Cel tot molecuul Thema 2
HC04 Replicatie en transcriptie
Het Centrale Dogma van de Moleculaire Biologie
- DNA -> mRNA -> eiwit
- Geldt voor alle levensvormen die we kennen
Replicatie DNA -> voor celdeling
Transcriptie -> hoe DNA codeert voor RNA
Translatie -> van RNA naar eiwitten
DNA opgebouwd uit nucleotiden
- Ribose (rna zonder OH groepje)
- Fosfaatgroepen
- Base (A, T, G, C voor RNA uracil ipv thymine)
Base belangrijk vormen dubbele helix -> base tegenoverelkaar
waterstofbruggen
G Ξ C, A = T
Fosfaatgroep geboden aan suiker van voorganger
- 5’ vrije fosfaatgroep
- 3’ vrij OH groep
DNA semi-conservatief
DNA synthese groeit altijd in de 5’ -> 3’ richting door DNA polymerase, lezen van 3’-5’
DNA polymerase is heel specifiek in de juiste base aan de template plakken
- Als dit toch gebeurt -> proof-reading door DNA polymerase zelf
Deze twee geven 1 fout per 10^7 baseparen
DNA replicatie begint bij ‘origins of replication’
Humane genoom 30.000-50.000 origins of replication
- DNA polymerase kan alleen nucleotide verlengen van 5’-3’en heeft
een 3’-OH gorpeje nodig om aan te binden -> primase nodig
- Primase kan RNA produceren (ong 10 nucleotiden) en heeft geen
start nodig
,Okazaki fragmenten synthese
- Primase synthetiseerd RNA primers met interval van ongeveer 200
nucleotides
- DNA polymerase synthetiseert DNA tot eerder RNA primer
- Nuclease verwijdert RNA primer (ontstaat gat)
- Repair DNA polymerase vult het gat op (incl proofreading)
- Ligase plakt Okazaki fragmenten aan elkaar door de vorming van de
fosofodiester verbinding tussen 3ÓH van het ene fragment met de
5’-fosfaat van het andere fragment te katalyseren -> hiervoor is ATP
nodig
Replicatie induceert rotatiespanning in DNA
helix -> supercoiling door helicase
openmaren
- Hiervoor topomoiserase
- Knip in één van de twee strengen
- Knip wordt ook weer gerepareerd
Sliding clamp -> ringvormig eiwit houdt polymerase op DNA
Dubbele aantal replicatie voken dan origins of replication.
Wat er gebeurt aan het uiteinde van het chromosoom
- Uiteinde DNA telomeren
- Verdubbelen van de telomeersequenties
- Telomerase zet het erachter
- Niet elke cel (die niet heel vaak hoeven te delen) zet telomerase zien
- In kanker vaak heel veel telomerase expressie om ongeremde celdeling te faciliteren
Polymerase Chain Reaction
- 95 graden dubbele helix
doorbreken (rol helicase)
- Artifiecel Primers (DNA of RNA) en
daar doe je polymerase bij
- Hoe meer cycli hoe meer stukjes van
hetzelfde DNA je krijgt
- 20 cycli miljoen fragmenten, 30 miljard
, PCR handig forensisch onderzoek
- Short Tandem Repeats (doen niet veel
maar verschillen heel erg van lengte)
- Gebaseerd op de waarneming dat het
genoom van verschillende individuen niet
exact gelijk is, maar dat er bijvoorbeeld
verschillen aanwezig zijn in repeternede
gebieden (STR)
- Één STR van vader, en één van moeder
- Met primers en pcr lengtes vergelijken
- Ook voor kijken wie de vader is
- Virus (bacterie) dna -> detectie patogenen
- Biomedisch onderzoek
- Prenatale diagnostiek
Transcriptie
- mRNA code voor eiwitten
- rRNA vormen het hart van de structuur van de ribosomen en catalyseren synthese
- miRNA (micro) reguleren gen expressie
- tRNA adapters tussen mRNA en aminzuren gedurende eiwitsynthese
- niet coderend RNA -> voor RNA splicing, genregulatie,
telomeren onderhouden etc.
