H16: Nucleic Acids and Inheritance
16.1: DNA is the genetic material
Chromosomen bestaan uit DNA en eiwitten
Welke van deze twee zorgt voor overerving / is het genetisch materiaal?
Vier criteria voor genetisch materiaal
1. Repliceerbaar
2. Informatie opslaan
3. Informatie tot expressie brengen
4. Mogelijkheid tot variaties
Drie belangrijke onderzoekers die hebben vastgesteld dat DNA het genetisch
materiaal is:
1. Griffith
2. Hershey-Chase
3. Chargraff
Griffiths experiment:
Conclusie: de levende R cellen zijn getransformeerd naar S cellen door een
erfelijk materiaal van de dode S cellen
Griffith noemde dit fenomeen transformation
Transformation = een verandering in geno- en fenotype als gevolg
van de assimilatie van extern DNA door een cel
Bacetriophages = een virus die een bacterie infecteert
Virus = DNA (of RNA) omsloten door een beschermende laag, wat meestal een
eiwit is
Hershey-Chase experiment:
Aan twee batches bacteriecellen werden twee verschillende
bacteriofagen toegevoegd
2 groepen bacteriofagen: radioactief gelabeld eiwit
(zwavel) en radioactief gelabeld DNA (fosfor)
Bij het mengen / centrifugeren van het mengsel van
bacteriecellen en bacteriofagen, zullen de bacteriecellen
in het pellet zitten en de virusresten in het supernatant.
, Hershey en Chase controleerden welke van de radioactieve atomen in
het pellet zaten
Ze vonden alleen radioactieve fosfor in het pellet en daarom was DNA
hetgeen wat de bacteriële cellen binnendrong en dus het genetisch
materiaal veranderde
Chargraff
Chargraff heeft met zijn onderzoek twee regels opgesteld over DNA
Chargraff’s rules:
1. DNA bases (A, T, G, C) compositie verschilt per soort
2. %A = %T en %G = %C
Watson en Crick (en Franklin) hebben de DNA structuur vastgesteld volgens de
volgende bevindingen:
DNA heeft een dubbele helix structuur (vastgesteld met Franklin’s x-ray
crystallography)
DNA heeft een suiker-fosfaat backbone (ook Franklin’s onderzoek)
Dit kon worden onderbouwd doordat (1) de negatieve fosfaat groepen
naar buiten richten richting de waterige oplossing en (2) de relatief
hydrofobe stikstofbasen naar binnen richten
Watson had het antiparallel model vastgesteld (streng van 5’-3’ en 3’-5’)
Eén rondje in een helix is 3,4 en elke base 0,34 nm uit elkaar (dus totaal
10 basen per rondje)
DNA heeft een uniforme diameter, doordat een purine altijd met een
pyrimidine bindt
“major grooves” en “minor grooves” (belangrijk voor regulatie)
A bindt met T, doordat ze beide twee waterstofbruggen kunnen vormen. G
bindt met C doordat ze beide drie waterstofbindingen kunnen vormen
een G-C binding is sterker dan A-T,
doordat G-C een extra waterstofbrug
kan vormen
,16.2: Many proteins work together in DNA replication and
repair
DNA replication = het proces waarbij een DNA molecuul wordt gekopieerd
Drie mogelijkheden voor DNA replicatie:
1. Conservative model = de twee originele DNA strengen komen na
replicatie weer bij elkaar terug
2. Semiconservative model = na DNA replicatie komen de originele DNA
strengen niet bij elkaar terug, maar ze dienen als een nieuwe template
voor de volgende replicatie
3. Dispersive model = de nieuwe gegenereerde DNA strengen bestaan uit
zowel (afwisselende) oude stukjes en nieuwe stukjes DNA streng.
, Nelson en Stahl hebben onderzocht welke van de
drie bovenstaande DNA replicatie modellen de
juiste is.
Experiment waarbij bacteriën eerst op een
medium groeide met een zware stikstof (N)
variant en daarna met een lichte stikstof
variant (stikstof isotopen)
Hierbij werden er monsters genomen na de
eerste en tweede replicatie nadat de
bacteriën in het tweede medium zaten
Deze monsters werden gecentrifugeerd, waarbij de zwaardere DNA
moleculen naar beneden zullen zakken.
Hierbij verwacht je een bepaalde verdeling per DNA replicatie model:
Nelson en Stahl namen waar dat het semiconservatieve model het juist
model is
Origins of replication = het punt in chromosomaal DNA waar de replicatie
begint
Organismen met circulair chromosomaal DNA
hebben één origin of replication
Bij de origin of replication laten de strengen los
van elkaar en ontstaat er een soort van bubbel.
De DNA replicatie vindt plaats in de beide richting
van de origin of replication
Eukaryotische organismen hebben meerde
origins of replications
Meerdere bubbels van DNA replicatie
tegelijkertijd, die op een gegeven moment elkaar
tegen komen en samenvoegen. (voordeel:
replicatie gaat sneller)
16.1: DNA is the genetic material
Chromosomen bestaan uit DNA en eiwitten
Welke van deze twee zorgt voor overerving / is het genetisch materiaal?
