Toegepaste Biochemie
THEMA 1: DNA 2
Werkcollege 1: Genregulatie en DNA-toepassingen 2
THEMA 2: EIWITTEN 6
Werkcollege 2: Eiwitstructuur en analysetechnieken 6
Werkcollege 3: Eiwittoepassingen 10
THEMA 3: ENZYMEN 12
Werkcollege 4: Soorten en mechanismen 12
Werkcollege 5: Enzymkinetiek 15
Werkcollege 6: enzymregulatie 17
THEMA 4: KOOLHYDRATEN 20
Werkcollege 7: Functies en toepassingen 20
THEMA 5: LIPIDEN 23
Werkcollege 8: functies en toepassingen 23
,Thema 1: DNA
Werkcollege 1: Genregulatie en DNA-toepassingen
Restrictie analyse
Opbouw enkele DNA-streng = lange keten van
fosfaatbindingen (nucleotiden) à 4 basen (ATGC)
Twee antiparallele DNA-strengen vormen samen een
dubbele helix, waarbij de basen met elkaar
waterstofbruggen vormen.
Nucleases: Enzymen die de phosphodiester binding
in DNA en RNA hydrolyseren
• Betrokken bij synthese en reparatie van DNA
• Betrokken bij productie en degradatie van RNA
Exonucleases – hydrolyse van de 3’-5’ fosfodiester
binding aan het einde van de keten
Endonucleases – hydrolyse van de de fosfodiester
binding op specifieke plekken in de keten
Restrictie endonucleases
• Binden en ‘knippen’ lichaamsvreemd DNA
• Herkennen specifieke DNA-sequenties
(Basevolgorde)
• Een sticky end is belangrijk als het DNA aan
elkaar geplakt wil worden
• Restrictie endonucleases maken deel uit van het afweersysteem van bacteriën tegen
virusinfecties
Restrictiekaart van bacteriofaag λ met verschillende restrictie-enzymen, hiermee kan je de
DNA-fragmenten analyseren.
Fragmenten worden op grootte
gescheiden met gelelektroforese
(agarose gel).
Het DNA is negatief geladen vanwege
de fosfaatgroepen, hierdoor worden
de DNA-fragmenten naar de positieve
pool getrokken, de kleinere
fragmenten kunnen makkelijker door
de gel heen en zullen sneller door de
gel gaan.
, Recombinant DNA
De restrictie-enzymen worden gebruikt in de biotechnologie. Met restrictie analyse kan
vervolgens onderzocht worden of het gen opgenomen is in de vector. De vector en het
bekende gen worden opengeknipt, deze zullen in elkaar passen en worden door een ander
enzym (ligase) dichtgeplakt.
PCR en site-directed mutagenese
Mutaties
• Mutaties zijn veranderingen in het genetisch materiaal van een cel of virus
• Punt mutaties zijn chemische veranderingen in één base paar van een gen
o Puntmutaties kunnen verschillende effecten hebben:
§ Er gebeurt niks (His à His)
§ Een aminozuur veranderd, waardoor het eiwit veranderd (Glu à Val)
§ Een stopcodon ontstaat, het eiwit wordt afgebroken (Lys à Stop)
§ Een base komt ertussen of valt weg, hierdoor schuift de keten op en
veranderd de animozuur volgorde
• Genetic disorder or hereditary disease (genetisch defect of erfelijke ziekte)
• Spontane mutaties kunnen ontstaan tijdens DNA replicatie, recombinatie of reparatie
• Mutagenen zijn fysische of chemische stoffen die mutaties veroorzaken
o UV licht
o Chemicaliën: Ethidium Bromide
o Virussen
Polymerase Chain Reaction (PCR)
Een methode om DNA te vermenigvuldigen, daarna kunnen er testjes mee gedaan worden.
Bijvoorbeeld om Covid te testen.
