GP Samenvatting (Mees Louwen)
DNA als drager van erfelijk materiaal
DNA is in 1953 ontdekt door Watson en Crick.
Het bestaat uit een dubbele helix vorm. Deze helix bestaat uit een
heleboel bouwstenen genaamd nucleotiden.
Deze nucleotiden bestaan uit 3 hoofdonderdelen:
- Een base die vastzit aan de 1’ koolstof
- Een suiker-groep, met 5 koolstofatomen en
een zuurstofatoom. Er zit op de 2’ hier geen
extra O, maar alleen een H. Dit is namelijk
deoxyribose. Bij ribose zit hier wél een
OH.
- Een fosfaatgroep, die vastzit aan de 5’ koolstof.
Een nucleotide heeft 3 bindingsplekken. 2 zijn covalent gebonden (aan de
fosfaat 5’ en de 3’ koolstof), en 1 bindingsplek is niet-covalent gebonden
(base met waterstofbruggen aan andere base).
Er zijn 4 verschillende bases:
- Adenine (A)
- Thymine (T)
- Cytosine (C)
- Guanine (G)
Deze basen binden met
waterstofbruggen aan elkaar als A-T en
C-G. A en G zijn purines (dubbele
cirkel) en T en C zijn pyrimidines
(enkele cirkel). De binding tussen C-G is
sterker dan A-T, want C-G maakt 3 waterstofbruggen en A-T maar 2.
De basen passen alleen maar op elkaar als de ‘backbones’ van de ketens
antiparallel lopen. Dit houdt in dat de ene streng van 5’ naar 3’ moet
lopen als de andere van 3’ naar 5’ loopt en andersom. DNA strengen lopen
dus antiparallel.
,De bindingen die tussen nucleotiden in de lengte gemaakt worden zijn
fosfodiesterbindingen. Het zijn twee esters die samenkomen en binden
aan de fosfaatgroep (5’ en 3’ kant van twee nucleotiden).
DNA is 2nm breed en een base is 0,34 nm lang. De lengte van het DNA is
verschillend.
Dubbelstrengs DNA is super geschikt als drager van genetische
informatie:
- Het is dubbel opgeslagen (in beide strengen)
o Herstellen van fouten mogelijk
o Kopiëren makkelijker
- DNA is door de dubbele helix vorm heel stabiel en kan veel
nucleotiden bevatten, kan hiermee dus heel veel informatie opslaan
- DNA is zo stabiel dat na vele duizenden jaren delen nog steeds
afgelezen kunnen worden (record = 700.000 jaar).
DNA wordt gelezen als een lineaire code, dus het DNA moet hiervoor open
zijn. De richting van lezen is van 5’ kant (links/begin) naar 3’ kant
(rechts/eind). Je schrijft het tevens ook zo, tenzij anders aangegeven.
Er zijn een paar enzymen die ook de ruimtelijke structuur van DNA kunnen
lezen, maar voornamelijk is de informatie binnenin van belang.
Beide strengen horen wel bij elkaar maar dragen niet dezelfde
informatie. Dit omdat de nucleotidenvolgorde is, en dus zijn de codons
ook anders.
Uit DNA kan direct DNA (replicatie), RNA (en eiwitten) worden gemaakt.
De eiwitten reguleren dan weer functies in de cel.
Een gen bevat de informatie voor de
samenstelling en regulering van een eiwit of RNA
Het gen bestaat uit het coderend gedeelte
(samenstelling eiwit), maar daaromheen ligt in het
DNA een regulerend gedeelte (plaats, tijd, etc.
van het eiwit).
Zoogdieren hebben ongeveer 20-22 duizend genen maar wel 3 miljard
baseparen in die genen.
,Hoorcollege 2: DNA replicatie
DNA wordt alleen gerepliceerd wanneer de cel gaat delen. DNA replicatie
vindt dus plaats tijdens de S-fase van de
celcyclus.
De oorspronkelijke DNA streng dient als
matrijsstreng (template streng) voor
de nieuwe streng. Voorafgaand aan de
replicatie worden de oorspronkelijke DNA
strengen uit elkaar gehaald. Deze 2 OG
strengen gebruik je tegelijkertijd als
matrijs, zo krijg je 2 gelijke stukken DNA.
De waterstofbruggen tussen de basen
vormen automatisch dus daar is niks voor
nodig. De backbone daarnetegen is nog
niet gebonden, en deze
fosfodiesterbinding wordt niet vanzelf
gemaakt maar hier is energie en
enzymactiviteit voor nodig. Deze komt dus uit deoxynucleotide
trifosfaten (dATP, dCTP, dGTP, dTTP)
die worden ingebouwd als nucleotiden
en het enzym dat de deoxyribose-
fosfaat binding maakt is DNA
polymerase.
