Biologie thema 2: DNA
Basisstof 1: Wat kun je doen met DNA?
Met kennis van DNA weten we steeds meer van genen (en hoe ze functioneren):
Met deze kennis kunnen we eigenschappen wijzigen = genetische modifictie;
Organismen waar DNA is veranderd = transgeen/ggo (genetisch gemodificeerd
organisme).
Basisstof 2: Bouw en functie van DNA;
DNA in mitochondriën mtDNA;
DNA nucleïnezuur bestaande uit twee ketens nucleotide;
Nucleotide is opgebouwd uit desoxyribose, een fosfaatgroep en stikstofbase;
Stikstofbase: adenine (A), thymine (T), cytosine (C) en guanine (G);
De twee nucleotidenketens van een DNA molecuul noemen we complementair (A-T, G-C)
waterstofbruggen de ketens hebben een helix-structuur;
Aan 3’-uitinde bevindt zich OH-groep aan derde C-atoom van desoxyribose;
Aan 5’-uieinde bevindt zich fosfaatgroep aan vijfde C-atoom van desoxyribose;
DNA-replicatie (verdubbelen DNA) én DNA transcriptie (kopiëren) van 3’-uiteinde naar 5’-
uiteinde;
De volgorde van de nucleotiden noemen we sequentie;
Dubbelstrengs DNA wordt rond histonen (eiwitten) gewikkeld. Een aantal histonen met DNA
vormt een nucleosoom. DNA tussen nucleosomen wordt koppelings-DNA genoemd;
Alle erfelijke informatie in een cel genoom;
DNA bevat informatie voor eiwit stuk DNA met info voor één eiwit is gen op een vaste
plaats (locus);
Basisstof 3: DNA-replicatie;
Het verdubbelen van het DNA tijdens de S-fase van de celcyclus;
Kerndeling (mitose) in M-fase;
1. Begin ligt bij replicatiestartpunt;
2. Waterstofbruggen in twee richtingen verbroken door het enzym helicase;
3. Twee strengen DNA gaan uit elkaar;
Ontstaan replicatiebiel;
4. Singlestrand binding proteïnen worden aan de verbroken basenparen gekoppeld;
Voorkomen nieuwe vorming waterstofbruggen;
5. DNA-polymerase schuift langs de enkelvoudige ketens en bind dATP, dTTp, dGTP
of dCTP aan de stikstofbase via energie vrijgekomen bij afsplitsen fosfaatgroepen;
DNA polymerase heeft altijd een vrij 3’-uiteinde nodig (werkt van 3’ naar 5’)
, Aan de leidende streng gaat de replicatie dus steeds door;
Aan de volgende streng wordt steeds een nieuw startpunt gemaakt
(Okazaki-fragmenten);
6. DNA-ligase koppelt de korte DNA-fragmenten aan elkaar;
7. DNA gaat helixstructuur aan en op de plaats van het centromeer ontstaan
waterstofbruggen;
Leidende streng = parallele streng;
Volgende streng = antiparallele streng;
PCR: Polymerase Chain Reaction deze techniek wordt gebruikt om stukjes DNA te
kopiëren zodat ze verder onderzocht kunnen worden;
Nodig:
Primers: complementair aan het DNA dat men wil vermenigvuldigen (2x);
DNA-polymerase;
DNA-nucleotiden;
Sequensen: men voegt didesoxynucleotide toe (ddA, ddC, ddG en ddT) hebben geen
OH-groep aan 3’-uiteinde DNA replicatie stopt nadat didesoxynucleotide is ingebouwd;
Aan alle vier didesoxynucleotide is een stof met een bepaalde kleur gebonden label;
1. De 4 mengsels met DNA fragmenten worden op een gel gebracht;
2. Door middel van gelelektroforese worden de fragmenten op lengte gesorteerd;
3. De didesoxynucleotiden zijn vooraf fluorescerend gemaakt, zodat met speciaal
(UV) licht het DNA zichtbaar gemaakt kan worden;
4. De eerste positie in het DNA (na de primer) waar de didesoxynucleotide is
ingebouwd is het kortste en dus onderste fragment;
5. Zo kun je de posities van alle C nucleotiden in dit fragment aflezen;
DNA-fingerprinting:
In niet-coderend DNA zitten zich steeds herhalende sequenties: repetitief DNA;
Het aantal herhalingen verschilt van persoon tot persoon;
Omdat elk chromosoom in een paar voorkomt, heb je twee allelen van een bepaald
stukje repetitief DNA. Op het ene chromosoom herhaalt het zich bijv. 8 keer en op de
andere 12 keer;
Voor het maken van een DNA-profiel worden beide allelen van minstens 10 van deze
repetitieve stukjes DNA in kaart gebracht;
Er wordt daarvoor DNA afgenomen en vermeerderd door PCR;
Daarna worden de stukjes repetitief DNA eruit geknipt met restrictie-enzymen;
Afhankelijk van het aantal repeats heb je verschillende lengtes, die zichtbaar
gemaakt kunnen worden door gebruik van een gel-elektroforese;
Basisstof 4: Transcriptie;
DNA RNA
Stikstofbasen ATCG Stikstofbasen AUCG (U = uracil)
Bevat desoxyribose als suiker Bevat ribose als suiker
Is een dubbele helix Enkelstrengs
Taak is informatieopslag Meerdere taken
Basisstof 1: Wat kun je doen met DNA?
