Life Sciences
Blok 1
College 1 Deel 1
Leerdoelen:
• Begrijp replicatie, transcriptie & translatie
• Begrijp de fylogenetische stamboom en hoe deze is ontstaan
• Begrijp hoe nieuwe genen kunnen ontstaan
• Begrijp de verschillende onderzoeksmodellen
à Eencellige, proefdieren, planten en toepassingen daarvan
Transcriptie = omzetten van DNA naar RNA
Transcriptie = omzetten van RNA naar eiwitten
DNA Replicatie (DNA à DNA)
Verdubbeling van DNA tijdens de celdeling
à S Fase van de celcyclus
Celcyclus:
I. G1 Fase
Allerlei controleprocessen
Cel klaarmaken voor synthetische (S) fase
II. S Fase
Tijdens deze fase vindt de DNA replicatie plaats
III. G2 Fase
DNA wordt gecheckt
à Op fouten en problemen van machinerie
Elementen van de mitose worden aangemaakt
IV. M Fase
Kerndeling
Cytoplasmatische deling
Alles duurt in totaal ± 24 uur. Dit hangt wel af van de soort cel en de functie ervan
DNA Transcriptie
Dit is het overschrijven van de erfelijke code van DNA à RNA.
De taal (nucleotiden) blijft wel min of meer gelijk
RNA Translatie
Dit is het vertalen van RNA à eiwit
Koppelen van aminozuren (GGA) tot eiwitten. Hierbij verandert de taal wel
Bij de celdeling wil je helemaal geen fouten tegenkomen (o.a. tijdens DNA replicatie). Tijdens
de evolutie zie je dat door mutaties of ‘tweaken van de DNA code’ een enzym zijn werk beter
doet door bijv. sneller te werken à Evolutionair voordeel
Prokaryoot: bevat geen celkern
ROZERIN SORGUCU | Life Sciences Samenvattingen
,Eukaryoot: bevat celkern en membraan omgeven organellen
Voor alle species geldt hetzelfde principe
• Zelfde bouwstenen
à DNA, RNA, Aminozuren
• Stammen allemaal af van een gemeenschappelijke voorouder
Op basis hiervan kan je een stamboom maken. Hierbij kijk je niet alleen naar uiterlijk
(fenotype), want deze kan misleiding zijn. Het komt voor dat twee organismen veel lijken op
elkaar, maar niet behoren tot dezelfde soort
à The Three Domains of The Living World
Deze stamboom werd gemaakt door te kijken naar een deel van een gen wat codeert voor
ribosomaal RNA.
Sequentie bekend van:
• (Eu)bacteriën: 13.000 soorten
• Archaebacteriën: 750 soorten
• Eukaryoten: 2.000 soorten
In een tabel wordt het genoom (het genenbestand van een organisme, het geheel aan
erfelijke informatie in een cel) vergeleken met het aantal genen die coderen voor eiwitten
Homologe genen
DNA sequentie stamt af van een gemeenschappelijke voorouder
Het kan zijn dat de functie is veranderd tijdens de evolutie.
ONTSTAAN VAN NIEUWE GENEN
1. Mutatie
Als mutatie een functieverbetering oplevert kan dit doorgegeven worden
à Genetic innovation
2. Gen duplicatie
Soms is een duplicatie handig, omdat je op deze manier twee enzymen krijgt waardoor de
taak sneller wordt uitgevoerd. De genetic innovation door mutatie kan dit versterken
ROZERIN SORGUCU | Life Sciences Samenvattingen
,Phr eiwit kan verschillende functies hebben:
Photolyase activiteit
Energie van opgevangen licht wordt gebruikt om beschadiging in het DNA te repareren
à In bacteriën, gist, schimmels, planten, dieren, etc.
Cryptochroom activiteit
Energie van opgevangen licht wordt gebruikt voor regulatie van de biologische klok
à Alleen in zoogdieren
Transporters
Dit zijn eiwitten die slecht oplosbare stoffen zoals aminozuren, vetten en zouten opnemen
zodat deze zo elders weer afgegeven kunnen worden
à fig. 1.20 blz. 18
Duplicaties van het globine gen
500 miljoen jaar geleden was er maar een kopie van het globine gen (primitieve vissen).
