Biotechnologie en Maatschappij
Deeltentamen 1
Chapter 2 ‘An introduction to Genes and Genomes’
Leerdoelen:
1. Verschillen kunnen noemen tussen een prokaryote en een eukaryote cel qua celstructuur,
organisatie genetisch materiaal en transcriptie en translatie.
2. De structuur van DNA en de bouwstenen kunnen beschrijven en de soorten bindingen tussen deze
bouwstenen kunnen noemen.
3. Kunnen uitleggen wat een karyotype is en de structuur en functie van de onderdelen van een
menselijk chromosoom kunnen beschrijven.
4. De stappen van DNA-replicatie kunnen aangeven van zowel de ‘leading’ als de ‘lagging’ streng met
de daarbij behorende enzymen en hun functies.
5. Het centrale dogma van de moleculaire biologie kunnen beschrijven.
6. Het proces van transcriptie kunnen beschrijven en alle betrokken componenten kunnen noemen
met hun functies.
7. Kunnen uitleggen in welke richting (5’ of 3’) DNA (en RNA) wordt gemaakt en afgelezen en wat de
coding en wat de template streng is.
8. 3 modificaties kunnen noemen die het primaire transcript in eukaryote cellen ondergaat.
9. Kunnen uitleggen wat de genetische code is en die kunnen aflezen.
10. De stappen van translatie kunnen opnoemen en kort beschrijven en de bijbehorende
componenten kunnen noemen.
11. Kunnen aangeven op welk niveau de productie van een eiwit gereguleerd kan worden (Fig. 14,
hoofdstuk 2).
12. Kunnen uitleggen wat transcriptieregulatie is en welke eiwitten en sequenties daarbij betrokken
zijn.
13. Kunnen beschrijven hoe het lac-operon wordt gereguleerd door binding van een repressor aan een
operator (Fig. 16, hoofdstuk 2).
14. Kunnen beschrijven op welke manier transcriptie in eukaryoten wordt gereguleerd.
15. Kunnen uitleggen wat bedoel wordt met alternatieve splicing.
16. Kunnen uitleggen hoe RNAi werkt en de bijbehorende componenten noemen met hun functie.
17. Kunnen uitleggen wat bedoeld wordt met point mutations, silent mutations, missense mutations,
nonsense mutations, frameshift, inherited mutations, acquired mutations en SNPs. Deze mutaties
kunnen herkennen en beredeneren wat hun effect op eiwitniveau is.
18. Kunnen aangeven welke 2 manieren er zijn om dubbelstrengs breuken te repareren en uitleggen
hoe ze werken (non-homologous end joining en homologe recombinatie).
19. Kunnen uitleggen wat epigenetische veranderingen zijn.
20. Kunnen aangeven welke veranderingen nodig zijn om een eukaryoot gen in een prokaryoot tot
expressie te brengen en andersom.
1
, Biotechnologie en Maatschappij
Deeltentamen 1
Leerdoel 1:
Verschillen kunnen noemen tussen een prokaryote en een eukaryote cel qua celstructuur, organisatie genetisch
materiaal en transcriptie en translatie.
Eukaryote cel Prokaryote cel
Bevat kern met erin heet DNA Geen kern
Organellen omgeven door membraan Geen membraan omgeven organellen
Lineaire chromosomen Circulaire chromosomen
Histonen (p-arm = korte arm, q-arm = lange arm) Haploïd
Chromatine (DNA + eiwitten) Plasmiden (bieden selectief voordeel)
Vaak diploïd DNA ligt in het cytoplasma
Delen van de eukaryote cel (kort):
- Plasmamembraan: gemaakt uit dubbele laag lipiden en dient als externe cel barrière. Ook functie in
transport van stoffen in en uit de cel, cel-cel herkenning, etc.
- Cytoplasma: bestaat uit cytosol en organellen.
- Mitochondria: hier wordt ATP gemaakt.