Met kennis van DNA weten we steeds meer van genen (en hoe ze functioneren):
Met deze kennis kunnen we eigenschappen wijzigen = genetische modifictie;
Organismen waar DNA is veranderd = transgeen/ggo (genetisch gemodificeerd
organisme).
Basisstof 2: Bouw en functie van DNA;
DNA in mitochondriën mtDNA;
DNA nucleïnezuur bestaande uit twee ketens nucleotide;
Nucleotide is opgebouwd uit desoxyribose, een fosfaatgroep en stikstofbase;
Stikstofbase: adenine (A), thymine (T), cytosine (C) en guanine (G);
De twee nucleotidenketens van een DNA molecuul noemen we complementair (A-T, G-C)
waterstofbruggen de ketens hebben een helix-structuur;
Aan 3’-uitinde bevindt zich OH-groep aan derde C-atoom van desoxyribose;
Aan 5’-uieinde bevindt zich fosfaatgroep aan vijfde C-atoom van desoxyribose;
DNA-replicatie (verdubbelen DNA) én DNA transcriptie (kopiëren) van 3’-uiteinde naar 5’-
uiteinde;
De volgorde van de nucleotiden noemen we sequentie;
Dubbelstrengs DNA wordt rond histonen (eiwitten) gewikkeld. Een aantal histonen met DNA
vormt een nucleosoom. DNA tussen nucleosomen wordt koppelings-DNA genoemd;
Alle erfelijke informatie in een cel genoom;
DNA bevat informatie voor eiwit stuk DNA met info voor één eiwit is gen op een vaste
plaats (locus);
Basisstof 3: DNA-replicatie;
Het verdubbelen van het DNA tijdens de S-fase van de celcyclus;
Kerndeling (mitose) in M-fase;
1. Begin ligt bij replicatiestartpunt;
2. Waterstofbruggen in twee richtingen verbroken door het enzym helicase;
3. Twee strengen DNA gaan uit elkaar;
Ontstaan replicatiebiel;
4. Singlestrand binding proteïnen worden aan de verbroken basenparen gekoppeld;
Voorkomen nieuwe vorming waterstofbruggen;
5. DNA-polymerase schuift langs de enkelvoudige ketens en bind dATP, dTTp, dGTP
of dCTP aan de stikstofbase via energie vrijgekomen bij afsplitsen fosfaatgroepen;
DNA polymerase heeft altijd een vrij 3’-uiteinde nodig (werkt van 3’ naar 5’)
, Aan de leidende streng gaat de replicatie dus steeds door;
Aan de volgende streng wordt steeds een nieuw startpunt gemaakt
(Okazaki-fragmenten);
6. DNA-ligase koppelt de korte DNA-fragmenten aan elkaar;
7. DNA gaat helixstructuur aan en op de plaats van het centromeer ontstaan
waterstofbruggen;
Leidende streng = parallele streng;
Volgende streng = antiparallele streng;
PCR: Polymerase Chain Reaction deze techniek wordt gebruikt om stukjes DNA te
kopiëren zodat ze verder onderzocht kunnen worden;
Nodig:
Primers: complementair aan het DNA dat men wil vermenigvuldigen (2x);
DNA-polymerase;
DNA-nucleotiden;
Sequensen: men voegt didesoxynucleotide toe (ddA, ddC, ddG en ddT) hebben geen
OH-groep aan 3’-uiteinde DNA replicatie stopt nadat didesoxynucleotide is ingebouwd;
Aan alle vier didesoxynucleotide is een stof met een bepaalde kleur gebonden label;
1. De 4 mengsels met DNA fragmenten worden op een gel gebracht;
2. Door middel van gelelektroforese worden de fragmenten op lengte gesorteerd;
3. De didesoxynucleotiden zijn vooraf fluorescerend gemaakt, zodat met speciaal
(UV) licht het DNA zichtbaar gemaakt kan worden;
4. De eerste positie in het DNA (na de primer) waar de didesoxynucleotide is
ingebouwd is het kortste en dus onderste fragment;
5. Zo kun je de posities van alle C nucleotiden in dit fragment aflezen;
DNA-fingerprinting:
In niet-coderend DNA zitten zich steeds herhalende sequenties: repetitief DNA;
Het aantal herhalingen verschilt van persoon tot persoon;
Omdat elk chromosoom in een paar voorkomt, heb je twee allelen van een bepaald
stukje repetitief DNA. Op het ene chromosoom herhaalt het zich bijv. 8 keer en op de
andere 12 keer;
Voor het maken van een DNA-profiel worden beide allelen van minstens 10 van deze
repetitieve stukjes DNA in kaart gebracht;
Er wordt daarvoor DNA afgenomen en vermeerderd door PCR;
Daarna worden de stukjes repetitief DNA eruit geknipt met restrictie-enzymen;
Afhankelijk van het aantal repeats heb je verschillende lengtes, die zichtbaar
gemaakt kunnen worden door gebruik van een gel-elektroforese;
Basisstof 4: Transcriptie;
DNA RNA
Stikstofbasen ATCG Stikstofbasen AUCG (U = uracil)
Bevat desoxyribose als suiker Bevat ribose als suiker
Is een dubbele helix Enkelstrengs
Taak is informatieopslag Meerdere taken
