In dit document is H4: DNA samengevat uit het Biologie voor Jou boek uit 5VWO. Elke paragraaf is behandeld en onderwerpen die erin voorkomen zijn dus bijvoorbeeld: transcriptie/translatie, opbouw DNA/RNA, genetische modificatie methoden (recombinant-DNA, anti-sense DNA en knock-out gen), DNA-replic...
Biologie Thema 4 DNA
4.1 De bouw en functie van DNA
Het geheel aan erfelijke informatie in een cel van een organisme noem je het genoom. Bij
eukaryoten omvat het genoom het DNA uit alle chromosomen (kernDNA) en het DNA in de
mitochondriën (mtDNA). Bij prokaryoten omvat het genoom al het DNA dat losligt in het
cytoplasma. Zij hebben een circulair DNA-molecuul en bevatten korte stukjes circulair DNA
(plasmiden).
Een DNA-molecuul bestaat uit twee ketens van aan elkaar gekoppelde nucleotiden. Een
nucleotide bestaat uit het monosacharide desoxyribose, een fosfaatgroep en een
stikstofbase (A,T,C,G). De C-atomen van desoxyribose gaan bindingen aan met de
fosfaatgroep en zo krijg je een polymeer. Aan het ene uiteinde bevindt zich een fosfaatgroep
(5’), aan het andere een OH-groep aan het derde C-atoom van desoxyribose (3’). DNA wordt
altijd van het 3’-uiteinde naar het 5’-uiteinde gelezen. De stikstofbasen steken uit en kunnen
met basenparing ervoor zorgen dat er twee nucleotideketens een verbinding aangaan.
Basenparing komt tot stand door H-bruggen: A met T en C met G.
Bij een dubbelstrengs DNA-molecuul lopen de ketens in een tegenstelde richting: de ene van
3’ naar 5’, de andere van 5’ naar 3’. Elk chromosoom bestaat uit een lang dubbelstrengs
DNA-molecuul. Het is eerst rond een aantal eiwitten gewikkeld, de histonen. De histonen
samen met het DNA eromheen noem je een nucleosoom. Het DNA tussen opeenvolgende
nucleosomen noem je koppelings-DNA. Door de afwisseling hiertussen krijgt het DNA een
kralenketting vorm.
De volgorde waarin nucleotiden zijn gerangschikt, noem je een sequentie. Een gen is een
deel van het DNA-molecuul dat de code bevat waarmee ribosomen bepaalde eiwitten
kunnen synthetiseren.
Ongeveer 98,5% van het genoom van de mens bestaat uit niet-coderend DNA. Een deel
bestaat uit repetitief DNA (herhalingen van nucleotidesequenties), een ander deel uit genen
die hun functie hebben verloren.
4.2 DNA-replicatie
Het kopieren van DNA vindt plaats in de S-fase van de celcylcus. In het kernplasma bevinden
zich vrije nucleotiden (datp, dttp, dgtp en dctp). Ze bestaan uit desoxyribose, een base en
drie fosfaatgroepen (TP). Door twee fosfaatgroepen af te splitsen, komt er energie vrij. De
replicatie begint als het enzym helicase de waterstofbruggen tussen basenparen verbreekt in
twee richtingen. Hierdoor ontstaat er een replicatiebel (bij eukaryoten op meerdere
replicatiestartpunten, bij prokaryoten op één punt).
(Leidende streng: DNA-polymerase kan beginnen vanaf het replicatiestartpunt en in één keer
door) Op de plaats waar de basenparing is verbroken, binden speciale eiwitten (SSBP’s) aan
de strengen. Hierdoor wordt voorkomen dat er opnieuw H-bruggen worden gevormd met de
vrijgekomen basen. De replicatie begint met een primer: een kort stukje RNA dat wordt
gesynthetiseerd door het enzym primase. Primase is complementair aan een deel van de
, DNA-sequentie, omdat DNA-polymerase alleen nucleotiden kan vastplakken aan de 3’ kant.
Vanaf de prima schuift DNA-polymerase langs de enkelstreng en plakt hier dATP, DTTP,
DGTP of DCTP aan vast. Omdat DNA altijd tegengesteld is, wordt deze nieuwe streng dus
gevormd van de 5’ naar de 3’.
(Volgende streng: steeds korte stukjes DNA) DNA kan steeds maar korte stukjes DNA vormen
vanaf een primer, omdat het achterwaarts gebeurt. Deze stukjes noemen we Okazaki-
fragmenten. De primers (RNA) worden vervangen door DNA en het enzym DNA-ligase
koppelt de fragmenten aan elkaar, waardoor de volgende streng wordt gevormd.
Het chromosoom heeft nu twee chromatiden, die bij het centromeer nog bij elkaar worden
gehouden. Tijdens de mitose gaan ze uit elkaar en worden ze een chromosoom in de
dochtercel. Elk DNA-molecuul heeft dan dus een oude en een nieuwe keten.
De laatste RNA-primer bij de volgende streng wordt verwijderd maar kan niet vervangen
worden door DNA omdat er geen 3’ uiteinde is. Dit niet gekopieerde enkelstrengse DNA
wordt dan verwijderd door een enzym en daardoor wordt bij elke replicatie het DNA-
molecuul korter. Daarom bevatten de uiteinden bij eukaryoten telomeren: niet coderend
DNA. Bij de mens bestaat dit uit het herhalen van een bepaalde nucleotidevolgorde. De
levensduur van cellen hangt af van de lengte van de telomeren en de snelheid van het
korter-worden. Mensen kunnen niet doodgaan aan het korter worden van de telomeren,
omdat ze daar niet oud genoeg voor worden.
Door PCR kunnen delen uit het DNA in een PCR-machine worden gekopieerd tot er genoeg is
voor onderzoek. Er worden korte stukjes DNA gemaakt in een laboratorium die
complementair zijn aan het deel van het DNA dat de onderzoek wil vermenigvuldigen. DNA-
polymerase kan vanaf het 3’ uiteinde van de primer nieuwe nucleotiden vastplakken en van
enkelstreng dubbel DNA maken. Er zijn twee verschillende primers nodig, voor elke streng
één. Stappen bij PCR:
DNA wordt verhit, waardoor de twee DNA-strengen uit elkaar gaan (denaturatie)
Verlaging temperatuur en de primers hechten aan de twee enkelvoudige DNA-
strengen.
Temperatuur wordt weer verhoogt en DNA-polymerase gaan dat vanaf de primer op
het 3’ uiteinde de keten verlengen. Zo ontstaan er twee dubbele DNA-strengen.
Het bepalen van de nucleotidevolgorde van DNA heet sequensen, waarvoor alleen de
leidende strengen gebruikt worden. Een methode bestaat uit een speciale PCR-reactie
gevolgd door gelektroforese.
Bij de speciale PCR reactie worden er nucleotiden gebruikt die ervoor zorgen dat de DNA-
replicatie stopt nadat één van deze nucleotiden is ingebouwd. Ook wordt er aan elke
nucleotiden een stof gebonden met een bepaalde kleur. Deze nucleotide gaan in een
reageerbuis met de leidende strengen. Elke keer wordt er een DNA-replicatie gestopt, maar
de ene keer al bij een korte keten en de andere keer bij een lange. Uiteindelijk heb je alle
mogelijke eindpunten en heb je een verzameling DNA-fragmenten van alle mogelijke
verschillende lengtes. Dit doe je dus met de specifieke nucleotidesoort van A, C, T en G.
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 dhageman. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $3.76. You're not tied to anything after your purchase.
