Samenvatting moleculaire biologie I (2de bach BCBT)

SAMENVATTING
MOLECULAURE BIOLOGIE
[Ondertitel van document]

Abstract
[Trek de aandacht van uw lezer met een interessante samenvatting. Dit is meestal een kort
overzicht van het document.
Wanneer u uw inhoud wilt toevoegen, klikt u hier en begint u te typen.]




Jarne Winderickx
[E-mailadres]

,Inhoud

1. INLEIDING TOT DE MOLECULAIRE BIOLOGIE................................................................................................ 6
1.1 INLEIDING........................................................................................................................................................6
1.2 HET BIOLOGISCH UNIVERSUM IN EEN NOTENDOP.....................................................................................................6
1.3 KORT OVERZICHT VAN DE MOLECULAIRE BIOLOGIE...................................................................................................7
1.4 UNITAIR KARAKTER VAN DE BIOCHEMIE VAN LEVENDE SYSTEMEN................................................................................7
1.5 ENKELE DEFINITIES EN BEGRIPPEN.........................................................................................................................8
1.6 HET E.COLI MODELORGANISME............................................................................................................................8
1.6.1 Groeicondities..........................................................................................................................................8
1.6.2 Celdeling..................................................................................................................................................9
1.6.3 Snelheid van DNA, RNA en eiwitsynthese...............................................................................................9
1.6.3.1 DNA................................................................................................................................................................. 9
1.6.3.2 RNA..................................................................................................................................................................9
1.6.3.3 Eiwit............................................................................................................................................................... 10
1.6.4 Chemische samenstelling......................................................................................................................10
2. DNA: ALGEMENE EIGENSCHAPPEN........................................................................................................... 12
2.1 DNA ALS DRAGER VAN DE ERFELIJKE INFORMATIE..................................................................................................12
2.1.1 Historiek................................................................................................................................................12
2.1.2 Experimenten van Griffith en Avery......................................................................................................12
2.1.3 Experimenten van Hershey en Chase....................................................................................................13
2.2 CHEMISCHE SAMENSTELLING.............................................................................................................................13
2.2.1 Basen.....................................................................................................................................................13
2.2.2 Suikers...................................................................................................................................................14
2.2.3 Voorkomen van gemodificeerde nucleotiden........................................................................................14
2.2.3.1 functies van gemodificeerde nucleotiden bij bacteriën.................................................................................15
2.3 PRIMAIRE EN SECUNDAIRE STRUCTUREN..............................................................................................................15
2.3.1 Primaire structuur.................................................................................................................................15
2.3.2 secundaire structuur.............................................................................................................................16
2.3.2.1 Ontwikkeling van Watson & Crick model.......................................................................................................16
2.3.2.2 structuur van B-DNA......................................................................................................................................17
2.3.2.2.1 basen komen voor als 2 complementaire paren....................................................................................17
2.3.2.2.2 Dimensies van B-DNA.............................................................................................................................17
2.3.2.2.3 B-DNA helix is rechtsdraaiend met kleine + grote groef.........................................................................18
2.3.2.3 structuur van A-DNA......................................................................................................................................18
2.3.2.4 structuur van Z-DNA......................................................................................................................................19
2.4 DNA-HERKENNING DOOR EIWITTEN....................................................................................................................19
2.4.1 Aard van de interacties tussen DNA en eiwitten...................................................................................20
2.4.2 DNA-bindende eiwitmotieven...............................................................................................................20
2.4.2.1 Sequentie-specifieke herkenning...................................................................................................................20
2.4.2.1.1 Helix-turn-helix motief (HTH).................................................................................................................20
2.4.2.1.2 Zinkvinger motief...................................................................................................................................21
2.4.2.1.3 two stranded -sheet motief....................................................................................................................21
2.4.2.1.4 Leucine zipper motief.............................................................................................................................21
2.4.2.1.5 Helix-Loop-Helix motief (HLH)................................................................................................................21
2.4.2.2 Niet-sequentie-specifieke herkenning............................................................................................................21
2.5 VOORKOMEN VAN DNA...................................................................................................................................22
2.5.1 Virussen.................................................................................................................................................22
2.5.2 Bacteriën...............................................................................................................................................22
2.5.3 Eukaryoten............................................................................................................................................22
2.6 HET NUCLEOID................................................................................................................................................23

