,H 17 DNA
17.1 ‘DNA in je cellen’
- DNA bevat informatie voor het maken van eiwitten. Het is verdeeld in menselijke cellen
over de 46 chromosomen in de celkern en in het cirkelvormig DNA in de mitochondriën.
- Een DNA-molecuul bestaat uit twee strengen bestaande uit nucleotiden.
- DNA-nucleotiden bestaan uit een fosfaatgroep, een suikermolecuul (deoxyribose) en een
stikstofbase.
- In het DNA-nucleotide vormt het eerste C-atoom (1’) van de deoxyribose een binding met
de stikstofbase en de vijfde (5’) met de fosfaatgroep.
- 4 verschillende stikstofbasen in het DNA:
1. Adenine (A)
2. Cytosine (C)
3. Guanine (G)
4. Thymine (T)
- A met T door middel van twee H-bruggen
- G met C door middel van drie H-bruggen
- Door deze vaste combinatie van basenparen zijn beide strengen in een DNA-molecuul
complementair. Ook het 3’ en 5’ einde zijn complementair aan elkaar.
- Speciale eiwitten (histonen) verstevigen en beschermen de DNA-moleculen. Acht histonen
samen vormen een bolletje waar het DNA-molecuul voor een deel in is gerold.
- Het geheel van de histonen en het eromheen gerolde DNA heet een nucleosoom. De
histonen van verschillende nucleosomen koppelen met elkaar waardoor een
chromatinedraad ontstaat.
Mitochondriaal DNA
- DNA zit ook in de mitochondriën. Hier is het cirkelvormig.
- Mitochondriaal DNA noem je mtDNA.
- De genen in het mitochondriaal DNA coderen voor aerobe dissimilatie (Aerobe dissimilatie
is de verbranding van kleine, biologische organische verbindingen, de dissimilatie van
stoffen onder toetreding van zuurstof) en de rest voor rRNA.
- Het totale DNA van een persoon (genoom) bevat zo’n 19 000 genen. Elk gen is een stuk
DNa met informatie voor de productie van een of meerdere eiwitten.
- Alle cellen hebben hetzelfde DNA, maar afhankelijk van hun functie zijn verschillende
genen actief.
- De DNA-code in de genen ligt vast in de volgorde van de stikstofbasen -> met ieder een
eigen volgorde van A’s, T’s, C’s en G’s.
- DNA codeert niet alleen voor eiwitten maar een groot deel, het niet-coderend DNA, heeft
een andere functie. Bijvoorbeeld het produceren van rRNA of tRNA, of regelt het aan- en
uitschakelen van de genen in het coderende DNA.
- In het DNA komen herhalingen van series nucleotiden voor -> repetitief DNA.
, - Korte repeats van twee tot tien nucleotiden, STR’s, spelen een rol bij verwant onderzoek.
Het aantal STR’s verschilt per persoon.
17.2 ‘DNA kopiëren’
DNA verdubbeling (bron 4)
- In een celcyclus verdubbelen DNA-moleculen zich tijdens de S-fase via DNA-replicatie:
1. Een enzymencomplex verbreekt op een startpunt de H-bruggen tussen beide DNA-
strengen -> Helicasen ritsen naar beide kanten toe het DNA verder open. ( 2
openingen ontstaan: replicatievorken).
2. Het RNA-polymerase primase maakt op het startpunt een primer vast van zo’n
twintig ribonucleotiden.
3. Vanaf de primer vormt het enzym DNA-polymerase een nieuwe streng. (Het enzym
kan maar op één manier aan de DNA-streng hechten. Het enzym leest de
nucleotiden van de DNA-streng daardoor alleen in 3’->5’ en vormt dus alleen in 5’->3’
dat is de leidende streng.
4. Het DNA-polymerase maakt DNA-nucleotiden vast in de juiste combinaties en
koppelt ze zijwaarts aan elkaar tot een continue reeks op beide DNA-strengen.
