Samenvatting celbiologie en signaaltransductie
Les 1 DNA en bouwstenen
DNA bestaat uit twee lang strengen, dit is dus dsDNA. Dit is opgebouwd uit nucleotiden (suikergroep
+fosfaatgroep + stikstofbase), de strengen zijn
complementair aan elkaar en zijn antiparallel) wordt
bij elkaar gehouden door de negatief geladen
backbone, door de fosfaatgroep
- Stikstofbase
o Purines
▪ Adenine (A)
▪ Guanine (G)
o Pyrimidines
▪ Cytosine (C)
▪ Thymine (T)
o A = T (2 H-bruggen)
o G = C (3 H-bruggen)
3’ hydroxylgroep (OH) en 5’ fosfaatgroep, DNA-synthese van 5’→ 3’
DNA bevindt zich in een eukaryotische cel in de
celkern en is verpakt in chromosomen, die wee
opgebouwd is uit eiwitten. DNA + eiwitten wordt
ook chromatine genoemd. Een nucleasoom is een
eiwit-DNA complex, bestaande uit 8 histone
eiwitten en 147 nucleotiden.
Een genoom is een complete set aan informatie
(genen) in het DNA, genen bevatten informatie
voor het maken van een eiwit. Een gen bevat zijn
lineaire sequentie van nucleotiden, dit is een
sequentie van een aminozuur.
1,5% van een genoom codeert voor een eiwit,
exons zijn coderende stukken DNA in het gen,
intronen zijn niet-coderende stukken.
Het aanmaken van de poly-A staart en het splicing
(intronen verwijderen) tijdens de transcriptie en
translatie.
Er kan mutatie plaats vinden in het DNA, dit kan gevolgen
hebben voor de eiwitten.
- DNA/RNA niveau
o Voorbeeld: Base subsitutie, deletie of
additie
o Splicing errors →te kort en verkeerd
eiwit.
- Eiwit niveau
, o Silent mutation: andere base maar hetzelfde aminozuur.
o Missense mutation: aminozuursubstitutie → ander aminozuur
o Fram-shift mutation: compleet ander eiwit
o Nonsense mutation: premature stopcodon → onvolledig eiwit
Gevolgen hiervan zijn: verkeerd gevouwen
eiwit, wat zorgt voor instabiliteit, verandering
van katalytisch domein van een enzym of een
domein van een eiwit. Zo kan het loss of
function of gain of function mutatie krijgen.
Mutatie kan komen door blootstelling aan
chemische en fysische invloeden, maar ook
tijden DNA -replicatie. Het proberen te
herstellen tijdens replicatie vindt plaats door nucleasen.
- Exonucleasen (uiteindes van een polynucleotidenketen)
- Endonucleasen (in een polynucleotidenketen)
De mutation rate is de frequentie waarmee verkeerde nucleotide die wordt ingebouwd in het DNA-
replicatie. 1 nucleotide per 10^9 nucleotiden. Dit wordt bereikt door reparatie mechanismen.
- Proofreading
- Mismatch repair
Proofreading
DNA-polymerase bezit exonuclease activiteit, DNA proofreading
gaat van 3’→ 5’. Er wordt dan gecontroleerd of de juiste nucleotide
erin is gezet. Proofreading zorgt ervoor dat de fout die normaal 10^5 is 10^7 wordt.
Mismatch repair
Dit is de backup, dit zorgt ervoor dat de fout van 10^7 naar 10^9 gaat. Het
mismatch repair systeem verwijderd deze replicatie fouten en vervangt de
verkeerde door de correcte.
Zie afbeelding hieronder voor duidelijkheid. MutS bindt op een mismatch,
die kan alleen binden als er ook een nicks aanwezig is. De MutL zoekt de
nicks, de nicks is een plek ‘niks’ zit, deze moet gevuld worden met nucleotide en tegelijk wordt de
streng opnieuw gedaan. Als er geen nicks is kan er die ene 1 op de 10^9 fout zijn.
