Opzet cursus..............................................................................................................................2
Leerdoelen...............................................................................................................................2
Week 1 RNA..............................................................................................................................3
RNA........................................................................................................................................3
The RNA world.......................................................................................................................4
RNA evolution........................................................................................................................5
Small RNAs............................................................................................................................6
Transcription, splicing and editing of RNA............................................................................8
What is a gene?.......................................................................................................................9
Similarity searches................................................................................................................10
Regulatory non-coding RNA................................................................................................12
Week 2 Chromosomen............................................................................................................16
Chromosome structure..........................................................................................................16
Chromatine............................................................................................................................18
Insulators & TADs................................................................................................................19
Centeromere..........................................................................................................................21
How telomeres solve the end-protection problem................................................................22
Vragen...................................................................................................................................24
Week 3: Chromatine...............................................................................................................26
Histones.................................................................................................................................26
Eu- and heterochromatin, PEV.............................................................................................28
Histone modifications...........................................................................................................29
Epigenome modification.......................................................................................................31
Chromatin remodelling.........................................................................................................31
Nucleosomes and transcription.............................................................................................32
DNA methylation..................................................................................................................33
Regulation by DNA methylation...........................................................................................34
Polycomb repression.............................................................................................................35
Vragen...................................................................................................................................36
Gastcollege............................................................................................................................38
Week 4: Epigenetica en imprinting.......................................................................................40
X-chromosome inactivation..................................................................................................40
Epigenetic control of flowering time....................................................................................41
Reprogramming of chromatine.............................................................................................42
Imprinting..............................................................................................................................42
ChIP-seq and beyond............................................................................................................44
Vragen...................................................................................................................................48
Gastcollege 2.........................................................................................................................50
,Opzet cursus
Leerdoelen
- het zelfstandig interpreteren van primaire literatuur en het verder verzamelen van
aanvullende gegevens uit ander informatiebronnen,
- het kunnen samenvatten en beschrijven van complexe genetische systemen en hun
werking en regulatie,
- het belang van genoomprojecten verwoorden, en de benaderingen en werkwijzen om
genomen in kaart te brengen beschrijven,
- de organisatie van genomen van hogere eukaryoten samenvatten
- het gebruik van comparatieve genomica en samenhangende evolutionaire
werkingsmechanismen samenvatten,
- het doel van functionele genomica en de werkwijze om functies, zoals genome editing,
in kaart brengen en samenvatten,
- de mechanismen die het genoom veranderen verwoorden,
- de modificaties in chromatine te begrijpen en toe te passen om hun invloed op de
expressie van genen te beredeneren,
- browsers en databases gebruiken met betrekking tot het vinden van gegevens over
genen en genomen,
- het integreren van genomica en genetische data met het doel om in begrijpelijke taal
over een bepaald onderwerp een essay te schrijven en te verdedigen, en om hierover te
presenteren
- het voorbereiden van een pleidooi en het verdedigen van standpunten in een debat.
,Week 1 RNA
RNA
2-5% van het RNA is coderend, dus mRNA. mRNA
wordt afgeschreven vanaf het genoom, dit vormt het
pre-mRNA wat nog intronen bevat. Vervolgens vindt
er modificatie plaats om het mRNA te vormen.
Het overige RNA is functioneel RNA zoals: rRNA
(grootste deel RNA), tRNA, snRNA, snoRNA,
miRNA en siRNA, maar ook long non-coding RNA
en andere kleine RNAs zoals piRNAs
RNA is belangrijk in heel veel basale cellulaire
processen
- Primer in DNA replicatie (gemaakt door primase)
- Messenger van genetische informatie (mRNA)
- Catalyst in ribose (rRNA)
- Samenstellen van eiwitten (tRNA)
- Instructies geven tijdens splicing/processing (snRNA, snoRNA)
- Regulator functies (miRNA, siRNA, riboswitch)
- Scaffold en/of Guide functies (lncRNA)
Er zijn verschillende soorten secundaire structuren van RNA. De meeste RNA moleculen
zijn enkel strengs en kunnen door vouwing verschillende conformaties aannemen.
- Helix
- Hairpin loop
- Internal loop
- Multibranched loop
- Buldge
In principe kan RNA ook met andere RNA moleculen conformaties
aangaan maar zolang er genoeg matches zijn in het molecuul gaat het
alleen vouwingen aan met zichzelf. RNA heeft naast G-C en A-U base
paren ook G-U base paren (minder sterk, 2 waterstofbruggen),
hierdoor zijn meer matches mogelijk.
