Dit document is een samenvatting van hoofdstuk 8 Moleculaire genetica van de online methode 10voorbiologie voor het vak biologie. Het is geschikt voor leerlingen op het VWO en voor het vierde, vijfde en zesde leerjaar en natuurlijk als voorbereiding op het centraal examen.
Samenvatting H8: Moleculaire Genetica
Het erfelijk materiaal is opgeslagen in de kern in de vorm van chromatine, deze bestaat uit DNA en
bepaalde eiwitten (histonen). Nucleosomen zijn de plaatsen waar de DNA-streng zich om de
histonen windt. Zij zorgen ervoor dat het ongeveer 2 meter lange DNA-molecuul in de celkern past
(spiralisatie). Ook is de code in het DNA rond de nucleosomen afgeschermd, waardoor deze delen
van het DNA niet gebruikt worden als ze niet nodig zijn in cellen. Bepaalde enzymen kunnen een
nucleosoom verschuiven, waardoor andere delen van het DNA afgeschermd worden. Wanneer een
lichaamscel zich deelt, wordt het erfelijk materiaal zichtbaar in de vorm van chromatine, de
chromosomen, bestaande uit zeer gespiraliseerde chromatine.
DNA is een polymeer van nucleotiden. Elke nucleotide bestaat uit een suiker (desoxyribose), een
fosfaatgroep en een stikstofbase. Er zijn vier verschillende basen: adenine, thymine, guanine en
cytosine. Aan elke desoxyribose is een base verbonden. De desoxyribosemoleculen zijn verbonden
door de fosfaatgroepen. DNA bestaat uit twee ketens van nucleotiden. Tegenover A staat T en
tegenover C staat G. Dit noem je complementaire basen. De basen worden onderling verbonden
door waterstofbruggen. Het O-atoom van desoxyribose ligt in de ene keten de ene kant uit gericht en
in de andere keten de andere kant uit gericht.
Een stukje DNA dat de erfelijke code bevat om één of meer eiwitten te synthetiseren, heet een gen.
Een gen levert de instructie voor een opbouw van een bepaald eiwit en daarmee voor een erfelijke
eigenschap. Een chromosoom bevat heel veel verschillende naast elkaar gelegen genen.
Chloroplasten en mitochondria bezitten ook een DNA-molecuul.
In de interfase verdubbelt het DNA zich. Bij eukaryoten wordt de DNA-dubbelspiraal op verschillende
plaatsen opengeritst door het enzym helicase. Helicase verbreekt de H-bruggen tussen beide DNA-
ketens. Dat gebeurt bij een specifieke nucleotidevolgorde. De plaats waar het openritsen begint,
wordt de replicatievork genoemd. Langs de enkelstrenge DNA-ketens komen complementaire
nucleotiden te liggen, die aan elkaar gekoppeld worden door het enzym DNA-polymerase. De nieuwe
keten wordt gevormd in de ‘5-‘3-richting. Langs de leidende streng wordt continu nieuw DNA
gevormd. Langs de volgende streng wordt het nieuwe DNA in stukjes (Okazaki-fragmenten) aan
elkaar geplakt. Deze worden aan elkaar gekoppeld door het enzym ligase.
De polymerase-kettingreactie (PCR) is een methode om in het lab kleine stukjes DNA heel vaak te
kopiëren om het DNA te bouwen en te analyseren. Hiervoor is nodig:
- Het enzym DNA-polymerase;
- Het stukje DNA dat gekopieerd moet worden;
- Heel veel nucleotiden
- Twee Primers (stukjes enkelstrengs DNA of RNA die op de begin- of eindnucleotide van het
te kopiëren stuk DNA passen)
Tijdens de PCR-cyclus wordt het stukje DNA één keer gekopieerd. Er zijn drie stappen:
1. Het DNA wordt verhit tot ongeveer 95°; hierdoor gaan de DNA-strengen uit elkaar
2. De temperatuur wordt verlaagd (60°) en de primers worden toegevoegd.
3. De temperatuur wordt verhoogd tot 72° en DNA-polymerase en de nucleotiden worden
toegevoegd.
Het enkelstrengs DNA dient als matrijs voor de vorming van nieuwe strengen.
DNA-sequensen is het vaststellen van de nucleotidenvolgorde van een stuk DNA. Eerst wordt het
stuk DNA miljoenen malen gekopieerd door middel van PCR. Bij het sequensen worden er heel veel
gewone nucleotiden en een geringer aantal dideoxynucleotiden (H-groep ipv OH-groep aan het ‘3-
eind) toegevoegd. Zodra een dideoxyucleotide wordt ingebouwd, stopt de replicatie. Alle ketens zijn
op dezelfde plaats begonnen en eindigen allemaal met een ddT, ddA, ddC of ddG. Met behulp van
gelelektroferese worden de DNA-fragmenten op grootte gescheiden. Aan de dideoxynucleotiden is
een fluorescerende groep gehecht, zodat ze fluoresceren onder Uv-licht. Hoe kleiner het fragment,
hoe verder het naar beneden zakt. Door steeds de plaats van de dideoxynucleotide te bepalen, krijg
je uiteindelijk de hele DNA-volgorde in beeld.
