Hoofdstuk 16: de structurele base van cellulaire info: DNA, chromosomen en de nucleus
De flow van informatie in cellen, het gebeurt tussen generaties van
cellen en in elke individuele cel. De eerste stap van beide opties is
de replicatie van DNA, waardoor 2 DNA kopieën gegenereerd
worden die verdeeld worden onder de dochtercellen wanneer de
cel deelt. Informatie die in het DNA zit wordt in een cel gebruikt via
een 2-delig proces: transcriptie en translatie.
Transcriptie: RNA wordt gesynthetiseerd
in een enzymatische reactie die
informatie van het DNA kopieert.
Translatie: De basissequenties van het
resulterende messenger RNA worden
gebruikt om de aminozuursequenties van
proteïnen te bepalen.
De informatie wordt dus gebruikt om specifieke proteïnen te synthetiseren.
Chemische natuur van genetisch materiaal
Ontdekking van DNA leidde tot tegenstrijdige voorstellen over de chemische natuur van genen.
Miescher isoleerde nuclei van witte bloedcellen die hij uit pus van een chirurgische plakker. Door
deze nuclei te extraheren met alkali leidde tot de ontdekking van een nieuwe substantie die hij
‘nuclein’ noemde. (p.456) We weten nu dat dat grotendeels DNA was. Van 1910 tot 1940 dachten de
meeste wetenschappers dat genen gemaakt waren van proteïnen, ipv DNA. Men dacht dit omdat
proteïnen bestaan uit 20 soorten AZ die op verschillende volgordes achter elkaar kunnen geplaatst
worden en ze dachten dat DNA een enkele polymeer was die bestond uit dezelfde sequentie van 4
basen die heel de tijd herhaald werden (lack of variability).
DNA is het erfelijke materiaal
van bacteriën. Bacterie had een
celwand (S) of geen celwand (R).
a) R-bacteriën zijn
getransformeerd tot S-
bacteriën hebben
iets opgenomen
b) Wat opgenomen? DNA
opgenomen van S-
bacteriën
(p.457)
, DNA is ook het genetisch materiaal van virussen:
Bacteriofagen zijn virussen die bacteriën infecteren. De meest bestudeerde fagen zijn T2, T4 en T6 (T-
even), die de bacterie E.Coli infecteren. Deze 3 hebben een gelijkende structuur. Het hoofd is een
proteïne capsule met de vorm van een holle icosahedron (20-vlakkig object) en gevuld met DNA. Het
hoofd zit vast aan een proteïne staart, die gebruikt wordt om te hechten aan een bacterie en DNA te
injecteren. (p.457)
Lytische cyclus van een T-faag (hier T4):
1) Het proces begint met de adsorptie van een faag partikel op een bacteriële celwand, die dan
een punctie maakt in deze wand.
2) De faag injecteert DNA in de bacterie
3) Hierna wordt het genetische materiaal getranscribeerd en getransleerd.
4) Het faag DNA en capsid proteïnen self-assembleren dan in honderden nieuwe faag partikels.
5) Binnen ongeveer een half uur, breekt de geïnfecteerde cel open, waardoor de nieuwe
faagpartikels vrijkomen in het medium.
Dit is typisch voor een virulente faag
Een gematigde faag kan buiten de lytische cyclus ook een lysogene cyclus starten:
Het DNA van het faag wordt geïncorporeerd in
het bacteriële chromosoom zonder de cel direct
schade aan te brengen. Een goed bestudeerd
voorbeeld is bacteriofaag λ (lambda), die net als
de T-fagen E. Coli infecteert. Bij de lysogene
cyclus wordt het DNA van de gematigde faag een
profaag genoemd. Het profaag wordt samen met
het bacteriële DNA gerepliceerd, vaak doorheen
vele generaties van de gastcel. Gedurende deze
tijd zijn de faag genen inactief of onderdrukt.
Onder sommige omstandigheden, wordt het
profaag DNA verwijdert van het bacterieel DNA
en gaat het nog steeds de lytische cyclus
ondergaan.
