Summary
Samenvatting Genoom tot populatie
- Course
- Institution
Samenvatting van alle hoorcolleges.
[Show more]
Seller
Follow
jetslobbe
Content preview
Van genoom tot populatieHOORCOLLEGE 1
Bouwstenen van DNA: nucleotiden.
Suiker in het midden, een fosfaat eraan. Met de OH’s van suiker worden andere bindingen
gemaakt: 2 covalente, 1 niet-covalente binding. Aan de 5’ zit een fosfaat gebonden, aan de 3’
zit de suiker gebonden. Aan 1’ zit de base, deze kan waterstofbruggen vormen.
Vier basen: guanine (vormt drie waterstofbruggen), adenine (vormt twee waterstofbruggen
en heeft twee ringen), thymine en cytosine moeten herkend kunnen worden.
De dubbele ringen van adenine en guanine heten purines. De enkele ringen van thymine en
cytosine heten pyrimidines.
De waterstofbruggen kunnen alleen worden gevormd, wanneer A-T en C-G antiparallel van
elkaar liggen de ene van 5’ naar 3’, en de andere daar tegenover andersom.
De twee strengen die de dubbele helix vormen, liggen dus antiparallel.
Een DNA-helix is ongeveer 2 nanometer breed.
Nucleotides zitten gebonden met een fosfodiësterbinding. Aminozuren met een
peptidebinding.
Officieel lees je DNA altijd af van 5’ naar 3’.
Wat maakt dubbelstrengs DNA geschikt als de drager van genetische informatie?
- De informatie ligt dubbel opgeslagen: dit maakt herstellen van fouten mogelijk, en
kopiëren makkelijk
- Door de dubbele helix structuur is DNA heel stabiel, en kan heel veel nucleotiden
bevatten en dus heel veel informatie opslaan (DNA van duizenden jaren oud kan nog
worden gelezen)
Het DNA van een zoogdier heeft ongeveer 3 miljard unieke basenparen =
ongeveer één meter lang.
1 chromosoom = 1 lang DNA molecuul. Wij hebben er 23, dus ze zijn ongeveer 4 centimeter
lang.
DNA is allemaal fosfaat, en fosfaat is negatief. Dat kan dus niet vouwen. Het wordt omgeven
door allerlei positieve eiwitten om vouwing wel mogelijk te maken.
Nucleosoom = 1 histoncomplex + DNA eromheen.
Chromatine = totale DNA keten met histonen.
DNA is lineair, maar niet symmetrisch. DNA strengen zijn omgekeerd complementair aan
elkaar.
DNA is een recept waarmee een organisme zichzelf kan namaken en in stand houden. Het
bevat informatie over:
- De samenstelling van componenten van een cel (lipiden, suikers, eiwitten,
nucleïnezuren; in DNA zelf zitten al eiwitten en nucleïnezuren; je komt aan vetten en
suikers door aminozuren die dat maken)
- De volgorde van maken en de hoeveelheid van componenten
Wat is een gen?
- Bevat informatie voor de samenstelling en regulering van een eiwit of RNA
- Bestaat uit een coderend gedeelte: de samenstelling van een eiwit; en een
regulerend gedeelte (kan op veel plaatsen op de streng zitten): de hoeveelheid van
een eiwit
DNA is de lineaire code voor vooral het coderende gedeelte. DNA heeft ook
structurele/ruimtelijke informatie regulerende code is meer slot/sleutel.
Aantal baseparen = DNA maar komt niet overeen met het aantal genen. Voorbeeld:
Dieren hebben 20-50 paar chromosomen, en 300-3000 genen per chromosoom. 104 tot 106
baseparen per gen. 3*109 unieke baseparen = 6 miljard in totaal.
HOORCOLLEGE 2
De oorspronkelijke DNA streng dient als de matrijs (template = mal) voor de nieuwe streng.
Beide template strengen kunnen dus een kopie maken van de andere streng die er
oorspronkelijk tegenover lag.
