MOLECULAIRE BIOLOGIE & MEDISCHE BIOLOGIE
LECTURE 1 | HOOFDSTUK 4
De moleculaire biologie in de medische praktijk
Lichaam= 1013 cellen --> 200 celtypen in weefsels (+3x1013 bacteriën).
Realisatie dat een behandeling/medicijn niet iedereen kan genezen en de moleculaire technieken samen leiden
tot Precision medicine. Praktijk maakt het heel erg kostbaar.
Ziekte aanpakken= Verschil tussen gezond en ziek begrijpen.
- Stappen
1. Aantonen (Diagnose)
2. Interveniëren (Therapie)
- Technieken
▪ Gentherapie= Een stuk genetische informatie in DNA van de patiënt zetten om een mutatie te
compenseren.
- Kenmerken
Al 20 jaar geleden in de kliniek ingebracht.
Goede uitkomsten, maar sommige aid first events.
Bijv. Gencorrectie
▪ IPS (Induced pluripotent stamcells)= Willekeurige cellen pakken en omzetten in een stamcel waardoor
je zelf bepaalde cellen kunt produceren.
▪ Moleculaire markers= Modificatie op DNA, expressie levels van een gen in kaart brengen en een hoge
sensitiviteit en specificiteit; objectieve manier van diagnostiseren.
- Therapeutische mogelijkheden
▪ Epi-drugs= Moleculaire epigenetica
- Termen
Curable genome
Curable epi-genome (Minder ethisch beladen met meer klinische mogelijkheden)
Afstammeling van een oercel (500 genen)
- Kenmerken
▪ Veel genen zijn behouden. Daarom veel modelsystemen om meer over de werking van het lichaam te
weten.
▪ Vroeger werd gedacht dat hoe groter je genoom, hoe
complexer je was. Inmiddels weten we beter. Hoe de genen
gereguleerd worden bepaald de complexiteit.
▪ Lengte DNA zegt niets over de complexiteit van het
organisme (In de mens= 1,5% van 3x109 DNA bp= Eiwit
coderend/ 40% van de junk is uniek;)
- Kenmerken
Introns (Genexpressie-regulatie)
Genexpressie-regulatie (Incl. promoters)
Non-coding RNAs (Genexpressie-regulatie)
▪ Alles wat leeft heeft DNA
- Kenmerken
Veel homologie in DNA= Comparative genomics
(Conserved DNA: bacterie --> mens=
Modelorganismen voor ziekten).
DNA
- Kenmerken
▪ Twee complementaire strengen
▪ Fosfaat backbone
▪ A/T en C/G
▪ Karyotyperen
▪ Epigenetica= Bovenop/rondom het DNA molecuul.
Chromosoom
- Vormen
▪ Mitotisch chromosoom= Meest compacte vo rm.
▪ Interfase chromosomen= Lang en dun
- Onderdelen
▪ Telomeren (n=2/chromosoom)= Replicatie van de uiteindes en ter bescherming van reparatie.
Worden korter naarmate je ouder wordt.
▪ Replicatie origens (Multiple)= Startpunt van de duplicatie van DNA.
▪ Centromeer (1/chromosoom)= Bij elkaar houden van twee dochter chromosomen in mitose (100.000
nucleotiden).
- Organisatie van DNA
▪ Histonen= Eiwitten ingewikkeld met DNA (H2A, H2B, H3, H4).
- Soorten
Ook histonvarianten (Bijv. H3.3)
- Karakteristieken
Zelfde histone fold en verschillende N-
terminal tail.
Vormen samen een histone octameer met
acht staarten.
Lossere chromatine structuur
Recruiteren van eiwitten
Zeer selectief ingebouwd in bestaand chromatine
Niet voor histon 4
Post-translationele modificaties= Na de translatie tot eiwit, vinden er chemische modificaties
plaats door andere eiwitten. Staarten steken uit.
▪ Nucleosoom= Octameer van histonen (2x(H2A + H2B) + 2x(H3+H4)) + 147 bp DNA + 1x linker DNA (<80
bp linker DNA).
