CELLEN – WEEK 2: CENTRAAL DOGMA (Albert: Ch6 (199-223), Ch7, Ch9 (654-662))
Cellen HC 5&6 – DNA REPLICATIE (07-09-2020)
Overzicht
- De twee DNA strengen maken replicatie mogelijk omdat zij als reciproce ‘matrijs’ fungeren
- Het enzym DNA polymerase verzorgt synthese nieuw DNA
- Replicatie start op ORI (origin of replication)
- Replicatievork(en)
- Proof-reading
- RNA als primer
- Het eindprobleem
- Telomeren
Semi-conservatieve replicatie
Meselson-Stahl experiment (1953): De Meselson-Stahl experiment is
een experiment door Matthew Meselson en Franklin Stahl 1958 waarin
ondersteunde Watson en Crick 's hypothese dat DNA-
replicatie was semiconservatief . Bij semiconservatieve replicatie,
wanneer de dubbelstrengs DNA-helix wordt gerepliceerd, bestond elk
van de twee nieuwe dubbelstrengs DNA- helices uit een streng van de
oorspronkelijke helix en een nieuw gesynthetiseerde streng. Meselson
en Stahl besloten dat de beste manier om het ouder-DNA te taggen zou
zijn om een van de atomen in het ouder-DNA-molecuul te veranderen.
Omdat stikstof wordt aangetroffen in de stikstofbasen van elke
nucleotide, besloten ze om een isotoop van stikstof te gebruiken om
onderscheid te maken tussen ouder- en nieuw gekopieerd DNA. De isotoop van stikstof had een
extra neutron in de kern, waardoor hij zwaarder werd. Toen DNA van de eerste vier generaties E. coli
werd geanalyseerd, produceerde dit het patroon van banden dat wordt weergegeven in de
bovenstaande afbeelding.
Het experiment van Meselson en Stahl toonde aan dat DNA semi-conservatief repliceerde, wat
betekent dat elke streng in een DNA-molecuul dient als een sjabloon voor de synthese van een
nieuwe, complementaire streng.
Je hebt drie verschillende modellen waarop je de 2 DNA-strengen kan doorgeven aan de
dochtercellen:
1. Conservatieve replicatie: In dit model resulteert DNA-
replicatie in één molecuul dat bestaat uit zowel originele DNA-
strengen (identiek aan het oorspronkelijke DNA-molecuul) als
een ander molecuul dat bestaat uit twee nieuwe strengen
(met exact dezelfde sequenties als het oorspronkelijke
molecuul). (DNA-streng met oorspronkelijke info (rood) wordt
steeds doorgegeven aan 1 individu; hele nieuwe info (geel)
overleeft evolutie beter, maar er kunnen sneller foutjes
ontstaan)
2. Semi-conservatieve replicatie: In dit model wikkelen de
twee DNA-strengen zich van elkaar af, en elk werkt als een sjabloon voor de synthese van een
nieuwe, complementaire streng. Dit resulteert in twee DNA-moleculen met één originele streng en
één nieuwe streng.
3. Dispersieve replicatie: In het dispersieve model resulteert DNA-replicatie in twee DNA-moleculen
die mengsels of "hybriden" zijn van ouder- en dochter-DNA. In dit model is elke afzonderlijke streng
een lappendeken van origineel en nieuw DNA. (theoritisch, praktisch moeilijk -> veel fouten)
, Eén DNA streng werkt als template
- Synthese altijd van 5’ naar 3’
- Matrijs (template) wordt gelezen van 3’ naar 5’
- Aan de 5’ komt de fosfaatgroep
Blauwdruk nieuw DNA in oude strengen
- Semi-conservatieve replicatie
- Elk nieuw dubbelstrengs DNA molecuul heeft één oude streng
- Precisie (ong. 1 à 2 fouten per deling) -> niet elke cel in je lichaam exact hetzelfde DNA
- Snelheid (1000 nucleotiden/sec); Dit is snel, maar we hebben 3 miljard nucleotiden in een genoom
dus dan zou het toch wel even duren. —> hierom hebben we meerdere beginpunten, ORI’s
- Conservering-evolutie
‘Orgin of replication’ of ori
- ORI: bepaalde AT-rijke DNA-sequenties (A en T vormen maar 2 waterstofbruggen en zijn dus
makkelijker te breken. —> Hier ontstaat replicatiebubbel (enkel strengse bubbel om DNA te
repliceren)
- Enkele 100- en tot 1000-en bp
- Uitsmelten door initatie-eiwitten
- Menselijke DNA: 40.000-80.000 ori’s
Meerdere ori’s en replicatievorken per DNA-streng
- Iedere ‘bubbel’ heeft 2 replicatievorken
- Replicatievork gaat in 2 richtingen
- Te maken met een eindprobleem en het probleem dat 2 replicatievorken tegen elkaar knallen
Cellen HC 5&6 – DNA REPLICATIE (07-09-2020)
Overzicht
- De twee DNA strengen maken replicatie mogelijk omdat zij als reciproce ‘matrijs’ fungeren
- Het enzym DNA polymerase verzorgt synthese nieuw DNA
- Replicatie start op ORI (origin of replication)
- Replicatievork(en)
- Proof-reading
- RNA als primer
- Het eindprobleem
- Telomeren
Semi-conservatieve replicatie
Meselson-Stahl experiment (1953): De Meselson-Stahl experiment is
een experiment door Matthew Meselson en Franklin Stahl 1958 waarin
ondersteunde Watson en Crick 's hypothese dat DNA-
replicatie was semiconservatief . Bij semiconservatieve replicatie,
wanneer de dubbelstrengs DNA-helix wordt gerepliceerd, bestond elk
van de twee nieuwe dubbelstrengs DNA- helices uit een streng van de
oorspronkelijke helix en een nieuw gesynthetiseerde streng. Meselson
en Stahl besloten dat de beste manier om het ouder-DNA te taggen zou
zijn om een van de atomen in het ouder-DNA-molecuul te veranderen.
