Biologie D4
Paragraaf 1:De bouw en functie van DNA
Het genoom:
Bijna elke cel heeft een celkern met daarin DNA, dat de informatie voor je erfelijke eigenschappen
bevat. Het DNA bepaalt de functie van een cel en levert de instructies waarmee ribosomen in de cel
verschillende soorten eiwitten (proteïnen) kunnen synthetiseren. Het geheel aan erfelijke informatie
in een cel van een organisme is het genoom. Alle cellen van een organisme hebben hetzelfde
genoom. Bij eukaryoten omvat het genoom DNA in alle chromosomen in de celkern (kernDNA) en
het DNA in de mitochondrien (mtDNA) en chloroplasten. Mitochondrien en chloroplasten
functioneren onafhankelijk van de rest van de cel. Ze gebruiken hiervoor de informatie die vastligt in
hun eigen DNA.
Bij prokaryoten vorm al het DNA dat los
in het cytoplasma van de cel voorkomt
het genoom. Prokaryoten hebben een
circulair DNA-molecuul. Sommige
prokaryoten bezitten plasmiden: korte
stukjes circulair DNA.
De bouw van DNA:
Een DNA-molecuul is een nucleinezuur.
Zowel in de celkern als het cytoplasma
komt het voor. DNA bestaat uit 2 ketens
aan elkaar gekoppelde nucleotiden. Een
nucleotide is opgebouwd uit de
monosacharide desoxyribose, een
fosfaatgroep en een stikstofbase. De
stikstofbasen die voorkomen in DNA-moleculen zijn adenine (A), thymine (T), cytosine (C) en
guanine (G).
Bij het aan elkaar koppelen van nucleotiden (polymerisatie) gaat het derde C-atoom van
desoxyribose door een condensatiereactie een binding aan met de fosfaatgroep van het volgende
nucleotide. De lange keten die zo ontstaat, is een polymeer afwisselend aan elkaar gekoppelde
,monosachariden en fosfaatgroepen. Aan het uiteinde van een enkelstrengs DNA-molecuul heb je
een fosfaatgroep (5’-uiteinde) en een OH-groep (3’-uiteinde). DNA wordt altijd in de richting van het
3’-uiteinde naar het 5’-uiteinde afgelezen en gekopieerd.
De stikstofbasen steken aan de zijkant uit de keten en kunnen door basenparing (waterstofbruggen)
twee DNA-nucleotideketens met elkaar verbinden waarbij elke stikstofbase een vaste partner heeft.
AT en CG.
In een dubbelstrengs DNA-molecuul hebben de ketens een helixstructuur. De ene keten van 3’ naar
5’ en de ander van 5’ naar 3’. Alle levende wezens hebben dubbelstrengs DNA.
Bij eukaryoten is het DNA verdeeld over verschillende chromosomen. Elk chromosoom bestaat uit
een enkel, zeer lang dubbelstrengs DNA-molecuul. Afhankelijk van de fase van de celcyclus waarin
de cel verkeert, is een DNA-molecuul strakker of losser
opgerold. Het is eerst rond een aantal eiwitten
gewikkeld (histonen). Een aantal histonen vormt
samen met het eromheen gewikkeld DNA een
nucleosoom. Het DNA tussen 2 opeenvolgende
nucleosomen noem je koppelings-DNA.
DNA-sequentie:
Een sequentie is de volgorde waarin nucleotiden in
een DNA-molecuul zijn gerangschikt. Een gen is een
deel van het DNA-molecuul dat de code (DNA-
sequentie) bevat waarmee ribosomen een of meer
eiwitten kunnen synthetiseren.
Niet-coderend DNA:
Bij sommige eukaryoten bestaat maar een klein deel van het DNA in een cel uit genen. De rest
codeert niet voor eiwitten en is niet-coderend DNA. Sommige delen van het niet-coderend DNA
coderen niet voor eiwitten maar andere moleculen. Deze moleculen hebben een regulerende
functie voor het synthetiseren van eiwitten, soms zelfs bij de eiwitsynthese. Een deel van het niet-
coderend DNA bestaat uit repetitief DNA. Dat zijn herhalingen van korte nucleotidesequenties. Een
ander deel bestaat uit genen die hun functie hebben verloren.
Paragraaf 2: DNA-replicatie
Replicatiestartpunt en replicatiebel:
Het kopieren van het DNA (DNA-replicatie) vindt plaats tijdens de S-fase van de celcyclus. In het
kernplasma bevinden zich onder andere de vrijde nucleotide. Deze bestaan elk uit desoxyribose (d),
een base (A,T,G,C) en drie fosfaatgroepen (TP). Door 2 fosfaatgroepen af te splitsen, komt energie
vrij.
DNA-replicatie begint bij een replicatiestartpunt. In 2 richtingen worden de waterstofbruggen tussen
de basenparen verbroken door het enzym helicase. De helixstructuur verdwijnt vervolgens en de 2
strengen van het DNA-molecuul gaan
uit elkaar. Hierdoor ontstaat een
replicatiebel. Bij eukaryote
organismen bevat een DNA-molecuul
meerdere replicatiestartpunten. Bij
een prokaryoot 1.
