Samenvatting boek BCR
Les 1.1
C16.2
Replicatie voorafgaand aan mitose zorgt voor een getrouwe overdracht van
genetische informatie van een oudercel naar twee dochtercellen. Voorafgaand
aan de duplicatie worden de waterstof bindingen verbroken en de twee ketens
geschieden.
o Conservatieve model; de twee ouderlijke strengen waren een sjabloon voor
de twee nieuwe strengen, er ontstaat dus een compleet nieuwe helix -> je
hebt nu twee ouderlijke strengen samen en twee nieuwe strengen samen.
o Semi conservatieve model; elk ouderlijke streng krijgt er een ‘’nieuwe’’
streng bij -> je krijgt nu dus twee strengen met elk een ouderlijke en een
nieuwe streng (een soort mix).
o Dispersieve model; elke streng bevat een nieuw mengsel van oud en
nieuw.
Elke somatische cel heeft 46 DNA-moleculen in zijn kern; een lang dubbel
spiraalvormig molecuul per chromosoom.
De replicatie van chromosomaal DNA begint bij de ORI = korte stukken DNA die
een specifieke sequentie van nucleotiden hebben. Sommige zijn, net als veel
andere bacteriële chromosomen, cirkelvormig. Eiwitten die de replicatie starten,
herkennen deze sequentie en hechten zich aan het DNA waardoor de twee
strengen worden gescheiden -> er ontstaat een replicatiebubbel. De replicatie
van DNA verloopt dan in beide richtingen totdat alles is gekopieerd.
Een eukaryoot chromosoom heeft honderden ORI’s -> meerdere
replicatiebubbels smelten dan dus uiteindelijk samen waardoor het kopiëren van
zeer lange DNA-moleculen wordt versneld.
Aan elk uiteinde van de replicatiebubbel bevindt zich een replicatievork = een y-
vormig gebied waar de ouderlijke strengen worden afgewikkeld. Helicasen zijn
enzymen die de dubbele helix bij de replicatievorken scheiden en ze beschikbaar
stellen als ‘’sjablonen’’. Ss binding proteins binden aan de helix en zorgen ervoor
dat de strengen niet weer terug aan elkaar komen te zitten.
,De enzymen die het DNA synthetiseren, kunnen niet de synthese van een
polynucleotiden op gang brengen; ze kunnen alleen een DNA-nucleotiden aan het
einde toevoegen van een reeds bestaande keten die is gekoppeld aan een
sjabloon streng.
Een eerste nucleotidenketen die kan worden gebruikt wordt geproduceerd tijdens
de DNA synthese; dit is een kort stukje RNA -> is een primer en wordt
gesynthetiseerd door primase. De nieuwe DNA streng wil beginnen aan de 3’
kant van de RNA primer.
De enzymen DNA-polymerasen katalyseren de synthese van nieuw DNA door
nucleotiden toe te voegen aan de 3’ kant van een bestaande keten.
o DNA polymerase I
o DNA polymerase III
Elke nucleotide die aan de groeiende DNA-streng wordt toegevoegd bestaat uit
een zuiker die aan een base en drie fosfaat groepen is bevestigd.
DNA polymerase katalyseert de toevoeging van elk monomeer aan het groeiende
uiteinde van de DNA streng door een condensatiereactie; waarbij twee groepen
verloren gaan als een molecuul (pyrofosfaat). Daar opeenvolgende hydrolyse van
pyrofosfaat tot twee moleculen van anorganisch fosfaat is een gekoppelde
exergonische reactie die helpt bij het aandrijven van de polymerisatiereactie.
De twee uiteinden van de DNA-streng zijn verschillend, waardoor elke streng
maar een richting op kan gaan. Ze hebben dus een ORI in de tegengestelde
richting van elkaar.
Vanwege hun structuur kunnen DNA-polymerasen alleen nucleotiden toevoegen
aan het vrije 3’ uiteinde. Op de leading strand kan de replicatie voortdurend door
blijven gaan -> je gaat naar de replicatievork toe. Op de lagging strand ga je in
de andere richting; dus van de replicatievork af. De replicatie gaat dus
discontinu, er ontstaan segmenten. De segmenten op de lagging strand worden
Okazaki-fragmenten genoemd. Elk Okazaki fragment moet apart worden
geprimed.
