In dit document zijn aantekeningen te vinden van alle gegeven colleges tijdens het vak Medical Genomics 2021/2022. Dit bestand is een grote hulp tijdens het leren, bijna alle informatie is erin te vinden. Er kunnen wat spelfouten in staan. Ook kan het zijn dat er enkele dingen ontbreken (te zien aa...
Hoorcollege 2: molecular biology recap
2 meter dna per cel. 3 miljoen dna paren bestaan uit codons. Er zijn 4 basen in dna (ATCG). Purines
hebben 2 ringen (A en G), de andere zijn de pyrimidines. De suiker heet deoxyribose en de plek waar
de base aan de suiker vast zit is het eerste c atoom van de suiker. Het suiker zit weer vast aan een
fosfaat groep, dit kunnen 1,2of 3 kopieen zijn. De basen met de suiker heten samen nucleosiden.
Met de fosfaatgeoep samen is het een nucleotide. Aan de tweede en derde c zit een oh groep. Dit is
her 3’ einde van het suikermolecuul. De 5e plek in de suiker bevat een groep die bindt aan de
fosfaatgroep en dat is de 5’ groep van de nucleotide. De 5’ fosfaatgroep bindt weer aan een suiker
van een andere nucleotide. De basen zitten vast aan de binnenkant van de suiker. Dit geheel is de
suiker fosfaat backbone van dna. Dna groeit altijd van 5’ naar 3’. Bij het opschrijven van dna
sequenties begin je ook links met 5’ en eindig je rechts met 3’. Dna is nooit alleen 1 streng, het zit in
een dubbele helix. C bindt aan G en A bindt aan T. C en G bonden via 3 waterstof bruggen en tussen
A en T zitten er 2.
Dna is een blueprint voor RNA. Rna wordt gebruikt om eiwitten te maken en die worden gebruikt
voor centrale reacties. Enzymen hebben als functie om dna af te lezen en rna te maken. Eerst wordt
dna mrna door transcriptie door rna polymerasie. Die bindt ergens op her dna, de promotor regio en
begint mrna af te schrijven tot een stop codon voor transcriptie. Mrna wordt vertaald naar eiwit. Het
deel dat gebruikt wordt is niet het hele deel dat afgeschreven is. Het start codon is het begin van
eiwit vorming. Dit loopt door tot het ribosoom een stop codon tegen komt. Het transcript mrna kan
langer zijn dan de translation area.
In prokaryoten heb je operons en deze delen worden tegelijkertijd afgelezen. Een bepaald aantal
genen worden zo samen gereguleerd in een polysysrronic rna. Pas na het maken van eiwit vallen de
gene uit elkaar en zijn er meerdere eiwitten. In eukaryoten hebben we niet deze genen maar heeft
elk eiwit 1 gen. Al het rna bevat maar 1 specifiek gen. Dit gen bevat wel meerdere exonen en er
kunnen meerdere combinaties van exonen worden gemaakt om een bepaald eiwit te maken. Dna zit
hierbij ook in de nucleus.
De promotor is het genetische domein met tata box waar de trancriptie factor heen kan gaan.
Factory sides kunnen eiwitten rekruteren voor het aflezen van het dna. Deze kunnen ook veel verder
op het dna liggen. Eiwitten worden gerekruteerd en kunnen samen de transcriptie in gang zetten. Pas
als alle eiwitten gebonden zijn wordt transcriptie in gang gezet. Dit is het translatie initiatie complex.
In eukaryoten is er alternative plicing. Het hele gen wordt vertaald naar mrna. Door splicing kunnen
er verschillende delen gebruikt worden om verschillende eiwitten te maken.
Dna is deoxyanylysine is de suiker groep deoxyribose en in rna is het ribose. In dna heb je maar 1
hydrocylgroep en rna twee. Een ander verschil is dat dna dubbelstrengs is en rna is altijd single
stranded. Een laatste verschil is dat dna ATGC bevat en rna bevat geen T maar U.
Het maken van eiwitten wordt gedaan door ribosomen. Deze zijn geassocieerd met het
endoplasmatisch reticulum. Elke 3 basenparen codeert voor een aminozuur. Er zijn 20 aminozuren
en. Niet elk codon heeft een eigen aminozuur. Atg of aug is het startcodon en dit is altijd
methodonine. Er zijn drie stop codons voor de stop van de translatie. Een aminozuur heeft een
aminogroep en een carboxylgroep. In het midden zit de veranderende groep. Door peptidyl binding
binden aminozuren aan elkaar. De carboxyl groep bindt de aminogroep (OH-H). We beginnen met
tellen aan de amino N (5’ kant van het dna) kant en tellen naar de C toe.
,Trna wordt gebruikt voor het maken van een eiwit. Iedere aminozuur heeft een bepaalde trna. De
codes zijn complementair aan elkaar. Elke codon heeft dus zn eigen trna die het aminozuur naar het
eiwit toe brengt.
