Blok 1.1 – Groei en ontwikkeling I
Casus 1
DNA = dubbelstrengs
Strengen zijn antiparallel lopen in tegengestelde richtingen
complementair ze passen op elkaar.
Dit komt omdat de basen in vaste baseparen voorkomen: GC (guanine en cytosine)
verbonden met 3 H-bruggen (sterke binding)
en AT (adenine en thymine) verbonden met 2 H-bruggen (zwakke binding).
Beide strengen omgekeerd tegen elkaar aan:
de ene streng als 3' naar 5', de andere van 5' naar 3'.
Desoxyribonucleotide = nucleotide waarin een purine- of pyrimidinebase is gekoppeld aan
een desoxyribosemolecuul.
pyrimidine = 1-ring (CUT)
purine = 2-ring (GA)
Stikstofbase verbonden met 1’ C-atoom van desoxyribose, fosfaatgroep met 5’ C-atoom.
Desoxyribonucleotiden zijn via een fosfodi-esterverbinding met elkaar verbonden: binding
tussen 3’ C van ene deoxyribose en de 5’ C van andere deoxyribose.
De fosfaatgroep in fosfodi-esters is negatief geladen (vrije zuurstofatomen)
DNA bestaat uit deoxyribonucleotiden met als suikergroep deoxyribose. RNA bestaat uit
ribonucleotiden met als suikergroep ribose. Ook is RNA niet dubbelstrengs maar enkelstrengs.
,Dierlijke cel met organellen:
DNA replicatie begint in een AT rijk gebied (TATA-box, onderdeel van de promotor).
Helicase ritst de DNA-dubbelspiraal open door H-bruggen tussen beide strengen te verbreken.
De plaats waar het openritsen begint, ziet er uit als een Y-vormige structuur: replicatievork.
RNA-primase voegt een RNA primer toe op de transcription initiating site.
DNA polymerase III bindt een complementaire streng (leading strand) door te beginnen aan
het 3’ einde van de RNA-primer.
RNA primase voegt meer RNA primers toe in de overgebleven gaps, waardoor een aantal Okazaki-
fragmenten ontstaan (lagging strand). Het DNA wordt hier in stukjes aan elkaar geplakt.
Exonuclease verwijdert de RNA primer, die door DNA polymerase I vervangen wordt door
normale DNA-nucleotiden.
Ligase plaatst fosfaat in de overgebleven gaps in de suiker-fosfaat-backbone en koppelt op deze
wijze de Okazaki-fragmenten aan elkaar.
Als het hele DNA op deze manier gekopieerd is, zijn er twee DNA-dubbelstrengen ontstaan,
waarvan telkens de ene keten oud is en de andere nieuwgevormd.
Polymerase chain reaction = methode om veel kopieën te maken van bepaalde DNA-sequentie.
De DNA-sequentie die je wilt vermeerderen wordt gemixt met deoxyribonucleotiden, een
temperatuur-stabiele DNA-polymerase genaamd Taq polymerase en DNA primers.
,Het mengsel wordt verwarmd om ervoor te zorgen dat de H-brug bindingen tussen de 2 DNA-
strengen worden verbroken. Daarna wordt het mengsel weer afgekoeld zodat de DNA-primers goed
aan ieder einde van de streng kunnen hechten. De DNA-primers vormen een startpunt voor Taq-
polymerase.
Taq polymerase synthethiseert de complementaire DNA-streng, waarbij de primer gebruikt wordt
als startpunt.
De temperatuur wordt opnieuw verhoogd waardoor de 2 DNA-strengen van elkaar gescheiden
worden en daarna weer verlaagd zodat er weer nieuwe primers aan iedere streng kunnen hechten.
Taq polymerase synthethiseert weer een nieuwe set van complementaire strengen.
Dit proces wordt dermate vaak herhaald totdat men genoeg DNA heeft verkregen.