- Ribosomen: bestaat uit 2 subeenheden, elk van rRNA en eiwit. Hier worden eiwitten gemaakt.
- Ruw ER: hier worden suikergroepen aan eiwitten vastgemaakt en worden ze in blaasjes
getransporteerd naar het Golgi systeem en andere plekken.
- Glad ER: hier worden lipiden en steroïden gemaakt. Ook lipide metabolisme en detoxificatie.
- Golgi systeem: verpakt, modificeert en scheidt eiwitten voor secretie vanuit de cel.
- Lysosomen: bevat hydrolase (verteringsenzymen) en dienen voor intracellulaire vertering.
- Peroxisomen: bevatten oxidase enzymen en ontgifte een aantal giftige stoffen. Katalase breekt
waterstofperoxide af.
- Microtubuli: ondersteunen de cel en geeft het zijn vorm. Het is betrokken bij (intra)cellulaire
bewegingen en vormen de centriolen.
- Microfilamenten: gemaakt van actine-eiwitten en zijn betrokken bij spiercontractie en andere soorten
intracellulaire bewegingen. Helpt het vormen van het cytoskelet van de cel.
- Intermediaire filamenten: de stabiele cytoskeletelementen. Het is resistent tegen mechanische
krachten op de cel.
- Centriolen: organiseert microtubuli om een spoel te vormen tijdens de mitose. Het vormt ook de basis
van cilia en flagella.
- Cilia: bewegen als een eenheid en creëert zo een eenrichtingsbeweging.
- Flagella: stuwt de cel voort.
- Nucleus: grootste organel en is omgeven door een nucleaire envelop. Bevat kernplasma, nucleoli en
chromatine. Het is verantwoordelijk voor de overdracht van genetische informatie en voorziet van
instructies voor de eiwitsynthese.
- Nucleaire envelop: gemaakt van dubbel membraan en scheidt het kernplasma van het cytoplasma en
reguleert de doorgang van stoffen van en naar de nucleus.
- Nucleoli: compact bollen (zonder membraan) gemaakt van rRNA en eiwitten. Hier worden de
subeenheden van de ribosomen gemaakt.
- Chromatine: gemaakt van DNA en histoneiwitten. DNA bevat genen.
- Centrale vacuole (plant): opslag van ionen, afvalproducten, pigmenten en
beschermingscomponenten.
- Chloroplasten (plant): bevat granulen en chlorofyl bevattende membraanzakjes (thylakoïden) die
worden omgeven door de stroma. Hier vindt fotosynthese plaats.
Leerdoel 2:
De structuur van DNA en de bouwstenen kunnen beschrijven en de soorten bindingen tussen deze
bouwstenen kunnen noemen.
DNA en RNA zijn nucleïnezuren. DNA bestaat uit nucleotide die elk bestaan uit een pentose suiker (=
deoxyribose), een fosfaatgroep en een stikstofbase. Elke nucleotide bevat 1 base: adenine (A), thymine (T),
guanine (G), of cytosine (C).
Een DNA streng van nucleotiden wordt bij elkaar gehouden door fosfodiësterbindingen. Deze binding verbindt
het suiker van een nucleotide aan de fosfaatgroep van een aangrenzend nucleotide.
2
, Biotechnologie en Maatschappij
Deeltentamen 1
Eelke streng heeft polariteit: aan de 5’-kant zit de fosfaatgroep en aan de 3’-kant zit de suiker.
2 strengen worden samengevoegd door waterstofbruggen tussen complementaire baseparen in
tegengestelde strengen (A-T en C-G). De twee strengen in een dubbele helix zijn antiparallel: de polariteit van
elke streng is het tegenovergestelde van de andere.
Leerdoel 3:
Kunnen uitleggen wat een karyotype is en de structuur en functie van de onderdelen van een menselijk
chromosoom kunnen beschrijven.
DNA worden van elkaar gescheiden en ingepakt in chromosomen. DNA en histonen vormen chromatine.