Omdat stikstof wordt aangetroffen in de stikstofbasen van elke
nucleotide, besloten ze om een isotoop van stikstof te gebruiken om
onderscheid te maken tussen ouder- en nieuw gekopieerd DNA. De isotoop van stikstof had een
extra neutron in de kern, waardoor hij zwaarder werd. Toen DNA van de eerste vier generaties E. coli
werd geanalyseerd, produceerde dit het patroon van banden dat wordt weergegeven in de
bovenstaande afbeelding.
Het experiment van Meselson en Stahl toonde aan dat DNA semi-conservatief repliceerde, wat
betekent dat elke streng in een DNA-molecuul dient als een sjabloon voor de synthese van een
nieuwe, complementaire streng.
Je hebt drie verschillende modellen waarop je de 2 DNA-strengen kan doorgeven aan de
dochtercellen:
1. Conservatieve replicatie: In dit model resulteert DNA-
replicatie in één molecuul dat bestaat uit zowel originele DNA-
strengen (identiek aan het oorspronkelijke DNA-molecuul) als
een ander molecuul dat bestaat uit twee nieuwe strengen
(met exact dezelfde sequenties als het oorspronkelijke
molecuul). (DNA-streng met oorspronkelijke info (rood) wordt
steeds doorgegeven aan 1 individu; hele nieuwe info (geel)
overleeft evolutie beter, maar er kunnen sneller foutjes
ontstaan)
2. Semi-conservatieve replicatie: In dit model wikkelen de
twee DNA-strengen zich van elkaar af, en elk werkt als een sjabloon voor de synthese van een
nieuwe, complementaire streng. Dit resulteert in twee DNA-moleculen met één originele streng en
één nieuwe streng.
3. Dispersieve replicatie: In het dispersieve model resulteert DNA-replicatie in twee DNA-moleculen
die mengsels of "hybriden" zijn van ouder- en dochter-DNA. In dit model is elke afzonderlijke streng
een lappendeken van origineel en nieuw DNA. (theoritisch, praktisch moeilijk -> veel fouten)
, Eén DNA streng werkt als template
- Synthese altijd van 5’ naar 3’
- Matrijs (template) wordt gelezen van 3’ naar 5’
- Aan de 5’ komt de fosfaatgroep
Blauwdruk nieuw DNA in oude strengen
- Semi-conservatieve replicatie
- Elk nieuw dubbelstrengs DNA molecuul heeft één oude streng
- Precisie (ong. 1 à 2 fouten per deling) -> niet elke cel in je lichaam exact hetzelfde DNA
- Snelheid (1000 nucleotiden/sec); Dit is snel, maar we hebben 3 miljard nucleotiden in een genoom
dus dan zou het toch wel even duren. —> hierom hebben we meerdere beginpunten, ORI’s
- Conservering-evolutie
‘Orgin of replication’ of ori
- ORI: bepaalde AT-rijke DNA-sequenties (A en T vormen maar 2 waterstofbruggen en zijn dus
makkelijker te breken. —> Hier ontstaat replicatiebubbel (enkel strengse bubbel om DNA te
repliceren)
- Enkele 100- en tot 1000-en bp
- Uitsmelten door initatie-eiwitten
- Menselijke DNA: 40.000-80.000 ori’s
Meerdere ori’s en replicatievorken per DNA-streng
- Iedere ‘bubbel’ heeft 2 replicatievorken
- Replicatievork gaat in 2 richtingen
- Te maken met een eindprobleem en het probleem dat 2 replicatievorken tegen elkaar knallen