Vier criteria voor genetisch materiaal
1. Repliceerbaar
2. Informatie opslaan
3. Informatie tot expressie brengen
4. Mogelijkheid tot variaties
Drie belangrijke onderzoekers die hebben vastgesteld dat DNA het genetisch
materiaal is:
1. Griffith
2. Hershey-Chase
3. Chargraff
Griffiths experiment:
Conclusie: de levende R cellen zijn getransformeerd naar S cellen door een
erfelijk materiaal van de dode S cellen
Griffith noemde dit fenomeen transformation
Transformation = een verandering in geno- en fenotype als gevolg
van de assimilatie van extern DNA door een cel
Bacetriophages = een virus die een bacterie infecteert
Virus = DNA (of RNA) omsloten door een beschermende laag, wat meestal een
eiwit is
Hershey-Chase experiment:
Aan twee batches bacteriecellen werden twee verschillende
bacteriofagen toegevoegd
2 groepen bacteriofagen: radioactief gelabeld eiwit
(zwavel) en radioactief gelabeld DNA (fosfor)
Bij het mengen / centrifugeren van het mengsel van
bacteriecellen en bacteriofagen, zullen de bacteriecellen
in het pellet zitten en de virusresten in het supernatant.
, Hershey en Chase controleerden welke van de radioactieve atomen in
het pellet zaten
Ze vonden alleen radioactieve fosfor in het pellet en daarom was DNA
hetgeen wat de bacteriële cellen binnendrong en dus het genetisch
materiaal veranderde
Chargraff
Chargraff heeft met zijn onderzoek twee regels opgesteld over DNA
Chargraff’s rules:
1. DNA bases (A, T, G, C) compositie verschilt per soort
2. %A = %T en %G = %C
Watson en Crick (en Franklin) hebben de DNA structuur vastgesteld volgens de
volgende bevindingen:
DNA heeft een dubbele helix structuur (vastgesteld met Franklin’s x-ray
crystallography)
DNA heeft een suiker-fosfaat backbone (ook Franklin’s onderzoek)
Dit kon worden onderbouwd doordat (1) de negatieve fosfaat groepen
naar buiten richten richting de waterige oplossing en (2) de relatief
hydrofobe stikstofbasen naar binnen richten
Watson had het antiparallel model vastgesteld (streng van 5’-3’ en 3’-5’)
Eén rondje in een helix is 3,4 en elke base 0,34 nm uit elkaar (dus totaal
10 basen per rondje)
DNA heeft een uniforme diameter, doordat een purine altijd met een
pyrimidine bindt
“major grooves” en “minor grooves” (belangrijk voor regulatie)
A bindt met T, doordat ze beide twee waterstofbruggen kunnen vormen. G
bindt met C doordat ze beide drie waterstofbindingen kunnen vormen
een G-C binding is sterker dan A-T,
doordat G-C een extra waterstofbrug
kan vormen
,16.2: Many proteins work together in DNA replication and
repair
DNA replication = het proces waarbij een DNA molecuul wordt gekopieerd
Drie mogelijkheden voor DNA replicatie:
1. Conservative model = de twee originele DNA strengen komen na
replicatie weer bij elkaar terug
2. Semiconservative model = na DNA replicatie komen de originele DNA
strengen niet bij elkaar terug, maar ze dienen als een nieuwe template
voor de volgende replicatie
3. Dispersive model = de nieuwe gegenereerde DNA strengen bestaan uit
zowel (afwisselende) oude stukjes en nieuwe stukjes DNA streng.
, Nelson en Stahl hebben onderzocht welke van de
drie bovenstaande DNA replicatie modellen de
juiste is.
Experiment waarbij bacteriën eerst op een
medium groeide met een zware stikstof (N)
variant en daarna met een lichte stikstof
variant (stikstof isotopen)
Hierbij werden er monsters genomen na de
eerste en tweede replicatie nadat de
bacteriën in het tweede medium zaten
Deze monsters werden gecentrifugeerd, waarbij de zwaardere DNA
moleculen naar beneden zullen zakken.
Hierbij verwacht je een bepaalde verdeling per DNA replicatie model:
Nelson en Stahl namen waar dat het semiconservatieve model het juist
model is
Origins of replication = het punt in chromosomaal DNA waar de replicatie
begint
Organismen met circulair chromosomaal DNA
hebben één origin of replication
Bij de origin of replication laten de strengen los
van elkaar en ontstaat er een soort van bubbel.
De DNA replicatie vindt plaats in de beide richting
van de origin of replication
Eukaryotische organismen hebben meerde
origins of replications
Meerdere bubbels van DNA replicatie
tegelijkertijd, die op een gegeven moment elkaar
tegen komen en samenvoegen. (voordeel:
replicatie gaat sneller)
