Samenvatting Hoofdstuk 17 DNA Nectar 5vwo

Hoofdstuk 17: DNA

Paragraaf 1: DNA in je cellen

DNA: bevat de informatie voor het maken van eiwitten. Het DNA in menselijke cellen is
verdeeld over 46 chromosomen in de celkern en het cirkelvormige DNA in het
mitochondriën.
Het DNA-molecuul bestaat uit twee strengen, ieder zo’n 50 tot 250 miljoen nucleotiden lang,
die samen een dubbele helix vormen. De DNA-nucleotiden bestaan uit een fosfaatgroep, een
suikermolecuul en een stikstofbase.
Het suikermolecuul heeft vijf C-atomen die op een vaste manier genummerd zijn. Het eerste
C-atoom vormt een binding met de stikstofbase en het vijfde met de fosfaatgroep. Elke
nucleotide in een streng is via zijn fosfaatgroep gekoppeld aan het 3’ C-atoom van het
suikermolecuul van de nucleotide ernaast.

In DNA komen vier verschillende stikstofbasen voor: Adenine (A), Cytosine (C), Guanine (G)
en Thymine (T). De stikstofbasen van de ene streng binden zich aan de tegenoverliggende
streng door middel van H-bruggen. A gaat altijd samen met T (twee waterstofbruggen) en C
met G (drie waterstofbruggen). Door deze vaste combinatie in de basenparen zijn beide
strengen in het DNA-molecuul complementair: de volgorde in de ene streng bepaalt die in
de andere en andersom. Het 5’-einde van de ene streng ligt naast het 3’- einde van de
andere.

Histonen (speciale eiwitten) verstevigen en beschermen de DNA-moleculen bij eukaryoten in
de kern. Acht histonen vormen samen een bolletje waar een deel van het DNA-molecuul
(146 nucleotiden lang) omheen is gerold. Het Histon houdt het als een veiligheiddspeld bij
elkaar. Het geheel van de histonen en het eromheen gerolde DNA heet een nucleosoom. De
verschillende histonen van verschillende nucleosomen koppelen met elkaar waardoor een
dikke chromatinedraad ontstaat. Deze draad spiraliseert tot chromatine waardoor het DNA-
molecuul heel compact in de celkern past. Om puur DNA te hebben voeg je zouten en eiwit
verterende enzymen toe (protease).

Een mitochondrium heeft 5-10 cirkelvormige moleculen mitochondriaal DNA (mtDNA). Het
mtDNA bevat 37 genen:
- 13 coderen voor eiwitten die betrokken zijn bij de aerobe dissimilatie: de rest codeert
voor rRNA (bouwstenen ribosomen) en tRNA (transporteert aminozuren).
- Je hebt het mtDNA van je moeder via de eicel.

Het genoom bevat zo’n 19000 genen (het totale DNA van een persoon). Een gen is een stuk
DNA met informatie voor de productie van een of meerdere eiwitten. Deze eiwitten spelen
een rol bij een erfelijke eigenschap bepalen. Alle cellen hebben hetzelfde DNA, maar
afhankelijk van de functie zijn verschillende genen actief. De DNA-code in de genen liggen
vast in de volgorde van de stikstofbasen. Ieder gen heeft zijn eigen sequentie van
afwisselende stikstofbasen.

, Genen die coderen voor eiwitten bepalen slechts 2% van het totale DNA van een organisme.
Niet-coderend DNA doet de rest, het produceert rRNA of tRNA, of het regelt het aan- en
uitschakelen van de genen in het coderende-DNA. In niet-coderende DNA komen
herhalingen voor van series nucleotiden (repetitief DNA). Ze komen achter elkaar of
uitelkaargespreid door het chromosoom voor. Twee derde van ons DNA bestaat uit repetitief
DNA (2 tot enkele duizenden). Korte repeats (twee tot tien nucleotiden) ook wel STR, is
belangrijk bij verwantschap onderzoek. Het aantal aaneengekoppelde STR’s verschilt per
persoon. Omdat chromosomen in paren voorkomen heeft iedereen van elke STR twee
exemplaren. Bij verwantschap onderzoek vergelijkt een analist de allelen van STR’s afkomstig
van chromosomen van verschillende personen. Ze brengen het in kaart met 13 loci, wat een
DNA-profiel geeft. Zo geeft D7S280 8/10 aan dat er op D7A280 twee allelen zijn een met 8
en een met 10 repeats GATA.

Paragraaf 2: DNA kopiëren

DNA-moleculen verdubbelen in de S-fase via DNA-replicatie. Het proces start op veel
plaatsen waardoor de duur erg verkort is.
- Een enzymencomplex verbreekt op zo’n startpunt de H-bruggen tussen beide DNA-
strengen.
- Helicasen ritsen naar beide kanten toe het DNA verder open. Zo ontstaan twee
openingen (de replicatievorken).
- Het RNA-polymerase primase maakt op het startpunt een primer vast van zo’n
twintig ribonucleotiden.
- Vanaf de primer vormt het enzym DNA-polymerase een nieuwe streng. Door de
ruimtelijke structuur kan het enzym zich maar op een manier hechten aan de DNA-
streng. Het enzym leest de nucleotiden van de DNA-streng in 3  5 richting en vormt
in 5’  3’ richting een leidende streng.
- Het DNA-polymerase maakt DNA-nucleotiden vast in de juiste combinatie (C-G, A-T)
en koppelt ze zijwaarts aan elkaar tot een reeks op beide strengen.
- In de andere richting van het startpunt kan het DNA-polymerase geen continue
streng vormen, omdat dit tegen zin leesrichting in gaat. Daar verloopt de replicatie in
kleine stukjes, wat een volgende streng maakt.
- Primase plaatst op korte afstand van het startpunt een RNA-primer, waar vanaf DNA-
polymerase in de 3’→5’ richting (dus naar het startpunt toe) een stukje DNA kan
vormen. In vergelijking met de leidende streng is dit dus achterwaarts kopiëren. Het
nieuwe stukje heet een Okazaki-fragment (bron 4, Binas 71D).
- Helicase maakt dat de replicatievork opschuift, primase voegt een nieuwe RNA-
primer toe en er groeit een volgend Okazaki-fragment. Een ander type DNA-
polymerase (bron 4D) vervangt alle RNA-nucleotiden uit de primers door DNA-
nucleotiden. Het enzym ligase (bron 4E) koppelt de Okazaki-fragmenten aan elkaar
tot een complete streng. Enzymen controleren ten slotte of de replicatie foutenvrij is.
- Dit proces van DNA-verdubbeling is semi-conservatief; elk nieuw molecuul bestaat
uit een oorspronkelijke en een nieuwe streng.