Het ribosoom heeft een A, P en E side. In de A vindt de eerste binding plaats tussen mrna en trna. In
de P side wordt de keten gevormd. In de E side heeft het trna het aminozuur al overgedragen.
Een primaire structuur is een reeks van aminozuren achter elkaar. Deze reeks moet goed vouwen om
een functioneel eiwit te worden, dit is de secundaire eiwit structuur. Er zijn twee structuren, alfa
helix en beta sheet. De beta is plat en bestaat uit peptiden die langs elkaar liggen en opnieuw een
spiraal vormen. Uit de combinatie van aminozuren kan je al voorspellen welke vorm ze zullen
aannemen. Er zijn namelijk bepaalde aminozuren die graag een bepaalde vorm aannemen en andere
aminozuren breken dit juist af. Hiernaast zijn er andere interscties tussen systenines en die kunnen
tertiaire structuren vormen. Dit is ook redelijk voorspelbaar, maar alle interacties samen voorspellen
is heel moeilijk. Als eiwitten samen een structuur vormen dan is er sprake van een quartaniaire
structuur.
We hebben ongeveer 30 duizend genen en er bestaan ongeveer 10 duizend enzymen.
Hoorcollege 3:
DNA
1. Dubbele helix 2 nm
2. Nucleosomes 11 nm
3. 30 nm chromatin fiber
4. 300 nm chromatin coil
5. 700 nm chromatin coiled coil
6. 1400 nm metaphase chromatid (alleen als cellen delen en de chromatiden moeten uit elkaar
getrokken worden).
In de nuclear body/nucleolus zit alleen DNA die tRNA en ribosomen maakt.
De witte stukken zijn niet condens en noem je euchromatine. Elektronen kunnen hier niet doorheen
komen en de zone is transcriptioneel actief.
Compact DNA, te zien als zwarte bollen, is heterochromatine. Dit is niet actief afgelezen en
elektronen kunnen hier goed doorheen.
Histonen zijn eiwitten voor het binden van DNA. histon2A, 2B, 3, 4 vormen samen een complex.
histonen hebben een positieve lading en dus is de interactie tussen DNA en histonen heel sterk. DNA
met histonen noemen we een nucleosoom. Het zijn altijd 146 basenparen die 2 keer om een zo een
histon complex heen kunnen. Linker dna is 20-60 basenparen en die overbrugt de afstand van histon
naar histon. Er steken stukjes uit, de n terminale delen van de histonen. Deze tails zijn belangrijk in
de regulatie, condensatie en de vrijheid van dna om te gebruiken voor transcriptie. Op deze staarten
kunnen translationele aanpssingen plaatsvinden. De staarten zijn erg positief geladen en die zulle
normaal dus sterk binden aan DNA om ze bij het histon te houden. Het negatief maken van de
staarten kan door post translationele modificaties als acetylatie, methylatie, fosforylatie en
ubiquitinatie. Als het DNA losser komt, kan het gebruikt worden voor transcriptie.
Er zijn enzymen die dit tot stand brengen.
, - HAT- histone acetyl transferase, deze zetten acetyl groep op de staart.
- Histon B acetylases halen het acetyl weer van de staart af.
- HDAC – histon deacetylase.
- HMT- histone methyl transferase.
- H3 kinade (fosforylatie).
- PP- protein phosphatase.
- Ubiquiine ligating enzymes.
- Deubiquitinase (haalt ubiquitine van DNA af).
H1 stabiliseert de DNA-histon complex. daarnaast kan H1 binden aan andere H1 eiwitten. De
structuren worden dan verder georganiseerd in een soort wentel trap structuur. Je krijgt dan een
structuur genaamd chromatine (fibers).
From chromatin fibers to chromatids (coiling, coiled coil en chromatids).
Dit process wordt samen super coiling genoemd. plectonemic coiling is anders en groter coilen dan
solenoidal coiling. Een probleem voor de cel is dat dit DNA niet uit elkaar getrokken kan worden door
druk die dan verderop ontstaat. Topoisomerases kunnen dit ontvouwen. Topoisomerase knipt de
dubbelstreng aan 1 streng. De andere streng wordt door de breuk getrokken en zo is er een kleine
ruimte ontstaan zonder coil en spanning. Topoisomerase 2 knipt beide strengen. Hiermee kan de
andere kant van het dubbelstrengse DNA door de breuk worden getrokken om de knoop eruit te
halen. Het gebroken DNA wordt vervolgens weer gemaakt. Hiermee kan je dus een hele knoop uit
elkaar halen.