, Constante en onderbroken replicatie:
Op de plaats waar de basenparing is verbroken, binden speciale eiwitten (SSBP’s: single-strand DNA-
binding proteins) aan de strengen. Dit voorkomt dat de 2 strengen weer aan elkaar gaan door
waterstofbruggen.
De replicatie begint met een primer. Een kort stukje nucleinezuur RNA dat wordt gesynthetiseerd
door het enzym primase. Het is complementair aan een deel van de DNA-sequentie. DNA-
polymerase kan alleen nucleotiden vastplakken aan het 3’-uiteinde van een al bestaande streng.
Vanaf een primer kan het enzym DNA-polymerase vervolgens langs de enkelstrengse ketens
schuiven en dATP, dTTP, dGTP, dCTP uit het kernplasma binden aan de vrijgekomen stikstofbasen.
Energie komt van de 2 afgesplitste fosfaatgroepen. Zo ontstaan 2 dubbelstrengs DNA-moleculen die
elk uit een oude en een nieuwe keten bestaan.
Doordat DNA-polymerase van het 3’-uiteinde naar het 5’-uiteinde een DNA-streng afleest wordt de
nieuwe streng gesynthetiseerd van 5 naar 3. Een volgend nucleotide bindt aan het 3’-uiteinde van
een nucleotide dat al is ingebouwd. Langs beide nucleotideketens bewegen DNA-polymerase-
enzymen zich in tegengestelde richting om een nieuwe keten te synthetiseren.
Replicatie langs een van de strengen in een replicatiebel vindt in 2 richtingen plaats. In de ene
richting kan DNA-polymerase vanaf het replicatiestartpunt het uit elkaar gaan van de ketens volgen
om de leidende streng te synthetiseren. In de ander richting kan DNA-polymerase steeds maar korte
stukjes DNA (okazaki-fragmenten) synthetiseren vanaf een primer, doordat dit achterwaarts
gebeurt. De RNA-primers worden vervangen door DNA-nucleotiden. Ten slotte koppelt het enzym
DNA-ligase de Okazaki-fragmenten aan elkaar, waardoor de volgende streng wordt gevormd.
Telomeren en veroudering:
Doordat de RNA-primer, die aan het uiteinde van de DNA-streng bindt, wordt verwijderd, kan DNA-
polymerase het uiteinde van de volgende streng niet repliceren. Het niet-gekopieerde enkelstrengs
Paragraaf 1:De bouw en functie van DNA
Het genoom:
Bijna elke cel heeft een celkern met daarin DNA, dat de informatie voor je erfelijke eigenschappen
bevat. Het DNA bepaalt de functie van een cel en levert de instructies waarmee ribosomen in de cel
verschillende soorten eiwitten (proteïnen) kunnen synthetiseren. Het geheel aan erfelijke informatie
in een cel van een organisme is het genoom. Alle cellen van een organisme hebben hetzelfde
genoom. Bij eukaryoten omvat het genoom DNA in alle chromosomen in de celkern (kernDNA) en
het DNA in de mitochondrien (mtDNA) en chloroplasten. Mitochondrien en chloroplasten
functioneren onafhankelijk van de rest van de cel. Ze gebruiken hiervoor de informatie die vastligt in
hun eigen DNA.
Bij prokaryoten vorm al het DNA dat los
in het cytoplasma van de cel voorkomt
het genoom. Prokaryoten hebben een
circulair DNA-molecuul. Sommige
prokaryoten bezitten plasmiden: korte
stukjes circulair DNA.
De bouw van DNA:
Een DNA-molecuul is een nucleinezuur.
Zowel in de celkern als het cytoplasma
komt het voor. DNA bestaat uit 2 ketens
aan elkaar gekoppelde nucleotiden. Een
nucleotide is opgebouwd uit de
monosacharide desoxyribose, een
fosfaatgroep en een stikstofbase. De
stikstofbasen die voorkomen in DNA-moleculen zijn adenine (A), thymine (T), cytosine (C) en
guanine (G).
Bij het aan elkaar koppelen van nucleotiden (polymerisatie) gaat het derde C-atoom van
desoxyribose door een condensatiereactie een binding aan met de fosfaatgroep van het volgende
nucleotide. De lange keten die zo ontstaat, is een polymeer afwisselend aan elkaar gekoppelde
,monosachariden en fosfaatgroepen. Aan het uiteinde van een enkelstrengs DNA-molecuul heb je
een fosfaatgroep (5’-uiteinde) en een OH-groep (3’-uiteinde). DNA wordt altijd in de richting van het
3’-uiteinde naar het 5’-uiteinde afgelezen en gekopieerd.
De stikstofbasen steken aan de zijkant uit de keten en kunnen door basenparing (waterstofbruggen)
twee DNA-nucleotideketens met elkaar verbinden waarbij elke stikstofbase een vaste partner heeft.
AT en CG.