1

, 2.6.1 HU-eiwit................................................................................................................................................24
2.6.2 H1 eiwit (H-NS eiwit).............................................................................................................................24
2.6.3 Sso7 eiwit..............................................................................................................................................24
2.6.4 Archaea histonen...................................................................................................................................24
2.7 DNA ALS MACROMOLECULE..............................................................................................................................25
2.7.1 Het ‘linkage’ getal, twist en superwinding (bij cccDNA: covalent gesloten circulair DNA) (pg 34-35). 25
2.7.2 DNA in cellen.........................................................................................................................................25
3. DNA REPLICATIE....................................................................................................................................... 27
3.1 SYNTHESE VAN DEOXYRIBONUCLEOTIDEN..............................................................................................................27
3.2 DNA POLYMERASEN........................................................................................................................................27
3.2.1 Algemene eigenschappen van DNA polymerasen................................................................................27
3.2.1.1 Begrip template-primer.................................................................................................................................27
3.2.1.2 Meten van DNA polymerase activiteit...........................................................................................................28
3.2.2 DNA polymerase I / Pol I / Kornberg enzym..........................................................................................28
3.2.2.1 Vereisten voor de suiker en de base..............................................................................................................29
3.2.2.2 Bepalen van de richting van DNA synthese....................................................................................................29
3.2.2.3 Karakterisering van het gevormde product na inwerking van DNA polymerase.............................................30
3.2.2.4 Moleculaire structuur van DNA polymerase I................................................................................................30
3.2.2.5 Het mechanisme van DNA polymerisatie.......................................................................................................31
3.2.2.5.1 Handpalm domein.................................................................................................................................31
3.2.2.5.2 Vingers...................................................................................................................................................31
3.2.2.5.3 Duim......................................................................................................................................................32
3.2.2.6 Het mechanisme voor proeflezing (“proofreading”)......................................................................................32
3.2.2.7 De 5’ --> 3’ exonuclease activiteit..................................................................................................................32
3.2.2.8 In vivo functie van DNA polymerase I............................................................................................................32
3.2.3 DNA polymerase III, het DNA replicerend polymerase..........................................................................33
3.2.4 DNA polymerase II, IV en V....................................................................................................................34
3.3 PRIMASEN.....................................................................................................................................................34
3.4 HELICASEN.....................................................................................................................................................35
3.5 ENKELSTRENG-BINDENDE EIWITTEN (SSBS)..........................................................................................................36
3.6 TOPOÏSOMERASEN...........................................................................................................................................36
3.7 DNA LIGASEN................................................................................................................................................38
3.8 INITIATIE VAN DNA REPLICATIE IN E.COLI.............................................................................................................38
3.9 ELONGATIE EN TERMINATIE VAN DNA REPLICATIE IN E.COLI.....................................................................................40
3.10 CONTROLE VAN REPLICATIE-INITIATIE EN ROL VAN DE MEMBRAAN IN E.COLI..............................................................40
3.11 DE FINALE STAPPEN BIJ DE REPLICATIE................................................................................................................42
3.12 CHROMOSOOM SEGREGATIE IN E.COLI...............................................................................................................43
3.13 SINGLE-COPY PLASMIDEN HEBBEN EVENEENS EEN SEGREGATIESYSTEEM....................................................................44
3.14 PLASMIDE REPLICATIE.....................................................................................................................................44
3.15 BACTERIOFAAG REPLICATIE..............................................................................................................................45
3.15.1 bacteriofagen met ss circulair DNA.....................................................................................................46
3.15.2 Bacteriofagen met ds DNA..................................................................................................................47
4. DNA MUTATIES, HERSTEL EN RECOMBINATIE............................................................................................ 48
4.1 INLEIDING......................................................................................................................................................48
4.2 REPLICATIEFOUTEN EN HUN HERSTEL...................................................................................................................48
4.2.1 De aard van mutaties............................................................................................................................48
4.2.2 Mismatch herstel corrigeert replicatiefouten die ontsnappen aan het proeflezen...............................49
4.3 DNA BESCHADIGING........................................................................................................................................50
4.3.1 DNA ondergaat spontane beschadiging door hydrolyse en deaminatie..............................................50
4.3.2 DNA beschadiging door alkylatie, oxidatie en radiatie.........................................................................50
4.3.3 Mutaties geïnduceerd door base analogen en DNA intercalerende agentia........................................51
4.4 SPECIFIEKE HERSTEL MECHANISMEN....................................................................................................................51