,Sanger Sequencing = target DNA wordt vele keren gekopieerd, waardoor fragmenten van
verschillende lengtes ontstaan.
Het DNA moet eerst verkregen worden in enkelstrengse vorm. Een mengsel bestaande uit
enkelstrengs DNA, DNA polymerase, de 4 deoxyribonucleotiden (ATCG) en een enkele korte primer
wordt bereid. De primer heeft een complementaire sequentie t.o.v. het 3’ einde van de regio dat
gekopieerd moet worden. De primer is nodig zodat DNA-polymerase de DNA-replicatie kan
initiëren.
Gelijke hoeveelheden van het mengsel worden verdeeld over 4 buizen en er wordt in iedere buis
een andere dideoxyribonucleotide toegevoegd.
Door een dideoxyribonucleotide toe te voegen, wordt streng synthese (elongatie) getermineerd.
De inhoud van de reactiebuizen wordt aangebracht in 4 lagen op een elektroforese gel en worden
gescheiden op grootte en soort nucleotide. De kortste nucleotide beweegt het verste naar onder in
de cel.
De DNA-sequentie kan juist worden afgelezen door van onder (5’) naar boven (3’) per base de
DNA-sequentie af te lezen.
,Casus 2
De celcylus bestaat uit verschillende fasen:
G1 = celgroei
S = DNA-replicatie interfase
G2 = verdere celgroei
M = mitose, bestaande uit pro-, meta-, ana- en telofase.
De celcylus beschikt over 3 checkpoints:
De checkpoints worden gereguleerd door binding van een cycline met een cdk (cyclin dependent
kinase), die andere eiwitten kan fosforyleren.
Cdk’s zijn actief als ze 1 fosfaatgroep hebben, maar bij 2 fosfaatgroepen niet!
Wee-1 kinase bindt 2e fosfaat cdk inactief
Cdc25 fosfatase verwijdert 2e fosfaat cdk actief
, Cyclines worden afgebroken d.m.v. ubiquitinering.
Voorbeeld van een reactiemechanisme:
Casus 1
DNA = dubbelstrengs
Strengen zijn antiparallel lopen in tegengestelde richtingen
complementair ze passen op elkaar.
Dit komt omdat de basen in vaste baseparen voorkomen: GC (guanine en cytosine)
verbonden met 3 H-bruggen (sterke binding)
en AT (adenine en thymine) verbonden met 2 H-bruggen (zwakke binding).
Beide strengen omgekeerd tegen elkaar aan:
de ene streng als 3' naar 5', de andere van 5' naar 3'.
Desoxyribonucleotide = nucleotide waarin een purine- of pyrimidinebase is gekoppeld aan
een desoxyribosemolecuul.
pyrimidine = 1-ring (CUT)
purine = 2-ring (GA)
Stikstofbase verbonden met 1’ C-atoom van desoxyribose, fosfaatgroep met 5’ C-atoom.
Desoxyribonucleotiden zijn via een fosfodi-esterverbinding met elkaar verbonden: binding
tussen 3’ C van ene deoxyribose en de 5’ C van andere deoxyribose.
De fosfaatgroep in fosfodi-esters is negatief geladen (vrije zuurstofatomen)
DNA bestaat uit deoxyribonucleotiden met als suikergroep deoxyribose. RNA bestaat uit
ribonucleotiden met als suikergroep ribose. Ook is RNA niet dubbelstrengs maar enkelstrengs.
,Dierlijke cel met organellen:
DNA replicatie begint in een AT rijk gebied (TATA-box, onderdeel van de promotor).
Helicase ritst de DNA-dubbelspiraal open door H-bruggen tussen beide strengen te verbreken.
De plaats waar het openritsen begint, ziet er uit als een Y-vormige structuur: replicatievork.
RNA-primase voegt een RNA primer toe op de transcription initiating site.
DNA polymerase III bindt een complementaire streng (leading strand) door te beginnen aan
het 3’ einde van de RNA-primer.
