H1: DNA, chromosomen en cellen
Structuur en functie van nucleïnezuren
Nucleïnezuur > nucleotide > fosfaatgroep + suikermolecuul + stikstofbase
Deoxyribose en ribose (suiker)
• 3' en 5' is heel belangrijk
• Deoxyribose in DNA
• Ribose in RNA
basen
• Uracil enkel in RNA
• Thymine enkel in DNA
• G-C (3 baseparen; sterkst)
• A-T (2 baseparen)
DNA synthese
1. Helicase maakt dubbele helix open
• DNA moleculen in dubbele helix lopen antiparallel
• Sequentiebenoeming van 5' --> 3'
2. DNA polymerase groeien AAN 3' kant (in 5' --> 3' richting
gevormd tov zichzelf)
20000 eiwitcoderende genen in het genoom
• Heel grote categorie RNA genen in het genoom die niet eiwitcoderend zijn
• genregulatie
Reverse transcriptase
RNA naar DNA
• Integreert in genoom
• Ontwikkelt mogelijks nieuwe genen, exonen, …
• TERT: een reverse transcriptase: maakt telomeren
1
,Structuur en functie van chromosomen
Chromosoom structuur
• typisch eukaryoot chromosoom: kan honderden miljoenen bp lang zijn
• 1 meter lang indien uitgestrekt
• Moet passen in cel 10-100µm, in kern van 2-4 µm
• Chromosomen bestaan uit chromatine
• DNA-proteïne complex
• Chromosomen zijn dynamische structuren die alterneren tussen dichte en losse
opvouwing
• Chromosomen zijn inactief DNA: transcriptie niet mogelijk door compactheid
• Euchromatine: drie niveaus van opvouwing
• Histone core: 8 eiwitten (histonen) waar DNA 2 keer wordt rond gedraaid
• 7 keer korter
• 30 nm chromatine fiber: histone cores op een nette manier gestapeld
• 7 keer korter
• Dikkere structuur
• Chromatine lussen:
• Variabel
• Non-histone proteins: eiwitten voor aanhechting 30 nm chromatine fiber
• Heterochromatine: supercompact DNA, nog meer dan de 3 niveaus Veelal genetisch inactief
Chromosoom functie
Centromeer
• Regio waar kinetochoor (= groot proteïnecomplex) bindt bij celdeling
• Bevat gespecialiseerde sequenties die nodig zijn voor functie
Origins of replication
• Op verschillende plaatsen tegelijk
Telomeren
• Gespecialisserde structuren aan uiteinden chromosomen
• TTAGGG (ong 2000 repeats dubbelstrengig + 30 rep. Enkelstrengig om aan zichtzelf te
kunnen binden)
DNA replicatie aan telomeren
Primer om te starten met synthese
• Valt er terug af
• Chromosoom verkort bij replicatie
2
,Werking telomerase
TERT maakt telomeren langer: een telomerase
• Bevat een stukje RNA ingebouwd in eiwit
• Niet overal in je lichaam actief
• Telomerase actiever bij jongere mensen
• Geen beperking in hoe lang het telomeer wordt gemaakt
• Synthese per 6 nucleotiden
Intermezzo: gelelektroforese
• DNA fragmenten gescheiden obv lengte: gelelektroforese
• Hoe meer celdelingen, hoe korter --> telomeersequenties verkorten
Telomeren en cellulaire veroudering
• Standaard lichaamscel: beperkte levensduur (delen een beperkt aantal keer)
• Progressieve verkorting telomeren met celdeling
• Senescentie: cellen die niet meer delen
Telomerase
• Aanwezig in:
• Kiemlijncellen
• Snel delende somatische cellen
• Verminderde functie met ouderdom
• Introductie telomerase in cellijn kan de cellijn 'immortaliseren'
• Actief in 90% van alle menselijke kankers
Verschillen in DNA copy number
Ploïdie: het aantal kopies van de basis chromosomen set
• Diploïd (2n)
• Haploïd (n)
• Nulliploïd (0n)
• Erythrocyten, bloedplaatjes, …
• Polyploïd
• Door replicatie zonder celdeling
• Door celfusie
=> copy number verandert tijdens de celcyclus
3
, DNA en chromosomen in celdeling celcyclus
Herbekijk G, S en M fases
S-fase
M-fase
Mitochondriën
• Energieproductie door oxidatieve fosforylatie
• Eigen DNA
• Eigen transcriptie en translatie (eigen T-RNA en R-RNA genen)
• Eigen genetische code: 16000 baseparen (niet veel)
• Honderden mitochondriën per cel
Elk levend organisme heeft zelfde genetische code, mitochondriën is anders! (zie slide 35)
Mitochondrieel DNA van de mens: mt DNA
• Geen intronen en recombinatie!
