Biologie thema 4: DNA
Basisstof 1: de bouw en functie van DNA
Het genoom
DNA = desoxyribonucleïnezuur > bijna elke cel > bevat informatie voor je erfelijke
eigenschappen > bepaalt functie cel + geeft instructies voor ribosomen voor verschillende
eiwitten.
Genoom = geheel aan erfelijke informatie in een cel van een organisme -> alle cellen van een
organisme hebben hetzelfde genoom.
Bij eukaryoten -> omvat het genoom het DNA in alle chromosomen in de celkern (kernDNA)
en het DNA in mitochondriën (mtDNA) en chloroplasten.
Bij prokaryoten -> vormt al het DNA dat los in cytoplasma ligt het genoom > circulair DNA-
molecuul. Soms plasmiden = korte stukjes circulair DNA.
De bouw van DNA
DNA-molecuul = nucleïnezuur, bestaat uit twee ketens van elkaar gekoppelde nucleotiden ->
nucleotide = opgebouwd uit monosacharide desoxyribose, een fosfaatgroep en stikstofbase
> adenine, thymine, cytosine, guanine.
Desoxyribose > 5 C-atomen, aan 5e C zit fosfaat, aan 1e C zit stikstofbase ontstaat een
lange ketens door het aan elkaar koppelen aan 3e > beide uiteinden van enkelstrengs DNA-
molecuul zijn verschillend. Fosfaatgroep = 5’-uiteinde, OH-groep = 3’-uiteinde DNA
kopieert altijd en leest af van 3 naar 5.
Basenparing = stikstofbasen steken aan de zijkant uit de keten en vormen bindingspartner
de twee nucleotideketens van een DNA-molecuul zijn complementair > door
waterstofbruggen.
In dubbelstrengs DNA-molecuul > helixstructuur > ene keten van 3’ naar 5’ andere van 5’
naar 3’.
DNA-molecuul past in cel door compacte vorm > of strakker of losser opgerold -> eerst rond
eiwitten gewikkeld: de histonen, aantal histonen samen met omgewikkelde DNA
nucleosoom DNA hiertussen = koppelings-DNA > kralenketting wordt voor celdeling
opgerold tot spiraal tot dikker draad > chromosoom vlak voor mitose.
DNA-sequentie
Volgorde waarin nucleotiden in een DNA-molecuul zijn gerangschikt = sequentie. Gen = deel
DNA-molecuul dat de code bevat waarmee ribosomen en eiwitten kunnen synthetiseren.
Niet-coderend DNA
Overig DNA codeert niet voor eiwitten > niet-coderend DNA > 98,5 % bij de mens > coderen
vaak voor andere moleculen -> hebben regulerende functie bij de synthese van
eiwitten/eiwitsynthese. Deel van niet-coderend DNA bestaat uit repetitief DNA = herhaling
van korte nucleotidesequenties. Ander deel van niet-coderend DNA > genen functie
verloren.
, Basisstof 2: DNA-replicatie
Replicatiestartpunt en replicatietabel
Kopiëren van DNA (DNA-replicatie) tijdens S-fase van celcyclus in kernplasma
bevinden zich de vrije nucleotiden dATP, dTTP, dGTP en dCTP > bestaan uit desoxyribose,
een base en drie fosfaatgroepen > bindingen tussen fosfaatgroepen bevatten veel chemische
energie.
DNA-replicatie begint bij replicatiestartpunt > in twee richtingen worden de
waterstofbruggen tussen de basenparen verbroken door helicase -> helixstructuur verdwijnt
en twee strengen gaan uit elkaar > replicatiebel -> eukaryoten bevat meerdere
replicatiestartpunten (sneller kopiëren) en prokaryoten heeft maar 1 replicatiestartpunt
(geen replicatiebel).
Constante en onderbroken replicatie
Plaats waar basenparing is verbroken -> speciale eiwitten die ervoor zorgen dat de basen in
replicatiebel niet weer opnieuw waterstofbruggen gaan vormen.
Replicatie begint met primer > kort stukje nucleïnezuur RNA dat wordt gemaakt door enzym
primase complementair aan deel DNA-sequentie > DNA-polymerase kan alleen
nucleotiden vastplakken aan 3’uiteinde van al bestaande streng vanaf primer DNA-
polymerase langs enkelstrengs schuiven en dATP (etc) aan vrijgekomen stikstofbasen binden
twee dubbelstrengs DNA-moleculen met oude en nieuwe keten.
Afleesrichting = aflezen 3 -> 5 en nieuwe streng gemaakt van 5 -> 3.
Leidende streng -> bouwt ononderbroken door vanaf het replicatiebel.
Volgende streng -> probleem, helicase gaat naar links, DNA-polymerase gaat naar rechts >
stukjes DNA los > door ligase worden Okazaki-fragmenten aan elkaar geplakt.
Telomeren en veroudering
Uiteinde volgende streng kan DNA-polymerase niet meer repliceren doordat de RNA-primer
wordt verwijderd > geen 3’-uiteinde beschikbaar waar enzym nucleotiden zich aan kan
binden > niet gekopieerde enkelstrengs DNA van oude streng wordt door enzym verwijderd
> DNA-molecuul bij elke celdeling korter.
Om te voorkomen dat de genen in DNA worden beschadigd, bezitten uiteinde chromosomen
bij eukaryoten telomeren > bestaat uit een niet-coderend DNA dat is ingekapseld in
beschermende eiwitten bij mensen repetitief: TTAGGG > bij elke celdeling wordt deze
korter, op een gegeven moment zo kort dat de cel zich niet meer kan delen > apoptose.
Levensduur cellen hangt af van lengte telomeren en snelheid waarmee ze korter worden >
bepalend voor snelheid van de veroudering van een organisme.
