Samenvatting Moleculaire Biologie: partim 1

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 ( GC 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