Na 500 miljoen jaar zijn hier twee varianten van à a en b (kikker)
Nu, na meerdere duplicaties en divergente bevat de mens 5 a varianten en 6 b varianten. Dat
komt doordat zuurstof verschillende affiniteiten aan dat hemoglobine gen moet kunnen
binden
• Als iets van moeder naar ontwikkelende embryo moet, moet het embryo het wel
makkelijk kunnen binden
• Als het embryo groter wordt moet hij ook weer niet alles onttrekken aan de moeder
Daarom heb je tijdens verschillende stadia van de zwangerschap verschillende gen pakketten
van globine
Orthologe genen = Een vergelijkbaar gen komt voor in twee species
Paraloge genen = Door gen duplicatie en divergentie ontstaan nieuwe genen
ROZERIN SORGUCU | Life Sciences Samenvattingen
, 3. Mengen
Door DNA segment shuffling kunnen ook nieuwe genen ontstaan à genetic innovation
Deze moeten dan wel een verbeterende functie hebben
VOORBEELD 1
USP32: ubiquitin protease à komt voor in alle zoogdieren
\
à TRE2 à komt alleen voor in mensapen en mens
/
TBCID3: TBC domain à komt voor in alle zoogdieren, is gedupliceerd in primaten
VOORBEELD 2
ATP Hydrolyse
Horizontal transfer
Dit komt o.a. voor in
• Opname kaal DNA door bacteriën
• Overdracht van DNA fragmenten via virussen
• Overdracht van DNA fragmenten via plasmiden
VOORBEELD
UVDE: UV damage endonuclease reparatie eiwit afkomstig uit schimmels of gisten
College 1 deel 2
Blauw-wit screening
Met deze manier kun je controleren of je een gen van interesse hebt geïntroduceerd in een
plasmid van een bacterie
Je neemt een plasmid die x aantal codes heeft, o.a. gen die tegen resistentie kan. Dat houdt in
dat dit plasmid op een plaat met antibioticum kanamycin opgegroeid kan worden. Elk ander
bacterie die aanwezig is en geen KAN heeft kan daar dus niet op groeien.
Wanneer je een plasmid hebt zonder introductie van een gen zal de plasmid en LacZ gen
worden afgelezen
à Dan krijg je blauwe kolonies op je petri schaaltje met agar
Stel dat je gen van interesse wil introduceren:
EcoR1 knipt de restriction site (GGATCC ßà GCTAAGG) en het gen van interesse zo dat je
sticky ends genereert die je dan op elkaar kan plakken doordat ze samen dezelfde sequentie
vormen. Dat kan door specifieke restrictie enzymen
à Het gen is nu geïntroduceerd in de plasmid
Door verstoring (door introductie van gen van interesse) kan het LacZ gen niet meer worden
afgelezen. De blauwe kleur zal dus niet meer aanwezig zijn en de kolonies zullen als wit
voorkomen
ROZERIN SORGUCU | Life Sciences Samenvattingen
Blok 1
College 1 Deel 1
Leerdoelen:
• Begrijp replicatie, transcriptie & translatie
• Begrijp de fylogenetische stamboom en hoe deze is ontstaan
• Begrijp hoe nieuwe genen kunnen ontstaan
• Begrijp de verschillende onderzoeksmodellen
à Eencellige, proefdieren, planten en toepassingen daarvan
Transcriptie = omzetten van DNA naar RNA
Transcriptie = omzetten van RNA naar eiwitten
DNA Replicatie (DNA à DNA)
Verdubbeling van DNA tijdens de celdeling
à S Fase van de celcyclus
Celcyclus:
I. G1 Fase
Allerlei controleprocessen
Cel klaarmaken voor synthetische (S) fase
II. S Fase
Tijdens deze fase vindt de DNA replicatie plaats
III. G2 Fase
DNA wordt gecheckt
à Op fouten en problemen van machinerie
Elementen van de mitose worden aangemaakt
IV. M Fase
Kerndeling
Cytoplasmatische deling
Alles duurt in totaal ± 24 uur. Dit hangt wel af van de soort cel en de functie ervan
DNA Transcriptie
Dit is het overschrijven van de erfelijke code van DNA à RNA.
De taal (nucleotiden) blijft wel min of meer gelijk
RNA Translatie
Dit is het vertalen van RNA à eiwit
Koppelen van aminozuren (GGA) tot eiwitten. Hierbij verandert de taal wel
Bij de celdeling wil je helemaal geen fouten tegenkomen (o.a. tijdens DNA replicatie). Tijdens
de evolutie zie je dat door mutaties of ‘tweaken van de DNA code’ een enzym zijn werk beter
doet door bijv. sneller te werken à Evolutionair voordeel
Prokaryoot: bevat geen celkern
ROZERIN SORGUCU | Life Sciences Samenvattingen
,Eukaryoot: bevat celkern en membraan omgeven organellen
Voor alle species geldt hetzelfde principe
• Zelfde bouwstenen
à DNA, RNA, Aminozuren
• Stammen allemaal af van een gemeenschappelijke voorouder
Op basis hiervan kan je een stamboom maken. Hierbij kijk je niet alleen naar uiterlijk
(fenotype), want deze kan misleiding zijn. Het komt voor dat twee organismen veel lijken op
elkaar, maar niet behoren tot dezelfde soort
à The Three Domains of The Living World
Deze stamboom werd gemaakt door te kijken naar een deel van een gen wat codeert voor
ribosomaal RNA.