Tijdens de celdeling is chromatine opgerold in dichtgepakte vezels zodat ze uiteindelijk om elkaar heen gaan
zitten. Chromosomen raken zo stevig opgerold en een gecondenseerde verpakking van DNA en histonen.
De meeste humane cellen hebben 2 sets van 23 chromosomen (46 in totaal): 23 maternale chromosomen en
23 paternale chromosomen. Deze chromosomenparen zijn homologe chromosomen paren (ofwel
homologen). Chromosomen 1 t/m 22 zijn de autosomen en de 23e paar zijn de geslachtschromosomen (X en
Y). De ei- en zaadcel zijn de gameten en bevatten 1 set van 23 chromosomen = haploïd (n). Alle andere cellen
zijn de somatische cellen en bevatten 2 sets van 23 chromosomen = diploïd (2n). Humane somatische cellen
bevatten dus 46 chromosomen.
- Dus een man: heeft 22 paar autosomen en een X- en Y-chromosoom.
- Een vrouw: heeft 22 paar autosomen en 2 X-chromosomen.
Karakteristieken van eukaryote chromosomen:
- Elk chromosoom bestaat uit 2 dunne staafachtige structuren DNA = zusterchromatiden. Dit zijn exacte
replica’s van elkaar en zijn gekopieerd tijdens DNA-synthese.
- Elk chromosoom heeft een enkele centromeer = een vernauwde plek op de chromosomen bestaande
uit verweven DNA en eiwitten die 2 zusterchromatiden samenhoudt. Hier liggen ook de microtubuli.
De centromeer verdeelt elke zusterchromatide in een p-arm (kort) en een q-arm (lang). Elke arm heeft
op het eind een telomeer.
Een karyotype is een laboratorium procedure voor het analyseren van het aantal chromosomen en de
structuren van chromosomen in een cel.
Leerdoel 4:
De stappen van DNA-replicatie kunnen aangeven van zowel de ‘leading’ als de ‘lagging’ streng met de daarbij
behorende enzymen en hun functies.
Replicatie vindt plaats door het proces semi conservatieve replicatie. Dit wordt zo genoemd doordat elke helix
een originele DNA-streng bevat en een nieuw gesynthetiseerde streng, en dus semi conservatief. Het begint
altijd bij ORI = origin of replication. Bij een prokaryoot is er 1 ORI en bij eukaryoten zijn er op meerdere plekken
ORI. Hierdoor ontstaan er meerdere replicatiebubbels en -vorken en gaat de replicatie sneller.
1. Replicatie wordt geïnitieerd door DNA-helicase: scheidt de twee strengen door waterstofbruggen te
verbreken tussen complementaire basen. De gescheiden strengen vormen een replicatievork. Dit
gebeurt bij ORI.
2. Tijdens het loswikkelen van DNA binden ssBP’s (single-strand binding proteins) om te voorkomen dat
de basen weer gaan paren en de dubbele helix weer gaan hervormen.
3. RNA-primers (korte stukjes RNA) worden gemaakt door primase. Primers zijn de startplaatsen voor
DNA-polymerase die de nieuwe DNA-strengen zullen maken.
a. In bacteriën: DNA-pol III (in eukaryoten: DNA-polymerase delta (𝛿)) bindt aan elke streng en
gebruikt het als template om een nieuwe DNA-streng te make. DNA-polymerase werkt altijd
van 5’3’ en voegt de nucleotiden toe aan de 3’-kant van de nieuwe streng.
b. Door de 5’3’ werking van DNA-pol: leading en lagging streng.
c. Bij lagging streng ontstaan er Okazaki fragmenten. Deze fragmenten worden door een
covalente binding aan elkaar vastgemaakt door DNA-ligase.
4. Uiteindelijk worden de RNA-primers er afgehaald (door DNA-pol I) en worden de gaten opgevuld door
DNA-pol III.
