Samenvatting Biologie "DNA"

1 Biologie module 8




BIOLOGIE
DNA


Paragraaf 1

Het DNA bepaald de functie van een cel en levert de instructies waarmee ribosomen in de cel
verschillende soorten eiwitten (proteïnen) kunnen synthetiseren.
- De bouw van een eiwit bepaald de eigenschappen en functies van het eiwit

Genoom= het geheel aan erfelijke informatie in een cel van een organisme.
- Alle cellen van een organisme hebben hetzelfde genoom
- Bij eukaryoten (schimmels, planten en dieren): al het kernDNA (in chromosomen van
celkern), mtDNA (DNA in mitochondriën) en de choroplasten  vormen samen het genoom
- Bij Prokaryoten (bijv. bacteriën): al het DNA dat los in het cytoplasma van de cel voorkomt
vormen het genoom. Prokaryoten hebben een circulair DNA-molecuul en sommige
prokaryoten bezitten plasmiden= korte stukjes circulair DNA

De bouw van DNA
Een DNA-molecuul is een nucleïnezuur
DNA bestaat uit twee ketens van aan elkaar gekoppelde nucleotiden
- Een nucleotide is opgebouwd uit de monosacharide desoxyribose,
een fosfaatgroep en stikstofbase.
 Die stikstofbasen in DNA-moleculen zijn: adenine (A), thymine
(T), cytosine (C) en guanine (G)

Desoxyribose heeft 5 C-atomen.
 De fosfaatgroep zit gebonden aan het 5e C-atoom
 De stikstofbase zit aan het 1e C-atoom
Bij het aan elkaar koppelen van nucleotiden (polymerisatie) gaat het
3e C-atoom een binding aan met de fosfaatgroep van de volgende
nucleotide


Beide uiteinden van dit enkelstrengs DNA-molecuul zijn verschillende.
- Aan het ene uiteinde bevindt zich een fosfaatgroep  = 5’-uiteinde
- Aan het andere uiteinde bevindt zich een OH-groep die aan het 3e C-
atoom
vastzit  = 3’-uiteinde
 Het DNA wordt afgelezen en gekopieerd in de richting van het 3’-
uiteinde
naar het 5’-uiteinde

Door basenparing kunnen twee DNA-nucleotidenketens met elkaar verbinden
waarbij elke stikstofbase zijn vaste bindingspartner heeft.
- A met T (adenine met thymine)
- G met C (guanine met cytosine)

,2 Biologie module 8


De basenparing komt tot stand door waterstofbruggen

In een dubbelstrengs DNA-molecuul hebben de ketens een helixstructuur.
De ketens lopen in tegengestelde richting:
- De ene keten van 3’ naar 5’
- De andere keten van 5’ naar 3’


Bij eukaryoten is het DNA in de celkern verdeeld over verschillende
chromosomen. Elk chromosoom bestaat uit een enkel, zeer lang dubbelstrengs
DNA- molecuul.
- Soms is zo’n DNA-molecuul wel een paar centimeter lang, dit past
allemaal in de celkern doordat het een compacte vorm heeft.

Histonen= zijn eiwitten waar DNA omheen is gewikkeld.
- een aantal histonen vormt samen met het eromheen gewikkeld DNA een nucleosoom
 Het DNA tussen twee opeenvolgende nucleosomen noem je koppelings-DNA


Sequentie= de volgorde waarin nucleotiden in een DNA-molecuul zijn gerangschikt.
- Doordat in de DNA-sequentie variaties voorkomen, zullen ribosomen verschillende soorten
eiwitten synthetiseren.

Coderend DNA= een deel van een DNA-molecuul (een gen) dat de code (DNA-sequentie) bevat
waarmee ribosomen één of meer eiwitten kunnen synthetiseren

Niet coderend DNA= grote delen van het DNA coderen niet voor eiwitten. Een deel daarvan:
- Codeert voor andere moleculen die een regulerende functie hebben bij de synthese van
eiwitten.
- Bestaat uit repetitief DNA: herhalingen van korte nucleotidesequenties.
- Bestaat uit genen die hun functie hebben verloren.




Paragraaf 2
Het kopiëren van het DNA (DNA-replicatie) vindt plaats tijdens de S-fase van de celcyclus.
De bindingen tussen de fosfaatgroepen bevatten veel chemische energie. Door twee fosfaatgroepen
af te splitsen, komt energie vrij.

 DNA-replicatie begint bij een replicatiestartpunt.
 In twee richtingen wordt door het enzym helicase
waterstofbruggen tussen de basenparen verbroken.
 De helixstructuur verdwijnt en de twee strengen van het molecuul gaan uit elkaar
 Hierdoor ontstaat een replicatiebel

, 3 Biologie module 8


Op de plaats waar de basenparing is verbroken, binden speciale eiwitten aan de strengen waardoor
er niet gelijk weer waterstofbruggen worden gevormd.
 De replicatie begint met een primer: een kort stukje van het nucleïnezuur RNA dat
complementair is aan een deel van de DNA-sequentie en wordt gesynthetiseerd door het
enzym primase
-DNA-polymerase kan alleen nucleotiden vastplakken aan het 3’-uiteinde van een al
bestaande streng
 Vanaf een primer kan het enzym DNA-polymerase: langs een enkelstrengs DNA-keten
schuiven en vrije nucleotiden (dATP, dTTP, dGTP, dCTP) uit het kernplasma met
waterstofbruggen aan het 3’-uiteinde van een al ingebouwde nucleotide binden
 Zo ontstaan twee dubbelstrengs DNA-moleculen die elk uit een oude en nieuwe keten
bestaan.
 Aan elke originele nucleotideketen ontstaat een nieuwe complementaire nucleotideketen.

DNA-replicatie vindt langs beide ketens plaats in de richting van het 3’-uiteinde naar het 5’-uiteinde
= de afleesrichting
 Langs de leidende streng volgt DNA-polymerase het uiteenwijken van de ketens.
 Langs de volgende streng vindt replicatie in de omgekeerde richting plaats. DNA-polymerase
kan steeds maar korte stukjes DNA synthetiseren vanaf een primer. Hierbij ontstaan korte
Okazaki-fragmenten die door DNA-ligase weer aan elkaar worden geplakt  hierdoor wordt
de volgende streng gevormd