- Typen
Heterochromatine= Dicht/strak verpakt DNA, wat niet afgelezen kan worden.
, Euchromatine= Open/losser verpakt DNA, kan wel tot expressie worden gebracht.
- Eigenschappen
Beide zijn mitotisch stabiel.
Dynamische organisatie is nodig om van open naar dicht te gaan; Lokaal of op
commando.
Heterochromatine structuur verspreiding
- Kenmerken
o Positie effect= Een actief gen in een heterochromatine gebied wordt
Inactief door bijvoorbeeld chromsoom translocatie (Silencing).
o Verspreiding wordt gestopt door een barrier.
- Functie
1. Binden chromatine aan
kernstructuren.
2. Binden sterk aan positief
chromatine.
3. Recruteren activerende histon
writers.
Bijv. HS4 barriere bindende
sequentie mist --> Bglobin
repressie wat leidt tot anemie.
o Ondekt adhv Position effect variegation
(PEV)= Verschillend uiterlijk binnen een
weefsel kunnen hebben.
- Karakteristieken
• White gen= Rood pigment
• White inactivatie= Witte
vlekken in het oog.
- Gene knock-out studies
• >100 genen betrokken bij
heterchromatine verspreiding.
• Versterken of verminderen PEV
effect.
• Veel non-histon eiwitten
betrokken bij genexpressie.
- Werking
o Histone-modifying enzyme
(Writer-protein) bindt aan regulatory protein en trekt een reader
protein aan. Dit zorgt voor histone modificatie (mark). Vervolgens
bindt er een nieuw reader-writer complex en dit herhaalt zich.
- Stapeling
Interactie door middel van staarten (Met name H4).
Linker histon H1= Bepaald de richting van het “nucelosoom-uitgaand” DNA.
- Kenmerken
1 molecuul aanwezig per nucleosoom core
Bindt DNA en eiwit
Groter dan andere core histonen.
Minder geconserveerd
11 genen coderen voor Histon H1
▪ Chromatine= Is het DNA + histonen + niet-histon eiwitten in een zigzag-structuur en er vindt
chromatine remodelling plaats. Kan zich verplaatsen wat zorgt voor expressie veranderingen.
- Typen
Niet-histon eiwitten= Bijv. transcriptiefactoren; gelijke hoeveelheid histoneiwitten vs. Niet-
histon eiwitten.
Histon-eiwitten= Zeer geconserveerd; Bijv. Histon 4 (102 aa) --> erwt vs. Hond; slechts 2aa
anders.
- Functies
, Chromatine structuur kan genen uitzetten= Silencing.
Cromatine structuur heeft een cellulair geheugen= Epigenetic inheritance (Gelijk aan
“spreading” mechanismen).
- Belangrijk voor
Ontwikkeling= Celdeling en celdifferentiatie
Gezondheid= In stand houden van
Ziekten= Roken, dieet, vervuiling, stress, ziekten op langere termijn.
- Gen
activatoren
Initiatie van transcriptie door het recruteren van transcriptie
factoren, mediator, RNA polymerase 2.
- Lokale chromatine structuren
ATP-onafhankelijk/ Breathing= Het nucelosome DNA laat
spontaan af en toe een beetje los waardoor sequentie
specifieke eiwitten kunnen binden. Net genoeg tijd (4-5 sec.)
voor transcritptie factoren om hun plekje te vinden.
ATP-afhankelijk/ Nucleosome sliding= Gereguleerd
openzetten.
- Kenmerken
Dozijn verschillende ATP dependent chromatin
remodelers
Binden histonen en DNA
Meer dan 10 subunits
Meerdere rondes ATP hydrolyse
- Typen
Mbv. Chaperones= Negatief geladen eiwitten
1. Histon exchange (Histonstaart verandering; Histon modifiers nodig).
2. Nucleosome core removal
3. Nucleosome core exchange
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 laurarenkema. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $3.42. You're not tied to anything after your purchase.
