Cellen Hoorcolleges
HC 3 & 4
Een nucleotide is een fosfaat, een suiker en een base, hieruit is DNA opgebouwd. Een
nucleoside bestaat uit een base en een suiker. DNA wordt aan de 3’ kant verlengd
door DNA polymerase. DNA groeit van 5’ naar 3’. DNA is door alle fosfaatgroepen een
groot anion. De suikergroep in DNA heet desoxyribose, die in RNA ribose (heeft een
2’ hydroxylgroep). A en G heten purines (R) en T, C en U heten pyrimidines (Y). DNA
is dus opgebouwd uit een purine en een pyrimidine, hierdoor blijft de diameter gelijk.
In de backbone van het
DNA zitten fosfo-di-ester
bindingen. In Griffith
experiment werd een
nieuwe betekenis van
transformatie gevonden.
‘Genetische verandering
van een cel door de
opname en expressie
van exogeen genetisch
materiaal’.
Het Avery-MacLeod experiment bekijkt wel materiaal erfelijke informatie bevat. Door
het Hershey & Chase experiment werd bevestigd dat DNA het genetische materiaal is.
Hierbij werd in bacteriofagen radioactief fosfaat en zwavel toegevoegd. De
bacteriofagen injecteerden de bacteriën en werden verwijderd. In bacteriën werd
radioactief fosfaat gevonden wat duidt op dat DNA het erfelijk materiaal is.
Het karyotype is de kleuring van chromosomen (dit heet FISH). Fluorescent DNA kan
hybridiseren met chromosoom DNA. Bij zwart witte tekeningen wordt het verschil in A-
T en C-G rijke gebieden weergegeven in bandjes. Teken 5’ van het DNA altijd
linksboven!
,HC 5 & 6 & 7
Aan de centromeren hechten de mitotische spoelen, de telomeren zorgen dat er geen
erfelijke informatie verloren gaat, op het ORI begint de DNA replicatie. Chromatine is
het materiaal waaruit chromosomen gemaakt zijn. Elke chromosoom heeft zijn eigen
locatie in de kern. Heterochromatine is gen arm en inactief (donker), euchromatine is
actief (licht). In de nucleolus (donker gekleurd) vindt veel rRNA synthese plaats. DNA
is opgebouwd uit nucleosomen, kralen aan een ketting. Een nucleosoom bestaat uit
een histon octameer (H2A, H2B, H3 en H4), H1 zorgt voor de stukjes DNA tussen de
nucleosomen. Nucleosomen hebben een beschermende en inpakfunctie. De staarten
van histonen bepalen de mate van de nucleosoomdichtheid. Histonstaarten kunnen
worden gemodificeerd (epigenetica, dit reguleert genexpressie maar verandert geen
sequentievolgorde). Gemethyleerde aminozuren zorgen vaak voor heterochromatine
gebieden. Acetylering zorgen vaak voor euchromatine. Lysine is een positief geladen
aminozuur, het bindt goed aan DNA. Door het acetyl verdwijnt de positieve lading van
het aminozuur en bindt het minder goed aan DNA, hierdoor wordt het DNA minder
strak opgerold en komen de genen makkelijker tot expressie. Speciale enzymen
kunnen de modificaties herkennen en doorgeven aan de nucleosomen in de buurt. Er
zijn DNA sequenties die dit tegengaan.
Watson en Crick hebben de DNA helix gevonden in 1953. DNA synthese is altijd van
5’ naar 3’. DNA replicatie begint bij een ORI en stopt bij telomeren of een andere
replicatievork. Een nucleotide brengt zijn eigen energie mee. DNA(n) + dNTP →
DNA(n+1) + 2Pi. De pyrofosfaat splitst ook nog in twee losse fosfaten, hierdoor is de
reactie niet omkeerbaar en verloopt de reactie spontaan. De lagging streng wordt op
een discontinue manier gemaakt, dit gebeurt met Okazaki-fragmenten. DNA
polymerase kan controleren d.m.v. zijn exonuclease activiteit, dit heet proofreading.
DNA ligase zorgt voor het sluiten van de backbone van het DNA, er wordt een fosfo-
di-esterband gevormd onder hydrolyse van ATP. DNA polymerase kan niet beginnen,
er is een RNA primer nodig gemaakt door een primase. Een ander DNA polymerase
verwijderd de RNA primer en vervangt deze door DNA.
