Moleculaire Biologie
Partim 1: Inleiding tot de
moleculair-biologische
informatiesnelweg
DNA = primaire drager van genetisc maaeriaal geceel aan genetisce info = genoom
DNA + RNA + eiwitenn aiii erfelijk iyiaeem
Tranisripte v DNA RNA renga soderende info over naar syaoplaima aranilate aoa eiwiten
Genenn nusleïnezuren produste van eiwiten of niea-soderend RNA gesonaroleerde expreiiie
1. Inleiding
1.1 Chronologie
Biologisch onderzoek: Mendel – paaroon van overerving (1865)
- 1 kenm epaald door 2 fasaoren, onaf van elkaar overgeërfd
- Dominana/ reseiiief
- ‘Erfare partkeli’ = genen of allelen
- Denkwijze voor Mendeln kenm overgedragen via loed
Scheikundig onderzoek: Mieiscer – scemiisce iameniaelling van selkern (1869)
- 1/3 DNA en 2/3 eiwia
Fysisch onderzoek: onawikkeling liscamisroisopen mea vercoogde reiolute Flemmingn cerkenning
scromoiomen (1882), miaoie, karyoaype
20iae eeuwn ceronadekking weten van Mendel door Correni, De Vriei en Tiscermask
1902n Sutonn syaogenetisce verklaring voor erfelijkceidiprinsipei van Mendel meioie, gameaen
ver and aii scromoiomen en ‘erfare partkeli’ van Mendeln
- Aanwezig in soniaana aanaal
- Veriscillend in aanaal, aype, kleurpaaroon aii dieriooraen
- Verdu elen nea voor seldeling
- Veraonen iegregatepaaroon
1909n Jocaniienn aermen ‘gen’, ‘genoaype’, ‘fenoaype’
1910n Morgann gekoppelde genen, resom inate, sroiiing-over, resom inatefrequente,
koppelingianalyie
1928n Grifacn ‘araniforming prinsiple’
1944n Avery, MsLeod en MsCaracyn elang nusleïnezuur DNA voor overdrasca erfelijke kenm
1944n MsClinaoskn jumping genei, aranipoioni
1950n Ccargafn vercouding purine/pyrimidine = 1
1952n Hericey en Ccaien DNA = asteve somponena in asaeriofagen & laaa infestei aoe
1953n Waaion en Crisk (mede door Wilkini & Franklin)n molesulaire iarusauur van DNA
1
, 1955n Tjion 46 scromoiomen in normaal cumaan karyoaype
1966n Niren erg, Kcorana en Oscoan genetisce sode
2000n eeriae ruwe veriie vd nusleotdeiequente vc menielijk genoom
1.2 Basisvereisten vh genetssh materiaal
1. Doorgeven van kenmerken aan cea nageilascan
Ali du ele maarijin 1 DNA-replisate genetisc maaeriaal onadu elen & doorgeven
2. Expreiiie en sonarole vd erfelijke kenmerkenn
Inaerastei DNA en eiwiten sondeniateaoeiaand + sonarole aranisripte en aranilate
3. Aanpaiiing aan milieun
Muaatei ondercoud vd inaegriaeia van genetisc maaeriaal & vermogen aoa adapaate
2. Van nucleïnezuren tot genomen
2.1 Nusleïnezuren zijn lineaire polymeren van nusleotien
Nusleïnezurenn gesodeerde info in primaire iarusauur v DNA en RNA (= opeenvolging van nusleotden)
Nusleotden foifaaagroep + penaoie + organiisce aie
Penaoien ri oie in RNA, deoxyri oie in DNA iaeedi sysliisc in
Haworac projestee -D-sonfgurate
HOCH2 op 5’n D-poiite OH op 1’n -poiite
5’-Cn eiaer inding mea foifaaa 1’-Cn koppeling mea aie
Ri oien 2 OH-groepen op 2’ en 3’ naar onder gerisca
2-Deoxyri oien op 2’ H naar onder, 3’ OH
Baien in DNA A, G (purinei) & C, T (pyrimidinei)
Baien in RNA A,G (purinei) & C, U (pyrimidinei)
Purinei mea 9-N gekoppeld aan 1’-C op penaoie, pyrimidinei mea 1-N
Baien = ceaerosysliisc mea aiiisc karakaer (door N) niea geproaoneerd ij neuarale pH
Zuur karakaer van DNAn foifaaagroepen
Naamgeving (zie p6)n Baien
Baien + penaoie = nusleoiide
Baien + penaoie + foifaaa = nusleotde (nusleoiide monofoifaaa, difoifaaa…)
Oligo-/ polynusleotden koppeling 3’-OH-groep op penaoie eeriae nusleotde & 5’-foifaaagreop van aweede
nusleotde foifodiëiaer rug, mea afipliaiing pyrofoifaaagroep
2
,Consl.n nusleïnezuren ce enn penaoiefoifaaa ruggengraaa mea aien ali zijkeaeni
Oriënaaten 5’ 3’
2.2 DNA
Sarusaurele eigeniscappen
du ele celix, opge ouwd uia 2 geaiiosieerde polynusleotdekeaeni (Waaion-Crisk model)
3 vooriaellingenn scemiisc iarusauurmodel – ruimaevullend model – isanning aunneling EM opname
Diameaern 2 nm
10,6 p per omwenaeling (3,4 nm)
Elke kernn 2m DNA enorme sondeniate nodig
Sesundaire iarusauurn
o Penaoiefoifaaaruggengraaa aan uiaenzijde, aien aan innenzijde
o Antparallele iarengen
o Sarengen iamengecouden door waaeriaofruggen en cydrofo e inaerastei
(=iaapelingiefesa)
o Rescaidraaiend agv ,D-sonfgurate vd peniaoiefoifaaaruggengraaa
o Baienpaarsomplemenaariaeia agv groote, vorm & scem. eign iaeedi een purine aegenover een
pyrimidine Regel van Chargafn A+G/ C+T = 1 (iom purine = iom pyrimidine)
o Geen sovalenae indingen iarengen isceiden door vercoging Tn energetisc gunitg en
eenvoudig
o A-Tn 2 H- ruggen & G-Cn 3 H- ruggen
!! H- rug = inaermolesulaire krasca aii e—paar op iaerk EN aaoom en na urig H-aaoom
ge onden aan ander iaerk EN aaoom !!
