Summary
Samenvatting Moleculaire genetica
- Course
- Institution
Samenvatting van de cursus 'Moleculaire genetica'
[Show more]
Seller
Followdriesluyten
Content preview
Samenvatting moleculaire geneticaHoofdstuk 1: Inleiding
1.1. Wat is moleculaire genetica
= bestuderen van structuur en functie van genen en ontrafelen van de moleculaire
basis van biologische processen door middel van DNA (RNA) dit kunnen we doen
obv veranderingen want die kunnen inzicht geven in functie/processen
Belangrijk onderdeel van de moleculaire genetica = gebruik van moleculaire
informatie om overervingspatronen na te gaan
Er bestaan soorten van genetica
o Klassieke genetica: hierbij gaat men een organisme isoleren met een bepaald
FT en dan zoeken naar alle mutanten die tot datzelfde fenotype leiden dan
kunnen we de genen isoleren/identificeren die aanleiding geven tot datzelfde
FT (FT= kenmerken: uiterlijk/morfologie, groeien op bodem met bepaalde
voedingstoffen of niet,…)
o Reverse genetica: hierbij gaat men een gen isoleren van hieruit gaat dan
men dan mutaties aanbrengen die aanleiding geven tot mutanten die tot
hetzelfde FT leiden
o Hiervoor gebruikt men moleculaire genetische technieken en
modelorganismen
1.2. Moleculaire genetische technieken en modelorganismen
1.2.1. Moleculaire genetische technieken
= combinatie van technieken uit genetica en moleculaire biologie
o Polymerase Chain Reaction (PCR)
o DNA/RNA Sequencing
Sanger sequencing
Next generation sequencing
o Recombinante DNA technologie: aanmaken van mutanten en effect
bestuderen in cel
Cel cultuur
Selectie van recombinanten
Isolatie en in vitro DNA manipulatie
Kloneren in vectoren
1.2.2. Modelorganismen
Er is grote similariteit van biologische processen in de meeste organismen dus
studie van processen of deelprocessen is gemakkelijker in welbepaalde organismen
= modelorganismen
Genetica is makkelijk te bestuderen in kleine organismen met een korte
generatietijd (= modelorganisme voor de genetica + korte generatietijd want je moet
1
, er veel experimenten op kunnen doen dus ze moeten zich snel voortplanten), maar
moeilijker bij de mens. De keuze van een modelorganisme wordt dus bepaald door
de gestelde vraag en de modelorganismen en de ermee gekoppelde technieken die
voorhanden zijn
Zebravis, muis = modelorganismen die dicht bij de mens staan (=voordeel), maar
hebben wel snellere reproductie (muis iets minder snelle dan zebravis nadeel)
Opm. ballonvis compact genoom dus weinig junk DNA
Andere modelorganismen: gisten, fruitvlieg, faag,…
1.2.3. Bacteriën als modelsysteem/organisme
Escherichia coli (E. coli K-12)
o Belangrijkste bacterie in de geschiedenis van de moleculaire genetica
o Ontdekt door Theodor Escherich in 1885 was pediater en bacterioloog
o Maakt deel uit van intestinale flora (zit daarin) bij zoogdieren en vogels
o E. coli K-12 stam is niet pathogeen
Prototroof = maakt alle enzymen aan die nodig zijn voor aminozuur en
nucleotide synthese
Kan groeien op minimaal medium (bevat enkel het broodnodige/basis
om te kunnen groeien en dus geen extra groeifactoren) dat enkel
glucose bevat als C-bron
Er bestaan ook wel pathogene E. coli stammen Bv.: E. coli O157:H7
Bacteriën = prokaryoten hebben belangrijke rol en toepassing in
o Ecologie want zijn de enige organismen die atmosferische N2 kunnen
fixeren tot ammonium en van daaruit proteïnen en NZ maken + ze doen ook
een degradatie van natuurlijke polymeren (cellulose) en toxische producten
(bv. petroleum)
o Zijn betrokken in ziekte (veroorzaken)
o Het zijn fabriekjes = prokaryoten synthetiseren verschillende producten zoals
AB, koolhydraten, vitamines,…
o Mens: 1013 cellen humaan <-> 1014 bacteriën in en rond ons (humane
microbioom) we hebben dus meer bacteriën dan we lichaamscellen
hebben dus die bacteriën gaan belangrijke rol spelen voor gezondheid en
ziekte v/d mens
o biologische processen die we in bacteriën aantreffen zijn vergelijkbaar met
eukaryoten, maar minder complex
o Darwin: soort die zich het beste kan aanpassen in/aan bepaalde omgeving
(juiste variatie/mutatie van DNA hiervoor) zal overleven en voortplanten, de
minder goede zullen stilaan uitsterven survival of the fittest = bepaalde
mutaties kunnen beter overleven dan andere
haploïd genoom
o Genoom = volledige erfelijke info van organisme gecodeerd in het DNA +
omvat zowel de coderende als de niet-coderende sequenties vb. E.coli:
4000 genen (<-> mens: 20000 genen), verspreid over 1,5mm DNA dat verpakt
zit in minder dan 1 micrometer ruimte
2
, o Haploïd = 1 kopij/gen (want heeft slechts 1 exemplaar van elk chromosoom)
(<-> diploïd = van elk gen 2 kopijen want heeft 2 exemplaren van elk