Het is mogelijk om te berekenen/voorspellen hoe een RNA structuur zal
vormen. Er zijn vaak meerdere vormen nodig maar de meest
energetische is het meest waarschijnlijk, dus met de meeste
waterstofbruggen.
Pre-tRNA wordt afgelezen vanuit het genoom en vervolgens
gemodificeerd tot tRNA. Het pre-tRNA bevat nog een langer 5’
uiteinde en nog een “intron” bij de onderste loop. Van pre-tRNA tot
tRNA worden er stukken afgeknipt en bijgeplakt, en er vinden
chemische modificaties plaats zoals methylatie, omzetting van
, uridine naar pseudouridine () of dihydrouridine. Dit resulteert in een 3D structuur met een
anticodon loop die complementair is aan het mRNA.
Het vormen van een pseudouridine wordt gedaan door een pseudouridine synthase. Deze
synthase moet specifiek zijn. Het zorgt ervoor dat het met een C verbonden zit aan de suiker
groep in plaats van met een N, hierdoor zal het RNA anders vouwen.
Men denkt dat de vouwing van RNA erg belangrijk is voor de functie. Er zijn nu allemaal
technieken waarmee de structuur van RNA beter bepaald kan worden. De structuur van RNA
wordt ook bepaald door kleine veranderingen.
Ook op mRNA vinden veel modificaties plaats. Er zijn meer dan 100 verschillende RNA base
modificaties waargenomen zoals methylatie op C, methylatie op A of pseudouridinatie. Er zijn
heel veel verschillende enzymen gevonden die hier effect op hebben. Modificatie van RNA
spelen een rol in de regulatie van verschillende RNA processen.
The RNA world
Men gaat ervan uit dat het leven op aarde is gestart in een RNA wereld.
Catalytic RNA is een erg belangrijk bewijs. RNA kan zichzelf repliceren (introns self-
splicing) en heeft zelf een enzymatische activiteit (ribosomen). Dit is vooral onderbouwd door
RNA evolutie in vitro te bestuderen met bijvoorbeeld ribozymen.
Leerdoelen...............................................................................................................................2
Week 1 RNA..............................................................................................................................3
RNA........................................................................................................................................3
The RNA world.......................................................................................................................4
RNA evolution........................................................................................................................5
Small RNAs............................................................................................................................6
Transcription, splicing and editing of RNA............................................................................8
What is a gene?.......................................................................................................................9
Similarity searches................................................................................................................10
Regulatory non-coding RNA................................................................................................12
Week 2 Chromosomen............................................................................................................16
Chromosome structure..........................................................................................................16
Chromatine............................................................................................................................18
Insulators & TADs................................................................................................................19
Centeromere..........................................................................................................................21
How telomeres solve the end-protection problem................................................................22
Vragen...................................................................................................................................24
Week 3: Chromatine...............................................................................................................26
Histones.................................................................................................................................26
Eu- and heterochromatin, PEV.............................................................................................28
Histone modifications...........................................................................................................29
Epigenome modification.......................................................................................................31
Chromatin remodelling.........................................................................................................31
Nucleosomes and transcription.............................................................................................32
DNA methylation..................................................................................................................33
Regulation by DNA methylation...........................................................................................34
Polycomb repression.............................................................................................................35
Vragen...................................................................................................................................36
Gastcollege............................................................................................................................38
Week 4: Epigenetica en imprinting.......................................................................................40
X-chromosome inactivation..................................................................................................40
Epigenetic control of flowering time....................................................................................41
Reprogramming of chromatine.............................................................................................42
Imprinting..............................................................................................................................42
ChIP-seq and beyond............................................................................................................44
Vragen...................................................................................................................................48
Gastcollege 2.........................................................................................................................50
,Opzet cursus
Leerdoelen
- het zelfstandig interpreteren van primaire literatuur en het verder verzamelen van
aanvullende gegevens uit ander informatiebronnen,
- het kunnen samenvatten en beschrijven van complexe genetische systemen en hun
werking en regulatie,
- het belang van genoomprojecten verwoorden, en de benaderingen en werkwijzen om
genomen in kaart te brengen beschrijven,
- de organisatie van genomen van hogere eukaryoten samenvatten
- het gebruik van comparatieve genomica en samenhangende evolutionaire
werkingsmechanismen samenvatten,
- het doel van functionele genomica en de werkwijze om functies, zoals genome editing,
in kaart brengen en samenvatten,
- de mechanismen die het genoom veranderen verwoorden,
- de modificaties in chromatine te begrijpen en toe te passen om hun invloed op de
expressie van genen te beredeneren,
- browsers en databases gebruiken met betrekking tot het vinden van gegevens over
genen en genomen,
- het integreren van genomica en genetische data met het doel om in begrijpelijke taal
over een bepaald onderwerp een essay te schrijven en te verdedigen, en om hierover te
presenteren
- het voorbereiden van een pleidooi en het verdedigen van standpunten in een debat.