RNA primase voegt meer RNA primers toe in de overgebleven gaps, waardoor een aantal Okazaki-
fragmenten ontstaan (lagging strand). Het DNA wordt hier in stukjes aan elkaar geplakt.
Exonuclease verwijdert de RNA primer, die door DNA polymerase I vervangen wordt door
normale DNA-nucleotiden.
Ligase plaatst fosfaat in de overgebleven gaps in de suiker-fosfaat-backbone en koppelt op deze
wijze de Okazaki-fragmenten aan elkaar.
Als het hele DNA op deze manier gekopieerd is, zijn er twee DNA-dubbelstrengen ontstaan,
waarvan telkens de ene keten oud is en de andere nieuwgevormd.
Polymerase chain reaction = methode om veel kopieën te maken van bepaalde DNA-sequentie.
De DNA-sequentie die je wilt vermeerderen wordt gemixt met deoxyribonucleotiden, een
temperatuur-stabiele DNA-polymerase genaamd Taq polymerase en DNA primers.
,Het mengsel wordt verwarmd om ervoor te zorgen dat de H-brug bindingen tussen de 2 DNA-
strengen worden verbroken. Daarna wordt het mengsel weer afgekoeld zodat de DNA-primers goed
aan ieder einde van de streng kunnen hechten. De DNA-primers vormen een startpunt voor Taq-
polymerase.
Taq polymerase synthethiseert de complementaire DNA-streng, waarbij de primer gebruikt wordt
als startpunt.
De temperatuur wordt opnieuw verhoogd waardoor de 2 DNA-strengen van elkaar gescheiden
worden en daarna weer verlaagd zodat er weer nieuwe primers aan iedere streng kunnen hechten.
Taq polymerase synthethiseert weer een nieuwe set van complementaire strengen.
Dit proces wordt dermate vaak herhaald totdat men genoeg DNA heeft verkregen.
,Sanger Sequencing = target DNA wordt vele keren gekopieerd, waardoor fragmenten van
verschillende lengtes ontstaan.
Het DNA moet eerst verkregen worden in enkelstrengse vorm. Een mengsel bestaande uit
enkelstrengs DNA, DNA polymerase, de 4 deoxyribonucleotiden (ATCG) en een enkele korte primer
wordt bereid. De primer heeft een complementaire sequentie t.o.v. het 3’ einde van de regio dat
gekopieerd moet worden. De primer is nodig zodat DNA-polymerase de DNA-replicatie kan
initiëren.
Gelijke hoeveelheden van het mengsel worden verdeeld over 4 buizen en er wordt in iedere buis
een andere dideoxyribonucleotide toegevoegd.
Door een dideoxyribonucleotide toe te voegen, wordt streng synthese (elongatie) getermineerd.
De inhoud van de reactiebuizen wordt aangebracht in 4 lagen op een elektroforese gel en worden
gescheiden op grootte en soort nucleotide. De kortste nucleotide beweegt het verste naar onder in
de cel.
De DNA-sequentie kan juist worden afgelezen door van onder (5’) naar boven (3’) per base de
DNA-sequentie af te lezen.
,Casus 2
De celcylus bestaat uit verschillende fasen:
G1 = celgroei
S = DNA-replicatie interfase
G2 = verdere celgroei
M = mitose, bestaande uit pro-, meta-, ana- en telofase.
De celcylus beschikt over 3 checkpoints:
De checkpoints worden gereguleerd door binding van een cycline met een cdk (cyclin dependent
kinase), die andere eiwitten kan fosforyleren.
Cdk’s zijn actief als ze 1 fosfaatgroep hebben, maar bij 2 fosfaatgroepen niet!
Wee-1 kinase bindt 2e fosfaat cdk inactief
Cdc25 fosfatase verwijdert 2e fosfaat cdk actief
, Cyclines worden afgebroken d.m.v. ubiquitinering.
Voorbeeld van een reactiemechanisme:
