Samenvatting hoofdstuk 17 en 18 biologie vwo 6 nectar

Biologie samenvatting H17 en H18
17.1 DNA in je cellen

DNA bevat informatie voor het maken van eiwitten, het is verdeel in 46 chromosomen in de celkern
en het cirkelvormige DNA in mitochondriën. Een DNA molecuul bestaan uit twee strengen in een
dubbele helix en elke streng is 50 tot 250 miljoen nucleotiden lang.
 DNA nucleotiden bestaan uit een fosfaatgroep, een suikermolecuul en een stikstofbase.
(Adenine, Thymine, Guanine en Cytosine met A-T en C-G via 2 en 3 H-bruggen)
 DNA is complementair door de vaste combinatie met basenparen, dit betekent dat de
volgorde in de ene streng (leidende streng) bepaalt die in het andere (volgende streng) en
andersom.
Deoxyribose heeft 5 C’s die op een bepaalde manier genummerd worden. De 1 e C vormt een binding
met een stikstofbase en het 5e met een fosfaatgroep. Elke nucleotide in een streng is via zijn
fosfaatgroep gekoppeld aan het 3e C van nucleotide ernaast.
 Het 5’-einde van de ene streng ligt aan 3’-einde van de andere.

Histonen zijn speciale eiwitten die DNA moleculen bij eukaryoten in de kern verstevigen en
beschermen. Het geheel van histonen en het eromheen gerolde DNA heet nucleosoom. De histonen
van de verschillende nucleosomen koppelen met elkaar waardoor een dikke chromatinedraad
ontstaat. Deze draad spiraliseert tot chromatine waardoor het DNA-molecuul heel compact in
celkern in geborgen.
 Door eiwit verterend enzym (protease) worden histonen verwijdert en kan DNA verwerkt
worden.

In het mitochondrium zitten 5-10 cirkelvormige moleculen mitochondriaal DNA, oftewel mtDNA. Het
bevat 37 genen, waarvan 13 coderen voor eiwitten die betrokken zijn bij aerobe dissimilatie, de rest
voor rRNA (bouwstenen ribosomen) en tRNA (transporteert aminozuren). Het mtDNA erft via de
moeder.

Genoom is totale DNA van een persoon en bevat zo’n 19000 genen. Een gen is een stuk DNA met
informatie voor productie van een of meerder eiwitten die een rol spelen bij erfelijke eigenschappen.
 Alle cellen hebben hetzelfde DNA, maar afhankelijk van functie zijn genen actief.
Cellen reageren op hun omgeving, wat de variatie in het aanschakelen van genen vergroot.

Ieder gen heeft zijn eigen sequentie van afwisselend A,T,C en G. Genen die coderen voor eiwitten
beslaan slechts 1,5-2% van totale DNA het meeste is dus niet-coderend DNA, dit heeft een andere
functie zoals produceren rRNA of tRNA, of het regelt het aan- uitschakelen van de genen in het
coderende DNA.
Meestal in niet-coderend DNA komen herhalingen voor van series nucleotiden, repetitief DNA. Het
aantal nucleotiden in een herhaling varieert van twee tot enkele duizenden.
 Zogeheten STR’s (Short, Tandem, Repeats) bestaan ui 2 tot 10 nucleotiden en spelen een rol
bij verwantschapsonderzoek en forensisch onderzoek. Aantal aaneengekoppelde STR’s
varieert per persoon. Meestal worden bij een onderzoek er STR’s van 13 verschillende loci
(plaatsen in DNA) in kaart gebracht wat een DNA-profiel oplevert. Kijk in boek voor uitleg
schrijfwijze J

, 17.2 DNA kopiëren

Het verdubbelen van DNA gebeurt door DNA-replicatie. Het proces start op veel plekken tegelijk,
wat de totale replicatie sterk verkort. Een enzymcomplex verbreekt op startpunt de H-bruggen
tussen beide DNA- strengen. Helicasen ‘risten’ naar beide kanten toe het DNA verder open. Zo
ontstaan twee openingen, de replicatievorken.
 Het RNA-polymerase primase maakt op het startpunt een primer van 20 ribonucleotiden
(RNA, dus met ribose en Uracil). Hierna vormt DNA-polymerase een nieuwe streng. Het
enzym leest nucleotiden van streng alleen van 3 -> 5’ richting en vormt in 5’->3’ richting een
zogeheten ‘leidende streng’. De DNA-polymerase maakt DNA-nucleotiden vast in juiste
combinaties.
 In andere richting van het startpunt kan het DNA-polymerase niet een continue streng
maken daardoor verloopt de replicatie in kleine stukjes, wat een zogeheten ‘volgende
streng’ oplevert. Primase plaatst op korte afstand van het startpunt RNA-primer, vanaf waas
DNA-polymerase in de 3’-> 5’ richting (naar startpunt toe) een stukje DNA kan vormen. Dit is
dus achterwaarts kopiëren. Het nieuwe stukje heet een Okazaki-fragment.
 Een ander type DNA-polymerase vervangt alle RNA-nucleotiden uit de primers door DNA-
nucleotide. Het enzym ligase koppelt Okazaki-fragmenten aan elkaar tot een complete
streng. Enzymen controleren vervolgens of het foutenvrij is gegaan.
 Dit proces van DNA-verdubbeling is semi-conservatief: elk nieuw molecuul bestaat uit
oorspronkelijke en een nieuwe streng.

De PCR-methode vindt plaats in een machine die van temperatuur verwisselt en daardoor DNA
repliceert. In deze machine komt een stukje van DNA dat gerepliceerd moet worden, twee
verschillende DNA primers, een speciaal type DNA-polymerase en de benodigde nucleotiden.
 De DNA-primers van ongeveer 20 deoxyribosenucleotiden, zijn zo ontworpen dat ze
complementair zijn aan beide 3’-uiteinden van het doel-DNA: het deel van het DNA wat een
onderzoeker wil vermeerderen.

1. Bij 95 ˙C verbreken H-bruggen en opent dubbelstrengs DNA-molecuul.
2. Daarna wordt temperatuur verlaagt naar 52˙C en beide DNA-primers binden elk aan een van
beide DNA stengen.
3. Temperatuur stijgt naar 72˙C en een hittebestendig DNA-polymerase verlengt de nieuwe
keten van 5’-> 3’ met complementaire DNA-nucleotiden.
 Na zo’n 30-40 herhalingen bestaat het mengsel voor het grootste deel uit DNA-kopieën,
genoeg materiaal voor verder onderzoek via gelelektroforese, scheidt DNA-fragmenten op
basis van hun grootte. Dit gebeurt in een elektrisch veld, negatieve DNA-moleculen gaan naar
positieve kant en andersom. Kleine fragmenten bewegen sneller door de mindere
weerstand, zo ontstaat een rij van DNA fragmenten van groot naar klein.
 Capillairelektroferese is hierop een variant, dit detector geeft een piek als moleculen van
een bepaalde grootte passeren. Een referentiemonster met stukjes DNA van een bekende
lengte is nodig om grootte fragment te bepalen.