chromosoom in de celkern + ontstaat door bevruchting die afkomstig is van 2
haploïde geslachtscellen) voordeel:
gemakkelijker om mutante cel te identificeren omdat de meeste
mutaties onmiddellijk een effect hebben (dus mutatie ga je dan
meteen zien), zonder dat hier ‘back crosses’ voor nodig zijn
o Circulair chromosomaal DNA (= circulair genoom) moet 1000 x
gecondenseerd worden om te passen in bacteriële
cel als er dan transcriptie gaat optreden moet het
DNA lokaal terug even ontwinden DNA wordt
verpakt mbv eiwitten:
Vorming loop domeinen (10x) via DNA
bindende eiwitten
Supercoiling via DNA gyrase en
Topoisomerase I
Zo °gebundeld DNA = nucleoïd is geassocieerd aan de celwand,
maar heeft geen nucleair membraan (eukaryoten wel)
Korte generatietijd
o = tijd nodig om te matureren en nakomelingen te produceren
o Doordat die tijd kort is kunnen meer experimenten worden gedaan/laat
meer experimenten toe
o Voor E.Coli 1 uur op minimaal medium en 20 minuten op rijk medium
o Vloeibaar medium geeft tot 109 cellen per ml in 1 dag en Agar media geven
tot 107 – 108 cellen in 1 dag
o Deze korte tijd maakt het mogelijk om zeer zeldzame genetische afwijkingen
te detecteren
Reproductie en manipulatie
o Bacteriën reproduceren dmv celdeling (= aseksueel) hierdoor gaan elle
nakomelingen genetisch identiek zijn aan elkaar en aan hun ouder het zijn
klonen
o Manipulatie = eenvoudig
Groeien van bacteriën kan op agarplaten hierop is screening van
vele individuen mogelijk + ouder en zijn miljoenen nakomelingen
blijven samen tijdens de celdeling (en vormen zo een kolonie op de
plaat) EN groeien kan ook op vloeibaar medium (hierin is dan een
DNA isolatie mogelijk)
Bacteriën kunnen worden gestockeerd als sporen (bestand tegen
uitdroging en hitte) zoals bv. Clostridium botulinum OF kunnen we
bewaren in een glycerol stock (= invriezen in 15-40% glycerol
bacteriën gaan niet dood, maar kunnen niet meer delen/groeien)
Dan is een purificatie mogelijk = zuivering van discrete kolonies (dmv
serial dilutions) OF van DNA/RNA/EW
3
, Hierna is selectie mogelijk = selectieve condities gebruiken (vb.
additieven in medium, temperatuur aanpassen) om op zoek te gaan
naar de kolonies/cellen met welbepaalde eigenschappen zoals bv.
tem-gevoelig, AB-resistent,…
Genetische uitwisseling tussen bacteriën = mogelijk
o Transformatie: er gebeurt een lyse van de donorcel/bacterie waarbij het DNA
gefragmenteerd wordt dan is er opname van een zo’n vrij DNA-fragment
door een competente, recipiënt-bacterie wordt ingebouwd in zij circulair
genoom °recombinante bacterie
o Transductie (= virus pikt bacterieel DNA op en transfereert dit): bacteriofaag
(= klein virus dat alleen bacteriën infecteert) infecteert een donorbacterie
dit viraal DNA (=provirus/profaag) wordt ingebouwd in genoom van
gastbacterie wordt tegelijkertijd met celdeling van gastheer
vermenigvuldigd op bepaald moment raakt cel beschadigd stukje DNA
komt weer los gaat massaal faag-DNA aanmaken (faag vermeerderd zich
in gastheer) waarbij dit DNA soms vastgeplakt kan zijn aan een klein stukje
DNA van de bacterie er komen dan veel bacteriofagen vrij waarbij
sommige dus niet enkel faag-DNA bevatten, maar ook donorbacterie-DNA
de abnormale faag gaat dan het bacterieel DNA injecteren in een recipiënte
bacterie en wordt daar ingebouwd in genoom van deze bacterie °
recombinante bacterie
o Conjugatie: door een soort van buisje/pillus tussen de donor en de recipiënte
bacterie gaat er een directe transfer mogelijk zijn van DNA van donor naar
recipiënte cel dan gaan de bacteriën terug loskomen van elkaar dan
gaat binnengebracht DNA van de donorbacterie worden ingebouwd in de
recipiënte bacterie ° recombinante bacterie (opm. meestal stukken
plasmiden worden via conjugatie overgedragen van de ene naar de andere
bacterie)
Post-genoom tijdperk
o In 1995: publicatie van het eerste volledige genoom van een bacterie:
Haemophilus influenzae (1.8 Mb) geïsoleerd tijdens de grieppandemie van
1890 en toen verkeerdelijk aangenomen als oorzaak hiervoor en vandaar ook
de naam
o In 1997: E. coli had grootste (ontdekte) genoom op dat moment: 4.7 Mb
o Sindsdien: meer dan 1000 bacteriële genomen volledig gesequenced + er is
momenteel een standaard techniek om genoom te sequencen =
metagenomics (op niet gecultiveerde bacteriën/niet in cultuur gebracht)
o Voordeel: basis informatie (sequentie informatie) is voorhanden in publiek
toegankelijke databanken (referentie)
4
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 driesluyten. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $21.89. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
56326 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now