o G-C gecalae ilaaa op primaire iarusauur ( GC op iesundaire)
Waaion-Crisk sonformate = B-DNA
A-DNA = sompasaer, niea in fyiiologiisce, waaerige milieu, enkel in organiisce iolvenaen
Z-DNA = linkidraaiend, koma wel voor in sel, regulerende rol ij genexpreiiie, afankelijk v
aiensom inate
B-DNA= groae en kleine groefn in groae groef inaerastei aien mea eiwiten
-celix en du ele celixn
o -celixn H- ruggen in lengaerisctng
o DNA du ele celixn H- ruggen dwari flexie eler uiging geïnduseerd door
nusleotdeniequente of indende eiwiten
TBP (TATA- ox indend proaeïne)n inda acv eukaryoae promoaori iaerke uiging DNA mea losale
onawinding van B-vorm verloren
Denaaurate en renaaurate
Denaturate/ imelaenn iarengisceiding dmv aemperaauurivercoging of coge pH, oiv ureum of
formamide ( inden door sompette)
Spesarofoaomeariisc gemeaenn aien a ior eren UV ij =260 nm
o A iorpte enkeliarengign 2x groaer dan du eliarengig (penearate efsiënaer ij enkeliareng)
o Tm = veriscillend van DNA aoa DNA-polymeer + iaerk epaald door G-C gecalae (coe groaer G-
C, coe coger Tm)
o Bij Tm = ½ geimolaen
3
, Renaturate (cy ridiiate)n reaiiosiate van gedenaaureerde iarengen af v iequentecomologie
!! inaerferente mea DNA iarengen mea niea-verwanae iequente !!
o Snelceid af vn
DNA sons
Ionensons (‘+’ geladen ionen neuaraliieren ‘-‘ foifaaagroepen aan uiaenzijde DNA
onderlinge afiaotng daala)
Temperaauur (daala onder Tm)
Complexiaeia vc genoom
o DNA n DNA < DNA n RNA < RNA n RNA = iaa ielia
Detecte repettee DNA in Eukaryote genon en
1. Breken v aoaaal DNA in fragmenaen v +- 1000 p
2. Denaaurate en renaaurate
3. Opiaellen reaiiosiatesurve
4. Fragmenaen uniek –> renaaurate even inel
Deelfraste meer voorkomend inellere renaaurate door vercoogde sons
MENSn 109 p 106 fragmenaen van 103 p
Gel-elektroeorese en Southern blotng (p17-19)
o – foifaaagroepen lopen naar + lading onderaan
o Ssceiding o v groote door gel (reiolute af van ioora gel)
o Gel < agaroie
o Hoe kleiner cea fragmena, coe verder cea geraaka !! onaf vd aie !!
o Viiualiiering doorn
Kleuring vc gel mea iaof die oplisca onder UV (fluoreisenae merkeri)n iaof
inaersaleera aii de p en worda gesonsenareerd acv DNA kleuring aoona alle
molesulen
Auaoradiografen radioasteve iaraling van radioastef gemerka DNA zisca aar op
gevoelige flm voorafgekozen ieleste zisca aar
o Na isceidingn Souacern lotngn
1. denaaurate ij coge pH
2. gearanifereera door sapillariaeia op niaroselluloie of nylon mem raan
3. fxate mea UV-iaraling exasae replisa
4. cy ridiiate-experimenan
radioastef gemerkae pro e lijf alleen over na cy ridiiate en waiien waar
DNA aienparing ge eura
o Endonusleaien (reiariste-enzymen)n iequenteipesifek (cerkennen meeiaal pallindromen)
o EsoR1n pro a iliaeia = 1/ 46 = 1/4096
DNAn 3.109 p geknipa mea EsoR1n 3.109.1/4096 = 106 fragmenaen
o Pro e = iaukje enkeliarengig DNA, unieke iequente (+- 20 aien)
voorkomenn 1/ 420
Voorkomen van DNA en RNA in genomen
4