Spontane DNA-schade
- Depurinering (A en G) → hydrolysis van de N-glycosidische link met deoxyribose)
- Deaminering → vervanging van de aminogroep (NH2) door en dubbelgebonden O (=O),
cytosine kan dan uracil worden waardoor bij het binden van nucleotide er geen G op gaat
zitten maar een A.
- Pyrimidine dimeren → vorming van covalente bindingen tussen twee naast elkaar liggende
pyrimidines. (Dus C en T naast elkaar), gebeurt vaak door UV-straling
Als er DNA-schade is opgetreden zijn er 2 soorten reparatie die plaats kunnen vinden.
- Base Excision Repair (BER)
,- Nucleotide Excision Repair (NER)
, Les 2 Eiwit structuur & vouwing
Eiwitten (protiene) zijn opgebouwd uit verschillende polypeptide die weer zijn opgebouwd uit
aminozuren en hebben verschillende functie
- Enzymen → bijv. lysozyme
- Opslag → bijv. ovalbumine
- Versteviging structuur → bijv. collageen
- Transport → bijv. hemoglobine
- Cellulaire communicatie → beweging en verdediging
Aminozuren zijn organische moleculen met een carboxyl (COOH/COO-) en
aminogroepen (NH2/NH3), zij hebben allemaal een eigen restgroep met
eigen eigenschappen.
De backbone van een polypeptide is de standaard vorm van een aminozuur zonder de restgroepen,
de aminozuren zijn met elkaar verbonden via de peptide bindingen, deze zijn covalente bindingen.
De restgroepen bepalen de structuur van een peptide, bijv. de apolaire willen niet bij water in de
buurt en zullen dus naar binnen draaien.
Polypeptide is een polymeer van aminozuren, die verschillen in lengtes met elk een unieke lineaire
sequentie. Eén eiwit kan uit meerdere polypeptide ketens
bestaan.
Primaire structuur: De sequentie van de aminozuren in
een eiwit. Een volgorde in letters.
Secundaire structuur: α-helix en β-sheet, gevormd door
de waterstofbruggen tussen de backbone, tussen C=O en
Les 1 DNA en bouwstenen
DNA bestaat uit twee lang strengen, dit is dus dsDNA. Dit is opgebouwd uit nucleotiden (suikergroep
+fosfaatgroep + stikstofbase), de strengen zijn
complementair aan elkaar en zijn antiparallel) wordt
bij elkaar gehouden door de negatief geladen
backbone, door de fosfaatgroep
- Stikstofbase
o Purines
▪ Adenine (A)
▪ Guanine (G)
o Pyrimidines
▪ Cytosine (C)
▪ Thymine (T)
o A = T (2 H-bruggen)
o G = C (3 H-bruggen)
3’ hydroxylgroep (OH) en 5’ fosfaatgroep, DNA-synthese van 5’→ 3’
DNA bevindt zich in een eukaryotische cel in de
celkern en is verpakt in chromosomen, die wee
opgebouwd is uit eiwitten. DNA + eiwitten wordt
ook chromatine genoemd. Een nucleasoom is een
eiwit-DNA complex, bestaande uit 8 histone
eiwitten en 147 nucleotiden.
Een genoom is een complete set aan informatie
(genen) in het DNA, genen bevatten informatie
voor het maken van een eiwit. Een gen bevat zijn
lineaire sequentie van nucleotiden, dit is een
sequentie van een aminozuur.
1,5% van een genoom codeert voor een eiwit,
exons zijn coderende stukken DNA in het gen,
intronen zijn niet-coderende stukken.
Het aanmaken van de poly-A staart en het splicing
(intronen verwijderen) tijdens de transcriptie en
translatie.
Er kan mutatie plaats vinden in het DNA, dit kan gevolgen
hebben voor de eiwitten.
- DNA/RNA niveau
o Voorbeeld: Base subsitutie, deletie of
additie
o Splicing errors →te kort en verkeerd
eiwit.