,o Helicase; wikkelt de ouderlijke dubbele af bij de replicatievorken
o Ss binding proteins; bindt en stabiliseert het enkelstrengs DNA voordat het
wordt gebruikt als sjabloon tijdens de replicatie
o Topoisomerase; verlicht de druk die vooruit de replicatievork ligt door het
DNA te breken en opnieuw te verbinden
o Primase; synthetiseert een RNA-primer aan het 5’ einde van de leading
strand en aan het 5’ einde van elk Okazaki fragment van de lagging strand
o DNA-polymerase III; met het ouderlijke DNA als sjabloon synthetiseert een
nieuwe DNA streng door nucleotiden toe te voegen aan een RNA primer of
reeds bestaande DNA-streng
o DNA-polymerase I; verwijdert RNA-nucleotiden van de primer aan het 5’
einde en vervangt ze door DNA-nucleotiden toe te voegen aan 3’ aan elk
aangrenzend fragment
o DNA ligase; tijdens DNA replicatie wordt de nieuwe DNA-streng in stukjes
gesynthetiseerd door DNA-polymerase. DNA ligase is verantwoordelijk voor
het verbinden van deze fragmenten, waardoor de nieuwe DNA-streng
continu wordt.
, Tijdens de DNA-replicatie gaan veel DNA-polymerasen proeflezen, elk nucleotiden
tegen zijn sjabloon zodra het is gehecht aan de groeiende streng -> bij het
vinden van een onjuist gepaarde nucleotide, zal de polymerase het verwijderen
en vervolgens de synthese hervatten.
Bij mismatch-reparaties worden de ‘’verkeerde’’ enzymen verwijderd en
vervangen.
Elke cel controleert en repareert continu zijn genetische materiaal. Omdat
reparatie van beschadigd DNA zo belangrijk is voor het voortbestaan van een
organisme.
Het segment wat de schade bevat wordt uitgesneden door een DNA-knippend
enzym, het gat wordt vervolgens opgevuld met nucleotiden met behulp van de
verouderde streng als sjabloon. De enzymen die betrokken zijn bij het vullen van
de opening zijn DNA-polymerase en DNA-ligase. Een van de reparatiesystemen is
nucleotide excisie reparatie.
Zodra een niet-overeenkomend nucleotidepaar wordt gerepliceerd, is de
sequentieverandering permanent in het dochtermolecuul ook de eventuele
volgende kopieën = een mutatie. Wanneer deze voorkomen in geslachtscellen,
kunnen mutaties van generatie op generatie worden doorgegeven (kan
schadelijk zijn). Mutaties zijn de oorspronkelijke bron van de variatie waarop
natuurlijke selectie werkt tijdens de evolutie.
Voor lineair DNA kan de gebruikelijke replicatiemachine de 5’ einden van de
dochter-DNA strengen niet voltooien omdat er geen 3’ einde van een bestaande
polynucleotide is waaraan de DNA polymerase kan toevoegen.
Bij de replicatie van DNA wordt de nieuwe streng altijd gesynthetiseerd in de richting van 5′ naar 3′. DNA-
polymerase kan alleen nucleotiden toevoegen aan een bestaande streng, dus het heeft een 3′-einde nodig om
verder te kunnen bouwen. Dit gebeurt door middel van een RNA-primer die wordt toegevoegd aan het 3′-einde
van de template-streng, zodat DNA-polymerase kan beginnen met het toevoegen van nucleotiden aan de
nieuwe streng.
In het geval van lineair DNA, zoals het DNA in eukaryote chromosomen, is er echter een probleem bij het
repliceren van de uiteinden van de chromosomen, de zogenaamde telomeren. Wanneer de replicatie nadert tot
het einde van de chromosoom, blijft er aan het 5′-einde van de nieuwe streng geen ruimte over voor het
plaatsen van een RNA-primer, omdat er geen extra nucleotiden zijn die aan de 3′-kant van de template-streng
kunnen worden toegevoegd om de replicatie volledig af te maken. Dit betekent dat de laatste paar nucleotiden
aan het 5′-einde van de dochter-DNA-streng niet kunnen worden gerepliceerd, wat leidt tot een kortere dochter-
DNA-streng.
Als Okazaki-fragment kan worden gestart met RNA primer, kan die zodra de
primer is verwijderd niet worden vervangen door DNA -> geen 3’ einde
beschikbaar voor toevoeging van nucleotiden. Hierdoor worden er steeds kortere
DNA-moleculen met ongelijke uiteinden geproduceerd.