3
Deeltentamen 1
Chapter 2 ‘An introduction to Genes and Genomes’
Leerdoelen:
1. Verschillen kunnen noemen tussen een prokaryote en een eukaryote cel qua celstructuur,
organisatie genetisch materiaal en transcriptie en translatie.
2. De structuur van DNA en de bouwstenen kunnen beschrijven en de soorten bindingen tussen deze
bouwstenen kunnen noemen.
3. Kunnen uitleggen wat een karyotype is en de structuur en functie van de onderdelen van een
menselijk chromosoom kunnen beschrijven.
4. De stappen van DNA-replicatie kunnen aangeven van zowel de ‘leading’ als de ‘lagging’ streng met
de daarbij behorende enzymen en hun functies.
5. Het centrale dogma van de moleculaire biologie kunnen beschrijven.
6. Het proces van transcriptie kunnen beschrijven en alle betrokken componenten kunnen noemen
met hun functies.
7. Kunnen uitleggen in welke richting (5’ of 3’) DNA (en RNA) wordt gemaakt en afgelezen en wat de
coding en wat de template streng is.
8. 3 modificaties kunnen noemen die het primaire transcript in eukaryote cellen ondergaat.
9. Kunnen uitleggen wat de genetische code is en die kunnen aflezen.
10. De stappen van translatie kunnen opnoemen en kort beschrijven en de bijbehorende
componenten kunnen noemen.
11. Kunnen aangeven op welk niveau de productie van een eiwit gereguleerd kan worden (Fig. 14,
hoofdstuk 2).
12. Kunnen uitleggen wat transcriptieregulatie is en welke eiwitten en sequenties daarbij betrokken
zijn.
13. Kunnen beschrijven hoe het lac-operon wordt gereguleerd door binding van een repressor aan een
operator (Fig. 16, hoofdstuk 2).
14. Kunnen beschrijven op welke manier transcriptie in eukaryoten wordt gereguleerd.
15. Kunnen uitleggen wat bedoel wordt met alternatieve splicing.
16. Kunnen uitleggen hoe RNAi werkt en de bijbehorende componenten noemen met hun functie.
17. Kunnen uitleggen wat bedoeld wordt met point mutations, silent mutations, missense mutations,
nonsense mutations, frameshift, inherited mutations, acquired mutations en SNPs. Deze mutaties
kunnen herkennen en beredeneren wat hun effect op eiwitniveau is.
18. Kunnen aangeven welke 2 manieren er zijn om dubbelstrengs breuken te repareren en uitleggen
hoe ze werken (non-homologous end joining en homologe recombinatie).
19. Kunnen uitleggen wat epigenetische veranderingen zijn.
20. Kunnen aangeven welke veranderingen nodig zijn om een eukaryoot gen in een prokaryoot tot
expressie te brengen en andersom.
1
, Biotechnologie en Maatschappij
Deeltentamen 1
Leerdoel 1:
Verschillen kunnen noemen tussen een prokaryote en een eukaryote cel qua celstructuur, organisatie genetisch
materiaal en transcriptie en translatie.
Eukaryote cel Prokaryote cel
Bevat kern met erin heet DNA Geen kern
Organellen omgeven door membraan Geen membraan omgeven organellen
Lineaire chromosomen Circulaire chromosomen
Histonen (p-arm = korte arm, q-arm = lange arm) Haploïd
Chromatine (DNA + eiwitten) Plasmiden (bieden selectief voordeel)
Vaak diploïd DNA ligt in het cytoplasma
Delen van de eukaryote cel (kort):
- Plasmamembraan: gemaakt uit dubbele laag lipiden en dient als externe cel barrière. Ook functie in
transport van stoffen in en uit de cel, cel-cel herkenning, etc.
- Cytoplasma: bestaat uit cytosol en organellen.
- Mitochondria: hier wordt ATP gemaakt.