Helicase (van 5’ naar 3’) zorgt ervoor dat DNA uit elkaar wordt gehaald. Hierdoor komt
er spanning op het DNA. Topoisomerase zorgt voor kleine breuken in de backbone
waardoor de spanning wordt
verlaagd. Topoisomerase kan
een enkelstrengs of
dubbelstrengs breuk maken
in het DNA. DNA polymerase
wordt vastgehouden aan het
DNA door een sliding clamp
en de clamp loader. Ssbp
bindt aan het enkelstrengs
DNA zodat het niet bindt en
dubbelstrengs wordt. De
laatste RNA primer op de
lagging streng kan niet
worden vervangen door DNA
polymerase. Zonder telomerase activiteit worden telomeren steeds korter. Delende
cellen hebben telomerase nodig. Telomeren hebben de sequentie TTAGGG.
Telomerase (met RNA primer: CCCTAA) zorgt voor de verlenging van de template.
Uiteinde van DNA bevat een stukje enkelstrengs DNA, dat is de template van de
lagging streng.
, HC 8 & 9
Van DNA naar eiwit is het centrale
dogma van de moleculaire biologie. RNA
synthese heet transcriptie, eiwitsynthese
heet translatie. RNA zal zich vouwen
omdat dit stabieler is. Doordat RNA
enkelstrengs is, zijn de basen flexibeler
en kunnen er ook baseparen tussen G en
A, C en U optreden. De sense streng is
een kopie van het RNA, de template is de
complementaire streng. RNA
polymerase synthetiseert RNA van 5’
naar 3’. De transcriptie in prokaryoten:
begint bij de promotor en eindigt bij de
terminator. RNA polymerase bestaat uit
vijf sub eenheden, de sigma factor is
nodig bij de initiatie en dissocieert dan.
RNA begint op +1, de TATAA box begint
op -13, er is ook een -35 box (dit is een
consensus sequentie) gescheiden door ongeveer 17 basenparen. De efficiëntie van
de transcriptie is afhankelijk van de affiniteit van de sigma factor voor de consensus
sequentie. De terminator bestaat uit twee elementen: een haarspeld en een korte
reeks U’s. De promotor zit in het DNA maar de terminator in het RNA.
Bij eukaryoten zijn transcriptie en translatie gescheiden. Ook moet het nog worden
geprocessed. Transcriptie in eukaryoten: de TATAA-box zit op -35. TBP (sub eenheid
van TFIID) bindt aan de TATAA-box en zorgt ervoor dat alle algemene
transcriptiefactoren hieraan binden. RNA polymerase heeft een staart aan de C-
terminus (CTD). Deze moet worden gefosforyleerd, dan kan RNA polymerase
beginnen met de elongatie. Ook bevat deze staart processing enzymen voor alle drie
de stappen.
HC 3 & 4
Een nucleotide is een fosfaat, een suiker en een base, hieruit is DNA opgebouwd. Een
nucleoside bestaat uit een base en een suiker. DNA wordt aan de 3’ kant verlengd
door DNA polymerase. DNA groeit van 5’ naar 3’. DNA is door alle fosfaatgroepen een
groot anion. De suikergroep in DNA heet desoxyribose, die in RNA ribose (heeft een
2’ hydroxylgroep). A en G heten purines (R) en T, C en U heten pyrimidines (Y). DNA
is dus opgebouwd uit een purine en een pyrimidine, hierdoor blijft de diameter gelijk.
In de backbone van het
DNA zitten fosfo-di-ester
bindingen. In Griffith
experiment werd een
nieuwe betekenis van
transformatie gevonden.
‘Genetische verandering
van een cel door de
opname en expressie
van exogeen genetisch
materiaal’.
Het Avery-MacLeod experiment bekijkt wel materiaal erfelijke informatie bevat. Door
het Hershey & Chase experiment werd bevestigd dat DNA het genetische materiaal is.
Hierbij werd in bacteriofagen radioactief fosfaat en zwavel toegevoegd. De
bacteriofagen injecteerden de bacteriën en werden verwijderd. In bacteriën werd
radioactief fosfaat gevonden wat duidt op dat DNA het erfelijk materiaal is.
Het karyotype is de kleuring van chromosomen (dit heet FISH). Fluorescent DNA kan
hybridiseren met chromosoom DNA. Bij zwart witte tekeningen wordt het verschil in A-
T en C-G rijke gebieden weergegeven in bandjes. Teken 5’ van het DNA altijd
linksboven!