Les 1.1
C16.2
Replicatie voorafgaand aan mitose zorgt voor een getrouwe overdracht van
genetische informatie van een oudercel naar twee dochtercellen. Voorafgaand
aan de duplicatie worden de waterstof bindingen verbroken en de twee ketens
geschieden.
o Conservatieve model; de twee ouderlijke strengen waren een sjabloon voor
de twee nieuwe strengen, er ontstaat dus een compleet nieuwe helix -> je
hebt nu twee ouderlijke strengen samen en twee nieuwe strengen samen.
o Semi conservatieve model; elk ouderlijke streng krijgt er een ‘’nieuwe’’
streng bij -> je krijgt nu dus twee strengen met elk een ouderlijke en een
nieuwe streng (een soort mix).
o Dispersieve model; elke streng bevat een nieuw mengsel van oud en
nieuw.
Elke somatische cel heeft 46 DNA-moleculen in zijn kern; een lang dubbel
spiraalvormig molecuul per chromosoom.
De replicatie van chromosomaal DNA begint bij de ORI = korte stukken DNA die
een specifieke sequentie van nucleotiden hebben. Sommige zijn, net als veel
andere bacteriële chromosomen, cirkelvormig. Eiwitten die de replicatie starten,
herkennen deze sequentie en hechten zich aan het DNA waardoor de twee
strengen worden gescheiden -> er ontstaat een replicatiebubbel. De replicatie
van DNA verloopt dan in beide richtingen totdat alles is gekopieerd.
Een eukaryoot chromosoom heeft honderden ORI’s -> meerdere
replicatiebubbels smelten dan dus uiteindelijk samen waardoor het kopiëren van
zeer lange DNA-moleculen wordt versneld.
Aan elk uiteinde van de replicatiebubbel bevindt zich een replicatievork = een y-
vormig gebied waar de ouderlijke strengen worden afgewikkeld. Helicasen zijn
enzymen die de dubbele helix bij de replicatievorken scheiden en ze beschikbaar
stellen als ‘’sjablonen’’. Ss binding proteins binden aan de helix en zorgen ervoor
dat de strengen niet weer terug aan elkaar komen te zitten.
,De enzymen die het DNA synthetiseren, kunnen niet de synthese van een
polynucleotiden op gang brengen; ze kunnen alleen een DNA-nucleotiden aan het
einde toevoegen van een reeds bestaande keten die is gekoppeld aan een
sjabloon streng.
Een eerste nucleotidenketen die kan worden gebruikt wordt geproduceerd tijdens
de DNA synthese; dit is een kort stukje RNA -> is een primer en wordt
gesynthetiseerd door primase. De nieuwe DNA streng wil beginnen aan de 3’
kant van de RNA primer.
De enzymen DNA-polymerasen katalyseren de synthese van nieuw DNA door
nucleotiden toe te voegen aan de 3’ kant van een bestaande keten.
o DNA polymerase I
o DNA polymerase III
Elke nucleotide die aan de groeiende DNA-streng wordt toegevoegd bestaat uit
een zuiker die aan een base en drie fosfaat groepen is bevestigd.
DNA polymerase katalyseert de toevoeging van elk monomeer aan het groeiende
uiteinde van de DNA streng door een condensatiereactie; waarbij twee groepen
verloren gaan als een molecuul (pyrofosfaat). Daar opeenvolgende hydrolyse van
pyrofosfaat tot twee moleculen van anorganisch fosfaat is een gekoppelde
exergonische reactie die helpt bij het aandrijven van de polymerisatiereactie.
De twee uiteinden van de DNA-streng zijn verschillend, waardoor elke streng
maar een richting op kan gaan. Ze hebben dus een ORI in de tegengestelde
richting van elkaar.
Vanwege hun structuur kunnen DNA-polymerasen alleen nucleotiden toevoegen
aan het vrije 3’ uiteinde. Op de leading strand kan de replicatie voortdurend door
blijven gaan -> je gaat naar de replicatievork toe. Op de lagging strand ga je in
de andere richting; dus van de replicatievork af. De replicatie gaat dus
discontinu, er ontstaan segmenten. De segmenten op de lagging strand worden
Okazaki-fragmenten genoemd. Elk Okazaki fragment moet apart worden
geprimed.