Sequentie bekend van:
• (Eu)bacteriën: 13.000 soorten
• Archaebacteriën: 750 soorten
• Eukaryoten: 2.000 soorten
In een tabel wordt het genoom (het genenbestand van een organisme, het geheel aan
erfelijke informatie in een cel) vergeleken met het aantal genen die coderen voor eiwitten
Homologe genen
DNA sequentie stamt af van een gemeenschappelijke voorouder
Het kan zijn dat de functie is veranderd tijdens de evolutie.
ONTSTAAN VAN NIEUWE GENEN
1. Mutatie
Als mutatie een functieverbetering oplevert kan dit doorgegeven worden
à Genetic innovation
2. Gen duplicatie
Soms is een duplicatie handig, omdat je op deze manier twee enzymen krijgt waardoor de
taak sneller wordt uitgevoerd. De genetic innovation door mutatie kan dit versterken
ROZERIN SORGUCU | Life Sciences Samenvattingen
,Phr eiwit kan verschillende functies hebben:
Photolyase activiteit
Energie van opgevangen licht wordt gebruikt om beschadiging in het DNA te repareren
à In bacteriën, gist, schimmels, planten, dieren, etc.
Cryptochroom activiteit
Energie van opgevangen licht wordt gebruikt voor regulatie van de biologische klok
à Alleen in zoogdieren
Transporters
Dit zijn eiwitten die slecht oplosbare stoffen zoals aminozuren, vetten en zouten opnemen
zodat deze zo elders weer afgegeven kunnen worden
à fig. 1.20 blz. 18
Duplicaties van het globine gen
500 miljoen jaar geleden was er maar een kopie van het globine gen (primitieve vissen).
Na 500 miljoen jaar zijn hier twee varianten van à a en b (kikker)
Nu, na meerdere duplicaties en divergente bevat de mens 5 a varianten en 6 b varianten. Dat
komt doordat zuurstof verschillende affiniteiten aan dat hemoglobine gen moet kunnen
binden
• Als iets van moeder naar ontwikkelende embryo moet, moet het embryo het wel
makkelijk kunnen binden
• Als het embryo groter wordt moet hij ook weer niet alles onttrekken aan de moeder
Daarom heb je tijdens verschillende stadia van de zwangerschap verschillende gen pakketten
van globine
Orthologe genen = Een vergelijkbaar gen komt voor in twee species
Paraloge genen = Door gen duplicatie en divergentie ontstaan nieuwe genen
ROZERIN SORGUCU | Life Sciences Samenvattingen
, 3. Mengen
Door DNA segment shuffling kunnen ook nieuwe genen ontstaan à genetic innovation
Deze moeten dan wel een verbeterende functie hebben
VOORBEELD 1
USP32: ubiquitin protease à komt voor in alle zoogdieren
\
à TRE2 à komt alleen voor in mensapen en mens
/
TBCID3: TBC domain à komt voor in alle zoogdieren, is gedupliceerd in primaten
VOORBEELD 2
ATP Hydrolyse
Horizontal transfer
Dit komt o.a. voor in
• Opname kaal DNA door bacteriën
• Overdracht van DNA fragmenten via virussen
• Overdracht van DNA fragmenten via plasmiden
VOORBEELD
UVDE: UV damage endonuclease reparatie eiwit afkomstig uit schimmels of gisten
College 1 deel 2
Blauw-wit screening
Met deze manier kun je controleren of je een gen van interesse hebt geïntroduceerd in een
plasmid van een bacterie
Je neemt een plasmid die x aantal codes heeft, o.a. gen die tegen resistentie kan. Dat houdt in
dat dit plasmid op een plaat met antibioticum kanamycin opgegroeid kan worden. Elk ander
bacterie die aanwezig is en geen KAN heeft kan daar dus niet op groeien.
Wanneer je een plasmid hebt zonder introductie van een gen zal de plasmid en LacZ gen
worden afgelezen
à Dan krijg je blauwe kolonies op je petri schaaltje met agar
Stel dat je gen van interesse wil introduceren:
EcoR1 knipt de restriction site (GGATCC ßà GCTAAGG) en het gen van interesse zo dat je
sticky ends genereert die je dan op elkaar kan plakken doordat ze samen dezelfde sequentie
vormen. Dat kan door specifieke restrictie enzymen
à Het gen is nu geïntroduceerd in de plasmid
Door verstoring (door introductie van gen van interesse) kan het LacZ gen niet meer worden
afgelezen. De blauwe kleur zal dus niet meer aanwezig zijn en de kolonies zullen als wit
voorkomen
ROZERIN SORGUCU | Life Sciences Samenvattingen