Als dit DNA polymerase zorgt dat de
covalente binding (aan de 3’ kant van
de streng) gemaakt wordt (hij bouwt dus
van 5’ naar 3’, maar bouwt dus wel aan
de 3’ kant aan) dan splitsen er twee
fosfaatgroepen van de deoxynucleotide
trifosfaat af die pyrofosfaat genoemd
wordt. Dat wat overblijft wordt
ingebouwd als backbone van de DNA
streng.
, DNA polymerase maakt de bindingen enorm snel. Hij maakt ongeveer 1
fout per 104 basen. Hierom heeft hij ook een herstellend vermogen. Als hij
bezig is ‘herleest’ hij alles dat hij maakt. Hij kan zijn eigen fouten hiermee
herkennen en de verkeerde base doorknippen. DNA polymerase heeft dus
zijn eigen proofreading activiteit.
Hier is alles nog niet mee gezegd. Er zijn namelijk een paar problemen die
ontstaan bij DNA replicatie.
Probleem 1 is dat DNA polymerase een enkelstrengs DNA template nodig
heeft. Zo zit het niet in de kern, het is opgevouwen en is dubbelstrengs.
De 1e stap is dus het uit elkaar halen van de DNA strengen. Dit gebeurd
niet random maar gebeurd gecontroleerd op verschillende plekken
genaamd replicatie origines (origin of replication). Dit is een
specifieke DNA code waar de DNA strengen makkelijk uit elkaar getrokken
worden.
Een bacterie heeft maar 1 replicatie origine, maar zoogdieren veel meer
(anders duurt het heel lang).
DNA replicatie verloopt vanaf de origin of replication in beide richtingen:
Helicase is het enzym die de DNA helix verder
opent. Dit doet helicase aan de voorkant van
de replicatie vork. De replicatie vork is het
punt waarop de twee ‘oude’ DNA strengen nog
net aan elkaar vastzitten.
Een ander probleem is dat DNA polymerase niet kan binden aan niets. Er
is een beginstukje nodig om aan te binden voordat hij kan beginnen met
repliceren. Dit is een primer, die gemaakt wordt door een primase. Deze
primer is gemaakt van RNA.
Omdat DNA een dubbele helix is, gaat hij onwijs roteren als hij uit elkaar
wordt gehaald. Om het DNA polymerase vast te houden en ervoor te
zorgen dat hij er niet vanaf valt wordt het bij elkaar gehouden middels een
DNA als drager van erfelijk materiaal
DNA is in 1953 ontdekt door Watson en Crick.
Het bestaat uit een dubbele helix vorm. Deze helix bestaat uit een
heleboel bouwstenen genaamd nucleotiden.
Deze nucleotiden bestaan uit 3 hoofdonderdelen:
- Een base die vastzit aan de 1’ koolstof
- Een suiker-groep, met 5 koolstofatomen en
een zuurstofatoom. Er zit op de 2’ hier geen
extra O, maar alleen een H. Dit is namelijk
deoxyribose. Bij ribose zit hier wél een
OH.
- Een fosfaatgroep, die vastzit aan de 5’ koolstof.
Een nucleotide heeft 3 bindingsplekken. 2 zijn covalent gebonden (aan de
fosfaat 5’ en de 3’ koolstof), en 1 bindingsplek is niet-covalent gebonden
(base met waterstofbruggen aan andere base).
Er zijn 4 verschillende bases:
- Adenine (A)
- Thymine (T)
- Cytosine (C)
- Guanine (G)
Deze basen binden met
waterstofbruggen aan elkaar als A-T en
C-G. A en G zijn purines (dubbele
cirkel) en T en C zijn pyrimidines
(enkele cirkel). De binding tussen C-G is
sterker dan A-T, want C-G maakt 3 waterstofbruggen en A-T maar 2.
De basen passen alleen maar op elkaar als de ‘backbones’ van de ketens
antiparallel lopen. Dit houdt in dat de ene streng van 5’ naar 3’ moet
lopen als de andere van 3’ naar 5’ loopt en andersom. DNA strengen lopen
dus antiparallel.
,De bindingen die tussen nucleotiden in de lengte gemaakt worden zijn
fosfodiesterbindingen. Het zijn twee esters die samenkomen en binden
aan de fosfaatgroep (5’ en 3’ kant van twee nucleotiden).
DNA is 2nm breed en een base is 0,34 nm lang. De lengte van het DNA is
verschillend.
Dubbelstrengs DNA is super geschikt als drager van genetische
informatie:
- Het is dubbel opgeslagen (in beide strengen)
o Herstellen van fouten mogelijk
o Kopiëren makkelijker
- DNA is door de dubbele helix vorm heel stabiel en kan veel
nucleotiden bevatten, kan hiermee dus heel veel informatie opslaan
- DNA is zo stabiel dat na vele duizenden jaren delen nog steeds
afgelezen kunnen worden (record = 700.000 jaar).