,Week 1 RNA
RNA
2-5% van het RNA is coderend, dus mRNA. mRNA
wordt afgeschreven vanaf het genoom, dit vormt het
pre-mRNA wat nog intronen bevat. Vervolgens vindt
er modificatie plaats om het mRNA te vormen.
Het overige RNA is functioneel RNA zoals: rRNA
(grootste deel RNA), tRNA, snRNA, snoRNA,
miRNA en siRNA, maar ook long non-coding RNA
en andere kleine RNAs zoals piRNAs
RNA is belangrijk in heel veel basale cellulaire
processen
- Primer in DNA replicatie (gemaakt door primase)
- Messenger van genetische informatie (mRNA)
- Catalyst in ribose (rRNA)
- Samenstellen van eiwitten (tRNA)
- Instructies geven tijdens splicing/processing (snRNA, snoRNA)
- Regulator functies (miRNA, siRNA, riboswitch)
- Scaffold en/of Guide functies (lncRNA)
Er zijn verschillende soorten secundaire structuren van RNA. De meeste RNA moleculen
zijn enkel strengs en kunnen door vouwing verschillende conformaties aannemen.
- Helix
- Hairpin loop
- Internal loop
- Multibranched loop
- Buldge
In principe kan RNA ook met andere RNA moleculen conformaties
aangaan maar zolang er genoeg matches zijn in het molecuul gaat het
alleen vouwingen aan met zichzelf. RNA heeft naast G-C en A-U base
paren ook G-U base paren (minder sterk, 2 waterstofbruggen),
hierdoor zijn meer matches mogelijk.
Het is mogelijk om te berekenen/voorspellen hoe een RNA structuur zal
vormen. Er zijn vaak meerdere vormen nodig maar de meest
energetische is het meest waarschijnlijk, dus met de meeste
waterstofbruggen.
Pre-tRNA wordt afgelezen vanuit het genoom en vervolgens
gemodificeerd tot tRNA. Het pre-tRNA bevat nog een langer 5’
uiteinde en nog een “intron” bij de onderste loop. Van pre-tRNA tot
tRNA worden er stukken afgeknipt en bijgeplakt, en er vinden
chemische modificaties plaats zoals methylatie, omzetting van
, uridine naar pseudouridine () of dihydrouridine. Dit resulteert in een 3D structuur met een
anticodon loop die complementair is aan het mRNA.
Het vormen van een pseudouridine wordt gedaan door een pseudouridine synthase. Deze
synthase moet specifiek zijn. Het zorgt ervoor dat het met een C verbonden zit aan de suiker
groep in plaats van met een N, hierdoor zal het RNA anders vouwen.
Men denkt dat de vouwing van RNA erg belangrijk is voor de functie. Er zijn nu allemaal
technieken waarmee de structuur van RNA beter bepaald kan worden. De structuur van RNA
wordt ook bepaald door kleine veranderingen.
Ook op mRNA vinden veel modificaties plaats. Er zijn meer dan 100 verschillende RNA base
modificaties waargenomen zoals methylatie op C, methylatie op A of pseudouridinatie. Er zijn
heel veel verschillende enzymen gevonden die hier effect op hebben. Modificatie van RNA
spelen een rol in de regulatie van verschillende RNA processen.
The RNA world
Men gaat ervan uit dat het leven op aarde is gestart in een RNA wereld.
Catalytic RNA is een erg belangrijk bewijs. RNA kan zichzelf repliceren (introns self-
splicing) en heeft zelf een enzymatische activiteit (ribosomen). Dit is vooral onderbouwd door
RNA evolutie in vitro te bestuderen met bijvoorbeeld ribozymen.