Basisstof 1: de bouw en functie van DNA
Het genoom
DNA = desoxyribonucleïnezuur > bijna elke cel > bevat informatie voor je erfelijke
eigenschappen > bepaalt functie cel + geeft instructies voor ribosomen voor verschillende
eiwitten.
Genoom = geheel aan erfelijke informatie in een cel van een organisme -> alle cellen van een
organisme hebben hetzelfde genoom.
Bij eukaryoten -> omvat het genoom het DNA in alle chromosomen in de celkern (kernDNA)
en het DNA in mitochondriën (mtDNA) en chloroplasten.
Bij prokaryoten -> vormt al het DNA dat los in cytoplasma ligt het genoom > circulair DNA-
molecuul. Soms plasmiden = korte stukjes circulair DNA.
De bouw van DNA
DNA-molecuul = nucleïnezuur, bestaat uit twee ketens van elkaar gekoppelde nucleotiden ->
nucleotide = opgebouwd uit monosacharide desoxyribose, een fosfaatgroep en stikstofbase
> adenine, thymine, cytosine, guanine.
Desoxyribose > 5 C-atomen, aan 5e C zit fosfaat, aan 1e C zit stikstofbase ontstaat een
lange ketens door het aan elkaar koppelen aan 3e > beide uiteinden van enkelstrengs DNA-
molecuul zijn verschillend. Fosfaatgroep = 5’-uiteinde, OH-groep = 3’-uiteinde DNA
kopieert altijd en leest af van 3 naar 5.
Basenparing = stikstofbasen steken aan de zijkant uit de keten en vormen bindingspartner
de twee nucleotideketens van een DNA-molecuul zijn complementair > door
waterstofbruggen.
In dubbelstrengs DNA-molecuul > helixstructuur > ene keten van 3’ naar 5’ andere van 5’
naar 3’.
DNA-molecuul past in cel door compacte vorm > of strakker of losser opgerold -> eerst rond
eiwitten gewikkeld: de histonen, aantal histonen samen met omgewikkelde DNA
nucleosoom DNA hiertussen = koppelings-DNA > kralenketting wordt voor celdeling
opgerold tot spiraal tot dikker draad > chromosoom vlak voor mitose.
DNA-sequentie
Volgorde waarin nucleotiden in een DNA-molecuul zijn gerangschikt = sequentie. Gen = deel
DNA-molecuul dat de code bevat waarmee ribosomen en eiwitten kunnen synthetiseren.
Niet-coderend DNA
Overig DNA codeert niet voor eiwitten > niet-coderend DNA > 98,5 % bij de mens > coderen
vaak voor andere moleculen -> hebben regulerende functie bij de synthese van
eiwitten/eiwitsynthese. Deel van niet-coderend DNA bestaat uit repetitief DNA = herhaling
van korte nucleotidesequenties. Ander deel van niet-coderend DNA > genen functie
verloren.
, Basisstof 2: DNA-replicatie
Replicatiestartpunt en replicatietabel
Kopiëren van DNA (DNA-replicatie) tijdens S-fase van celcyclus in kernplasma
bevinden zich de vrije nucleotiden dATP, dTTP, dGTP en dCTP > bestaan uit desoxyribose,
een base en drie fosfaatgroepen > bindingen tussen fosfaatgroepen bevatten veel chemische
energie.
DNA-replicatie begint bij replicatiestartpunt > in twee richtingen worden de
waterstofbruggen tussen de basenparen verbroken door helicase -> helixstructuur verdwijnt
en twee strengen gaan uit elkaar > replicatiebel -> eukaryoten bevat meerdere
replicatiestartpunten (sneller kopiëren) en prokaryoten heeft maar 1 replicatiestartpunt
(geen replicatiebel).
Constante en onderbroken replicatie
Plaats waar basenparing is verbroken -> speciale eiwitten die ervoor zorgen dat de basen in
replicatiebel niet weer opnieuw waterstofbruggen gaan vormen.
Replicatie begint met primer > kort stukje nucleïnezuur RNA dat wordt gemaakt door enzym
primase complementair aan deel DNA-sequentie > DNA-polymerase kan alleen
nucleotiden vastplakken aan 3’uiteinde van al bestaande streng vanaf primer DNA-
polymerase langs enkelstrengs schuiven en dATP (etc) aan vrijgekomen stikstofbasen binden
twee dubbelstrengs DNA-moleculen met oude en nieuwe keten.
Afleesrichting = aflezen 3 -> 5 en nieuwe streng gemaakt van 5 -> 3.
Leidende streng -> bouwt ononderbroken door vanaf het replicatiebel.
Volgende streng -> probleem, helicase gaat naar links, DNA-polymerase gaat naar rechts >
stukjes DNA los > door ligase worden Okazaki-fragmenten aan elkaar geplakt.
Telomeren en veroudering
Uiteinde volgende streng kan DNA-polymerase niet meer repliceren doordat de RNA-primer
wordt verwijderd > geen 3’-uiteinde beschikbaar waar enzym nucleotiden zich aan kan
binden > niet gekopieerde enkelstrengs DNA van oude streng wordt door enzym verwijderd
> DNA-molecuul bij elke celdeling korter.
Om te voorkomen dat de genen in DNA worden beschadigd, bezitten uiteinde chromosomen
bij eukaryoten telomeren > bestaat uit een niet-coderend DNA dat is ingekapseld in
beschermende eiwitten bij mensen repetitief: TTAGGG > bij elke celdeling wordt deze
korter, op een gegeven moment zo kort dat de cel zich niet meer kan delen > apoptose.
Levensduur cellen hangt af van lengte telomeren en snelheid waarmee ze korter worden >
bepalend voor snelheid van de veroudering van een organisme.