, Als er in de cel behoefte is aan een bepaald eiwit, gaat er een signaal naar de kern. De dubbele
spiraal van het DNA wordt over de lengte van het gen opengemaakt. Één helft van de DNA-spiraal
wordt overgeschreven in een RNA-molecuul. Dit heet transcriptie. Het RNA brengt de informatie van
het DNA over naar de ribosomen die het bedoelde eiwit kunnen synthetiseren ( mRNA). RNA
bevat de base uracil in plaats van thymine en ribose in plaats van desoxyribose. Ook is RNA
enkelstrengs.
Van het dubbelstrengs DNA wordt één helft wel en de andere helft niet afgelezen. De streng die niet
wordt afgelezen, heet de coderende streng. De andere streng heet de matrijsstreng. Het enzym
RNA-polymerase koppelt de RNA-nucleotiden aan elkaar in een volgorde die complementair is aan
de matrijsstreng (mRNA wordt dus in ‘5-‘3-richting gemaakt). De transcriptie begint op een plaats
met een specifieke DNA-volgorde, de promotor. Het is de plaats waar het RNA-polymerase bindt aan
het DNA. Bij de terminator eindigt de transcriptie. Transcriptiefactoren zijn enzymen die bepalen of
een bepaald gen wel of niet wordt afgelezen.
Bij eukaryoten zijn er binnen het gen delen die niet coderen voor aminozuren: introns. Delen die wel
codes bevatten voor aminozuren zijn de exons. Het mRNA dat bij transcriptie gevormd wordt, bevat
zowel de code van de introns als de exons (=pre-mRNA). Voordat het mRNA de kern verlaat, wordt
aan de ‘5-kant een gewijzigde G-nucleotide geplaatst en aan het eind een aantal A-nucleotiden.
Enzymen knippen de introns uit het mRNA (splicing). Het mRNA is nu klaar en gaat vanuit de celkern
naar het cytoplasma voor de eiwitsynthese.
Epigenetica is de studie van erfelijke veranderingen in de genfunctie die optreden zonder dat de
DNA-sequentie wijzigt. Tijdens de embryonale ontwikkeling worden genen aan- of uitgeschakeld
(genomische afstempeling, tijdens de differentiatie). Omgevingstoestanden hebben een invloed op
de overdraagbaarheid van genomische afstempeling op volgende generaties. Epigenetische factoren
beheersen de ‘aan’- of ‘uit’-stand van genen.
Soms wordt er aan een nucleotide (meestal cytosine) een methylgroep gebonden (DNA-
methylering). De methylering verhindert de genexpressie en het is een omkeerbaar proces.
Methyleringen in een vast patroon vinden plaats tijdens de ontwikkeling en differentiatie van een
individu. Hierbij worden in verschillende celtypes andere genen gemethyleerd. Omstandigheden
tijdens de zwangerschap kunnen invloed hebben op het methyleringspatroon van nakomelingen.
Twee typen epigenetisch RNA: microRNA’s en ncRNA’s. Deze RNA’s hebben invloed op het ‘open’ of
‘gesloten’ zijn van delen van chromosomen of zelfs hele chromosomen. Er is ook dsRNA (double-
stranded RNA) betrokken bij het inactiveren van een gen.
Het nucleosoom (bestaande uit histonen) is een structuur waarin het DNA is verpakt. Histon-eiwitten
kunnen op een aantal verschillende plekken worden veranderd door toevoeging of verwijdering van
kleine chemische verbindingen de aard van het nucleosoom wordt gewijzigd. Chromatine kan
hierdoor meer ‘open’ of ‘gesloten’ gesloten.
De genetische code voor het te vormen eiwit ligt vast in de volgorde van de nucleotiden in het DNA.
Eiwitten bestaan uit lange ketens aminozuren. Voor elk aminozuur bestaat een DNA-code in de vorm
van een triplet. Voor de meeste van de twintig aminozuren is meer dan één triplet voorhanden. Drie
opeenvolgende mRNA-basen die met elkaar de code voor een bepaald aminozuur vormen, is een
codon. Verschillende codons kunnen coderen voor een zelfde aminozuur. Essentiële aminozuren zijn
van buitenaf aangevoerde aminozuren. De eerste letter van een triplet heeft te maken met de
verbinding waaruit het aminozuur wordt gemaakt. De tweede letter staat in verband met de
oplosbaarheid van het aminozuur in water. A is hydrofiel en T is hydrofoob.
Tot niet-coderend DNA behoren de promotoren, terminatoren, transcriptiefactoren en
pseudogenen. Pseudogenen hebben wel de structuur van een gen, maar leveren geen eiwit op. Nog
een groep niet-coderend DNA zijn de stukken die wel in RNA worden omgeschreven, maar niet voor
een eiwit coderen niet-coderend RNA (ncRNA). Deze RNA-moleculen hebben veel
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 aphrocival. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $4.30. You're not tied to anything after your purchase.