Wanneer vindt in een cel DNA replicatie plaats?
, - Bij celdeling (hoe vaak dat is, hangt enorm af van het celtype)
- Tijdens de S-fase van de celcyclus vindt DNA replicatie plaats (G1 – S – G2 – M)
Wat is nodig voor DNA replicatie?
- Deoxynucleotidentrifosfaten (suiker mist 1 zuurstof) deoxy-ATP’s, oftewel energie
- Enzym dat deoxyribose-fosfaat binding in DNA keten maakt: DNA polymerase
maakt covalente binding tussen de OH-groep van 3’ en de fosfaat van de nieuwe
nucleotide fosfodiësterbinding (er valt pyrofosfaat af)
- De waterstofbruggen tussen de baseparen gaan automatisch
DNA polymerase maakt ongeveer 1 fout per 104 basen. Hij kan deze verbinding zelf
verbreken. Het verwijderen van foute basen gelijk na inbouw heet de proofreading activiteit
van DNA polymerase. Polymerase weet dat hij een fout heeft gemaakt, wanneer de basen
elkaar afstoten dan wordt de streng wat dikker, en kan het enzym niet verder.
DNA polymerase heeft een enkelstrengs DNA template nodig, maar normaal is DNA
natuurlijk dubbelstrengs. De bases moeten dus worden opengebroken. Dit gebeurt wanneer
je van de G1 naar de S-fase gaat. Ontbindingsaminozuren gaan bij bepaalde DNA codes, de
replicatie origines, zitten, en breken de strengen open. Na het openbreken kan aan beide
kanten van de replicatie origine een polymerase starten.
Helicase: opent vlak voor polymerase de DNA helix verder aan de voorkant van een
replicatie vork.
DNA polymerase maakt een nieuwe DNA streng van 5’ naar 3’. Hij heeft dus een streng met
een vrije 3’ OH-groep nodig. Dit kan polymerase niet zelf maken, maar hier is een primer
voor nodig die primase heet. Primase maakt een klein RNA beginnetje voor DNA
polymerase: de startmotor.
Een sliding clamp houdt DNA polymerase gebonden aan de DNA streng.
DNA polymerase heeft een template streng nodig van 3’ naar 5’, om een nieuwe streng van
5’ naar 3’ te maken. Dit heet de leading streng; deze synthese gaat de goede kant op met
helicase mee. Wanneer de template streng van 5’ naar 3’ loopt, gaat polymerase de andere
kant op. Dit heet de lagging streng. Er moeten dus continu nieuwe primers worden gemaakt
door primase, om steeds opnieuw kleine stukjes te kunnen synthetiseren. Deze kleine
stukjes heten Okazaki fragmenten.
Enkelstrengs DNA is natuurlijk kwetsbaar. Single-strand binding proteins beschermen de
lagging streng voordat de replicatie begint, omdat de stukjes in de lagging streng natuurlijk
soms even moeten wachten tot er een nieuwe primer is.
Wat te doen met de gaten en RNA primers op de lagging strand?
- Een bepaalde nuclease haalt de tussenstukken weg, en dan is er een lege template
voor DNA polymerase om de Okazakifragmenten te koppelen
- DNA ligase maakt een covalente binding tussen de 3’-OH en 5’-fosfaat die dan naast
elkaar terechtkomen; hier wordt ATP voor gebruikt
De lagging strand wordt bij elke replicatieronde korter. Hoe voorkomt de cel dat de
chromosomen na een aantal delingen zo kort worden, zodat er belangrijke informatie
verloren gaat?
- Telomerase zorgt ervoor dat het einde van een DNA streng ook gerepliceerd wordt
Als dit niet gebeurt, heeft een cel een maximale delingscapaciteit, omdat het DNA op een
gegeven moment op is. Tumorcellen hebben dus heel veel telomerase. Ook geslachtscellen
en embryonale cellen.
Bij andere cellen wordt DNA bij elke deling korter beperkt aantal delingen veroudering.