2

, 4.4.1 Herstel van gedeamineerde basen........................................................................................................51
4.4.2 Herstel van geoxideerde basen (fig 4.13)..............................................................................................52
4.4.3 Hertsel van gealkyleerde basen............................................................................................................52
4.4.4 Herstel van pyrimidine basen................................................................................................................52
4.4.5 Het nucleotide incision repair system....................................................................................................52
4.5 ALGEMENE HERSTEL MECHANISMEN....................................................................................................................53
4.5.1 Nucelotide exisie herstel / NER..............................................................................................................53
4.5.2 De SOS response n ‘translesional’ DNA synthese..................................................................................53
4.5.3 Recombinatie herstel.............................................................................................................................54
4.6 DNA HERSTEL BIJ BACTERIOFAGEN......................................................................................................................54
4.7 VOORWAARDEN VOOR RECOMBINATIE.................................................................................................................55
4.8 MOLECULAIRE RECOMBINATIE MODELLEN............................................................................................................55
4.8.1 Het Holliday dubbele streng invasie model / dubbele streng invasie model........................................55
4.8.2 Het enkele streng invasie model...........................................................................................................56
4.8.3 Het dubbelstrengige breuk herstel model (DSB herstel).......................................................................56
4.9 ENKELE EIWITCOMPLEXEN BETROKKEN BIJ HOMOLOGE RECOMBINATIE.......................................................................57
4.9.1 Het RecBCD helicase/nuclease maakt gebroken DNA klaar voor recombinatie...................................57
4.9.2 Het RecA eiwit assembleert op ssDNA en stimuleert de streng invasie................................................57
4.9.3 Er worden nieuw gebasepaarde strengen gevormd in het RecA filament............................................58
4.9.4 Het RuvAB complex herkent specifieke Holliday juncties en stimuleert de branch migratie................58
4.9.5 RuvC verknipt specifiek DNA strengen ter hoogt van de Holliday junctie.............................................58
4.10 SITE-SPECIFIEKE RECOMBINATIE........................................................................................................................59
4.10.1 Site-specifieke recombinatie gebeurt thv specifieke DNA sequentiesµ...............................................59
4.10.2 Site-specifieke recombinasen knippen en ‘ligeren’ de DNA fragmenten gebruik makend van
covalente eiwit-DNA intermediairen..............................................................................................................59
4.10.3 Biologische rol van site-specifieke recombinatie.................................................................................60
4.10.3.1 Faag lambda integratie in GH chromosomen...............................................................................................60
4.10.3.2 Salmonella Hin recombinase inverteert DNA segment waardoor alternatieve genen tot expressie komen.60
4.10.3.3 recombinasen zorgen voor omzetting van miltimere circulaire DNA molc in monomeren (pg 27)..............60