5. In de andere richting vanaf het startpunt kan het DNA-polymerase geen continue
streng vormen, omdat dit tegen zijn leesrichting ingaat. Daar verloopt de replicatie
wat de volgende streng oplevert. In vergelijking met de leidende streng is dit dus
achterwaarts kopiëren. Het nieuwe stukje heet een Okazaki-fragment.
6. Helicase zorgt ervoor dat de replicatievork opschuift, primase voegt een nieuwe
RNA-primer toe en er groeit een volgens Okazaki-fragment.
7. Een ander type DNA-polymerase vervangt alle RNA-nucleotiden uit de primers door
DNA-nucleotiden.
8. Het enzym ligase koppelt de Okazaki-fragmenten aan elkaar tot een complete
streng.
- Dit proces van DNA-verdubbeling is semi-conservatief:
Elk nieuw molecuul bestaat uit een oorspronkelijke en een nieuwe streng.
PCR-methode (bron 5)
- PCR vindt plaats in een machine die steeds snel en nauwkeurig van temperatuur wisselt.
- Een analist brengt in de machine een mengsel van het te kopiëren DNA-fragment, twee
verschillende DNA-primers, een speciaal type DNA-polymerase en de benodigde
nucleotiden.
Proces:
1. Bij 95 °C verbreken de H-bruggen en opent het dubbelstrengs DNA-molecuul.
2. De machine verlaagt de temperatuur naar 52 °C en beide DNA-primers binden ek
aan een van de beide DNA-strengen.
3. De temperatuur stijgt naar 72 °C en een hittebestendig DNA-polymerase verlengt de
nieuwe ketens van 5’ -> 3’ met complementaire DNA-nucleotiden.
- Na zo’n 30-40 herhalingen is er genoeg materiaal voor verder onderzoek via
gelelektroforese. Deze techniek scheidt DNA-fragmenten op basis van hun grootte
(elektrisch veld -> negatief geladen moleculen bewegen naar positieve pool).
- Capillaire Elektroforese is een variant hierop.
17.3 ‘Het maken van polypeptideketens’
17.1 ‘DNA in je cellen’
- DNA bevat informatie voor het maken van eiwitten. Het is verdeeld in menselijke cellen
over de 46 chromosomen in de celkern en in het cirkelvormig DNA in de mitochondriën.
- Een DNA-molecuul bestaat uit twee strengen bestaande uit nucleotiden.
- DNA-nucleotiden bestaan uit een fosfaatgroep, een suikermolecuul (deoxyribose) en een
stikstofbase.
- In het DNA-nucleotide vormt het eerste C-atoom (1’) van de deoxyribose een binding met
de stikstofbase en de vijfde (5’) met de fosfaatgroep.
- 4 verschillende stikstofbasen in het DNA:
1. Adenine (A)
2. Cytosine (C)
3. Guanine (G)
4. Thymine (T)
- A met T door middel van twee H-bruggen
- G met C door middel van drie H-bruggen
- Door deze vaste combinatie van basenparen zijn beide strengen in een DNA-molecuul
complementair. Ook het 3’ en 5’ einde zijn complementair aan elkaar.
- Speciale eiwitten (histonen) verstevigen en beschermen de DNA-moleculen. Acht histonen
samen vormen een bolletje waar het DNA-molecuul voor een deel in is gerold.
- Het geheel van de histonen en het eromheen gerolde DNA heet een nucleosoom. De
histonen van verschillende nucleosomen koppelen met elkaar waardoor een
chromatinedraad ontstaat.
Mitochondriaal DNA
- DNA zit ook in de mitochondriën. Hier is het cirkelvormig.
- Mitochondriaal DNA noem je mtDNA.
- De genen in het mitochondriaal DNA coderen voor aerobe dissimilatie (Aerobe dissimilatie
is de verbranding van kleine, biologische organische verbindingen, de dissimilatie van
stoffen onder toetreding van zuurstof) en de rest voor rRNA.
- Het totale DNA van een persoon (genoom) bevat zo’n 19 000 genen. Elk gen is een stuk
DNa met informatie voor de productie van een of meerdere eiwitten.