• 3 fasen
o Dubbelstrengs à Enkelstrengs: Denaturatie (90-96ºC)
o Primer toevoegen: Hybridisatie (45-65ºC)
o DNA gaat polymeriseren Elongatie (72ºC)
§ Na deze stappen is het DNA verdubbeld
• Benodigdheden
o Primers, dNTP’s , Taq Polymerase, Buffer met MgCl2 en Template DNA
THEMA 1: DNA 2
Werkcollege 1: Genregulatie en DNA-toepassingen 2
THEMA 2: EIWITTEN 6
Werkcollege 2: Eiwitstructuur en analysetechnieken 6
Werkcollege 3: Eiwittoepassingen 10
THEMA 3: ENZYMEN 12
Werkcollege 4: Soorten en mechanismen 12
Werkcollege 5: Enzymkinetiek 15
Werkcollege 6: enzymregulatie 17
THEMA 4: KOOLHYDRATEN 20
Werkcollege 7: Functies en toepassingen 20
THEMA 5: LIPIDEN 23
Werkcollege 8: functies en toepassingen 23
,Thema 1: DNA
Werkcollege 1: Genregulatie en DNA-toepassingen
Restrictie analyse
Opbouw enkele DNA-streng = lange keten van
fosfaatbindingen (nucleotiden) à 4 basen (ATGC)
Twee antiparallele DNA-strengen vormen samen een
dubbele helix, waarbij de basen met elkaar
waterstofbruggen vormen.
Nucleases: Enzymen die de phosphodiester binding
in DNA en RNA hydrolyseren
• Betrokken bij synthese en reparatie van DNA
• Betrokken bij productie en degradatie van RNA
Exonucleases – hydrolyse van de 3’-5’ fosfodiester
binding aan het einde van de keten
Endonucleases – hydrolyse van de de fosfodiester
binding op specifieke plekken in de keten
Restrictie endonucleases
• Binden en ‘knippen’ lichaamsvreemd DNA
• Herkennen specifieke DNA-sequenties
(Basevolgorde)
• Een sticky end is belangrijk als het DNA aan
elkaar geplakt wil worden
• Restrictie endonucleases maken deel uit van het afweersysteem van bacteriën tegen
virusinfecties
Restrictiekaart van bacteriofaag λ met verschillende restrictie-enzymen, hiermee kan je de
DNA-fragmenten analyseren.
Fragmenten worden op grootte
gescheiden met gelelektroforese
(agarose gel).
Het DNA is negatief geladen vanwege
de fosfaatgroepen, hierdoor worden
de DNA-fragmenten naar de positieve
pool getrokken, de kleinere
fragmenten kunnen makkelijker door
de gel heen en zullen sneller door de
gel gaan.
, Recombinant DNA
De restrictie-enzymen worden gebruikt in de biotechnologie. Met restrictie analyse kan
vervolgens onderzocht worden of het gen opgenomen is in de vector. De vector en het
bekende gen worden opengeknipt, deze zullen in elkaar passen en worden door een ander
enzym (ligase) dichtgeplakt.
PCR en site-directed mutagenese
Mutaties
• Mutaties zijn veranderingen in het genetisch materiaal van een cel of virus
• Punt mutaties zijn chemische veranderingen in één base paar van een gen
o Puntmutaties kunnen verschillende effecten hebben:
§ Er gebeurt niks (His à His)
§ Een aminozuur veranderd, waardoor het eiwit veranderd (Glu à Val)
§ Een stopcodon ontstaat, het eiwit wordt afgebroken (Lys à Stop)
§ Een base komt ertussen of valt weg, hierdoor schuift de keten op en
veranderd de animozuur volgorde
• Genetic disorder or hereditary disease (genetisch defect of erfelijke ziekte)
• Spontane mutaties kunnen ontstaan tijdens DNA replicatie, recombinatie of reparatie
• Mutagenen zijn fysische of chemische stoffen die mutaties veroorzaken
o UV licht
o Chemicaliën: Ethidium Bromide
o Virussen
Polymerase Chain Reaction (PCR)
Een methode om DNA te vermenigvuldigen, daarna kunnen er testjes mee gedaan worden.
Bijvoorbeeld om Covid te testen.
• 3 fasen
o Dubbelstrengs à Enkelstrengs: Denaturatie (90-96ºC)
o Primer toevoegen: Hybridisatie (45-65ºC)
o DNA gaat polymeriseren Elongatie (72ºC)
§ Na deze stappen is het DNA verdubbeld
• Benodigdheden
o Primers, dNTP’s , Taq Polymerase, Buffer met MgCl2 en Template DNA
