Samenvatting - Moleculaire Biologie Theorie
Inleiding
Prokaryoot Eukaryoot
- Geen celkern - Celkern
- Circulair DNA - Lineair DNA
- Geen organellen - Organellen
- Klein - Groot
- Celwand - Celwand alleen bij planten
Genoom: Hele set van genetisch materiaal in een cel.
Gen: Stuk van het DNA dat codeert voor een eiwit of functioneel RNA
Gen (DNA)
↓ Transcriptie
Pre-mRNA
↓ Splicing (Editing)
(Functioneel) mRNA
↓ Translatie
Polypeptide
↓ Post-translationale modificaties
Functioneel eiwit
Figuur 1- Structuur DNA
Pyrimidinen (links naar rechts: Cytosine, Thymine, Uracil, Adenine, Guanine)
DNA RNA
- Deoxyribose - Ribose
- Basen A,G,C,T - Basen A,G,C,U
- Dubbelstrengs - Enkelstrengs
A tegenover T -> 2 waterstofbruggen
C tegenover G -> 3 waterstofbruggen
Eigenschappen DNA-polymerase
DNA-replicatie door DNA-polymerase
- Semiconservatief (1 streng blijft bestaan)
- Trifosfaat nucleotide als substraat (koppelt aan 3’-OH einde wanneer baseparing plaatsvindt)
- Één fosfaatgroep wordt ingebouwd, pyrofosfaat + energie komen vrij
1
,Tot 1000 nucleotiden/sec in prokaryoten
Tot 50 nucleotiden/sec in eukaryoten
DNA is antiparallel -> replicatievork is asymmetrisch
Okazaki fragmenten: ‘lagging’ strand bij DNA-synthese
Eigenschappen DNA-polymerase
1. Alle DNA-polymerasen hebben een primer nodig
2. Alle DNA-polymerasen syntetiseren van 5’ naar 3’
3. De meeste DNA-polymerasen hebben een template nodig
4. Sommige DNA-polymerasen hebben exonuclease activiteit
- van 3’ -> 5’ proofreading
- van 5’-> 3’ weghalen primer
Tautomeren
- G en T bestaan in keto en enol vormen
- A en C bestaan in amino en imino vormen
1. Tijdelijk andere tautomeer
2. Verkeerde baseparing
3. Mismatch
4. Wordt hersteld door exonuclease activiteit
Mut-complex (wanneer niet hersteld)
1. MutS herkent mismatch
2. MutL herkent ‘nicks’ (ligase is nog niet
langs geweest)
Bij prokaryoot: MutH maakt zelf ‘nick’
Initiatiefase DNA-replicatie
Replication Bubble
- Replicatie is (meestal) bidirectioneel
- Replicatie begint bij specifieke DNA sequentie: ORI (iniator proteins
binden hieraan)
1. Helicase: openbreken dubbele helix
2. Primase: aanleggen primers
3. Polymase: bindt -> replication bubble
Prokaryote chromosomen bevatten 1 ORI -> alleen activatie als er voldoende
voedingstoffen aanwezig zijn voor celdeling
2
, Eiwitbinding prokaryote ORI
- DNA-A: initiator eiwit
1. Bindt aan specifieke frequentie
2. Torsiale stress
3. DNA breekt open op A=T rijke frequentie
- DNA-B: helicase
Bindt aan DNA-A mbv DNA-C
- DNA-C: helicase loading protein
Blokkeert helicase tot correcte plaatsing op ORI
- DNA-G: primase
Plaatst primer op enkelstrengs DNA
Volledig gemethyleerde ORI: actief
Hemigemethyleerde ORI: inactief (inhibitor eiwit gebonden)
DNA methylase: methyliseert A’s in GATC-sequenties
Eukaryote celcyclus
S-fase (synthese): chromosomen gerepliceerd
M-fase (mitose): chromosomen verdeeld dochtercellen
3 belangrijke sequenties repliceren/scheiden chromosomen:
- Telomeer
- Replicatie origin
- Centromeer
Eukaryote ORI: Autonomously Replicating Sequence (ARS)
(wanneer deze aanwezig is kan DNA repliceren)
ARS bevat:
1. Bindingplaats voor Origin Recognition Complex (ORC)
2. Sequentie rijk aan A=T
3. Bindingplaats eiwitten die helpen ORC aantrekken
Activatie eukaryote ORI:
1. ORC zit de gehele celcyclus gebonden aan een ORI
2. Alleen ongefosforyleerd ORC kan prereplicatie complex vormen
3. Na activatie ORI wordt ORC gefosforyleerd
4. Defosforylering ORC eind mitose
Helicase:
- Verbreekt H-bruggen basen
- DNA wordt enkelstrengs -> beschikbaar DNA-polymerase
- Verbruikt energie (ATP)
- Tot 1000 bp per sec
- Tijdens replicatie ‘loopt’ helicase over 5’->3’ streng
Elongatiefase van DNA-replicatie
Primers
- DNA-polymerasen hebben een primer nodig -> vrije 3’-OH voor koppeling
3
Inleiding
Prokaryoot Eukaryoot
- Geen celkern - Celkern
- Circulair DNA - Lineair DNA
- Geen organellen - Organellen
- Klein - Groot
- Celwand - Celwand alleen bij planten
Genoom: Hele set van genetisch materiaal in een cel.
