Samenvatting Biologie thema DNA

Het DNA in een cel bepaalt de functie van een cel en levert de instructies waarmee ribosomen
verschillende eiwitten kunnen synthetiseren. Enkele eiwitten zijn bijv. verantwoordelijk voor je
bloedgroep, oog kleur, etc.
Het genoom: het geheel aan erfelijke informatie in een cel van een organisme.
Het genoom omvat het DNA bij eukaryoten in de celkern (kernDNA), het DNA in mitochondriën
(mtDNA) en chloroplasten.
Prokaryoten: dieren, planten, bacteriën, archaea
Eukaryoten: schimmels
Het genoom omvat al het DNA dat los in het cytoplasma van de cel voorkomt. Sommige
prokaryoten bezitten plasmiden: korte stukjes circulair DNA.

Een DNA-molecuul is een nucleïnezuur en bestaat uit twee ketens van aan elkaar gekoppelde
nucleotiden. Een nucleotide is opgebouwd uit de monosacharide desoxyribose, een
fosfaatgroep en een stikstofbase. De stikstofbasen zijn A, C, T en G.

De uiteinden van een enkelstrengs DNA-molecuul zijn verschillend. Aan het 5'-uiteinde een
fosfaatgroep en aan het 3'-uiteinde een OH-molecuul die aan het derde C-atoom van
desoxyribose vastzit. De basenparing komt tot stand door waterstofbruggen.
In een dubbelstrengs DNA-molecuul hebben de ketens een helixstructuur. In de eukaryoten is
het DNA over verschillende chromosomen verdeeld. Het DNA is gewikkeld rond histonen:
eiwitten. Een aantal histonen vorm samen met het eromheen gewikkeld DNA een nucleosoom.

De volgorde waarin nucleotiden in een DNA-molecuul zijn gerangschikt, noem je een sequentie.
De sequentie van de nucleotiden bepaalt welk eiwit er wordt gesynthetiseerd.

Bij sommige eukaryoten bestaat een klein deel van het DNA uit genen, de rest codereert niet voor
eiwitten en heet niet-coderend DNA. Een deel van het niet-coderend DNA bestaat uit repetitief
DNA: herhalingen van nucleotidesequenties.
Een ander deel bestaat uit genen die hun functie hebben verloren, bijv. een gen voor de aanmaak
van eigeel bij zoogdieren.

Mitochondriale aandoeningen komen vaak voor in weefsels en organen die veel energie nodig
hebben. Bij mitochondriale aandoeningen wordt vaak niet voldoende energie vrijgemaakt. Dat is
vooral merkbaar in weefsels en organen met een hoge energiebehoefte.

DNA-replicatie: het kopiëren van DNA en vindt plaats tijdens de S-fase van de celcyclus

In het kernplasma bevinden zich o.a. de vrije nucleotiden dATP, dTTP, dGTP en dCTP
(desoxyribose + een base + drie fosfaatgroepen).

DNA-replicatie:
I. De waterstofbruggen tussen de basenparen worden verbroken door het enzym helicase en
de twee strengen van het DNA-molecuul gaan uit elkaar. Hierdoor ontstaat een replicatiebel
Bij eukaryote cellen bevat een DNA-molecuul meerdere replicatiepunten, bij prokaryoten is dit er maar één.
II. Op de plaats waar de basenparing is verbroken, binden speciale eiwitten (SSBP'S) aan de
strengen waardoor wordt voorkomen dat de vrijgekomen basen in een replicatiebel opnieuw
H-bruggen vormen met de andere streng.
III. De replicatie begint met een primer: een kort stukje van het nucleïnezuur RNA dat wordt
gesynthetiseerd door het enzym primase en complementair is aan de deel van de DNA-
sequentie.
IV. Vanaf een primer kan het enzym DNA-polymerase langs de enkelstrengs ketens schuiven en
dATP, etc. binden aan de vrijgekomen stikstofbasen. DNA-polymerase kan alleen nucleotiden
vastplakken aan het 3'-uiteinde van een streng (dus afleesrichting van 5' naar 3').

Replicatie langs een van de strengen in een replicatiebel vindt in twee richtingen plaats. In de ene
richting synthetiseert DNA-polymerase de leidende streng vanaf het replicatiepunt.
In de andere richting kan DNA-polymerase Ozaki-fragmenten (kleine stukjes DNA) synthetiseren
vanaf een primer, doordat dit achterwaarts gebeurt. Het enzym DNA-ligase koppelt de Ozaki-
fragmenten aan elkaar, waardoor de volgende streng wordt gevormd.