Samenvatting hoorcolleges genoom 2-22
Hoorcollege 2
Replicatie: Er ligt een hoge selectiedruk op DNA-polymerase; deze moet uitermate nauwkeurig zijn.
Een kleine structuurfout kan grote gevolgen hebben. DNA polymerase heeft 2 functies: “templated
polymerisation” en proofreading.
Transcriptie (ofwel expressie): Slechts 1 % van het hele genoom codeert voor eiwitten. De template
is het DNA, geproduceerd wordt een enkelstrengs molecuul. 1 DNA molecuul levert vele RNA’s. RNA-
polymerase heeft geen proofreading-activiteit en is dus minder nauwkeurig. Dit maakt echter ook
minder uit omdat het slechts 1 fout RNA en dus eiwit, of een nonsense mutatie oplevert in de
massaproductie. Enkelstrengs RNA vormt dubbelstrengse gebieden, interne structuren (denk aan
tRNA, ribosomen), die een extra functie op kunnen leveren, omdat het leidt tot binding van eiwitten.
Er is dan veel specifieke regulatie mogelijk, doordat er een flexibele backbone is.
Translatie: er wordt overgestapt van een 4-letter alfabet naar 20-letter alfabet. Verschil met
transcriptie: de template is nu RNA. Overeenkomst: het blijft een polymerisatiereactie. Zijketens van
eiwitten bepalen de vouwing, structuur e.d., die tot actie (leven) leiden. Het ribosoom: 3-D vouwing
leidt tot enzymatische activiteit. Samen met tRNA onmisbaar bij translatie. Ieder tRNA wordt
gerecycled.
Eiwitfuncties: enzym, structureel, beweging/transport, signaaltransductie
Autokatalytisch proces: de drijvende kracht achter dit alles is ATP, maar bovenstaande processen
zijn aan elkaar verbonden en hebben elkaar dus nodig. ATP levert nucleotiden en energie. Om al deze
processen als één geheel te laten functioneren wordt de cel omgeven door een plasmamembraan.
Koolhydraten, vetten, eiwitten, ionen en afbraakproducten moeten de cel in of uit, waarvoor een
signaal van buitenaf nodig is.
Het kleinste genoom bestaat uit 480 genen, minimaal nodig is: 40 tRNA en rRNA, 300 eiwitcoderend,
150 voor replicatie, transcriptie en translatie. Het aantal compartimenten en niet het genoom van
een organisme is een richtwijzer voor de complexiteit van het organisme.
Selectiedruk: een mutatie kan voordeling, onbelangrijk of nadelig zijn. De selectiedruk is het hoogst
op eiwitten betrokken bij de meest basale processen, die amper veranderen over de tijd.(ribosoom,
polymerase)Diversiteit ontstaat door mutaties op bp niveau, duplicatie, recombinatie, horizontale
transfer (duplicatie tussen organismen)Tussen de Chinese en de Indiase Muntjac zijn de DNA
sequenties bijvoorbeeld zeer homoloog, maar de chromosomen zien er heel anders uit.
Genexpressie regulatie: bijna altijd bepaalt de hoeveelheid RNA de hoeveelheid geproduceerd eiwit,
maar sommige RNA’s zijn moeilijker of makkelijker te vertalen. Dit leidt tot beperking van sommige
technieken en komt door binding van transcriptiefactoren aan DNA. Er zijn dus meerdere factoren
belangrijk in efficiënte translatie. Dit wordt combinatorial control genoemd.
Genstructuur: een exon is een gebied dat codeert voor een eiwit met 5’ UTR (untranslated region) en
3’UTR. Een intron is een gebied dat niet codeert voor een eiwit en eruit wordt gespliced. Regulatoire
gebieden kunnen: begin/eind van een gen of een promotor zijn, zorgen voor eiwitbinding en
transcriptiefactoren.
, Hoorcollege 3 en 4
1. DNA replicatie
a. Origin of replication ORI
b. Replicatie eiwitten en hun functie
c. Telomerase
d. Verschillen prokaryoten en eukaryoten
2. DNA repair
a. Base excisie repair
b. Nucleotide excisie repair
c. Strand-directed mismatch repair
3. DNA recombinatie
Niet homologe end-joining
Replicatie
Organisatie en groote van de ORI (specifieke, AT-
rijke DNA-sequentie) verschillen tussen
prokaryoten en eukaryoten. Okazaki zijn in
prokaryoten heel groot(1000-2000) en in
eukaryoten kleiner (100-200). ORI’s andersom! Dit
heeft te maken met de nucleosoomstructuur en de
complexiteit van de betrokken eiwitten. Een ORI
kan alleen gevonden worden door lastige
experimenten. De ds streng moet opengemaakt
worden door helicase, herkend worden door eiwit-
eiwit interactie of DNA-eiwitinteractie, door
initiatoreiwitten, die een complex vormen dat de ORI uitrekt en opent. Let op: niet iedere AT-rijke
sequentie is een ORI.
Helicase heeft een loading protein nodig, die zorgt voor
herkenning van initiatie-eiwitten. De replicatievork
wordt gevormd, primer wordt erop gezet, na vorming
complex laat het loading protein los en wordt het
gerecycled. Er is dan ruimte voor DNA polymerase. De
ontwinding ontstaat aan 2 kanten!
Helicase is een hexameer (6-subeenheid) ring rondom
DNA, in een draaiende cirkel. 2 subunits binden ATP. Er
zijn ook 2 ADP gebonden, die wisselen elkaar af en zo is
er continue toevoer van ATP nodig. Replicatie vindt dus
alleen plaats als er genoeg energie aanwezig is.
Helicase gaat met name van 5’3’op de lagging strand
DNA primase maakt primer van 10 nt’s lang
> voorkomt willekeurige start DNA-polymerase door een begin te maken
> primer bestaat uit RNA DNA primase is een RNA-polymerase
> RNA polymerase is sneller en heeft geen dubbelstrengs nodig
> Nadeel: er vindt geen proofreading plaats
> Primer wordt later verwijderd
Hoorcollege 2
Replicatie: Er ligt een hoge selectiedruk op DNA-polymerase; deze moet uitermate nauwkeurig zijn.
Een kleine structuurfout kan grote gevolgen hebben. DNA polymerase heeft 2 functies: “templated
polymerisation” en proofreading.
Transcriptie (ofwel expressie): Slechts 1 % van het hele genoom codeert voor eiwitten. De template
is het DNA, geproduceerd wordt een enkelstrengs molecuul. 1 DNA molecuul levert vele RNA’s. RNA-
polymerase heeft geen proofreading-activiteit en is dus minder nauwkeurig. Dit maakt echter ook
minder uit omdat het slechts 1 fout RNA en dus eiwit, of een nonsense mutatie oplevert in de
massaproductie. Enkelstrengs RNA vormt dubbelstrengse gebieden, interne structuren (denk aan
tRNA, ribosomen), die een extra functie op kunnen leveren, omdat het leidt tot binding van eiwitten.
Er is dan veel specifieke regulatie mogelijk, doordat er een flexibele backbone is.
Translatie: er wordt overgestapt van een 4-letter alfabet naar 20-letter alfabet. Verschil met
transcriptie: de template is nu RNA. Overeenkomst: het blijft een polymerisatiereactie. Zijketens van
eiwitten bepalen de vouwing, structuur e.d., die tot actie (leven) leiden. Het ribosoom: 3-D vouwing
leidt tot enzymatische activiteit. Samen met tRNA onmisbaar bij translatie. Ieder tRNA wordt
gerecycled.
Eiwitfuncties: enzym, structureel, beweging/transport, signaaltransductie
Autokatalytisch proces: de drijvende kracht achter dit alles is ATP, maar bovenstaande processen
zijn aan elkaar verbonden en hebben elkaar dus nodig. ATP levert nucleotiden en energie. Om al deze
processen als één geheel te laten functioneren wordt de cel omgeven door een plasmamembraan.
Koolhydraten, vetten, eiwitten, ionen en afbraakproducten moeten de cel in of uit, waarvoor een
signaal van buitenaf nodig is.
Het kleinste genoom bestaat uit 480 genen, minimaal nodig is: 40 tRNA en rRNA, 300 eiwitcoderend,
150 voor replicatie, transcriptie en translatie. Het aantal compartimenten en niet het genoom van
een organisme is een richtwijzer voor de complexiteit van het organisme.
Selectiedruk: een mutatie kan voordeling, onbelangrijk of nadelig zijn. De selectiedruk is het hoogst
op eiwitten betrokken bij de meest basale processen, die amper veranderen over de tijd.(ribosoom,
polymerase)Diversiteit ontstaat door mutaties op bp niveau, duplicatie, recombinatie, horizontale
transfer (duplicatie tussen organismen)Tussen de Chinese en de Indiase Muntjac zijn de DNA
sequenties bijvoorbeeld zeer homoloog, maar de chromosomen zien er heel anders uit.
Genexpressie regulatie: bijna altijd bepaalt de hoeveelheid RNA de hoeveelheid geproduceerd eiwit,
maar sommige RNA’s zijn moeilijker of makkelijker te vertalen. Dit leidt tot beperking van sommige
technieken en komt door binding van transcriptiefactoren aan DNA. Er zijn dus meerdere factoren
belangrijk in efficiënte translatie. Dit wordt combinatorial control genoemd.
Genstructuur: een exon is een gebied dat codeert voor een eiwit met 5’ UTR (untranslated region) en
3’UTR. Een intron is een gebied dat niet codeert voor een eiwit en eruit wordt gespliced. Regulatoire
gebieden kunnen: begin/eind van een gen of een promotor zijn, zorgen voor eiwitbinding en
transcriptiefactoren.
, Hoorcollege 3 en 4
1. DNA replicatie
a. Origin of replication ORI
b. Replicatie eiwitten en hun functie
c. Telomerase
d. Verschillen prokaryoten en eukaryoten
2. DNA repair
a. Base excisie repair
b. Nucleotide excisie repair
c. Strand-directed mismatch repair
3. DNA recombinatie
Niet homologe end-joining
Replicatie
Organisatie en groote van de ORI (specifieke, AT-
rijke DNA-sequentie) verschillen tussen
prokaryoten en eukaryoten. Okazaki zijn in
prokaryoten heel groot(1000-2000) en in
eukaryoten kleiner (100-200). ORI’s andersom! Dit
heeft te maken met de nucleosoomstructuur en de
complexiteit van de betrokken eiwitten. Een ORI
kan alleen gevonden worden door lastige
experimenten. De ds streng moet opengemaakt
worden door helicase, herkend worden door eiwit-
eiwit interactie of DNA-eiwitinteractie, door
initiatoreiwitten, die een complex vormen dat de ORI uitrekt en opent. Let op: niet iedere AT-rijke
sequentie is een ORI.
Helicase heeft een loading protein nodig, die zorgt voor
herkenning van initiatie-eiwitten. De replicatievork
wordt gevormd, primer wordt erop gezet, na vorming
complex laat het loading protein los en wordt het
gerecycled. Er is dan ruimte voor DNA polymerase. De
ontwinding ontstaat aan 2 kanten!
Helicase is een hexameer (6-subeenheid) ring rondom
DNA, in een draaiende cirkel. 2 subunits binden ATP. Er
zijn ook 2 ADP gebonden, die wisselen elkaar af en zo is
er continue toevoer van ATP nodig. Replicatie vindt dus
alleen plaats als er genoeg energie aanwezig is.
Helicase gaat met name van 5’3’op de lagging strand
DNA primase maakt primer van 10 nt’s lang
> voorkomt willekeurige start DNA-polymerase door een begin te maken
> primer bestaat uit RNA DNA primase is een RNA-polymerase
> RNA polymerase is sneller en heeft geen dubbelstrengs nodig
> Nadeel: er vindt geen proofreading plaats
> Primer wordt later verwijderd