5. TRANSCRIPTIE.......................................................................................................................................... 62
5.1 STRUCTUUR EN FUNCTIE VAN RNA.....................................................................................................................62
5.2 ALGEMENE ASPECTEN VAN TRANSCRIPTIE.............................................................................................................62
5.3 RNA POLYMERASE EN DE TRANSCRIPTIECYCLUS.....................................................................................................63
5.3.1 RNA polymerasen bestaan in verschillende vormen.............................................................................63
5.3.2 Transcriptie door RNA polymerase gebeurt stapsgewijs......................................................................63
5.3.2.1 Initiatie........................................................................................................................................................... 63
5.3.2.2 Elongatie........................................................................................................................................................63
5.3.2.3 Terminatie......................................................................................................................................................63
5.3.3 Transcriptie-initiatie bestaat uit 3 goed gedefinieerde stappen (fig 5.10)............................................64
5.4 DE BACTERIËLE TRANSCRIPTIECYCLUS...................................................................................................................64
5.4.1 Bacteriële promoters variëren in sterkte en sequentie maar hebben bepaalde gedefinieerde
kenmerken......................................................................................................................................................64
5.4.2 De  factor medieert de binding van het polymerase op de promoter...............................................64
5.4.3 De transitie naar het open complex houdt structurele veranderingen in het RNA polymerase en in het
promoter DNA in............................................................................................................................................65
5.4.4 Transcriptie wordt geïnitieerd door RNA polymerase zonder de noodzaak voor een primer...............65
5.4.5 RNA polymerase synthetiseert verschillende korte RNA stukjes vooraleer in de elongatie fase te
treden.............................................................................................................................................................66
5.4.6 Het polymerase is een processief eiwit dat RNA synthetiseert en proefleest.......................................66
5.4.7 Transcriptie wordt getermineerd door signalen die zich in de RNA sequentie bevinden......................67
5.5 MRNA AFBRAAK IN PROKARYOTEN.....................................................................................................................67
5.6 GENREGULATIE BIJ PROKARYOTEN.......................................................................................................................68
5.6.1 Principes van transcriptionele regulatie................................................................................................68

3

, a) genexpressie wordt gecontroleerd door regulatorische eiwitten..........................................................................68
b) veel promotors worden gereguleerd door activatoren die RNA pol helpen binden op DNA + door repressoren die
binding blokkeren......................................................................................................................................................69
c) bepaalde activatoren werken via allosterie + reguleren stappen na RNA pol binding............................................69
d) actie vanop afstand & DNA looping.......................................................................................................................69
e) coöperatieve binding + allosterie hebben talrijke functies in genregulatie............................................................69
f) Niet alle genregulatie is gericht op transcriptie-initiatie.........................................................................................70
5.6.2 Regulatie van transcriptie-initiatie: voorbeelden in bacteriën..............................................................70
a) Het lac operon: negatieve regulatie.......................................................................................................................70
b) Alternatieve  factoren dirigeren RNA polymerase naar alternatieve promotor sets ..........................................71
c) NtrC is werkzaam door allosterische veranderingen van het gesloten RNA polymerase complex te induceren door
interactie met het RNA polymerase...........................................................................................................................71
d) MerR is werkzaam door allosterische veranderingen in het promoter-DNA te induceren.....................................72
e) Sommige repressoren houden het RNA polymerase vast op de promoter in plaats van de binding te verhinderen
.................................................................................................................................................................................. 72
f) AraC en controle van het araBAD operon door positieve regulatie (= anti-activering) (= voorkomen van activator
activiteit)................................................................................................................................................................... 72
g) Het tryptofaan biosynthese operon wordt gecontroleerd door ‘feedback’ inhibitie en vroegtijdige transcriptie
terminatie.................................................................................................................................................................. 73

