Leukemie
Celbiologie
Elke streng van de dubbele DNA helix bevat een volgorde van nucleotiden
die complementair is aan de nucleotiden (die op dezelfde plek zitten) van
de andere DNA streng. Hierdoor kan elke streng dienen als een template
voor de synthese van een nieuwe complementaire streng, waardoor het
DNA heel erg precies gekopieerd kan worden.
Bij DNA replicatie worden 2 complete identieke dubbele helixen van het
orginele DNA molecuul geproduceerd.
Semiconservative = vorm van replicatie waarbij elke parantale streng
dient als een template, waardoor elk dochter DNA met een orginele streng
en een nieuwe streng eindigt.
Twee DNA strengen worden stevig bij elkaar gehouden door grote
hoeveelheden waterstofbruggen. A-T binding bevat twee waterstofbruggen
en de C-G binding bevat drie waterstofbruggen.
In het lichaam wordt de DNA synthese gestart door initiator proteins, die
binden aan een speciale DNA volgorde, die replication origins wordt
genoemd. De DNA strengen worden uit elkaar gehaald door het verbreken
van waterstofbruggen en dit kost weinig energie. De DNA replicatie begint
op meerdere plekken tegelijk op de streng, zodat het minder tijd kost om
het genoom te kopieren.
Replication forks = Y-vormige verbindingen, die DNA moleculen tijdens de
replicatie bevatten, waarbij een replication machine langs het DNA schuift
die de twee strengen opent en gebruikt als template om een nieuwe
dochterstreng te maken.
Bidirectional = de DNA replicatie vindt in twee richtingen plaats, omdat de
forks van elkaar weg bewegen en aan beide kanten het DNA repliceren in
de tegenovergestelde richting.
De kern van de replication machine is DNA polymerase, dat de toevoeging
van nucleotiden aan het 3’ einde van de groeiende DNA streng
katalyseert. Hierbij wordt de originiele parental DNA streng als template
gebruikt. Ook de formatie van fosfordiester verbindingen tussen het 3’ en
5’ deel van de nieuwe DNA streng wordt door DNA polymerase
gekatalyseerd. Deze reactie is irreversibel. De energie wordt verkregen uit
de hydrolyse van hoog energetische fosfaatbindingen.
De replicatiefork is asymmetrisch, maar DNA groeit aan beide strengen in
dezelfde richting: DNA polymerase bindt aan het 3’ einde van de DNA
streng en leest die af in de richting 3’ 5’. Nieuwe DNA strengen worden
gemaakt in de richting 5’ 3’ .
Lagging strand = de streng die uit allemaal kleine stukjes (Okazaki
fragmenten) wordt gemaakt.
Leading strand = de streng die in een geheel wordt gemaakt.
DNA polymerase is self-correcting omdat:
- het enzym zelf de basepaarvorming tussen elke nieuwe nucleotide
en de template streng controleert. Alleen wanneer deze match klopt,
katalyseert DNA polymerase de nucleotide toevoeging.
- Als DNA polymerase een fout maakt, kan het gecorrigeerd worden
door proofreading
Proofreading = het controleren van de eerder toegevoegde nucleotide,
wanneer er een nieuwe nucleotide aan de streng wordt toegevoegd.
, Wanneer dit niet klopt, wordt de nucleotide verwijderd door DNA
polymerase en hierdoor kan DNA polymerase alleen nucleotiden
toevoegen in de richting 5’ 3’ .
DNA polymerase kan geen nieuwe streng starten en dit gebeurt onder
invloed van een RNA primer, die eerst een korte RNA keten maakt dat
weer functioneert als primer (beginpunt) voor de DNA polymerase.
Primase = het enzym dat RNA primer synthetiseert.
Op de leading strand is maar een RNA primer nodig om de replicatie te
starten, maar op de lagging strand zijn meerdere primers nodig om de
DNA synthese op gang te houden.
Om van alle Okazaki fragmenten op de lagging strand een DNA streng te
maken, zijn 3 extra enzymen nodig:
- nuclease: een enzym dat de RNA primer verwijdert
- DNA polymerase repair: een enzym dat het RNA voor DNA vervangt.
- DNA ligase: een enzym dat het 5’ – fosfaat einde met het 3’ –
hydroxyl einde van het volgende Okazaki fragment verbindt.