HOORCOLLEGE 3
Bij een mutatie weet je niet altijd welke de foute en welke de goede versie is.
Verschillende mutaties:
- Classificatie: in welk celtype ze zitten (erfelijke, germ-line cellen/geslachtscellen, of
niet-erfelijke, somatische/lichaamscellen, mutatie)
o Mutatie van één base kan een erfelijke ziekte veroorzaken; bijv.
sikkelcelanemie
, - Classificatie: de omvang van de mutatie; klein = puntmutatie; mutaties waarbij grote
DNA fragmenten veranderen = chromosomale mutatie
o Soorten puntmutaties: substitutie: vervanging van een base; insertie: invoegen
van een base; deletie: verwijderen van een base; indels: zowel bases
ingevoegd als verwijderd
o Substitutie komt het meest voor; naam is afhankelijk van welke base
vervangen is als A een G wordt (dus blijft een purine) heet het een transitie;
als je van een A naar een C of T gaat (dus purine pyrimidine) heet het een
transversie
Maar een klein gedeelte van het DNA codeert voor eiwitten. Er zijn dus coding mutaties
(ongeveer 1-2%) en non-coding mutaties.
Effect van substituties:
- Silent mutatie/synonieme mutatie: een codon verandert in een codon dat codeert
voor hetzelfde aminozuur (dit heeft natuurlijk geen effect)
- Niet-synonieme/missense mutatie: ander aminozuur (dit kan effect hebben)
o Niet-synoniem/neutral: ander aminozuur heeft geen effect
- Nonsense: er wordt nu gecodeerd voor een stopcodon in plaats van voor een
volgend aminozuur (heeft vaak effect op de functie van een eiwit)
Effect van inserties/deleties:
- 1 of 2 basen meer of minder: alle codons verspringen: frame-shift totaal andere
aminozuurvolgorde en veel andere aminozuren; heeft meestal effect op de functie
- Drie basen meer of minder: 1 aminozuur meer of minder; mogelijk effect
Effect van een mutatie op de functie van het eiwit:
- Loss-of-function: eiwit is minder actief of inactief gebeurt het meest
- Gain-of-function: eiwit is actiever
- Geen effect
Effect van een mutatie in een eiwit op het fenotype:
- Dominant: mutatie in één van de twee chromosomen heeft effect op het fenotype
o Meestal gain-of-function het eiwit is actiever
- Recessief: alleen mutatie in beide chromosomen heeft effect op het fenotype
o Meestal loss-of-function het eiwit is minder actief of inactief
Oorzaken van puntmutaties:
- Spontaan:
o Fouten bij replicatie (mismatch); wanneer deze fout niet wordt hersteld, wordt
hij permanent
o Deaminering (cytosine uracil); cytosine is een minder stabiele base: de
aminogroep kan eraf vallen, en worden vervangen door zuurstof; uracil lijkt op
thymine, en bindt dus aan een A mutatie van C-G naar U-A; deze fout kan
eruit worden gehaald, maar wanneer dat niet gebeurt, wordt het permanent
o Depurinering (deletie G of A; er is gewoon een base weg)
- Door mutagenen:
o Chemische mutagenen: lijken op basen (base analogs), veranderen base
(base modifying), gaan tussen basen zitten (intercalating)
o UV/röntgenstraling; UV licht produceert thymine dimeren twee gebonden
thymines; wanneer dit niet wordt gerepareerd, ontstaat Xeroderma
pigmentosum
Permanent: het nieuwe genoom zit in een cel niks meer om mee te vergelijken dus je
weet niet dat het niet klopt.
Dus: mutatie opsporen voor hij permanent wordt. Dit gebeurt door zo’n dikte te voelen in de
streng wanneer het niet perfect past. Detectie mismatch of mutatie: verschillende DNA
reparatie eiwitten scannen DNA voortdurend op onregelmatigheden (een soort vingers die
over de streng voelen).
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 jetslobbe. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $4.87. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
67163 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now