In een dubbelstrengs DNA-molecuul hebben de ketens een helixstructuur. De ene keten van 3’ naar
5’ en de ander van 5’ naar 3’. Alle levende wezens hebben dubbelstrengs DNA.
Bij eukaryoten is het DNA verdeeld over verschillende chromosomen. Elk chromosoom bestaat uit
een enkel, zeer lang dubbelstrengs DNA-molecuul. Afhankelijk van de fase van de celcyclus waarin
de cel verkeert, is een DNA-molecuul strakker of losser
opgerold. Het is eerst rond een aantal eiwitten
gewikkeld (histonen). Een aantal histonen vormt
samen met het eromheen gewikkeld DNA een
nucleosoom. Het DNA tussen 2 opeenvolgende
nucleosomen noem je koppelings-DNA.
DNA-sequentie:
Een sequentie is de volgorde waarin nucleotiden in
een DNA-molecuul zijn gerangschikt. Een gen is een
deel van het DNA-molecuul dat de code (DNA-
sequentie) bevat waarmee ribosomen een of meer
eiwitten kunnen synthetiseren.
Niet-coderend DNA:
Bij sommige eukaryoten bestaat maar een klein deel van het DNA in een cel uit genen. De rest
codeert niet voor eiwitten en is niet-coderend DNA. Sommige delen van het niet-coderend DNA
coderen niet voor eiwitten maar andere moleculen. Deze moleculen hebben een regulerende
functie voor het synthetiseren van eiwitten, soms zelfs bij de eiwitsynthese. Een deel van het niet-
coderend DNA bestaat uit repetitief DNA. Dat zijn herhalingen van korte nucleotidesequenties. Een
ander deel bestaat uit genen die hun functie hebben verloren.
Paragraaf 2: DNA-replicatie
Replicatiestartpunt en replicatiebel:
Het kopieren van het DNA (DNA-replicatie) vindt plaats tijdens de S-fase van de celcyclus. In het
kernplasma bevinden zich onder andere de vrijde nucleotide. Deze bestaan elk uit desoxyribose (d),
een base (A,T,G,C) en drie fosfaatgroepen (TP). Door 2 fosfaatgroepen af te splitsen, komt energie
vrij.
DNA-replicatie begint bij een replicatiestartpunt. In 2 richtingen worden de waterstofbruggen tussen
de basenparen verbroken door het enzym helicase. De helixstructuur verdwijnt vervolgens en de 2
strengen van het DNA-molecuul gaan
uit elkaar. Hierdoor ontstaat een
replicatiebel. Bij eukaryote
organismen bevat een DNA-molecuul
meerdere replicatiestartpunten. Bij
een prokaryoot 1.
, Constante en onderbroken replicatie:
Op de plaats waar de basenparing is verbroken, binden speciale eiwitten (SSBP’s: single-strand DNA-
binding proteins) aan de strengen. Dit voorkomt dat de 2 strengen weer aan elkaar gaan door
waterstofbruggen.
De replicatie begint met een primer. Een kort stukje nucleinezuur RNA dat wordt gesynthetiseerd
door het enzym primase. Het is complementair aan een deel van de DNA-sequentie. DNA-
polymerase kan alleen nucleotiden vastplakken aan het 3’-uiteinde van een al bestaande streng.
Vanaf een primer kan het enzym DNA-polymerase vervolgens langs de enkelstrengse ketens
schuiven en dATP, dTTP, dGTP, dCTP uit het kernplasma binden aan de vrijgekomen stikstofbasen.
Energie komt van de 2 afgesplitste fosfaatgroepen. Zo ontstaan 2 dubbelstrengs DNA-moleculen die
elk uit een oude en een nieuwe keten bestaan.
Doordat DNA-polymerase van het 3’-uiteinde naar het 5’-uiteinde een DNA-streng afleest wordt de
nieuwe streng gesynthetiseerd van 5 naar 3. Een volgend nucleotide bindt aan het 3’-uiteinde van
een nucleotide dat al is ingebouwd. Langs beide nucleotideketens bewegen DNA-polymerase-
enzymen zich in tegengestelde richting om een nieuwe keten te synthetiseren.
Replicatie langs een van de strengen in een replicatiebel vindt in 2 richtingen plaats. In de ene
richting kan DNA-polymerase vanaf het replicatiestartpunt het uit elkaar gaan van de ketens volgen
om de leidende streng te synthetiseren. In de ander richting kan DNA-polymerase steeds maar korte
stukjes DNA (okazaki-fragmenten) synthetiseren vanaf een primer, doordat dit achterwaarts
gebeurt. De RNA-primers worden vervangen door DNA-nucleotiden. Ten slotte koppelt het enzym
DNA-ligase de Okazaki-fragmenten aan elkaar, waardoor de volgende streng wordt gevormd.
Telomeren en veroudering:
Doordat de RNA-primer, die aan het uiteinde van de DNA-streng bindt, wordt verwijderd, kan DNA-
polymerase het uiteinde van de volgende streng niet repliceren. Het niet-gekopieerde enkelstrengs
