17.1 DNA in je cellen → binas 70A, 71B en 71E
DNA bevat de informatie voor het maken van eiwitten. De bouwstenen van het DNA zijn
nucleotiden. DNA-nucleotiden bestaan uit deoxyribose, fosfaatgroepen en stikstofbasen
(adenine, cytosine, thymine en guanine).
Het DNA in menselijke cellen is verdeeld over de 47 chromosomen in de celkern en het
cirkelvormig DNA in de mitochondriën. Een DNA-molecuul bestaat uit een coderende streng
en een matrijsstreng, die samen een dubbele helix vormen (binas 71E). De
coderende streng bevat de genen en dus de genetische codes voor de
productie van eiwitten. RNA-polymerase gebruikt de matrijsstreng voor de
productie van het mRNA. De stikstofbasen in de twee afzonderlijke
strengen binden via waterstofbruggen, A-T via twee H-bruggen en C-G via
drie H-bruggen (binas 71B). Door de vaste combinatie van basenparen zijn
beide strengen in een DNA-molecuul complementair: de volgorde in de
leidende streng bepaalt die in de volgende streng en andersom. De
fosfaatgroep is altijd verbonden aan het 5’ C-atoom van deoxyribose en de
fosfaatgroep van het 5’ C-atoom zit verbonden aan het volgende
deoxyribose bij het 3’ C-atoom. Hierdoor zijn beide complementaire DNA-
strengen gespiegeld, het 5’-einde (met de vrije fosfaatgroep) van de ene
streng ligt naast het 3’-einde (met de vrije OH-groep) van de andere.
Een mitochondrium heeft mitochondriaal DNA, afgekort mtDNA. Het mtDNA erft, via de
eicel, over van moeder naar zowel zonen als dochters. Onderzoekers gebruiken daarom
mtDNA bij het bepalen van de afstamming via de moederlijke lijn.
Histonen verstevigen en beschermen het DNA bij eukaryoten (met celkern) in de kern (binas
70A). Het geheel van de acht histonen met het eromheen gerolde DNA heet een
nucleosoom. Histon 1 houdt het bij elkaar. De histonen van de verschillende nucleosomen
koppelen met elkaar om een chromatinedraad te vormen. Dit proces heet spiraliseren. Het
chromatinedraad spiraliseert tot chromatide waardoor het DNA-molecuul compact in de
celkern is opgeborgen.
Het totale DNA van een persoon is het genoom, bestaande uit genen. Een gen is een stuk
DNA met informatie voor de productie van een of meerdere eiwitten. Alle cellen hebben
hetzelfde DNA, maar afhankelijk van hun functie zijn verschillende genen actief. De DNA-
code in de genen ligt vast in de volgorde van de stikstofbasen. Ieder gen heeft zijn eigen
sequentie van A, C, G en T.
Een klein deel van het totale DNA codeert voor eiwitten. Het grootste deel is het niet-
coderend DNA, dat bijvoorbeeld rRNA of tRNA produceert en de genen in het coderende
DNA aan- en uitschakelen. In het niet-coderende DNA komen herhalingen voor van series
nucleotiden, zogeheten repetitief DNA. Short tandem repeats (STR’s) bestaan uit vaste
opeenvolgende die herhalend achter elkaar voorkomen. De STR’s erf je over van je ouders
en je hebt op één homoloog chromosomenpaar daardoor in de meeste gevallen twee
verschillende exemplaren van STR’s.Hierdoor spelen STR’s een belangrijke rol bij
erfelijkheidsonderzoek en forensisch onderzoek.
De STR’s van 13 loci (plaatsen in het DNA) levert een DNA-profiel op. D7S280 8/10 geeft
aan dat er in het DNA op het STR D7S280-locus twee allelen zijn, een met 8 en een met 10
repeats.