6. TRANSLATIE.............................................................................................................................................. 73
6.1 INLEIDING......................................................................................................................................................73
6.2 BOODSCHAPPER RNA (MRNA).........................................................................................................................73
6.2.1 Polypeptide ketens worden gespecifieerd door open leesramen (ORFs)..............................................73
6.2.2 Prokaryote mRNAs bevatten een ribosoom bindingsplaats..................................................................73
6.3 TRANSFER RNA (TRNA)..................................................................................................................................73
6.3.1 tRNAs zijn de adaptoren tussen de codons en de aminozuren.............................................................73
6.3.2 De tRNA genen (bij E.coli).....................................................................................................................74
6.3.3 Basenmodificaties bij tRNAs..................................................................................................................74
6.3.4 tRNAs vertonen een algemene secundaire klaverblad-structuur en een typische L-vormige drie-
dimensionele structuur...................................................................................................................................75
6.4. DE AANHECHTING VAN AMINOZUREN AAN HET TRNA...........................................................................................76
6.4.1 tRNAs worden opgeladen door de aanhechting van een aminozuur aan het 3’- terminaal adenosine
nucleotide.......................................................................................................................................................76
6.4.2 tRNA synthetasen herkennen unieke structurele eigenschappen van hun overeenkomstige tRNAs....76
6.5 HET RIBOSOOM..............................................................................................................................................77
6.5.1 Het ribosoom is samengesteld uit een grote en een kleine subeenheid...............................................77
6.5.2 De ribosomale cyclus.............................................................................................................................77
6.5.3 Vorming van de peptide binding...........................................................................................................77
6.6 TRANSLATIE INITIATIE.......................................................................................................................................78
6.7 TRANSLATIE ELONGATIE....................................................................................................................................78
6.7.1 Het afleveren van aminoacyl-tRNAs in de A-plaats..............................................................................79
6.7.2 Het ribosoom is een ribozyme...............................................................................................................79
6.7.3 Translocatie van het ribosoom tijdens de elongatie.............................................................................79
6.7.4 EF-Tu-GDP en EF-G-GDP moeten GDP voor GTP uitwisselen vooraleer ze aan een nieuwe
elongatieronde kunnen deelnemen...............................................................................................................80
6.8 TRANSLATIE TERMINATIE...................................................................................................................................80
6.8.1 Release factors......................................................................................................................................80
6.8.2 Klasse I release factors (RF1 en RF2 en eRF1).......................................................................................80
6.8.3 Klasse II release factors (RF3 en eRF3)..................................................................................................81
6.8.4 Recycling factor.....................................................................................................................................81
6.9 TRANSLATIE-AFHANKELIJKE REGULATIE VAN MRNA EN EIWIT STABILITEIT....................................................................81
6.10 POST-TRANSCRIPTIONELE MECHANISMEN DIE HET NIVEAU VAN DE EIWITSYNTHESE BEÏNVLOEDEN..................................82
6.10.1 1e mechanisme....................................................................................................................................82
6.10.2 2de mechanisme...................................................................................................................................82

4

, 6.10.3 3de mechanisme...................................................................................................................................82
6.10.4 4de mechanisme (zie ppt).....................................................................................................................83
6.10.5 riboswitches (enkel ppt)......................................................................................................................83
6.11 DE GENETISCHE CODE....................................................................................................................................83
6.11.1 De code is gedegenereerd...................................................................................................................83
6.11.2 De ontcijfering van de genetische code...............................................................................................84
6.12 SUPPRESSOR MUTATIES...................................................................................................................................84
6.13 NIET ALLE RNAS WORDEN VERTAALD................................................................................................................84




5

,1. INLEIDING TOT DE MOLECULAIRE BIOLOGIE

1.1 INLEIDING


 Centrale cellulaire functies -> constant gebleven in evolutie (ribosomen + translatiefactoren: +
+ geconserveerd)
o Ook DNA excisie-herstel, mismatch herstel, …
 Bacteriën : duidelijk gecompartimentaliseerd
o Zijn ook belangrijke spelers in: N-fixatie bij planten, afbraak natuurlijke polymeren
(cellulose en lignine), degradatie van toxische producten, …