- Eiwit niveau
, o Silent mutation: andere base maar hetzelfde aminozuur.
o Missense mutation: aminozuursubstitutie → ander aminozuur
o Fram-shift mutation: compleet ander eiwit
o Nonsense mutation: premature stopcodon → onvolledig eiwit
Gevolgen hiervan zijn: verkeerd gevouwen
eiwit, wat zorgt voor instabiliteit, verandering
van katalytisch domein van een enzym of een
domein van een eiwit. Zo kan het loss of
function of gain of function mutatie krijgen.
Mutatie kan komen door blootstelling aan
chemische en fysische invloeden, maar ook
tijden DNA -replicatie. Het proberen te
herstellen tijdens replicatie vindt plaats door nucleasen.
- Exonucleasen (uiteindes van een polynucleotidenketen)
- Endonucleasen (in een polynucleotidenketen)
De mutation rate is de frequentie waarmee verkeerde nucleotide die wordt ingebouwd in het DNA-
replicatie. 1 nucleotide per 10^9 nucleotiden. Dit wordt bereikt door reparatie mechanismen.
- Proofreading
- Mismatch repair
Proofreading
DNA-polymerase bezit exonuclease activiteit, DNA proofreading
gaat van 3’→ 5’. Er wordt dan gecontroleerd of de juiste nucleotide
erin is gezet. Proofreading zorgt ervoor dat de fout die normaal 10^5 is 10^7 wordt.
Mismatch repair
Dit is de backup, dit zorgt ervoor dat de fout van 10^7 naar 10^9 gaat. Het
mismatch repair systeem verwijderd deze replicatie fouten en vervangt de
verkeerde door de correcte.
Zie afbeelding hieronder voor duidelijkheid. MutS bindt op een mismatch,
die kan alleen binden als er ook een nicks aanwezig is. De MutL zoekt de
nicks, de nicks is een plek ‘niks’ zit, deze moet gevuld worden met nucleotide en tegelijk wordt de
streng opnieuw gedaan. Als er geen nicks is kan er die ene 1 op de 10^9 fout zijn.
Spontane DNA-schade
- Depurinering (A en G) → hydrolysis van de N-glycosidische link met deoxyribose)
- Deaminering → vervanging van de aminogroep (NH2) door en dubbelgebonden O (=O),
cytosine kan dan uracil worden waardoor bij het binden van nucleotide er geen G op gaat
zitten maar een A.
- Pyrimidine dimeren → vorming van covalente bindingen tussen twee naast elkaar liggende
pyrimidines. (Dus C en T naast elkaar), gebeurt vaak door UV-straling
Als er DNA-schade is opgetreden zijn er 2 soorten reparatie die plaats kunnen vinden.
- Base Excision Repair (BER)
,- Nucleotide Excision Repair (NER)
, Les 2 Eiwit structuur & vouwing
Eiwitten (protiene) zijn opgebouwd uit verschillende polypeptide die weer zijn opgebouwd uit
aminozuren en hebben verschillende functie
- Enzymen → bijv. lysozyme
- Opslag → bijv. ovalbumine
- Versteviging structuur → bijv. collageen
- Transport → bijv. hemoglobine
- Cellulaire communicatie → beweging en verdediging
Aminozuren zijn organische moleculen met een carboxyl (COOH/COO-) en
aminogroepen (NH2/NH3), zij hebben allemaal een eigen restgroep met
eigen eigenschappen.
De backbone van een polypeptide is de standaard vorm van een aminozuur zonder de restgroepen,
de aminozuren zijn met elkaar verbonden via de peptide bindingen, deze zijn covalente bindingen.
De restgroepen bepalen de structuur van een peptide, bijv. de apolaire willen niet bij water in de
buurt en zullen dus naar binnen draaien.
Polypeptide is een polymeer van aminozuren, die verschillen in lengtes met elk een unieke lineaire
sequentie. Eén eiwit kan uit meerdere polypeptide ketens
bestaan.
Primaire structuur: De sequentie van de aminozuren in
een eiwit. Een volgorde in letters.
Secundaire structuur: α-helix en β-sheet, gevormd door
de waterstofbruggen tussen de backbone, tussen C=O en