, 17.2 DNA kopiëren → binas 71D, 71M2 en 76A
In een celcyclus verdubbelen de DNA-moleculen zich tijdens de S-fase (binas 76A) via DNA-
replicatie. Dit proces van DNA-verdubbeling is semi-conservatief; elk nieuw molecuul
bestaat uit een oorspronkelijke en een nieuwe streng. Het proces start op veel plaatsen
tegelijk, wat de totale replicatietijd verkort. Helicasen verbreken de waterstofbruggen
en ritsen naar beide kanten toe het DNA verder open en vormt daardoor in beide
richtingen (3’ → 5 en van 5’ → 3’) replicatievorken. Het RNA-polymerase primase
maakt op het startpunt een primer vast van ribonucleotiden (RNA) waaraan het DNA-
polymerase kan hechten. Vanaf de primer van de primase vormt het enzym DNA-
polymerase een nieuwe streng. Het enzym kan maar op één manier aan de DNA-
streng hechten, waardoor DNA-polymerase de nucleotiden alleen in 3’→5’
richting leest en een complementaire streng / leidende streng (binas 71D) in de
richting van 5’ → 3’ produceert (dus van het startpunt af). Het DNA-polymerase
maakt DNA-nucleotiden vast in de juiste combinaties (C-G, A-T) en koppelt ze aan
elkaar tot een continue reeks op beide DNA-strengen.
In de andere richting van het startpunt kan het DNA-polymerase geen continue streng
vormen, omdat dit tegen zijn leesrichting ingaat. Daar verloopt de replicatie in kleine stukjes,
wat een volgende streng (binas 71D) oplevert. Primase plaatst op korte afstand
van het startpunt een RNA-primer, waar vanaf DNA-polymerase in de 3’→5’
richting (dus naar het startpunt toe) een stukje DNA kan vormen. Dit is
achterwaarts kopiëren. Het nieuwe stukje heet een Okazaki-fragment (binas 71D).
Helicase maakt dat de replicatievork opschuift, primase voegt een nieuwe RNA-primer toe en
er groeit een volgend Okazaki-fragment. Een ander type DNA-polymerase vervangt alle
RNA-nucleotiden uit de primers door DNA-nucleotiden. Het enzym ligase koppelt de
Okazaki-fragmenten aan elkaar tot een complete streng. Enzymen controleren
ten slotte of de replicatie foutenvrij is.
De PCR-methode (polymerase-chain-reaction) is een methode om stukken
DNA te kopiëren ten behoeve van onderzoek (binas 71M2). De PCR vindt
plaats in een machine die van temperatuur verschilt met een mengsel van het te
kopiëren DNA-fragment, twee verschillende DNA-primers, een speciaal type
DNA-polymerase (Taq-polymerase) en de nucleotiden (dNTP’s). De DNA-
primers van de deoxyribosenucleotiden zijn complementair aan beide 3’-
uiteinden van het doel-DNA: het deel van het DNA wat een onderzoeker wil
kopiëren. Bij 95 °C is er sprake van denaturing: de waterstofbruggen (H-
bruggen) tussen A-T en C-G verbreken en het dubbelstrengs DNA-molecuul
scheidt. De machine verlaagt de temperatuur en beide DNA-primers binden elk
aan een van beide DNA-strengen. De temperatuur stijgt en een DNA-
polymerase (Taq-polymerase) produceert de complementaire streng van DNA-
nucleotiden (de dNTP’s) van het doel-DNA van 5’ → 3’. Na meerdere
herhalingen bestaat het mengsel alleen nog uit doel-DNA, waarna er via gel- of
capillairelektroforese de fragmenten onderzocht kunnen worden. Gelelektroforese scheidt
DNA-fragmenten op basis van hun grootte. De DNA-fragmenten worden op een gel in een
elektrisch veld aangebracht. De negatief geladen DNA-moleculen bewegen naar de positieve
pool. Kleine fragmenten ondervinden minder weerstand van de gel dan de grote en bewegen
daarom sneller, waardoor het ene fragment verder komt dan de andere. Zo ontstaat een rij
van DNA-fragmenten van groot naar klein. Bij capillairelektroforese geeft een detector een
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 lievejansen. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $3.23. You're not tied to anything after your purchase.
