Samenvatting Blok 3 Cel tot molecuul
Thema 1: Het humane genoom en chromosomen
Bij RNA heeft de suikergroep, een ribose, op de C-2' positie een OH-groep. Bij DNA, wat deoxyribose
als suikergroep heeft, ontbreekt deze hydroxy-groep.
DNA: RNA:
Negatief geladen fosfaatgroep links, daarna de suikergroep en rechts van de suikergroep een base
Fosfaatgroepen zijn negatief geladen. De suikergroep heeft verschillende
C-atomen, genummerd van 1 tot 5.
,Semi-conservatieve replicatie
Een kopie van het humane genoom: in cellen
- 1 kopie in de kern van een sperma of eicel (haploïd)
- 2 kopieën in het fusie product (zygote, diploïd)
- 2 kopieën in een somatische celkern
- Diameter van een typische kern: 6-8 micrometer (um)
- Genomisch DNA is verpakt in eiwitten: chromatine
Heterochromatine: gecondenseerd, transcriptioneel inactief
Euchromatine: gedecondenseerd, transcriptioneel actief
Genen hebben een unieke DNA volgorde
- Bijna alle genen hebben een unieke DNA-sequentie (single copy genen)
uitzondering: ribosomale RNA genen zijn multi-copy, 100’s rRNA genen per genoom, rRNA
genen liggen op de satellieten van de 5 acrocentrische chromosomen
Repetitieve sequenties
- Gegroepeerd (in repeterende stukken, bv bij centromeren)
- In niet-coderende stukken DNA (junk DNA)
,Hoe is het DNA verpakt in een nucleus/chromatine?
- DNA: negatief geladen vanwege de aanwezigheid van de fosfaatgroepen
- Verpakkingseiwitten, histonen: rijk aan positief geladen aminozuren
Samen noemen we dit chromatine
In detail: DNA verpakking
- Het DNA windt zich om een complex van 8 (2 x 4) histon
eiwitten en vormt zo een nucleosoom
- Het vormt zo een ketting ‘beads-on-a string’ welke verder
gecondenseerd wordt mbv een vijfde histon eiwit om zo
een 30 nm chromatine fiber te vormen
- Deze fiber vormt lussen en de lussen condenseren verder
om zo interfase chromosomen te vormen
- Mitotische chromosomen (metafase chromosomen zijn de
meest gecondenseerde vorm van chromatine) ondergaan
een nog verdere vorm van condensatie/verpakking.
DNA bevindt zich in het 700 nm stadium in een normale niet-
delende cel.
Een metafase chromosoom:
Chromosoom nomenclatuur:
Classificatie van chromosomen
- Lengte
- Positie van het centromeer → definieert de korte (p)
en de lange (q) armen
- Niet alle chromosomen kunnen hiermee uniek
geïdentificeerd worden.
, G-Bandering zorgt voor eenduidige chromosoom identificatie: karyotypering
- Metafase preparaten worden gekleurd (Giemsa kleuring)
- Er ontstaat een patroon van donker en lichter gekleurde banden
- Lage resolutiekaart van het genoom (max. 850 banden → ~3 miljoen baseparen per band)
- In ideale vorm: Ideogram
Tijdens de M-fase zijn er 4 kopieën van het genoom.
DNA Sequence detectie dmv fluorescentie in situ hybridizatie (FISH)
- Meta- of interfase cellen
- Specifieke stukken DNA in de cel aankleuren met fluorescente probes (resolutie: ~100.000
baseparen -> beter dan Giemsa kleuring)
- FISH screening voor numerieke chromosoom afwijkingen m.b.v. chromosoom-specifieke
centromeer probes.
- Een gen deletie gedetecteerd d.m.v. afwezigheid van een FISH signaal.