In de RNA primer zitten vaak fouten, omdat het niet wordt nagekeken door
middel van proofreading.
Er zijn 2 types replicatie eiwitten, die het DNA scheiden, zodat de DNA
replicatie kan plaatsvinden:
- DNA helicase: met energie van ATP worden de twee DNA strengen
gescheiden
- Single-stranded DNA-binding proteins: eiwitten die ervoor zorgen dat
de twee DNA strengen uit elkaar blijven en dat het DNA in
uitgestrekte vorm blijft.
Andere eiwitten, die de replicatie mogelijk maken, zijn:
- DNA topoisomerase: een enzym dat ervoor zorgt dat de spanning
om het DNA wordt verlaagd door tijdelijke inkepingen te vormen.
- Sliding clamp: een eiwit dat ervoor zorgt dat DNA polymerase aan de
template streng gehecht blijft en er niet af valt.
- Clamp loader: een eiwit dat de sliding clamps aan nieuwe DNA
dubbele helixen vastklikt met energie van ATP. Dit gebeurt alleen op
de leading strand 1 keer per replicatie cyclus.
De lagging strand kan niet helemaal tot het eind gerepliceerd worden en
wanneer dit probleem niet zou worden opgelost, zouden de lagging
strands bij elke DNA replicatie korter worden en zou er genetische
informatie verloren gaan. Dit probleem kan worden opgelost door
telomerase.
Telomerase = een enzym dat het einde (telomeer) van de lagging strand
kan verlengen door een paar kopieen van dezelfde korte DNA sequentie
toe te voegen.
Soms gebeuren er spontane reacties in je lichaam waardoor DNA verloren
gaat.
Depurination = een reactie, waarbij een purine base van een nucleotide
verwijdert waardoor er een gat ontstaat.
Deamination = de verwijdering van een aminogroep in cytosine, waardoor
er uracil wordt gevormd.
UV straling veroorzaakt ook een mutatie: twee naastgelegen pyrimidine
basen worden verbonden door middel van covalente bindingen.
De normale route van reparatie van DNA bestaat uit drie stappen:
Celbiologie
Elke streng van de dubbele DNA helix bevat een volgorde van nucleotiden
die complementair is aan de nucleotiden (die op dezelfde plek zitten) van
de andere DNA streng. Hierdoor kan elke streng dienen als een template
voor de synthese van een nieuwe complementaire streng, waardoor het
DNA heel erg precies gekopieerd kan worden.
Bij DNA replicatie worden 2 complete identieke dubbele helixen van het
orginele DNA molecuul geproduceerd.
Semiconservative = vorm van replicatie waarbij elke parantale streng
dient als een template, waardoor elk dochter DNA met een orginele streng
en een nieuwe streng eindigt.
Twee DNA strengen worden stevig bij elkaar gehouden door grote
hoeveelheden waterstofbruggen. A-T binding bevat twee waterstofbruggen
en de C-G binding bevat drie waterstofbruggen.
In het lichaam wordt de DNA synthese gestart door initiator proteins, die
binden aan een speciale DNA volgorde, die replication origins wordt
genoemd. De DNA strengen worden uit elkaar gehaald door het verbreken
van waterstofbruggen en dit kost weinig energie. De DNA replicatie begint
op meerdere plekken tegelijk op de streng, zodat het minder tijd kost om
het genoom te kopieren.
Replication forks = Y-vormige verbindingen, die DNA moleculen tijdens de
replicatie bevatten, waarbij een replication machine langs het DNA schuift
die de twee strengen opent en gebruikt als template om een nieuwe
dochterstreng te maken.
Bidirectional = de DNA replicatie vindt in twee richtingen plaats, omdat de
forks van elkaar weg bewegen en aan beide kanten het DNA repliceren in
de tegenovergestelde richting.
De kern van de replication machine is DNA polymerase, dat de toevoeging
van nucleotiden aan het 3’ einde van de groeiende DNA streng
katalyseert. Hierbij wordt de originiele parental DNA streng als template
gebruikt. Ook de formatie van fosfordiester verbindingen tussen het 3’ en
5’ deel van de nieuwe DNA streng wordt door DNA polymerase
gekatalyseerd. Deze reactie is irreversibel. De energie wordt verkregen uit
de hydrolyse van hoog energetische fosfaatbindingen.