- Ribosomen: bestaat uit 2 subeenheden, elk van rRNA en eiwit. Hier worden eiwitten gemaakt.
- Ruw ER: hier worden suikergroepen aan eiwitten vastgemaakt en worden ze in blaasjes
getransporteerd naar het Golgi systeem en andere plekken.
- Glad ER: hier worden lipiden en steroïden gemaakt. Ook lipide metabolisme en detoxificatie.
- Golgi systeem: verpakt, modificeert en scheidt eiwitten voor secretie vanuit de cel.
- Lysosomen: bevat hydrolase (verteringsenzymen) en dienen voor intracellulaire vertering.
- Peroxisomen: bevatten oxidase enzymen en ontgifte een aantal giftige stoffen. Katalase breekt
waterstofperoxide af.
- Microtubuli: ondersteunen de cel en geeft het zijn vorm. Het is betrokken bij (intra)cellulaire
bewegingen en vormen de centriolen.
- Microfilamenten: gemaakt van actine-eiwitten en zijn betrokken bij spiercontractie en andere soorten
intracellulaire bewegingen. Helpt het vormen van het cytoskelet van de cel.
- Intermediaire filamenten: de stabiele cytoskeletelementen. Het is resistent tegen mechanische
krachten op de cel.
- Centriolen: organiseert microtubuli om een spoel te vormen tijdens de mitose. Het vormt ook de basis
van cilia en flagella.
- Cilia: bewegen als een eenheid en creëert zo een eenrichtingsbeweging.
- Flagella: stuwt de cel voort.
- Nucleus: grootste organel en is omgeven door een nucleaire envelop. Bevat kernplasma, nucleoli en
chromatine. Het is verantwoordelijk voor de overdracht van genetische informatie en voorziet van
instructies voor de eiwitsynthese.
- Nucleaire envelop: gemaakt van dubbel membraan en scheidt het kernplasma van het cytoplasma en
reguleert de doorgang van stoffen van en naar de nucleus.
- Nucleoli: compact bollen (zonder membraan) gemaakt van rRNA en eiwitten. Hier worden de
subeenheden van de ribosomen gemaakt.
- Chromatine: gemaakt van DNA en histoneiwitten. DNA bevat genen.
- Centrale vacuole (plant): opslag van ionen, afvalproducten, pigmenten en
beschermingscomponenten.
- Chloroplasten (plant): bevat granulen en chlorofyl bevattende membraanzakjes (thylakoïden) die
worden omgeven door de stroma. Hier vindt fotosynthese plaats.
Leerdoel 2:
De structuur van DNA en de bouwstenen kunnen beschrijven en de soorten bindingen tussen deze
bouwstenen kunnen noemen.
DNA en RNA zijn nucleïnezuren. DNA bestaat uit nucleotide die elk bestaan uit een pentose suiker (=
deoxyribose), een fosfaatgroep en een stikstofbase. Elke nucleotide bevat 1 base: adenine (A), thymine (T),
guanine (G), of cytosine (C).
Een DNA streng van nucleotiden wordt bij elkaar gehouden door fosfodiësterbindingen. Deze binding verbindt
het suiker van een nucleotide aan de fosfaatgroep van een aangrenzend nucleotide.
2
, Biotechnologie en Maatschappij
Deeltentamen 1
Eelke streng heeft polariteit: aan de 5’-kant zit de fosfaatgroep en aan de 3’-kant zit de suiker.
2 strengen worden samengevoegd door waterstofbruggen tussen complementaire baseparen in
tegengestelde strengen (A-T en C-G). De twee strengen in een dubbele helix zijn antiparallel: de polariteit van
elke streng is het tegenovergestelde van de andere.
Leerdoel 3:
Kunnen uitleggen wat een karyotype is en de structuur en functie van de onderdelen van een menselijk
chromosoom kunnen beschrijven.
DNA worden van elkaar gescheiden en ingepakt in chromosomen. DNA en histonen vormen chromatine.
