose of meiose) = cel deelt

Overgang fasen gecontroleerd door genen/ eiwitten

Interfase = G1, S en G2
G0 = niet-delende cellen die in werkingsfase blijven

1.1.1 G1: de eigenlijke werkingsfase van de cel
- Gap: interval tussen 2 belangrijke fase → actieve werkingsfase
- Chromosomen ontrollen tot chromatinedraden
- Cellen die niet meer delen: G0

Levercelllen, botcellen = delen wanneer door slijtage of beschadiging cellen verloren zijn gegaan
Zenuwcellen = permanent in GO-fase vanaf geboorte
Lymfocyten = GO-fase stopt wanneer ze door een antigeenpresentatie geactiveerd worden

1.1.2 S: synthese van nieuw DNA
- Voorbereiding op de eigenlijke celdeling
- Replicatie = verdubbeling DNA in celkern
- 6 à 8 uur

1.1.3 Replicatie
- Semi-conservatief: nieuw DNA besaat uit 1 nieuwe en 1 oude streng (dubbele helix streng)
- Synthese: 5’→ 3’ en DNA-polymerase: 3’→ 5’ (nucleotide aan 3’ daarom synthese 5’→3’)
- Nodige enzymen: RNA primer, helicase, primer, DNA gyrase, DNA polymerasen, DNA ligase

1.1.3.1 Replicatie 1
- DNA-gyrase/ DNA topoisomerase = ontwinden strengen, DNA knippen op
regelmatige afstanden
- Helicase = verbreekt H-bruggen tussen complementaire nucleotiden (AT en CG)
door replicatievork

1.1.3.2 Replicatie 2
- Primer
- Trekt RNA moleculen aan
- Zet ze aan elkaar




MV en AD Moleculaire Genetica: ‘erfelijkheid’ 1

,1.1.3.3 Replicatie 3
- Leading stand: continu
- Lagging strand: discontinu → Okazaki fragmenten = verlengen van RNA-primers
door DNA-polymerase totdat volgens RNA-primer bereikt wordt

- DNA pol : DNA herstel + synthese lagging streng
→ Polymerase: 5’ → 3’
→ Exonuclease: 3’ → 5’ (RNaseH)

1.1.3.4 Replicatie 4
- DNA polymerase  exonuclease: verwijdert primers (RNaseH)
- DNA polymerase overbrugt de onderbreking
- DNA ligase sluit de fragmenten aan elkaar
- RNA wordt verwijderd en vervangen door dNTPs. Okazaki fragmenten
worden aan elkaar gezet door DNA-ligase via een fosodiëster-binding.

1.1.3.5 Replicatie 5
- Terminatie:
▪ Repetitieve sequenties
▪ Geen primer meer: DNA gap wordt niet overbrugd → bij elk
replicatiestap stukje verloren
▪ Telomerase kan dit wel, enkel actief tijdens embryonale
ontwikkeling, daarna inactief en verkorting van telomeren (einde
streng) bij elke replicatiestap
- DNA herstel: fouten eruit halen (proofreading activiteit)

1.1.3.6 Extra
Leading en lagging streng synthese gebeurt tegelijktijdig → dit gebeurt in twee richtingen, zodat er
twee replicatievorken tegelijkertijd werken en er een replicatiebubbel ontstaat

DNA polymerase  DNA herstel
Synthese van leading streng, proof reading
DNA polymerase 
activiteit
DNA herstel + synthese lagging streng, proof
DNA polymerase 
reading activiteit
DNA polymerase  Replicatie mitochondriaal DNA
Gaps tussen primers invullen bij lagging streng,
DNA polymerase I
proof reading activiteit
DNA polymerase II DNA herstel
Belangrijkste polymerse bij DNA replicatie, in
DNA polymerase III
leading streng

Proof reading:
DNA polymerasen beschikken hierover → nodig om eventueel verkeerd
ingebouwde nucleotiden te verwijderen

Bestaat uit 3’ → 5’ exonucleose activiteit: verbreken van fosfodiësterbinding
van een eindstandig nucleotide tegen de synthese richting

Verlies van DNA aan telomeren:
Telomeer = repetitieve sequentie van dsDNA aan eind van chromosomen
Wanneer cellen van organisme of cellijn delen → telomeren progressief korter



MV en AD Moleculaire Genetica: ‘erfelijkheid’ 2

,Telomerase = verlengt telomeren door toevoegen van repetitieve DNA sequenties, laat dan los en een
tweede enzym, het DNA polymerase maakt complementaire streng in andere richting

1.1.4 G2: laatste controle voor deling
- Nieuwe groei- of onderbrekingsfase
- 2 à 3 uur
- Extra controle voor fouten

1.1.5 M: de eigenlijke delingsfase
- Feitelijke start: chromatiden beginnen te condenseren → delingschromosomen zichtbaar
- Mitose of meoise

1.2 Mitose: aanmaak van nieuwe lichaamscellen
I Einde interfase /
- Chromosomen korter en dikker
II Profase - Centriolen verdubbeling
- Kernmembraan lost op
- Kernmembraan dissocieert
III Prometafase
- Tubulinedraden in kern
- Kernmembraan verdwenen
- Chromosomen los in cytoplasma
IV Metafase
- Evenaarsvlak
- Spoeldraden vormen spoelfiguur
- Splitsen centromeren
- Lostrekken chromatiden
V, VI Anafase
- Dochterchromosomen
- Enkelvoudige DNA-moleculen
- Cytoplasma in 2 compartimenten
- 2 kernmembranen
VII Telofase
- Ontrollen
- Dochtercellen eigen interfase

1.3 Meiose: productie van voortplantingscellen
Profase I - 46 delingschromosomen
- Synapsis: homologe chromosomen tegen
elkaar
- Bivalent: koppel tgo elkaar liggende
homologe chromosomen
- Tetrade (bivalent met 4 chromatiden) in
junctie vermengen
- Chiasmata: bivalenten kruisvormige patronen
Metafase I - Per bivalent in middenvlak
- Homologe chromosomen aan spoeldraden Eigenlijke reductiedeling:
Anafase I - Disjunctie: homologe chromosomen homologe chromosomen worden
weggetrokken uit elkaar gehaald
- Aantal chromosomen gehalveerd
Telofase I - Chromosomen naar celpolen
- Twee cellen met haploïd aantal
chromosomen




MV en AD Moleculaire Genetica: ‘erfelijkheid’ 3

, Profase II - Centriolen verdubbelen
- Centriolen naar celpolen
Metafase II - 23 chromosomen naar evenaarsvlak
- Vorming spoeldraden
Anafase II - Lostrekken chromatiden naar celpolen
- Volwaardige dochtercellen
- Non-disjunctie: 2 chromatiden naar één
kant → ene cel chromo teveel andere cel
chromo te weinig (Down-syndroom) Gewone mitose: opdeling van
Telofase II - 2 cellen snoeren in de chromatiden van elke
- Vorming kernmembraan chromosoom, ontstaan 4 ipv.
- Ontrollen chromosomen tot chromatine 2 dochtercellen, elk met
- 4 dochtercellen met 23 enkelvoudige n chromosomen
chromosomen

1.4 Herverdeling van erfelijk materiaal
- Overkruising/ crossing over = uitwisseling tussen homologe chromosomen tijdens meiose I
- Segregatie/ mixing = opdeling van 46 delingschromosomen tijdens twee anafasen

Door overkruising tijdens meiose zijn zussen en broers nooit identiek

1.4.1 Overkruising of crossing-over




→ 4 verschillende chromatiden
→ komen terecht in verschillende dochtercellen

1.4.2 Segregatie of mixing



→ Anafase I: disjunctie homologe chromosomen → 223 mogelijkheden
→ Anafase II: disjunctie twee chromatiden van ieder chromosoom, deze zijn
verschillende door overkruising → 223 mogelijkheden

1.5 Voortplantingscellen
Zaadcellen:
- Veeeel kiemcellen → meiotische deling →
4 zaadcellen
- Kiemcellen ontstaan uit oerkiemcellen,
vermvn. door mitose
- Puberteit → spermatogoniën
Nieuwe Primaire
  meiose
nieuwe sperma- Secundaire
togoniën 
aanmaken 4 spermatiden

spermatozoa/ zaadcellen




MV en AD Moleculaire Genetica: ‘erfelijkheid’ 4