• Lijkt zeer sterk op bacterieel DNA
• 2 rRNA's, 22tRNA's en 13 eiwitcoderende genen
• Beperkte functionele belasting (celkern heeft ca 20.000
eiwitcoderende genen)
• 4 codons verschillend
• Codon = 3 letter combinatie van basen die coderen voor 1 AZ
Mitochondriën importeren ook eiwitten geproduceerd door nucleolus:
4
Structuur en functie van nucleïnezuren
Nucleïnezuur > nucleotide > fosfaatgroep + suikermolecuul + stikstofbase
Deoxyribose en ribose (suiker)
• 3' en 5' is heel belangrijk
• Deoxyribose in DNA
• Ribose in RNA
basen
• Uracil enkel in RNA
• Thymine enkel in DNA
• G-C (3 baseparen; sterkst)
• A-T (2 baseparen)
DNA synthese
1. Helicase maakt dubbele helix open
• DNA moleculen in dubbele helix lopen antiparallel
• Sequentiebenoeming van 5' --> 3'
2. DNA polymerase groeien AAN 3' kant (in 5' --> 3' richting
gevormd tov zichzelf)
20000 eiwitcoderende genen in het genoom
• Heel grote categorie RNA genen in het genoom die niet eiwitcoderend zijn
• genregulatie
Reverse transcriptase
RNA naar DNA
• Integreert in genoom
• Ontwikkelt mogelijks nieuwe genen, exonen, …
• TERT: een reverse transcriptase: maakt telomeren
1
,Structuur en functie van chromosomen
Chromosoom structuur
• typisch eukaryoot chromosoom: kan honderden miljoenen bp lang zijn
• 1 meter lang indien uitgestrekt
• Moet passen in cel 10-100µm, in kern van 2-4 µm
• Chromosomen bestaan uit chromatine
• DNA-proteïne complex
• Chromosomen zijn dynamische structuren die alterneren tussen dichte en losse
opvouwing
• Chromosomen zijn inactief DNA: transcriptie niet mogelijk door compactheid
• Euchromatine: drie niveaus van opvouwing
• Histone core: 8 eiwitten (histonen) waar DNA 2 keer wordt rond gedraaid
• 7 keer korter
• 30 nm chromatine fiber: histone cores op een nette manier gestapeld
• 7 keer korter
• Dikkere structuur
• Chromatine lussen:
• Variabel
• Non-histone proteins: eiwitten voor aanhechting 30 nm chromatine fiber
• Heterochromatine: supercompact DNA, nog meer dan de 3 niveaus Veelal genetisch inactief
Chromosoom functie
Centromeer
• Regio waar kinetochoor (= groot proteïnecomplex) bindt bij celdeling
• Bevat gespecialiseerde sequenties die nodig zijn voor functie
Origins of replication
• Op verschillende plaatsen tegelijk
Telomeren
• Gespecialisserde structuren aan uiteinden chromosomen
• TTAGGG (ong 2000 repeats dubbelstrengig + 30 rep. Enkelstrengig om aan zichtzelf te
kunnen binden)
DNA replicatie aan telomeren
Primer om te starten met synthese
• Valt er terug af
• Chromosoom verkort bij replicatie
2
,Werking telomerase
TERT maakt telomeren langer: een telomerase
• Bevat een stukje RNA ingebouwd in eiwit
• Niet overal in je lichaam actief
• Telomerase actiever bij jongere mensen
• Geen beperking in hoe lang het telomeer wordt gemaakt
• Synthese per 6 nucleotiden
Intermezzo: gelelektroforese
• DNA fragmenten gescheiden obv lengte: gelelektroforese
• Hoe meer celdelingen, hoe korter --> telomeersequenties verkorten
Telomeren en cellulaire veroudering
• Standaard lichaamscel: beperkte levensduur (delen een beperkt aantal keer)
• Progressieve verkorting telomeren met celdeling
• Senescentie: cellen die niet meer delen
Telomerase
• Aanwezig in:
• Kiemlijncellen
• Snel delende somatische cellen
• Verminderde functie met ouderdom
• Introductie telomerase in cellijn kan de cellijn 'immortaliseren'
• Actief in 90% van alle menselijke kankers
Verschillen in DNA copy number
Ploïdie: het aantal kopies van de basis chromosomen set
• Diploïd (2n)
• Haploïd (n)
• Nulliploïd (0n)
• Erythrocyten, bloedplaatjes, …
• Polyploïd
• Door replicatie zonder celdeling
• Door celfusie
=> copy number verandert tijdens de celcyclus
3
, DNA en chromosomen in celdeling celcyclus
Herbekijk G, S en M fases
S-fase
M-fase
Mitochondriën
• Energieproductie door oxidatieve fosforylatie
• Eigen DNA
• Eigen transcriptie en translatie (eigen T-RNA en R-RNA genen)
• Eigen genetische code: 16000 baseparen (niet veel)
• Honderden mitochondriën per cel
Elk levend organisme heeft zelfde genetische code, mitochondriën is anders! (zie slide 35)
Mitochondrieel DNA van de mens: mt DNA
• Geen intronen en recombinatie!
• Lijkt zeer sterk op bacterieel DNA
• 2 rRNA's, 22tRNA's en 13 eiwitcoderende genen
• Beperkte functionele belasting (celkern heeft ca 20.000
eiwitcoderende genen)
• 4 codons verschillend
• Codon = 3 letter combinatie van basen die coderen voor 1 AZ
Mitochondriën importeren ook eiwitten geproduceerd door nucleolus:
4