Gen: Stuk van het DNA dat codeert voor een eiwit of functioneel RNA
Gen (DNA)
↓ Transcriptie
Pre-mRNA
↓ Splicing (Editing)
(Functioneel) mRNA
↓ Translatie
Polypeptide
↓ Post-translationale modificaties
Functioneel eiwit
Figuur 1- Structuur DNA
Pyrimidinen (links naar rechts: Cytosine, Thymine, Uracil, Adenine, Guanine)
DNA RNA
- Deoxyribose - Ribose
- Basen A,G,C,T - Basen A,G,C,U
- Dubbelstrengs - Enkelstrengs
A tegenover T -> 2 waterstofbruggen
C tegenover G -> 3 waterstofbruggen
Eigenschappen DNA-polymerase
DNA-replicatie door DNA-polymerase
- Semiconservatief (1 streng blijft bestaan)
- Trifosfaat nucleotide als substraat (koppelt aan 3’-OH einde wanneer baseparing plaatsvindt)
- Één fosfaatgroep wordt ingebouwd, pyrofosfaat + energie komen vrij
1
,Tot 1000 nucleotiden/sec in prokaryoten
Tot 50 nucleotiden/sec in eukaryoten
DNA is antiparallel -> replicatievork is asymmetrisch
Okazaki fragmenten: ‘lagging’ strand bij DNA-synthese
Eigenschappen DNA-polymerase
1. Alle DNA-polymerasen hebben een primer nodig
2. Alle DNA-polymerasen syntetiseren van 5’ naar 3’
3. De meeste DNA-polymerasen hebben een template nodig
4. Sommige DNA-polymerasen hebben exonuclease activiteit
- van 3’ -> 5’ proofreading
- van 5’-> 3’ weghalen primer
Tautomeren
- G en T bestaan in keto en enol vormen
- A en C bestaan in amino en imino vormen
1. Tijdelijk andere tautomeer
2. Verkeerde baseparing
3. Mismatch
4. Wordt hersteld door exonuclease activiteit
Mut-complex (wanneer niet hersteld)
1. MutS herkent mismatch
2. MutL herkent ‘nicks’ (ligase is nog niet
langs geweest)
Bij prokaryoot: MutH maakt zelf ‘nick’
Initiatiefase DNA-replicatie
Replication Bubble
- Replicatie is (meestal) bidirectioneel
- Replicatie begint bij specifieke DNA sequentie: ORI (iniator proteins
binden hieraan)
1. Helicase: openbreken dubbele helix
2. Primase: aanleggen primers
3. Polymase: bindt -> replication bubble
Prokaryote chromosomen bevatten 1 ORI -> alleen activatie als er voldoende
voedingstoffen aanwezig zijn voor celdeling
2
, Eiwitbinding prokaryote ORI
- DNA-A: initiator eiwit
1. Bindt aan specifieke frequentie
2. Torsiale stress
3. DNA breekt open op A=T rijke frequentie
- DNA-B: helicase
Bindt aan DNA-A mbv DNA-C
- DNA-C: helicase loading protein
Blokkeert helicase tot correcte plaatsing op ORI
- DNA-G: primase
Plaatst primer op enkelstrengs DNA
Volledig gemethyleerde ORI: actief
Hemigemethyleerde ORI: inactief (inhibitor eiwit gebonden)
DNA methylase: methyliseert A’s in GATC-sequenties
Eukaryote celcyclus
S-fase (synthese): chromosomen gerepliceerd
M-fase (mitose): chromosomen verdeeld dochtercellen
3 belangrijke sequenties repliceren/scheiden chromosomen:
- Telomeer
- Replicatie origin
- Centromeer
Eukaryote ORI: Autonomously Replicating Sequence (ARS)
(wanneer deze aanwezig is kan DNA repliceren)
ARS bevat:
1. Bindingplaats voor Origin Recognition Complex (ORC)
2. Sequentie rijk aan A=T
3. Bindingplaats eiwitten die helpen ORC aantrekken
Activatie eukaryote ORI:
1. ORC zit de gehele celcyclus gebonden aan een ORI
2. Alleen ongefosforyleerd ORC kan prereplicatie complex vormen
3. Na activatie ORI wordt ORC gefosforyleerd
4. Defosforylering ORC eind mitose
Helicase:
- Verbreekt H-bruggen basen
- DNA wordt enkelstrengs -> beschikbaar DNA-polymerase
- Verbruikt energie (ATP)
- Tot 1000 bp per sec
- Tijdens replicatie ‘loopt’ helicase over 5’->3’ streng
Elongatiefase van DNA-replicatie
Primers
- DNA-polymerasen hebben een primer nodig -> vrije 3’-OH voor koppeling
3