DNA wordt gelezen als een lineaire code, dus het DNA moet hiervoor open
zijn. De richting van lezen is van 5’ kant (links/begin) naar 3’ kant
(rechts/eind). Je schrijft het tevens ook zo, tenzij anders aangegeven.
Er zijn een paar enzymen die ook de ruimtelijke structuur van DNA kunnen
lezen, maar voornamelijk is de informatie binnenin van belang.
Beide strengen horen wel bij elkaar maar dragen niet dezelfde
informatie. Dit omdat de nucleotidenvolgorde is, en dus zijn de codons
ook anders.
Uit DNA kan direct DNA (replicatie), RNA (en eiwitten) worden gemaakt.
De eiwitten reguleren dan weer functies in de cel.
Een gen bevat de informatie voor de
samenstelling en regulering van een eiwit of RNA
Het gen bestaat uit het coderend gedeelte
(samenstelling eiwit), maar daaromheen ligt in het
DNA een regulerend gedeelte (plaats, tijd, etc.
van het eiwit).
Zoogdieren hebben ongeveer 20-22 duizend genen maar wel 3 miljard
baseparen in die genen.
,Hoorcollege 2: DNA replicatie
DNA wordt alleen gerepliceerd wanneer de cel gaat delen. DNA replicatie
vindt dus plaats tijdens de S-fase van de
celcyclus.
De oorspronkelijke DNA streng dient als
matrijsstreng (template streng) voor
de nieuwe streng. Voorafgaand aan de
replicatie worden de oorspronkelijke DNA
strengen uit elkaar gehaald. Deze 2 OG
strengen gebruik je tegelijkertijd als
matrijs, zo krijg je 2 gelijke stukken DNA.
De waterstofbruggen tussen de basen
vormen automatisch dus daar is niks voor
nodig. De backbone daarnetegen is nog
niet gebonden, en deze
fosfodiesterbinding wordt niet vanzelf
gemaakt maar hier is energie en
enzymactiviteit voor nodig. Deze komt dus uit deoxynucleotide
trifosfaten (dATP, dCTP, dGTP, dTTP)
die worden ingebouwd als nucleotiden
en het enzym dat de deoxyribose-
fosfaat binding maakt is DNA
polymerase.
Als dit DNA polymerase zorgt dat de
covalente binding (aan de 3’ kant van
de streng) gemaakt wordt (hij bouwt dus
van 5’ naar 3’, maar bouwt dus wel aan
de 3’ kant aan) dan splitsen er twee
fosfaatgroepen van de deoxynucleotide
trifosfaat af die pyrofosfaat genoemd
wordt. Dat wat overblijft wordt
ingebouwd als backbone van de DNA
streng.
, DNA polymerase maakt de bindingen enorm snel. Hij maakt ongeveer 1
fout per 104 basen. Hierom heeft hij ook een herstellend vermogen. Als hij
bezig is ‘herleest’ hij alles dat hij maakt. Hij kan zijn eigen fouten hiermee
herkennen en de verkeerde base doorknippen. DNA polymerase heeft dus
zijn eigen proofreading activiteit.
Hier is alles nog niet mee gezegd. Er zijn namelijk een paar problemen die
ontstaan bij DNA replicatie.
Probleem 1 is dat DNA polymerase een enkelstrengs DNA template nodig
heeft. Zo zit het niet in de kern, het is opgevouwen en is dubbelstrengs.
De 1e stap is dus het uit elkaar halen van de DNA strengen. Dit gebeurd
niet random maar gebeurd gecontroleerd op verschillende plekken
genaamd replicatie origines (origin of replication). Dit is een
specifieke DNA code waar de DNA strengen makkelijk uit elkaar getrokken
worden.
Een bacterie heeft maar 1 replicatie origine, maar zoogdieren veel meer
(anders duurt het heel lang).
DNA replicatie verloopt vanaf de origin of replication in beide richtingen:
Helicase is het enzym die de DNA helix verder
opent. Dit doet helicase aan de voorkant van
de replicatie vork. De replicatie vork is het
punt waarop de twee ‘oude’ DNA strengen nog
net aan elkaar vastzitten.
Een ander probleem is dat DNA polymerase niet kan binden aan niets. Er
is een beginstukje nodig om aan te binden voordat hij kan beginnen met
repliceren. Dit is een primer, die gemaakt wordt door een primase. Deze
primer is gemaakt van RNA.
Omdat DNA een dubbele helix is, gaat hij onwijs roteren als hij uit elkaar
wordt gehaald. Om het DNA polymerase vast te houden en ervoor te
zorgen dat hij er niet vanaf valt wordt het bij elkaar gehouden middels een
