MOLECULAIRE BIOLOGIE & MEDISCHE BIOLOGIE
LECTURE 1 | HOOFDSTUK 4
De moleculaire biologie in de medische praktijk
Lichaam= 1013 cellen --> 200 celtypen in weefsels (+3x1013 bacteriën).
Realisatie dat een behandeling/medicijn niet iedereen kan genezen en de moleculaire technieken samen leiden
tot Precision medicine. Praktijk maakt het heel erg kostbaar.
Ziekte aanpakken= Verschil tussen gezond en ziek begrijpen.
- Stappen
1. Aantonen (Diagnose)
2. Interveniëren (Therapie)
- Technieken
▪ Gentherapie= Een stuk genetische informatie in DNA van de patiënt zetten om een mutatie te
compenseren.
- Kenmerken
Al 20 jaar geleden in de kliniek ingebracht.
Goede uitkomsten, maar sommige aid first events.
Bijv. Gencorrectie
▪ IPS (Induced pluripotent stamcells)= Willekeurige cellen pakken en omzetten in een stamcel waardoor
je zelf bepaalde cellen kunt produceren.
▪ Moleculaire markers= Modificatie op DNA, expressie levels van een gen in kaart brengen en een hoge
sensitiviteit en specificiteit; objectieve manier van diagnostiseren.
- Therapeutische mogelijkheden
▪ Epi-drugs= Moleculaire epigenetica
- Termen
Curable genome
Curable epi-genome (Minder ethisch beladen met meer klinische mogelijkheden)
Afstammeling van een oercel (500 genen)
- Kenmerken
▪ Veel genen zijn behouden. Daarom veel modelsystemen om meer over de werking van het lichaam te
weten.
▪ Vroeger werd gedacht dat hoe groter je genoom, hoe
complexer je was. Inmiddels weten we beter. Hoe de genen
gereguleerd worden bepaald de complexiteit.
▪ Lengte DNA zegt niets over de complexiteit van het
organisme (In de mens= 1,5% van 3x109 DNA bp= Eiwit
coderend/ 40% van de junk is uniek;)
- Kenmerken
Introns (Genexpressie-regulatie)
Genexpressie-regulatie (Incl. promoters)
Non-coding RNAs (Genexpressie-regulatie)
▪ Alles wat leeft heeft DNA
- Kenmerken
Veel homologie in DNA= Comparative genomics
(Conserved DNA: bacterie --> mens=
Modelorganismen voor ziekten).
DNA
- Kenmerken
▪ Twee complementaire strengen
▪ Fosfaat backbone
▪ A/T en C/G
▪ Karyotyperen
▪ Epigenetica= Bovenop/rondom het DNA molecuul.
Chromosoom
- Vormen
▪ Mitotisch chromosoom= Meest compacte vo rm.
▪ Interfase chromosomen= Lang en dun
- Onderdelen
▪ Telomeren (n=2/chromosoom)= Replicatie van de uiteindes en ter bescherming van reparatie.
Worden korter naarmate je ouder wordt.
▪ Replicatie origens (Multiple)= Startpunt van de duplicatie van DNA.
▪ Centromeer (1/chromosoom)= Bij elkaar houden van twee dochter chromosomen in mitose (100.000
nucleotiden).
- Organisatie van DNA
▪ Histonen= Eiwitten ingewikkeld met DNA (H2A, H2B, H3, H4).
- Soorten
Ook histonvarianten (Bijv. H3.3)
- Karakteristieken
Zelfde histone fold en verschillende N-
terminal tail.
Vormen samen een histone octameer met
acht staarten.
Lossere chromatine structuur
Recruiteren van eiwitten
Zeer selectief ingebouwd in bestaand chromatine
Niet voor histon 4
Post-translationele modificaties= Na de translatie tot eiwit, vinden er chemische modificaties
plaats door andere eiwitten. Staarten steken uit.
▪ Nucleosoom= Octameer van histonen (2x(H2A + H2B) + 2x(H3+H4)) + 147 bp DNA + 1x linker DNA (<80
bp linker DNA).
- Typen
Heterochromatine= Dicht/strak verpakt DNA, wat niet afgelezen kan worden.
, Euchromatine= Open/losser verpakt DNA, kan wel tot expressie worden gebracht.
- Eigenschappen
Beide zijn mitotisch stabiel.
Dynamische organisatie is nodig om van open naar dicht te gaan; Lokaal of op
commando.
Heterochromatine structuur verspreiding
- Kenmerken
o Positie effect= Een actief gen in een heterochromatine gebied wordt
Inactief door bijvoorbeeld chromsoom translocatie (Silencing).
o Verspreiding wordt gestopt door een barrier.
