Samenvatting Week 3 OVV-1 Literatuur ZSO + college aantekeningen

Week 3

ZSO 1: Regulering genexpressie
Ter voorbereiding op PC ‘Down’ en HC ‘Chromosomale afwijkingen’.

Leerdoelen, de student kan:
 Beredeneren hoe DNA-schade kan ontstaan tijdens het replicatieproces, hoe dit wordt
gerepareerd en wat de gevolgen zijn als dit niet lukt.
 Beredeneren hoe eiwitten worden gemaakt uit DNA, op welke niveaus dit fout kan gaan en
wat de gevolgen zijn als dit niet lukt.
 Beredeneren welke effecten mutaties in DNA-sequenties betrokken bij de genregulatie,
kunnen hebben.

Begrippen:
 Genregulatie: is het aan- of uitzetten van een gen.
 Genexpressie: wanneer een gen aan staat, kan door transcriptie mRNA ontstaan en vervolgens
een eiwit.
 Translatie: in ribosomen wordt aan de hand van de codons in mRNA een polypeptideketen
gevormd.
 Een gen is een stuk DNA dat codeert voor de synthese van een of meer eiwitten.
 DNA is dubbele streng uit nucleotiden.
- Een nucleotide bestaat uit een desoxyribose, een fosfaatgroep en een stikstofbase.
- Adenine (A) >> Thymine (T)
- Cytosine (C) >> Guanine (G)
 RNA: enkele streng van nucleotiden.
- RNA bestaat uit een enkele streng nucleotiden, bevat ribose in plaats van desoxyribose en uracil
(U) in plaats van thymine (T).
- Adenine (A) >> Uracil (U)
- Cytosine (C) >> Guanine (G)
 Genoom: het geheel aan erfelijke informatie in een cel van een organisme.

Voorkennis

,Doel 1: Kan beschrijven hoe DNA wordt gerepliceerd.
DNA-replicatie
- Eerst moeten de 2 strengen uit elkaar worden gehaald: helicase is hier verantwoordelijk voor.
Hierdoor ontstaat de replicatie vork:
 Ene helft: leading strand en de andere de lagging strand.
 Singel strand eiwitten (SS-eiwitten) hechten aan het DNA en voorkomen dat de 2 helften
weer paren.
- Met het enzym primase wordt op de ‘origin of replication’ de RNA-primer gezet: hierdoor kan
polymerase 3 aangrijpen om zo het DNA te bouwen.
- Om het nieuwgevormde DNA af te maken, rest alleen nog de verwijderen van RNA primers: deze
worden door polymerase 1 vervangen voor DNA.
 Het enzym ligase verbindt als laatste de fosfaatverbindingen tussen alle losse fragmenten.
 Het proces van replicatie vindt op meerdere plekken tegelijk plaats zodat het DNA sneller kan
worden gerepliceerd.

- Als de replicatie van een chromosoom bijna voltooid is moeten de 3’ uiteinden (= OH-groep)
(telomeren) nog volledig gerepliceerd worden: dit proces kan niet om 2 redenen:
 Laatste primer zit meestal niet precies op het einde.
 De RNA-primer aan het einde wordt niet vervangen door RNA.
 Gevolg is dat replicatie leidt tot verlies van DNA aan het 5’-einde (= fosfaatgroep) van DNA en
chromosomen dus steeds korter worden.
- Telomeren: bestaan uit repetitieve DNA-eenheden.
 Het enzym telomerase is in staat om deze chromosoomuiteinden toch te repliceren.
 Het enzym verlengd namelijk de telomeren een beetje en met behulp van een telomeer
specifieke primer voor dit enzym kan de replicatie op de normale manier voortgang vinden.
 Het ontbreken van telomerase speelt een belangrijke rol bij veroudering (celdood).
 Tumorcellen bevatten juist vaak meer telomerase dan normale cellen.




Doel 2: kan beschrijven welke schade kan ontstaan tijdens het replicatieproces en welke middelen de
cel heeft om dit te repareren.
DNA-schade
- Kan op meerder manieren ontstaan:
 Spontane schade: kan tijdens replicatie ontstaan.
 Geïnduceerde schade: door de omgeving geïnduceerd, zoals door straling, sigarettenrook
(dus niet tijdens replicatie).
- Mutatie: indien schade in het DNA niet kan worden verwijderd en na replicatie in de
dochtercellen gefixeerd wordt.
 Dus een blijvende verandering aan het DNA.

,  Om dit te voorkomen heeft de cel 2 reparatiemechanismen tijdens de replicatie om fouten te
herstellen:
 Proofreading: tijdens de replicatie doet polymerase 2 telkens een proofreading, hiermee
controleert het enzym of de juiste nucleotide is ingebouwd. Als er een foutje is gemaakt >>
wordt deze er gelijk uitgehaald en vervangen door de correcte.
 Mismatch repair: als er toch een fout is opgetreden dan is dit altijd nog mogelijk. Doordat de
dochterstreng niet gemethyleerd is, wordt deze als zodanig herkend door de mismatch repair
enzymen. Vervolgens worden de foutieve nucleotiden eruit gehaald en bouwt DNA
polymerase 3 alsnog de goede nucleotide in en sluit DNA-ligase de streng.

Fr




ameshift: vindt een deletie plaats van extra nucleotiden in DNA.
 Nonsense: wordt een nucleotide vervangen (puntmutatie) zodanig dat er vroegtijdig stop codon
ontstaat.
 Missense: ook sprake van puntmutatie, maar nu zodanig dat er een aminozuur verandert (eiwit
krijgt andere vorm).
- Conservatieve missense: sommige aminozuren hebben vergelijkbare chemische structuur, de
vouwing van het eiwit verandert niet en functie blijft intact. Heeft dus minder ernstigere
gevolgen.
 Silent mutatie: er is een puntmutatie die codeert voor hetzelfde aminozuur, kan groot effect
hebben op functie eiwit.


Doel 3: kan beredeneren wat de gevolgen zijn voor een kind als DNA-schade niet of niet goed wordt
gerepareerd.
- Volgorde van veel effect naar geen effect: frameshift, nonsense, missense, conservatieve
missense, silent.