Via RNA ipv direct DNA naar eiwit -> meer flexibiliteit in productie
(RNA omhoog gooien ook eiwitproducite omhoog) en meer diversiteit
Ribose (extra OH groep) ipv. Dexoribose, U ipv T
RNA is complementair aan de template/matrijssteng (dus lijk op de
coderende)
Prokaryoten (bacterien en archaea) ->
plaatje boven
Sigmafactor in RNA bindt aan promotor
(sequentie)
- RNA polymerase binden
- Sigmafactor valt af -> snel
bewegen
- Terminator sequentie
Eurkaryoten (cel minstens één celkern,
planten dieren en schimmels)
Promoter -> binding van basale trancriptie factoren is nodig voorddat het RNA pol-II
kan’opstappen’ en met transcriptie kan beginnen
- Trancriptiefactoren binden RNA
- Hierdoor RNA polymerase II opstappen
- Regulatie van trancriptie in eukaryoten vaak via DNA-binding van activator
eiwitten die de opbouw van het basale RNA pol-II trancriptiecomplex
versnellen
HC04 Replicatie en transcriptie
Het Centrale Dogma van de Moleculaire Biologie
- DNA -> mRNA -> eiwit
- Geldt voor alle levensvormen die we kennen
Replicatie DNA -> voor celdeling
Transcriptie -> hoe DNA codeert voor RNA
Translatie -> van RNA naar eiwitten
DNA opgebouwd uit nucleotiden
- Ribose (rna zonder OH groepje)
- Fosfaatgroepen
- Base (A, T, G, C voor RNA uracil ipv thymine)
Base belangrijk vormen dubbele helix -> base tegenoverelkaar
waterstofbruggen
G Ξ C, A = T
Fosfaatgroep geboden aan suiker van voorganger
- 5’ vrije fosfaatgroep
- 3’ vrij OH groep
DNA semi-conservatief
DNA synthese groeit altijd in de 5’ -> 3’ richting door DNA polymerase, lezen van 3’-5’
DNA polymerase is heel specifiek in de juiste base aan de template plakken
- Als dit toch gebeurt -> proof-reading door DNA polymerase zelf
Deze twee geven 1 fout per 10^7 baseparen
DNA replicatie begint bij ‘origins of replication’
Humane genoom 30.000-50.000 origins of replication
- DNA polymerase kan alleen nucleotide verlengen van 5’-3’en heeft
een 3’-OH gorpeje nodig om aan te binden -> primase nodig
- Primase kan RNA produceren (ong 10 nucleotiden) en heeft geen
start nodig
,Okazaki fragmenten synthese
- Primase synthetiseerd RNA primers met interval van ongeveer 200
nucleotides
- DNA polymerase synthetiseert DNA tot eerder RNA primer
- Nuclease verwijdert RNA primer (ontstaat gat)
- Repair DNA polymerase vult het gat op (incl proofreading)
- Ligase plakt Okazaki fragmenten aan elkaar door de vorming van de
fosofodiester verbinding tussen 3ÓH van het ene fragment met de
5’-fosfaat van het andere fragment te katalyseren -> hiervoor is ATP
nodig
Replicatie induceert rotatiespanning in DNA
helix -> supercoiling door helicase
openmaren
- Hiervoor topomoiserase
- Knip in één van de twee strengen
- Knip wordt ook weer gerepareerd
Sliding clamp -> ringvormig eiwit houdt polymerase op DNA
Dubbele aantal replicatie voken dan origins of replication.
Wat er gebeurt aan het uiteinde van het chromosoom
- Uiteinde DNA telomeren
- Verdubbelen van de telomeersequenties
- Telomerase zet het erachter
- Niet elke cel (die niet heel vaak hoeven te delen) zet telomerase zien
- In kanker vaak heel veel telomerase expressie om ongeremde celdeling te faciliteren
Polymerase Chain Reaction
- 95 graden dubbele helix
doorbreken (rol helicase)
- Artifiecel Primers (DNA of RNA) en
daar doe je polymerase bij
- Hoe meer cycli hoe meer stukjes van
hetzelfde DNA je krijgt
- 20 cycli miljoen fragmenten, 30 miljard
, PCR handig forensisch onderzoek
- Short Tandem Repeats (doen niet veel
maar verschillen heel erg van lengte)
- Gebaseerd op de waarneming dat het
genoom van verschillende individuen niet
exact gelijk is, maar dat er bijvoorbeeld
verschillen aanwezig zijn in repeternede
gebieden (STR)
- Één STR van vader, en één van moeder
- Met primers en pcr lengtes vergelijken
- Ook voor kijken wie de vader is
- Virus (bacterie) dna -> detectie patogenen
- Biomedisch onderzoek
- Prenatale diagnostiek
Transcriptie
- mRNA code voor eiwitten
- rRNA vormen het hart van de structuur van de ribosomen en catalyseren synthese
- miRNA (micro) reguleren gen expressie
- tRNA adapters tussen mRNA en aminzuren gedurende eiwitsynthese
- niet coderend RNA -> voor RNA splicing, genregulatie,
telomeren onderhouden etc.
Via RNA ipv direct DNA naar eiwit -> meer flexibiliteit in productie
(RNA omhoog gooien ook eiwitproducite omhoog) en meer diversiteit
Ribose (extra OH groep) ipv. Dexoribose, U ipv T
RNA is complementair aan de template/matrijssteng (dus lijk op de
coderende)
Prokaryoten (bacterien en archaea) ->
plaatje boven
Sigmafactor in RNA bindt aan promotor
(sequentie)
- RNA polymerase binden
- Sigmafactor valt af -> snel
bewegen
- Terminator sequentie
Eurkaryoten (cel minstens één celkern,
planten dieren en schimmels)
Promoter -> binding van basale trancriptie factoren is nodig voorddat het RNA pol-II
kan’opstappen’ en met transcriptie kan beginnen
- Trancriptiefactoren binden RNA
- Hierdoor RNA polymerase II opstappen
- Regulatie van trancriptie in eukaryoten vaak via DNA-binding van activator
eiwitten die de opbouw van het basale RNA pol-II trancriptiecomplex
versnellen