,HC 5 & 6 & 7
Aan de centromeren hechten de mitotische spoelen, de telomeren zorgen dat er geen
erfelijke informatie verloren gaat, op het ORI begint de DNA replicatie. Chromatine is
het materiaal waaruit chromosomen gemaakt zijn. Elke chromosoom heeft zijn eigen
locatie in de kern. Heterochromatine is gen arm en inactief (donker), euchromatine is
actief (licht). In de nucleolus (donker gekleurd) vindt veel rRNA synthese plaats. DNA
is opgebouwd uit nucleosomen, kralen aan een ketting. Een nucleosoom bestaat uit
een histon octameer (H2A, H2B, H3 en H4), H1 zorgt voor de stukjes DNA tussen de
nucleosomen. Nucleosomen hebben een beschermende en inpakfunctie. De staarten
van histonen bepalen de mate van de nucleosoomdichtheid. Histonstaarten kunnen
worden gemodificeerd (epigenetica, dit reguleert genexpressie maar verandert geen
sequentievolgorde). Gemethyleerde aminozuren zorgen vaak voor heterochromatine
gebieden. Acetylering zorgen vaak voor euchromatine. Lysine is een positief geladen
aminozuur, het bindt goed aan DNA. Door het acetyl verdwijnt de positieve lading van
het aminozuur en bindt het minder goed aan DNA, hierdoor wordt het DNA minder
strak opgerold en komen de genen makkelijker tot expressie. Speciale enzymen
kunnen de modificaties herkennen en doorgeven aan de nucleosomen in de buurt. Er
zijn DNA sequenties die dit tegengaan.
Watson en Crick hebben de DNA helix gevonden in 1953. DNA synthese is altijd van
5’ naar 3’. DNA replicatie begint bij een ORI en stopt bij telomeren of een andere
replicatievork. Een nucleotide brengt zijn eigen energie mee. DNA(n) + dNTP →
DNA(n+1) + 2Pi. De pyrofosfaat splitst ook nog in twee losse fosfaten, hierdoor is de
reactie niet omkeerbaar en verloopt de reactie spontaan. De lagging streng wordt op
een discontinue manier gemaakt, dit gebeurt met Okazaki-fragmenten. DNA
polymerase kan controleren d.m.v. zijn exonuclease activiteit, dit heet proofreading.
DNA ligase zorgt voor het sluiten van de backbone van het DNA, er wordt een fosfo-
di-esterband gevormd onder hydrolyse van ATP. DNA polymerase kan niet beginnen,
er is een RNA primer nodig gemaakt door een primase. Een ander DNA polymerase
verwijderd de RNA primer en vervangt deze door DNA.
Helicase (van 5’ naar 3’) zorgt ervoor dat DNA uit elkaar wordt gehaald. Hierdoor komt
er spanning op het DNA. Topoisomerase zorgt voor kleine breuken in de backbone
waardoor de spanning wordt
verlaagd. Topoisomerase kan
een enkelstrengs of
dubbelstrengs breuk maken
in het DNA. DNA polymerase
wordt vastgehouden aan het
DNA door een sliding clamp
en de clamp loader. Ssbp
bindt aan het enkelstrengs
DNA zodat het niet bindt en
dubbelstrengs wordt. De
laatste RNA primer op de
lagging streng kan niet
worden vervangen door DNA
polymerase. Zonder telomerase activiteit worden telomeren steeds korter. Delende
cellen hebben telomerase nodig. Telomeren hebben de sequentie TTAGGG.
Telomerase (met RNA primer: CCCTAA) zorgt voor de verlenging van de template.
Uiteinde van DNA bevat een stukje enkelstrengs DNA, dat is de template van de
lagging streng.
, HC 8 & 9
Van DNA naar eiwit is het centrale
dogma van de moleculaire biologie. RNA
synthese heet transcriptie, eiwitsynthese
heet translatie. RNA zal zich vouwen
omdat dit stabieler is. Doordat RNA
enkelstrengs is, zijn de basen flexibeler
en kunnen er ook baseparen tussen G en
A, C en U optreden. De sense streng is
een kopie van het RNA, de template is de
complementaire streng. RNA
polymerase synthetiseert RNA van 5’
naar 3’. De transcriptie in prokaryoten:
begint bij de promotor en eindigt bij de
terminator. RNA polymerase bestaat uit
vijf sub eenheden, de sigma factor is
nodig bij de initiatie en dissocieert dan.
RNA begint op +1, de TATAA box begint
op -13, er is ook een -35 box (dit is een
consensus sequentie) gescheiden door ongeveer 17 basenparen. De efficiëntie van
de transcriptie is afhankelijk van de affiniteit van de sigma factor voor de consensus
sequentie. De terminator bestaat uit twee elementen: een haarspeld en een korte
reeks U’s. De promotor zit in het DNA maar de terminator in het RNA.
Bij eukaryoten zijn transcriptie en translatie gescheiden. Ook moet het nog worden
geprocessed. Transcriptie in eukaryoten: de TATAA-box zit op -35. TBP (sub eenheid
van TFIID) bindt aan de TATAA-box en zorgt ervoor dat alle algemene
transcriptiefactoren hieraan binden. RNA polymerase heeft een staart aan de C-
terminus (CTD). Deze moet worden gefosforyleerd, dan kan RNA polymerase
beginnen met de elongatie. Ook bevat deze staart processing enzymen voor alle drie
de stappen.