1.2 HET BIOLOGISCH UNIVERSUM IN EEN NOTENDOP



 3 grote klassen: Eubacteriën, Archae (vroeger Archaebacteriën) en de Eukaryoten
 Eubacteriën: ++ voorkomend
o Voorbeelden van fout geklasseerd: cyanobacteriën (eerst bij algen), actinomyceten
(eerst schimmels, aangezien sporen + steel vormen)
o DUS: Bacteriën onderscheiden op basis van biochemische criteria en afwezigheid
van organellen
 Gram-positieve (blauw) + Gram-negatieve (roze)
Eubacteriën
o verschil: opbouw celwand
 Gram-negatief: ++ ontwikkeld
buitenste membraan
 Gram-positief: ++ ontwikkeld
peptidoglycaanlaag
o Gram-positieve sterker verwand met elkaar
dan aan Gram-negatieve
 Archae: biochemisch ++ verschillend
o Extremofielen (++temperatuur, ++ druk, …)
o Classificatie obv sequentie van rRNA en structuren van RNA polymerase en lipiden
o Sterk verwand met eukaryoten
 Eukaryoten: nucleair membraan (++ invloed op eiwitsynthese)
o Membraan -> translatie + mRNA synthese niet gelijktijdig (DNA + ribosomen
gescheiden, dit is niet zo bij prokaryoten)
 mRNA eerst door nucleair membraan, dan pas vertaald door ribosomen
o aanwezigheid van celorganellen
 chloroplast + mitochondria: intracellulaire symbiose van Eubacteriën met
eukaryote cellen
 voordeel: eubacteriën kunnen energie genereren -> eukaryote cel
zelf energie maken
 ++ verlies van genen van eubacteriën -> permanente symbionten (niet
autonoom)
 Bevatten: chromosomaal DNA -> eigen tRNA, eiwitten, rRNA




6

,1.3 KORT OVERZICHT VAN DE MOLECULAIRE BIOLOGIE



 1930-1940: Wetten van Mendel
 Thomas Hunt Morgan: relatie gen + chromosoom tijdens overerving (adhv fruitvlieg)
o Toen: gen = basiseenheid van overerving
o Nu: gen = lengte DNA die synthese dirigeert van eiwit / RNA
 Hermann Muller: mutagene effect van X-stralen (genen bestuderen)
 Delbrück + Luria: gebruik van bacteriofagen
o Toonden aan: erfelijkheid in bacteriën gedroeg analoog (Darwiniaanse principes) als
in hogere organismen
 Bacteriële resistentie tegen faaginfectie = willekeurig (onafhankelijk van
aanwezigheid van faag)
o Voordien: bacteriën passen aan in omgeving + geven nieuwe aanpassingen door
 1952: genen = DNA, geen eiwitten (door Hershey en Chase)
 1953: Watson + Crick
o Replicatie: semi-conservatieve manier (basenparing tssn nieuwe + oude streng)
 1961: Crick: genetische code is opgebouwd uit tripletten
 1960-1969: ontdekking van enzymen die betrokken zijn bij werking DNA + RNA
o 1960: DNA polymerase I
o DNA ligasen, kinasen, restrictie endonucleasen ,… -> manipulatie van genen was
mogelijk
 1970: eerste humane gen expressie in bacteriën
 1977: DNA sequenceren (Maxam-Gilbert methode, nu: dideoxysequencering)
 1988: Taq-polymerase: PCR techniek ontwikkeld (Kary Mullis)

1.4 UNITAIR KARAKTER VAN DE BIOCHEMIE VAN LEVENDE SYSTEMEN



 Basisprincipes:
o Genetische informatie stroom: DNA -> RNA -> eiwit
o Structuur + samenstelling macromoleculen
 DNA: deoxyribonucleotiden (purines: A G, pyrimidines: C T)
 RNA: ribonucleotiden (T -> Uracil + H op suiker wordt OH)
 Eiwit: 20 verschillende AZ
 Nieuwe AZ door secundaire modificaties (5-hydroxyproline)
 L-vorm overheerst in eiwitten (D-vorm voor structuren van celwand
van bacteriën)
o Universele genetische code
o Hoofdwegen van intermediair metabolisme
 Glucose als voedingsmolecule
 Verbranding via glycolyse (glucose -> 2 molc
pyruvaat) (zorgt ook voor precursoren van AZ,…)
 Enzymen nodig: ++ geconserveerd
 Bij hogere organismen (met mitochondria):
citroenzuurcyclus (pyr -> C O2)


7

, o ATP als energiebron



 Universele genetische code
o 3-letter code: 3 basen in mRNA bepalen AZ (64 mogelijke 3-letter woorden)
o Meerde code woorden voor zelfde AZ
o Stop-woorden: UAG, UGA en UAA
o Begin-coden: AUG (voornamelijk), soms ook GUG of UUG
o Afwijkingen: ciliaten: enkel UGA als stopcodon, UAA en UAG coderen enkel voor Gln
o Codons: universeel doorheen evolutie
o Wel voorkeur voor bepaald codon per AZ
o Ook in mitchondria afwijkingen (bv: UGA betekent Trp ipv stop)