De replicatiefork is asymmetrisch, maar DNA groeit aan beide strengen in
dezelfde richting: DNA polymerase bindt aan het 3’ einde van de DNA
streng en leest die af in de richting 3’ 5’. Nieuwe DNA strengen worden
gemaakt in de richting 5’ 3’ .
Lagging strand = de streng die uit allemaal kleine stukjes (Okazaki
fragmenten) wordt gemaakt.
Leading strand = de streng die in een geheel wordt gemaakt.
DNA polymerase is self-correcting omdat:
- het enzym zelf de basepaarvorming tussen elke nieuwe nucleotide
en de template streng controleert. Alleen wanneer deze match klopt,
katalyseert DNA polymerase de nucleotide toevoeging.
- Als DNA polymerase een fout maakt, kan het gecorrigeerd worden
door proofreading
Proofreading = het controleren van de eerder toegevoegde nucleotide,
wanneer er een nieuwe nucleotide aan de streng wordt toegevoegd.
, Wanneer dit niet klopt, wordt de nucleotide verwijderd door DNA
polymerase en hierdoor kan DNA polymerase alleen nucleotiden
toevoegen in de richting 5’ 3’ .
DNA polymerase kan geen nieuwe streng starten en dit gebeurt onder
invloed van een RNA primer, die eerst een korte RNA keten maakt dat
weer functioneert als primer (beginpunt) voor de DNA polymerase.
Primase = het enzym dat RNA primer synthetiseert.
Op de leading strand is maar een RNA primer nodig om de replicatie te
starten, maar op de lagging strand zijn meerdere primers nodig om de
DNA synthese op gang te houden.
Om van alle Okazaki fragmenten op de lagging strand een DNA streng te
maken, zijn 3 extra enzymen nodig:
- nuclease: een enzym dat de RNA primer verwijdert
- DNA polymerase repair: een enzym dat het RNA voor DNA vervangt.
- DNA ligase: een enzym dat het 5’ – fosfaat einde met het 3’ –
hydroxyl einde van het volgende Okazaki fragment verbindt.
In de RNA primer zitten vaak fouten, omdat het niet wordt nagekeken door
middel van proofreading.
Er zijn 2 types replicatie eiwitten, die het DNA scheiden, zodat de DNA
replicatie kan plaatsvinden:
- DNA helicase: met energie van ATP worden de twee DNA strengen
gescheiden
- Single-stranded DNA-binding proteins: eiwitten die ervoor zorgen dat
de twee DNA strengen uit elkaar blijven en dat het DNA in
uitgestrekte vorm blijft.
Andere eiwitten, die de replicatie mogelijk maken, zijn:
- DNA topoisomerase: een enzym dat ervoor zorgt dat de spanning
om het DNA wordt verlaagd door tijdelijke inkepingen te vormen.
- Sliding clamp: een eiwit dat ervoor zorgt dat DNA polymerase aan de
template streng gehecht blijft en er niet af valt.
- Clamp loader: een eiwit dat de sliding clamps aan nieuwe DNA
dubbele helixen vastklikt met energie van ATP. Dit gebeurt alleen op
de leading strand 1 keer per replicatie cyclus.
De lagging strand kan niet helemaal tot het eind gerepliceerd worden en
wanneer dit probleem niet zou worden opgelost, zouden de lagging
strands bij elke DNA replicatie korter worden en zou er genetische
informatie verloren gaan. Dit probleem kan worden opgelost door
telomerase.
Telomerase = een enzym dat het einde (telomeer) van de lagging strand
kan verlengen door een paar kopieen van dezelfde korte DNA sequentie
toe te voegen.
Soms gebeuren er spontane reacties in je lichaam waardoor DNA verloren
gaat.
Depurination = een reactie, waarbij een purine base van een nucleotide
verwijdert waardoor er een gat ontstaat.
Deamination = de verwijdering van een aminogroep in cytosine, waardoor
er uracil wordt gevormd.
UV straling veroorzaakt ook een mutatie: twee naastgelegen pyrimidine
basen worden verbonden door middel van covalente bindingen.
De normale route van reparatie van DNA bestaat uit drie stappen:
