Lecture notes study book Molecular Biology of the Cell of Bruce Alberts, Alexander Johnson - ISBN: 9780815344643, Edition: 6, Year of publication: - (Notes 1-13)
Summary Molecular Biology of the Cell 2 (book) (WBFA007-04)
Summary Regenerative Medicine
All for this textbook (62)
Written for
Technische Universiteit Eindhoven (TUE)
BioMedical Engineering
8RB00 (8RB00)
All documents for this subject (1)
Seller
Follow
jesselandoulsi
Content preview
Moleculaire celbiologie
Basisbegrippen rondom DNA
- opgebouwd uit nucleïnezuren
- dubbelstrengs DNA ontstaat door waterstofbruggen tussen de basen
- helix is antiparallel
- altijd 5’ aan 3’ koppeling via phospho-diesters
- biosynthese van 5’ naar 3’ richting
- polymeren via covalente verbindingen
Prokaryoten hebben nauwelijks controle over DNA transcriptie, terwijl bij eukaryoten de DNA
transcriptie en translatie erg gecontroleerd is. DNA is in de uncoiled versie rond de 4 nm. De
mens heeft 46 chromosomen, 22 chromosoomparen en 2 geslachtshormonen (XY).
Chromosoomtranslocatie is het proces waarbij een deel van het ene chromosoom wordt
overgedragen naar een ander chromosoom. Dit heeft vaak negatieve effecten en kan
resulteren in kanker.
DNA komt zeer vaak voor in opgevouwen toestand. Het DNA windt met 900 graden om 8
histonen (2x: H2A, H2B, H3 en H4) heen en verlaat het octameer aan de andere kant. De
combinatie van DNA en histon heet een nucleosoom en is 11 nm. Nucleosomen kunnen in
elkaar vouwen om een fiber te maken, genaamd chromatine met een diameter van 30 nm.
Er zijn een aantal uitstekende elementen die te lezen zijn. Wanneer het nucleosoom
ontkoppeld moet worden, wordt dat gedaan door te binden aan deze uitsteeksels. DNA is
netto negatief geladen door de fosfaat backbone.
De histon vouwing gebeurt door een “histone handshake”
waarbij beide histonen perfect in elkaar passen. De N
terminus van histonen is het uitstekende gedeelte van
nucleosomen waar eerder over is gesproken.
Histonen moeten in staat zijn om DNA in zijn geheel
goed te herkennen en hieraan te binden. De
aminozuurvolgorde die hiervoor wordt gebruikt is enorm
geconserveerd: verschil van H4 tussen koe en doperwt is 2
aminozuren!
Het DNA wordt elke kwart seconde, 10 ms geunwrapped.
Hierbij is er de mogelijkheid voor DNA specifieke eiwitten om
te binden aan het DNA. Een speciaal eiwit dat de nucleosome
core verschuift heeft ATP-dependent chromatin remodeling
complex. Een ander proces dat in gang gezet kan worden
door de ATP-DCRC is het vervangen van histonen in hun
geheel (het octameer) of alleen het H2A, H2B dimeer.
Sommige histonen hebben een kleine modificatie op de N-terminus die van belang is zoals
het gemodificeerde H3 histon dat aangeeft dat de kinetochoren (trekken chromatine in
tweeën) moeten aanhechten.
,Note: H1 bevindt zich aan het uiteinde van de 900 om de DNA streng dichtbij het
nucleosoom te houden en zo de draaiing te sturen.
,Aantekeningen college 1b
Epigenetica
Wetenschap die zich bezighoudt met overerving van eigenschappen die niet ontstaan door
veranderingen in nucleotide sequentie, maar door veranderingen in:
● Gen-regulerende eiwitten
● Erfelijke modificaties van
- Histon-eiwitten
- DNA
Belangrijk is dat epigenetische
verschillen dus niet op het DNA terug
te vinden zijn, en dus niet per se
overgedragen hoeven te worden in het
nageslacht zoals te zien in de figuur
hiernaast.
Verschil eu- en heterochromatine:
Euchromatine (eu- = goed) is het
losgepakte DNA dat afgelezen kan
worden (hoeft dus niet per se, omdat er
vele factoren meespelen bij DNA
transcriptie). Heterochromatine (hetero-
= anders) is opgerold DNA door histon
octameren (2x: H2A/B, H3A en H4A)
dat niet afgelezen kan worden. De
histonen hebben uitsteeksels die
gemethyleerd of geacetyleerd kunnen
worden voor morfologische
veranderingen. De meeste veranderingen vinden plaats op het lysine aminozuur. Bij
acetylering verliest de lysine de positieve lading. Bij methylering behoudt de lysine de
positieve lading, maar wordt de staart hydrofober.
Serine kan gefosforyleerd worden tot het negatief geladen phosphoserine.
LET OP: lysine is vanwege het extra proton positief geladen wat helpt bij het binden aan het
negatief geladen DNA (vanwege de fosfaat backbone). Bij deze modificaties zal het lysine
de netto lading verliezen en dus minder goed binden aan het DNA. Al deze modificaties zijn
reversibel.
Van nature wilt het heterochromatine zichzelf verspreiden en is hier een rem voor nodig
wanneer DNA afgelezen moet worden. Om deze verspreiding tegen te gaan zijn er barrières
op het DNA die deze verspreiding tegengaan.
Gene-silencing
Het eerste gevonden bewijs van gene-silencing is bij de fruitvlieg met het zogeheten “white
gene”.
, LET OP: als het white gene actief is, heeft de vlieg rode ogen. Bij een chromosoom inversie
komt de white gene dichtbij heterochromatine te liggen, wat resulteert in partieel witgevlekte
ogen.
Code-reader complex en histon modificaties
Histonen worden afgelezen door het code-reader
complex. De uitstekende “armen” van het complex lezen
de gemodificeerde staarten van de histonen af en
zorgen hierbij voor het voortzetten van heterochromatine
of juist ontstaan van euchromatine.
Het gaat bij histonmodificaties niet uitsluitend om de veranderingen
op de staart, maar ook om de chemische context waarin dit gebeurt.
Zo is het bijvoorbeeld ook belangrijk welke aminozuren het
gemodificeerde aminozuur omringen.
Soms kan bijvoorbeeld methylering van een lysine zorgen voor gene
silencing, terwijl methylering gevolgd door acetylering van het
volgende lysine aminozuur weer zorgt voor genexpressie.
Histon modificatie kan plaatsvinden in kettingreacties waarbij
dezelfde modificatie wordt overgebracht naar alle naburige nucleosomen. Dit process wordt
geïnitieerd door een gene regulatory protein. Deze trekt een histone modifying enzyme
(HME) of writer aan. Vervolgens wordt een code-reader protein complex aangetrokken en
ontstaat het “reader-writer” complex. Vaak blijven deze complexen op het DNA plakken.
Tot slot komt het ATP-dependent chromatin remodelling complex wat alle nucleosomen
dichter naar elkaar toe trekt.
Heterochromatin barriers
Er zijn 3 verschillende soorten barrières voor het verspreiden van
heterochromatine.
1. Poort barrière → zit vast op DNA en aan de celkern
wand
2. Vleugel barrière → beschermt euchromatine door het
te bedekken
3. Gum barrière → verwijdert het laatst gemaakte
reader-writer complex
Gen transcriptie, en dus euchromatine, bevindt
zich voornamelijk middenin de celkern. Aan de
rand van de celkern zit voornamelijk
heterochromatine. Genen op chromosomen die inactief zijn en actief
gemaakt moeten worden, migreren van de celkern wand naar het
midden van de cel om vervolgens afgelezen te worden.
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller jesselandoulsi. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $11.41. You're not tied to anything after your purchase.