,o Helicase; wikkelt de ouderlijke dubbele af bij de replicatievorken
o Ss binding proteins; bindt en stabiliseert het enkelstrengs DNA voordat het
wordt gebruikt als sjabloon tijdens de replicatie
o Topoisomerase; verlicht de druk die vooruit de replicatievork ligt door het
DNA te breken en opnieuw te verbinden
o Primase; synthetiseert een RNA-primer aan het 5’ einde van de leading
strand en aan het 5’ einde van elk Okazaki fragment van de lagging strand
o DNA-polymerase III; met het ouderlijke DNA als sjabloon synthetiseert een
nieuwe DNA streng door nucleotiden toe te voegen aan een RNA primer of
reeds bestaande DNA-streng
o DNA-polymerase I; verwijdert RNA-nucleotiden van de primer aan het 5’
einde en vervangt ze door DNA-nucleotiden toe te voegen aan 3’ aan elk
aangrenzend fragment
o DNA ligase; tijdens DNA replicatie wordt de nieuwe DNA-streng in stukjes
gesynthetiseerd door DNA-polymerase. DNA ligase is verantwoordelijk voor
het verbinden van deze fragmenten, waardoor de nieuwe DNA-streng
continu wordt.
, Tijdens de DNA-replicatie gaan veel DNA-polymerasen proeflezen, elk nucleotiden
tegen zijn sjabloon zodra het is gehecht aan de groeiende streng -> bij het
vinden van een onjuist gepaarde nucleotide, zal de polymerase het verwijderen
en vervolgens de synthese hervatten.
Bij mismatch-reparaties worden de ‘’verkeerde’’ enzymen verwijderd en
vervangen.
Elke cel controleert en repareert continu zijn genetische materiaal. Omdat
reparatie van beschadigd DNA zo belangrijk is voor het voortbestaan van een
organisme.
Het segment wat de schade bevat wordt uitgesneden door een DNA-knippend
enzym, het gat wordt vervolgens opgevuld met nucleotiden met behulp van de
verouderde streng als sjabloon. De enzymen die betrokken zijn bij het vullen van
de opening zijn DNA-polymerase en DNA-ligase. Een van de reparatiesystemen is
nucleotide excisie reparatie.
Zodra een niet-overeenkomend nucleotidepaar wordt gerepliceerd, is de
sequentieverandering permanent in het dochtermolecuul ook de eventuele
volgende kopieën = een mutatie. Wanneer deze voorkomen in geslachtscellen,
kunnen mutaties van generatie op generatie worden doorgegeven (kan
schadelijk zijn). Mutaties zijn de oorspronkelijke bron van de variatie waarop
natuurlijke selectie werkt tijdens de evolutie.
Voor lineair DNA kan de gebruikelijke replicatiemachine de 5’ einden van de
dochter-DNA strengen niet voltooien omdat er geen 3’ einde van een bestaande
polynucleotide is waaraan de DNA polymerase kan toevoegen.
Bij de replicatie van DNA wordt de nieuwe streng altijd gesynthetiseerd in de richting van 5′ naar 3′. DNA-
polymerase kan alleen nucleotiden toevoegen aan een bestaande streng, dus het heeft een 3′-einde nodig om
verder te kunnen bouwen. Dit gebeurt door middel van een RNA-primer die wordt toegevoegd aan het 3′-einde
van de template-streng, zodat DNA-polymerase kan beginnen met het toevoegen van nucleotiden aan de
nieuwe streng.
In het geval van lineair DNA, zoals het DNA in eukaryote chromosomen, is er echter een probleem bij het
repliceren van de uiteinden van de chromosomen, de zogenaamde telomeren. Wanneer de replicatie nadert tot
het einde van de chromosoom, blijft er aan het 5′-einde van de nieuwe streng geen ruimte over voor het
plaatsen van een RNA-primer, omdat er geen extra nucleotiden zijn die aan de 3′-kant van de template-streng
kunnen worden toegevoegd om de replicatie volledig af te maken. Dit betekent dat de laatste paar nucleotiden
aan het 5′-einde van de dochter-DNA-streng niet kunnen worden gerepliceerd, wat leidt tot een kortere dochter-
DNA-streng.
Als Okazaki-fragment kan worden gestart met RNA primer, kan die zodra de
primer is verwijderd niet worden vervangen door DNA -> geen 3’ einde
beschikbaar voor toevoeging van nucleotiden. Hierdoor worden er steeds kortere
DNA-moleculen met ongelijke uiteinden geproduceerd.