- Alle cellen hebben hetzelfde DNA, maar afhankelijk van hun functie zijn verschillende
genen actief.
- De DNA-code in de genen ligt vast in de volgorde van de stikstofbasen -> met ieder een
eigen volgorde van A’s, T’s, C’s en G’s.
- DNA codeert niet alleen voor eiwitten maar een groot deel, het niet-coderend DNA, heeft
een andere functie. Bijvoorbeeld het produceren van rRNA of tRNA, of regelt het aan- en
uitschakelen van de genen in het coderende DNA.
- In het DNA komen herhalingen van series nucleotiden voor -> repetitief DNA.
, - Korte repeats van twee tot tien nucleotiden, STR’s, spelen een rol bij verwant onderzoek.
Het aantal STR’s verschilt per persoon.
17.2 ‘DNA kopiëren’
DNA verdubbeling (bron 4)
- In een celcyclus verdubbelen DNA-moleculen zich tijdens de S-fase via DNA-replicatie:
1. Een enzymencomplex verbreekt op een startpunt de H-bruggen tussen beide DNA-
strengen -> Helicasen ritsen naar beide kanten toe het DNA verder open. ( 2
openingen ontstaan: replicatievorken).
2. Het RNA-polymerase primase maakt op het startpunt een primer vast van zo’n
twintig ribonucleotiden.
3. Vanaf de primer vormt het enzym DNA-polymerase een nieuwe streng. (Het enzym
kan maar op één manier aan de DNA-streng hechten. Het enzym leest de
nucleotiden van de DNA-streng daardoor alleen in 3’->5’ en vormt dus alleen in 5’->3’
dat is de leidende streng.
4. Het DNA-polymerase maakt DNA-nucleotiden vast in de juiste combinaties en
koppelt ze zijwaarts aan elkaar tot een continue reeks op beide DNA-strengen.
5. In de andere richting vanaf het startpunt kan het DNA-polymerase geen continue
streng vormen, omdat dit tegen zijn leesrichting ingaat. Daar verloopt de replicatie
wat de volgende streng oplevert. In vergelijking met de leidende streng is dit dus
achterwaarts kopiëren. Het nieuwe stukje heet een Okazaki-fragment.
6. Helicase zorgt ervoor dat de replicatievork opschuift, primase voegt een nieuwe
RNA-primer toe en er groeit een volgens Okazaki-fragment.
7. Een ander type DNA-polymerase vervangt alle RNA-nucleotiden uit de primers door
DNA-nucleotiden.
8. Het enzym ligase koppelt de Okazaki-fragmenten aan elkaar tot een complete
streng.
- Dit proces van DNA-verdubbeling is semi-conservatief:
Elk nieuw molecuul bestaat uit een oorspronkelijke en een nieuwe streng.
PCR-methode (bron 5)
- PCR vindt plaats in een machine die steeds snel en nauwkeurig van temperatuur wisselt.
- Een analist brengt in de machine een mengsel van het te kopiëren DNA-fragment, twee
verschillende DNA-primers, een speciaal type DNA-polymerase en de benodigde
nucleotiden.
Proces:
1. Bij 95 °C verbreken de H-bruggen en opent het dubbelstrengs DNA-molecuul.
2. De machine verlaagt de temperatuur naar 52 °C en beide DNA-primers binden ek
aan een van de beide DNA-strengen.
3. De temperatuur stijgt naar 72 °C en een hittebestendig DNA-polymerase verlengt de
nieuwe ketens van 5’ -> 3’ met complementaire DNA-nucleotiden.
- Na zo’n 30-40 herhalingen is er genoeg materiaal voor verder onderzoek via
gelelektroforese. Deze techniek scheidt DNA-fragmenten op basis van hun grootte
(elektrisch veld -> negatief geladen moleculen bewegen naar positieve pool).
- Capillaire Elektroforese is een variant hierop.
17.3 ‘Het maken van polypeptideketens’