Tijdens de celdeling is chromatine opgerold in dichtgepakte vezels zodat ze uiteindelijk om elkaar heen gaan
zitten. Chromosomen raken zo stevig opgerold en een gecondenseerde verpakking van DNA en histonen.
De meeste humane cellen hebben 2 sets van 23 chromosomen (46 in totaal): 23 maternale chromosomen en
23 paternale chromosomen. Deze chromosomenparen zijn homologe chromosomen paren (ofwel
homologen). Chromosomen 1 t/m 22 zijn de autosomen en de 23e paar zijn de geslachtschromosomen (X en
Y). De ei- en zaadcel zijn de gameten en bevatten 1 set van 23 chromosomen = haploïd (n). Alle andere cellen
zijn de somatische cellen en bevatten 2 sets van 23 chromosomen = diploïd (2n). Humane somatische cellen
bevatten dus 46 chromosomen.
- Dus een man: heeft 22 paar autosomen en een X- en Y-chromosoom.
- Een vrouw: heeft 22 paar autosomen en 2 X-chromosomen.
Karakteristieken van eukaryote chromosomen:
- Elk chromosoom bestaat uit 2 dunne staafachtige structuren DNA = zusterchromatiden. Dit zijn exacte
replica’s van elkaar en zijn gekopieerd tijdens DNA-synthese.
- Elk chromosoom heeft een enkele centromeer = een vernauwde plek op de chromosomen bestaande
uit verweven DNA en eiwitten die 2 zusterchromatiden samenhoudt. Hier liggen ook de microtubuli.
De centromeer verdeelt elke zusterchromatide in een p-arm (kort) en een q-arm (lang). Elke arm heeft
op het eind een telomeer.
Een karyotype is een laboratorium procedure voor het analyseren van het aantal chromosomen en de
structuren van chromosomen in een cel.
Leerdoel 4:
De stappen van DNA-replicatie kunnen aangeven van zowel de ‘leading’ als de ‘lagging’ streng met de daarbij
behorende enzymen en hun functies.
Replicatie vindt plaats door het proces semi conservatieve replicatie. Dit wordt zo genoemd doordat elke helix
een originele DNA-streng bevat en een nieuw gesynthetiseerde streng, en dus semi conservatief. Het begint
altijd bij ORI = origin of replication. Bij een prokaryoot is er 1 ORI en bij eukaryoten zijn er op meerdere plekken
ORI. Hierdoor ontstaan er meerdere replicatiebubbels en -vorken en gaat de replicatie sneller.
1. Replicatie wordt geïnitieerd door DNA-helicase: scheidt de twee strengen door waterstofbruggen te
verbreken tussen complementaire basen. De gescheiden strengen vormen een replicatievork. Dit
gebeurt bij ORI.
2. Tijdens het loswikkelen van DNA binden ssBP’s (single-strand binding proteins) om te voorkomen dat
de basen weer gaan paren en de dubbele helix weer gaan hervormen.
3. RNA-primers (korte stukjes RNA) worden gemaakt door primase. Primers zijn de startplaatsen voor
DNA-polymerase die de nieuwe DNA-strengen zullen maken.
a. In bacteriën: DNA-pol III (in eukaryoten: DNA-polymerase delta (𝛿)) bindt aan elke streng en
gebruikt het als template om een nieuwe DNA-streng te make. DNA-polymerase werkt altijd
van 5’3’ en voegt de nucleotiden toe aan de 3’-kant van de nieuwe streng.
b. Door de 5’3’ werking van DNA-pol: leading en lagging streng.
c. Bij lagging streng ontstaan er Okazaki fragmenten. Deze fragmenten worden door een
covalente binding aan elkaar vastgemaakt door DNA-ligase.
4. Uiteindelijk worden de RNA-primers er afgehaald (door DNA-pol I) en worden de gaten opgevuld door
DNA-pol III.
3
