Samenvatting Biologie vwo 5/6 thema 4 DNA Biologie voor jou B

Thema 4: ‘DNA’

Prokaryoten zijn eencellige (en zonder een celkern) organismen zoals bacteriën.
Eukaryoten zijn meercellige organismen met een celkern zoals dieren, mensen en planten.


Bss 1: De bouw en functie van DNA (Blz. 66 t/m 71)

Het genoom
Het geheel aan erfelijke informatie in een cel van een organisme = het genoom.
Alle cellen in een organismen hebben hetzelfde genoom. Bij eukaryoten bestaat dit uit;
 Het DNA in alle chromosomen in de celkern (kernDNA)
 Het DNA in mitochondriën (mtDNA)
 Het DNA in de chloroplasten
Mitochondriën en chloroplasten functioneren onafhankelijk van de rest van de cel; dat kunnen ze door
de informatie te gebruiken die vastligt in hun DNA.
Bij prokaryoten ligt al hun DNA (dus ook het genoom) los in het cytoplasma van de cel. Zij hebben een
circulair DNA-molecuul en sommige prokaryoten bezitten plasmiden: korte stukjes circulair DNA.

De bouw van DNA
Een DNA-molecuul is een nucleïnezuur. DNA bestaat uit ketens van aan elkaar gekoppelde/ paren
nucleotiden. Een nucleotide is opgebouwd uit;
 De monosacharide desoxyribose; deze bevat 5 C-atomen.
 Een fosfaatgroep; deze is gebonden in een nucleotide aan het 5 e C-atoom van de desoxyribose.
 Een stikstofbase; deze is gebonden aan het 1e C-atoom van de desoxyribose.

De stikstofbasen die voorkomen in DNA-moleculen zijn:
 Adenine (A). A staat altijd tegenover T
 Thymine (T) T staat altijd tegenover A
 Cytosine (C) C staat altijd tegenover G
 Guanine (G) G staat altijd tegenover C
De stikstofbasen hebben dus een vaste en complementaire bindingspartner en vormen dan d.m.v.
basenparing een paar. Basenparing komt tot stand door waterstofbruggen; deze zijn vrij zwak maar
door de grote aantallen houden ze ook twee nucleotideketens samen.

Het aan elkaar koppelen van nucleotiden heet polymerisatie. Het 3e C-atoom van de desoxyribose
koppelt aan de fosfaatgroep van de volgende nucleotide en vormt zo een lange keten; een streng. Dit
is een polymeer van aan elkaar gekoppelde desoxyriboses en fosfaatgroepen.
Dit vormt dan uiteindelijk een verschil in dit enkelstrengs DNA-molecuul; aan het ene uiteinde
bevindt zich een fosfaatgroep (het 5’ uiteinde) en aan het andere uiteinde het 3e C-atoom van een
desoxyribose (het 3’ uiteinde). Dit onderscheid is belangrijk aangezien DNA altijd in de richting van
het 3’ uiteinde  5’ uiteinde wordt afgelezen en gekopieerd.

In een dubbelstrengs DNA-molecuul hebben de ketens een helixstructuur (spiraalvorm). De
ketens lopen in tegengestelde richting; de ene keten van 3’ naar 5’ en de andere keten van 5’ naar 3’.

Bij eukaryoten is het DNA in de celkern verdeeld over verschillende chromosomen. Elk chromosoom
bestaat uit een enkel, lang dubbelstrengs DNA-molecuul. Afhankelijk van de fase waarin de cel zich
verkeert, is een DNA-molecuul strakker of losser opgedeeld.
 Eerst is de dubbelstrengs DNA-molecuul om histonen (bepaalde eiwitten) gewikkeld.
 Een aantal histonen die verwikkeld is in de dubbelstrengs DNA-molecuul vormen samen een
nucleosoom.
 Het DNA tussen twee nucleosomen wordt koppelings-DNA genoemd. Door deze vorm en
korte kleinere inhap krijgt het DNA-molecuul het uiterlijk van een kralenketting.
 Vóór deze celdeling vormt deze kralenketting weer een spiraal en door hier en daar vouwen
wordt het nog compacter gevormd tot een chromosoom.

, DNA-sequentie
De volgorde waarin nucleotiden in een DNA-molecuul zijn gerangschikt = een sequentie.
Een gen is een deel van een DNA-molecuul dat de code (DNA-sequentie) bevat waarmee ribosomen
een of meer eiwitten kunnen synthetiseren. Doordat er variatie zit in de DNA-sequentie, kunnen
ribosomen ook verschillende soorten eiwitten synthetiseren.

Niet-coderend DNA
Bij sommige eukaryoten bestaat maar een klein deel van het DNA in een cel uit genen; dit overige
DNA codeert niet voor eiwitten en wordt daarom niet-coderend DNA genoemd. Bij de mens is
ongeveer 98,5% van het genoom niet-coderend DNA. Toch heeft het functies;
 Sommige stukjes niet-coderend DNA coderen voor moleculen die een regulerende functie
hebben bij de eiwitsynthese.
 Sommige stukjes niet-coderend DNA hebben zelf regulerende functies bij de eiwitsynthese

Een deel van het niet-coderend DNA bestaat uit repetitief DNA; dat zijn herhalingen van korte
nucleotidesequenties.
Een ander deel van het niet-coderend DNA bestaat uit genen die hun functie hebben verloren, zoals
bijv. het gen voor het aanmaken van eigeel bij zoogdieren.


Bss 2: DNA-replicatie (Blz. 72 t/m 82)

Replicatie startpunt en replicatiebel
Het kopiëren van DNA (DNA-replicatie) vindt plaats tijdens de S-fase van de celcyclus.
In het kernplasma bevinden zich o.a vrije nucleotiden;
 dATP (desoxyribose ‘d’ met base A)
 dTTP (desoxyribose ‘d’ met base T)
 dCTP (desoxyribose ‘d’ met base C)
 dGTP (desoxyribose ‘d’ met base G)
 Aan elk van deze vrije nucleotiden zitten 3 fosfaatgroepen (TP). Deze fosfaatgroepen
bevatten veel chemische energie die vrijkomt als er twee fosfaatgroepen afsplitsen.

Stappen van de DNA-replicatie:

1. Replicatie start bij het replicatiestartpunt;
2. Enzym helicase breekt waterstofbruggen van dubbelstrengs DNA tot 2 enkele strengen DNA.
De helixvorm verdwijnt. Hierdoor ontstaat een replicatiebel (bekijk afb. 12 op blz. 72)
3. SSBP voorkomt dat de waterstofbruggen weer vormen.
4. Enzym primase maakt primer van RNA vast aan strengen
5. DNA-polymerase (enzym) bindt zich aan de primer
6. DNA-polymerase leest DNA-streng af van 3’ naar 5’ zijde en bindt complementaire dATP,
dTTP, dCTP en dGTP.
7. De leidende streng (die al van 3’ naar 5’ liep) wordt in één keer afgelezen en wordt gekopieerd
met een streng die loopt van 5’ naar 3’.
8. De volgende streng (die liep van 5’ naar 3’) wordt in korte stukjes gedupliceerd: Okazaki-
fragmenten.
9. DNA-ligase (enzym) koppelt Okazaki-fragmenten aan elkaar.

Bekijk blz. 74 voor goede afbeeldingen hierover!!

Op de plaats waar de complementaire nieuwe nucleotide keten is gevormd langs de oude
streng, neemt het DNA weer de helixstructuur aan. Het chromosoom bestaat nu weer uit
twee chromatiden; die in het midden (centromeer) bij elkaar worden gehouden door
waterstofbruggen. Tijdens de mitose gaan de chromatiden weer uit elkaar en worden ze elk
een chromosoom in een dochtercel. Elk DNA-molecuul bestaat dan uit een oude en nieuwe
keten.

Bekijk blz. 76 voor een goede afbeelding hierover!!