- Functie
1. Binden chromatine aan
kernstructuren.
2. Binden sterk aan positief
chromatine.
3. Recruteren activerende histon
writers.
Bijv. HS4 barriere bindende
sequentie mist --> Bglobin
repressie wat leidt tot anemie.
o Ondekt adhv Position effect variegation
(PEV)= Verschillend uiterlijk binnen een
weefsel kunnen hebben.
- Karakteristieken
• White gen= Rood pigment
• White inactivatie= Witte
vlekken in het oog.
- Gene knock-out studies
• >100 genen betrokken bij
heterchromatine verspreiding.
• Versterken of verminderen PEV
effect.
• Veel non-histon eiwitten
betrokken bij genexpressie.
- Werking
o Histone-modifying enzyme
(Writer-protein) bindt aan regulatory protein en trekt een reader
protein aan. Dit zorgt voor histone modificatie (mark). Vervolgens
bindt er een nieuw reader-writer complex en dit herhaalt zich.
- Stapeling
Interactie door middel van staarten (Met name H4).
Linker histon H1= Bepaald de richting van het “nucelosoom-uitgaand” DNA.
- Kenmerken
1 molecuul aanwezig per nucleosoom core
Bindt DNA en eiwit
Groter dan andere core histonen.
Minder geconserveerd
11 genen coderen voor Histon H1
▪ Chromatine= Is het DNA + histonen + niet-histon eiwitten in een zigzag-structuur en er vindt
chromatine remodelling plaats. Kan zich verplaatsen wat zorgt voor expressie veranderingen.
- Typen
Niet-histon eiwitten= Bijv. transcriptiefactoren; gelijke hoeveelheid histoneiwitten vs. Niet-
histon eiwitten.
Histon-eiwitten= Zeer geconserveerd; Bijv. Histon 4 (102 aa) --> erwt vs. Hond; slechts 2aa
anders.
- Functies
, Chromatine structuur kan genen uitzetten= Silencing.
Cromatine structuur heeft een cellulair geheugen= Epigenetic inheritance (Gelijk aan
“spreading” mechanismen).
- Belangrijk voor
Ontwikkeling= Celdeling en celdifferentiatie
Gezondheid= In stand houden van
Ziekten= Roken, dieet, vervuiling, stress, ziekten op langere termijn.
- Gen
activatoren
Initiatie van transcriptie door het recruteren van transcriptie
factoren, mediator, RNA polymerase 2.
- Lokale chromatine structuren
ATP-onafhankelijk/ Breathing= Het nucelosome DNA laat
spontaan af en toe een beetje los waardoor sequentie
specifieke eiwitten kunnen binden. Net genoeg tijd (4-5 sec.)
voor transcritptie factoren om hun plekje te vinden.
ATP-afhankelijk/ Nucleosome sliding= Gereguleerd
openzetten.
- Kenmerken
Dozijn verschillende ATP dependent chromatin
remodelers
Binden histonen en DNA
Meer dan 10 subunits
Meerdere rondes ATP hydrolyse
- Typen
Mbv. Chaperones= Negatief geladen eiwitten
1. Histon exchange (Histonstaart verandering; Histon modifiers nodig).
2. Nucleosome core removal
3. Nucleosome core exchange
Les avantages d'acheter des résumés chez Stuvia:
Qualité garantie par les avis des clients
Les clients de Stuvia ont évalués plus de 700 000 résumés. C'est comme ça que vous savez que vous achetez les meilleurs documents.
L’achat facile et rapide
Vous pouvez payer rapidement avec iDeal, carte de crédit ou Stuvia-crédit pour les résumés. Il n'y a pas d'adhésion nécessaire.
Focus sur l’essentiel
Vos camarades écrivent eux-mêmes les notes d’étude, c’est pourquoi les documents sont toujours fiables et à jour. Cela garantit que vous arrivez rapidement au coeur du matériel.
Foire aux questions
Qu'est-ce que j'obtiens en achetant ce document ?
Vous obtenez un PDF, disponible immédiatement après votre achat. Le document acheté est accessible à tout moment, n'importe où et indéfiniment via votre profil.
Garantie de remboursement : comment ça marche ?
Notre garantie de satisfaction garantit que vous trouverez toujours un document d'étude qui vous convient. Vous remplissez un formulaire et notre équipe du service client s'occupe du reste.
Auprès de qui est-ce que j'achète ce résumé ?
Stuvia est une place de marché. Alors, vous n'achetez donc pas ce document chez nous, mais auprès du vendeur laurarenkema. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €3,19. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.