De flow van informatie in cellen, het gebeurt tussen generaties van
cellen en in elke individuele cel. De eerste stap van beide opties is
de replicatie van DNA, waardoor 2 DNA kopieën gegenereerd
worden die verdeeld worden onder de dochtercellen wanneer de
cel deelt. Informatie die in het DNA zit wordt in een cel gebruikt via
een 2-delig proces: transcriptie en translatie.
Transcriptie: RNA wordt gesynthetiseerd
in een enzymatische reactie die
informatie van het DNA kopieert.
Translatie: De basissequenties van het
resulterende messenger RNA worden
gebruikt om de aminozuursequenties van
proteïnen te bepalen.
De informatie wordt dus gebruikt om specifieke proteïnen te synthetiseren.
Chemische natuur van genetisch materiaal
Ontdekking van DNA leidde tot tegenstrijdige voorstellen over de chemische natuur van genen.
Miescher isoleerde nuclei van witte bloedcellen die hij uit pus van een chirurgische plakker. Door
deze nuclei te extraheren met alkali leidde tot de ontdekking van een nieuwe substantie die hij
‘nuclein’ noemde. (p.456) We weten nu dat dat grotendeels DNA was. Van 1910 tot 1940 dachten de
meeste wetenschappers dat genen gemaakt waren van proteïnen, ipv DNA. Men dacht dit omdat
proteïnen bestaan uit 20 soorten AZ die op verschillende volgordes achter elkaar kunnen geplaatst
worden en ze dachten dat DNA een enkele polymeer was die bestond uit dezelfde sequentie van 4
basen die heel de tijd herhaald werden (lack of variability).
DNA is het erfelijke materiaal
van bacteriën. Bacterie had een
celwand (S) of geen celwand (R).
a) R-bacteriën zijn
getransformeerd tot S-
bacteriën hebben
iets opgenomen
b) Wat opgenomen? DNA
opgenomen van S-
bacteriën
(p.457)
, DNA is ook het genetisch materiaal van virussen:
Bacteriofagen zijn virussen die bacteriën infecteren. De meest bestudeerde fagen zijn T2, T4 en T6 (T-
even), die de bacterie E.Coli infecteren. Deze 3 hebben een gelijkende structuur. Het hoofd is een
proteïne capsule met de vorm van een holle icosahedron (20-vlakkig object) en gevuld met DNA. Het
hoofd zit vast aan een proteïne staart, die gebruikt wordt om te hechten aan een bacterie en DNA te
injecteren. (p.457)
Lytische cyclus van een T-faag (hier T4):
1) Het proces begint met de adsorptie van een faag partikel op een bacteriële celwand, die dan
een punctie maakt in deze wand.
2) De faag injecteert DNA in de bacterie
3) Hierna wordt het genetische materiaal getranscribeerd en getransleerd.
4) Het faag DNA en capsid proteïnen self-assembleren dan in honderden nieuwe faag partikels.
5) Binnen ongeveer een half uur, breekt de geïnfecteerde cel open, waardoor de nieuwe
faagpartikels vrijkomen in het medium.
Dit is typisch voor een virulente faag
Een gematigde faag kan buiten de lytische cyclus ook een lysogene cyclus starten:
Het DNA van het faag wordt geïncorporeerd in
het bacteriële chromosoom zonder de cel direct
schade aan te brengen. Een goed bestudeerd
voorbeeld is bacteriofaag λ (lambda), die net als
de T-fagen E. Coli infecteert. Bij de lysogene
cyclus wordt het DNA van de gematigde faag een
profaag genoemd. Het profaag wordt samen met
het bacteriële DNA gerepliceerd, vaak doorheen
vele generaties van de gastcel. Gedurende deze
tijd zijn de faag genen inactief of onderdrukt.
Onder sommige omstandigheden, wordt het
profaag DNA verwijdert van het bacterieel DNA
en gaat het nog steeds de lytische cyclus
ondergaan.