1.5 ENKELE DEFINITIES EN BEGRIPPEN



 Nucleïnezuur sequentie: 5’ --> 3’ richting (fosfaat --> OH)
 1 streng genoteerd voor sequentie van gen = Coderende streng (zelfde seq als mRNA / streng
waar codons worden afgelezen)
 Indien dubbelstrengig: bovenste streng = 5’-3’ (coderende streng) en onderste = 3’-5’
 Definities: lees pg 8 - 10

1.6 HET E.COLI MODELORGANISME



 E.coli: staafvormige eubacterie, leeft in darm + groeit aeroob
 Cirkelvormig chromosoom

1.6.1 GROEICONDITIES


 Bacteriën: ionen (Mg, K,…) + C-bron (glucose) + H 2 O
 Dierlijke cellen: ++ complex
 Voor E.coli: M9 medium
o Sporen van Zn en Fe niet nodig: reeds aanwezig als onzuiverheden in andere zouten
o Stikstof: AZ + N-basen (purines, pyrimidines en polyaminen)
o Mg + K: cofactoren van enzymen + belangrijk voor polymeersynthese (DNA, RNA,
eiwit), Mg kan vervangen worden door Ca (enkel bij prokaryoten)
o S O 2−¿¿4
: synthese tRNA, opbouw van methionine en cysteïne (AZ) + synthese
cofactoren (bv SAM)
o Fosfaat voor opbouw: ATP, celwandmateriaal (fosfolipiden), co-enzymen (NADH,
NAD), nucelïnezuren en suikerfosfaten
o Glucose: energiebron + brenger van C als bouwsteen (kan vervangen worden door
acetaat,…) (bij planten: C O2 )




8

, 1.6.2 CELDELING


 ++ genetische informatie voor processen die te maken hebben met deling
 20 min: equivalent van 1 cel repliceren (alle cytoplasmacomponenten (enzymen + tRNA) +
celstructuren (celwand, ribosomen,…))
 Optimale temp: 37 °C ( < 8°C geen celdelingen !!)
 Voedingsbodem: ++ effect (glucose vs acetaat: 40 vs 270 min)
o Arme bodem: cel wordt verplicht zelf AZ, N-basen (pur + pyr), co-enzymen,…
synthetiseren
 Oplossing voor mindere omstandigheden
o Snelheid van synthese verminderen: bij lagere temp zal enzymen -- activiteit
vertonen
 Kwalitatieve veranderingen in metabolisme (ieder enzym heeft eigen temp-
afhankelijkheid)
 Bv: meer F-product doordat enzym 2 minder afhankelijk is
 A -> E door enzym 1, A -> F door enzym 2
 Bij verandering voedingsbodem: bv minder A ---> hoeveelheden E en F zal
veranderen
o Specifiek voor synthese van macromoleculen: # ketens dat ingebouwd wordt
verminderen --> regulatie van keteninitiatie (minder elongatie of minder initiatie)

1.6.3 SNELHEID VAN DNA, RNA EN EIWITSYNTHESE

1.6.3.1 DNA


 Synthese 1 molc DNA: 40 min + celdeling: om de 20 min
o --> Cel is tetraploïd !!! (verhoogde verhouding DNA per celvolume)
o Start nieuwe DNA-synthese -initiatie op wanneer voorgaande halfweg is
 Bij celdeling van 40 min:
o --> cel is diploïd (ieder van beide genomen deelt 1 keer -> dochtercellen elk 2
genomen)
 Bij arm medium: haploïd
 # genomen per cel wordt bepaald door complex regulatiemechanisme tssn DNA-
verdubbeling + septumvorming (scheidingslijn)
o DNA-replicatie tijd blijft const: regulatiesystemen die concentratie precursoren
(dNTP’s) en enzymen constant houden
o Wel regulatie van septumvorming (/ celvolume)
 ~ 100.000 bp/min gesynthetiseerd

1.6.3.2 RNA



9