Samenvatting Biotechnologie - Deel 1

KC1 Introductie in genen en genomen

Recombinnt DNA technology

- Het recombineren van verschillende DNA moleculen tot een nieuw molecuul

DNA is een polymeer van nucleotden, waarbij elke nucleotde is opgebouwd uit een suikergroep, een
fosfaatgroep en een base. Aan de ene kant eindigt DNA met de fosfaatgroep: het 5’ uiteinde en aan
de andere kant met de suikergroep: het 3’ uiteinde.

Bindingen

- Basenparing: waterstofruggen
- Nucleotde binding: fosfodiester binding

Basenparing

- A+T = 2 waterstofruggen
- C+G = 3 waterstofruggen

De twee strengen zijn ant-parallel

- de ene loopt van 3’ -> 5’ en de ander van 5’ -> 3’

Denaturate: DNA verhiten
tot een specifeke temperatuur waardoor de
waterstofruggen verbreken en dubbelstrengs DNA enkelstrengs DNA
wordt

Renaturate: Verlaging van de temperatuur waardoor twee stukken
DNA spontaan weer basenparen

Het centrale dogma

- Transcripte: van DNA -> mRNA
- Translate: van mRNA -> eiwit



Verschillen tussen prokaryoten (pro = voor, karyon = kern) en eukaryoten (eu= echt)




- Genetsch materiaal
o Eukaryoten
 Lineaire chromosomen
 DNA zit om histonen heen gewonden
 DNA + eiwiten (histonen) = chromatne

1

,  DNA is vaak diploïd
o Prokaryoten
 Eén circulair chromosoom
 DNA is haploïd
 Bevaten ook vaak plasmiden
 Draagt info die niet essenteel is
 Draagt info die vaak wel een selectef voordeel biedt
o (resistente tegen een antbiotcum)
- DNA replicate
o Prokaryoten
 Begint bij de Origin of replicaton (ORI)
 Een bepaalde DNA sequente
waaraan eiwiten binden die
betrokken zijn bij replicate
 De strengen gaan uit elkaar en er
ontstaan twee replicate vorken
 In prokaryoten zit meestal maar één ORI
o Eukaryoten
 Vaak per chromosoom meerdere ORI’s
 Hierdoor is het mogelijk om
grotere genomen (zoals het
humane) toch snel te repliceren

DNA replicate (Eukaryoten)

- Helicase: haalt de twee DNA strengen uit elkaar
- Single stranded binding proteins: zorgen ervoor dat het DNA ook enkelstrengs blijf
- Primase: maakt een RNA primer van 10-15 nucleotden lang
- DNA-polymerase III: bouwt nieuwe nucleotden aan de primer, in de 5’-> 3’richtng
o Leading strand: synthese aan deze streng vast gebeurt in één keer
o Laging strand: synthese aan deze streng gebeurt in (Okasaki) fragmenten
(prokaryoten: 1000-2000 nucleotden lang, eukaryoten: 100-200 nucleotden lang)
- DNA-polymerase I: vervangt RNA primer voor DNA nucleotden
- Ligase: zorgt voor de vorming van covalente bindingen tussen de DNA fragmenten

Verschillen tussen prokaryoten en eukaryoten

- Transcripte-translate
o Prokaryoten
 Door gebrek aan een celkern is het een gekoppeld proces
 Transcripte begint door binding van RNA-polymerase aan de promotor
 Promotor: Pribnow box
 Voor deze binding zijn geen algemene transcriptefactoren nodig
 Genen kunnen gestructureerd zijn in een operon structuur
 Eén promotor, één gen: monocistronisch
 Eén promotor, meerdere genen: operon structuur (polycistronisch)




2

,  Een operator is de sequente in het operon die de transcripte
reguleert door de binding van repressors of inducers
o Eukaryoten
 Door de celkern zijn transcripte en translate gescheiden processen
 Transcripte begint door binding van RNA-polymerase aan de promotor
 Promotor: TATA-box
 Voor deze binding zijn algemene transcriptefactoren nodig
 Genen kunnen niet gestructureerd zijn in een operon structuur
 mRNA moet eerst geprocessed worden door het getransleerd wordt



mRNA processing in eukaryoten in eukaryoten

- Splicing: mRNA bevat intronen en exonen, de intronen moeten verwijderd worden
- 5’ capping: aan het 5’ eind wordt een gemodifceerde guanine nucleotde toegevoegd
- Poly-A-staat: aan het 3’ eind wordt een reeks adenine nucleotden toegevoegd
- De 5’cap en poly-a-staart zijn
belangrijk voor export van het mRNA
uit de kern, voor bescherming tegen
afraak, maar ook voor de eerste stap
van de translate

Translate

- Initate van translate
o Eukaryoten
 De kleine subunit van
de ribosoom herkent
de cap structuur met behulp van initatefactoren
 Dan verplaatsen de kleine subunit over het mRNA tot het startcodon
 Hierna binden het initator tRNA en de grote subunit van het ribosoom
o Prokaryoten
 De kleine subunit van de ribosoom herkent de Shine Delgarno sequente (of
ribosoom binding site) met behulp van initatefactoren
 Hierna bindt het initator tRNA en dan de grote subunit van het ribosoom

Codonpreferente

Er zijn 64 codons, waaronder 3 stopcodons en een startcodon, er zijn dus voor eenzelfde aminozuur
meerdere codons mogelijk. Hoewel de genetsche code universeel is zijn er wel verschillen in welke
codons vaan gebruikt worden. Hiermee moet rekening worden gehouden want een afwijkend codon
kan efect hebben op de efcicnte waarmee een codon geproduceerd wordt.

Regulate

- Chromatne structuur
o DNA zit om histonen heen gewikkeld: een groep van 8
eiwiten, elk met een staart waaraan moleculen kunnen
binden die de regulate beïnvloeden
 Methylering: DNA krijgt een compactere structuur

3