Comparative Genome Hybridization (CGH): Array-CGH en SNP-array
- Resolutie in theorie tot op de base nauwkeurig. Praktijk → 20.000 +
Nextgen sequencing:
- Detectie limiet 1 basepaar
Thema 1: Het humane genoom en chromosomen
Bij RNA heeft de suikergroep, een ribose, op de C-2' positie een OH-groep. Bij DNA, wat deoxyribose
als suikergroep heeft, ontbreekt deze hydroxy-groep.
DNA: RNA:
Negatief geladen fosfaatgroep links, daarna de suikergroep en rechts van de suikergroep een base
Fosfaatgroepen zijn negatief geladen. De suikergroep heeft verschillende
C-atomen, genummerd van 1 tot 5.
,Semi-conservatieve replicatie
Een kopie van het humane genoom: in cellen
- 1 kopie in de kern van een sperma of eicel (haploïd)
- 2 kopieën in het fusie product (zygote, diploïd)
- 2 kopieën in een somatische celkern
- Diameter van een typische kern: 6-8 micrometer (um)
- Genomisch DNA is verpakt in eiwitten: chromatine
Heterochromatine: gecondenseerd, transcriptioneel inactief
Euchromatine: gedecondenseerd, transcriptioneel actief
Genen hebben een unieke DNA volgorde
- Bijna alle genen hebben een unieke DNA-sequentie (single copy genen)
uitzondering: ribosomale RNA genen zijn multi-copy, 100’s rRNA genen per genoom, rRNA
genen liggen op de satellieten van de 5 acrocentrische chromosomen
Repetitieve sequenties
- Gegroepeerd (in repeterende stukken, bv bij centromeren)
- In niet-coderende stukken DNA (junk DNA)
,Hoe is het DNA verpakt in een nucleus/chromatine?
- DNA: negatief geladen vanwege de aanwezigheid van de fosfaatgroepen
- Verpakkingseiwitten, histonen: rijk aan positief geladen aminozuren
Samen noemen we dit chromatine
In detail: DNA verpakking
- Het DNA windt zich om een complex van 8 (2 x 4) histon
eiwitten en vormt zo een nucleosoom
- Het vormt zo een ketting ‘beads-on-a string’ welke verder
gecondenseerd wordt mbv een vijfde histon eiwit om zo
een 30 nm chromatine fiber te vormen
- Deze fiber vormt lussen en de lussen condenseren verder
om zo interfase chromosomen te vormen
- Mitotische chromosomen (metafase chromosomen zijn de
meest gecondenseerde vorm van chromatine) ondergaan
een nog verdere vorm van condensatie/verpakking.
DNA bevindt zich in het 700 nm stadium in een normale niet-
delende cel.
Een metafase chromosoom:
Chromosoom nomenclatuur:
Classificatie van chromosomen
- Lengte
- Positie van het centromeer → definieert de korte (p)
en de lange (q) armen
- Niet alle chromosomen kunnen hiermee uniek
geïdentificeerd worden.
, G-Bandering zorgt voor eenduidige chromosoom identificatie: karyotypering
- Metafase preparaten worden gekleurd (Giemsa kleuring)
- Er ontstaat een patroon van donker en lichter gekleurde banden
- Lage resolutiekaart van het genoom (max. 850 banden → ~3 miljoen baseparen per band)
- In ideale vorm: Ideogram
Tijdens de M-fase zijn er 4 kopieën van het genoom.
DNA Sequence detectie dmv fluorescentie in situ hybridizatie (FISH)
- Meta- of interfase cellen
- Specifieke stukken DNA in de cel aankleuren met fluorescente probes (resolutie: ~100.000
baseparen -> beter dan Giemsa kleuring)
- FISH screening voor numerieke chromosoom afwijkingen m.b.v. chromosoom-specifieke
centromeer probes.
- Een gen deletie gedetecteerd d.m.v. afwezigheid van een FISH signaal.
Comparative Genome Hybridization (CGH): Array-CGH en SNP-array
- Resolutie in theorie tot op de base nauwkeurig. Praktijk → 20.000 +
Nextgen sequencing:
- Detectie limiet 1 basepaar