Scaffolds zorgen ook voor binding aan de structuur. Scaffold attachment regions zijn regio’s in eht
DNA die rijk zijn aan A en T. Deze regios kunnen binden aan scaffold eiwitten. Je krijgt zo loops die
naar buiten lopen, terug komen en weer binden aan een scaffold eiwit of andere eiwitten. Deze term
(SARs) wordt gebruikt in de metafase en in de interfase wordt het matrix attechment regions
genoemd (MARs). Deze loops zijn belangrijk om enhancers bij de promotor te brengen voor
transcriptie. Door een SAR kan de enhancer maar een klein deel van het DNA aflezen (alleen de loop),
dit zorgt du voor specifieke transcriptie. SARs reguleren dus de transcriptie van DNA en de
modificatie van de histonen. Een SARs kan namelijk ook de modificatie van de histon staarten
stoppen doordat de enzymen niet meer langs de SARs kunnen.
De SARs elementen houdt het heterochromatine vast aan de rand van de cel, dorordat ze bindingen
aan gaan. Niet alles zit aan de rand, want daar is niet genoeg plek.
G-banding is een techniek om de banden van de chromosomen in kaart te brengen. je breekt de
eiwitten af met trypsine……..dit werkt niet in de interfase.
Spectral karyotyping. Je maakt een bepaald fluorescent enzym voor elk chromosoom. De haalt de
chromosomen uit de cel en met de computer kun je alle spectra oplossen en aan de kleuren kan je de
chromosomen herkennen. Deze techniek kan je toepassen in de interfase.
Chromosome organisatie
, P = lange arm van chromosoom
q = korte arm van chromosoom
een chromatide zit vast aan een zus chromatide door het centromeer. De centromeren bevatten 4
geconserveerde DNA elementen (CDE1-CDE4). De sequentie bindt niet aan histonen maar het bindt
aan kinetochoren die connectie hebben met de spindle fiber. Tijdens cel divisie binden microtubules
aan de kinetochoren om de chromatiden uit elkaar te trekken. De microtubules binden aan de
centrosome.
het tweede complex zijn de telomeren. Dit zijn selectieve DNA sequenties aan het uiteinde van de
chromosomen. Er is een kleine overhang in een strand van het dna en dit vouwt zich terug op de
andere trand. Zo eindigd het dna niet in een los stuk dat aan ander dna gaat binden. telomeer
binding proteins binden aan het DNA zodat er geen losse stukjes ontstaan. TTAGGG is de sequentie
die veel aan het uiteinde te vinden is. bij het ouder worden, heb je steeds minder van deze repeats.
Dit komt door replicatie van het DNA. er is een rna primer nodig die bindt aan het DNA en vanaf daar
kan de replicatie plaatsvinden. Je mist hierdoor een stukje aan de voor en achterkant van de
telomeren. De telomeer sequentie wordt dus steeds korter. Als de telomeren verdwijnen vormt dit
een probleem voor e cel, er ontstaan dan chromosomale abnormaliteiten. Doordat er nieuwe
random ligaties worden gemaakt, kan er een nieuw gen ontstaan en op deze manier kan je kanker
krijgen. Bloed deelt snel en dus merk je in het bloed het eerst als er problemen zijn met de
telomeren.
Telomerase kan binden aan de telomeer regio en kunnen nieuwe nucleotiden vast zetten aan de
telomeren en zo de telomeren herstellen. Telomerase is een eiwit in combinatie met een scaffold
eiwit. Het is een reverse protein, het gaat van RNA naar DNA. RNA is een template om het DNA
langer te maken.
Hoorcollege 4: Junk DNA en Centrale dogma
Functioneel: een eiwit kan de functie uitoefenen waar het oorspronkelijk voor bedoeld was.
Speudogenes zijn niet functionele segmenten die….
Niet functionaliteit kan betekenen: een verstoord proces van de route naar het maken van een eiwit.
Als capping, transcriptie en translatie niet goed gaat, dan kan een psuedogen ontstaan. De meeste
ontstaan als kopie van functionele genen. Dit kan zijn tijdens de meiose, wanneer de 2 kopieën van
een chromosoom uit elkaar getrokken worden. Het kan direct bij DNA duplicatie en indirect bij
reverse transcriptie of een mRNA transcript. Bij de indirecte pathway zijn alle introns eruit geknipt en
is de promotor niet aanwezig, dit is geen functioneel gen. Bij de directe pathway heb je een grotere
kans.
Junk DNA werd vroeger gedefinieerd als alle niet coderende secties van een genoom. Over deze
betekenis is nog geen overeenkomst. Er zijn non coderende transcripten die enzymatische functies
kunnen besturen. Als je dus alleen kijkt naar non coderend, dan is dit te streng.
ENCODE vindt een gen functioneel als er biochemische activiteit is. genetici zeggen dat je meer naar
het fenotype moet kijken en de evolutionaire biologen vinden dat je moet kijken naar
geconserveerde sequenties, die zijn functioneel.
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 Femkecdj. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $5.17. You're not tied to anything after your purchase.
