Samenvatting
compleet
Geneeskunde - jaar 1
2020-2021
1
,Casus 1 - excursie naar het familiemuseum
1. Wat is DNA ?
DNA, oftewel DeoxyriboNucleidAcid, is materiaal waarin
de erfelijke informatie van een organisme opgeslagen is.
DNA is opgebouwd uit 2 strengen die als een dubbele
helix om elkaar heen gedraaid zijn. Deze twee strengen
zijn de matrijs en de template, die opgebouwd zijn door
nucleotiden en bij elkaar worden gehouden door
waterstofbruggen. Nucleotiden bestaan uit 3 delen: een
stikstofbase, een suikergroep en een fosfaatgroep. In
DNA-nucleotiden komen de stikstofbasen Adenine, Cytosine, Guanine en Thymine
voor. Deze zijn complementair en kunnen aan elkaar gebonden worden door
waterstofbruggen. Tegenover de A staat een T en tegenover de C staat een G. Deze
basen zitten verbonden aan het eerste koolstofatoom van de suikergroep. Deze
suikergroep in DNA is deoxyribose. Aan het vijfde koolstofatoom van de
suikergroep zit de fosfaatgroep. DNA zit in de celkern opgerold om kleine
bolvormige eiwitten, genaamd histonen. DNA en histonen samen vormen
chromatine, een bouwsteen voor chromosomen. Deze chromosomen komen bij de
mens in paren voor. Dit noemen we homologe chromosomen. De menselijke
celkern bevat gewoonlijk 46 chromosomen, dus 23 chromosomenpaar, met
uitzondering van geslachtscellen. Een het eind van een chromosoom zitten telomeren. Dit is een stukje
DNA wat dient ter bescherming voor het afbrokkelen van het DNA. Deze telomeren kunnen na celdeling
korter worden, maar het enzym telomerase kan deze telomeren weer verlengen.
De 2 ruggengraten bestaande uit fosfaatgroepen draaien om elkaar heen aan de
buitenkant van het DNA. Tussen deze ruggengraten ontstaan gaten, zogenaamde
major en minor grooves. De major grooves zijn ongeveer 50% groter dan de
minor grooves.
Naast nucleotiden heb je ook nucleosiden. Deze bestaan alleen uit een
suikergroep en stikstofbase. Deze nucleoside is belangrijk bij de vorming van de
nucleotiden.
De fosfaatgroep zit aan het vijfde atoom van de suikergroep. De
fosfaatgroep bindt zich vervolgens aan het derde koolstofatoom van
de suikergroep van het vorige nucleotide. Hierdoor ontstaat een
keten, die de backbone van het DNA wordt genoemd.
De coderende en niet-coderende streng hebben diverse benamingen, zoals:
Coderend: lagging, sense
Niet-coderend: leading, template, matrijs, antisense
1.1 Wat is RNA ?
RNA is een afkorting van RiboNucleicAcid. In tegenstelling tot dubbelstrengs DNA is RNA enkelstrengs.
Ook is bij RNA de stikstofbase Thymine afwezig. Een van de belangrijke functies van het RNA is de
informatie die in het DNA is opgeslagen overbrengen naar de ribosomen. Hier worden aan de hand van
deze informatie eiwitten geproduceerd.
RNA wordt gemaakt met behulp van het RNA-polymerase. Dit is een enzym dat zelf een RNA-keten kan
starten. Wanneer het RNA-polymerase de nucleotidenvolgorde a eest kan deze een pre-mRNA-molecuul
synthetiseren. Vervolgens wordt er een 5’-cap op het molecuul gezet en treedt splicing op. Hierbij wordt
het intron uit de mRNA structuur gehaald met behulp van het spliceosome. Er wordt dan een 3’-uiteinde
aan de staart van adenosinenucleotiden geplakt en dan is het pre-mRNA verandert in mRNA.
Vanwege de verschillen in structuur is DNA geschikt voor het lang opslaan van erfelijke informatie en is
RNA meer geschikt voor korte-termijn functies, zoals de informatie overbrengen naar ribosomen.
De overeenkomst tussen DNA en RNA is dat het beiden bestaat uit een reeks gekoppelde nucleotiden.
RNA heeft een extra H.
2
fl
, 2. Hoe is een cel opgebouwd en wat zijn de functies van deze onderdelen ?
Opbouw van de cel:
De cel is opgebouwd uit organellen. Deze organellen
kun je zien als de organen van de cel. Cellen ontstaan
door meiotische of mitotische delingen. Aan de
buitenkant van de cel bevindt zich het celmembraan.
Dit membraan is opgebouwd uit vetten, koolhydraten,
eiwitten en cholesterol en zorgt voor een scheiding
tussen de binnenkant van de cel en de buitenkant van
de cel. In de cel zit cytoplasma. Dit cytoplasma bestaat
voor een groot deel uit intracellulair vocht. Hierin zijn
sto en opgenomen die bijdragen aan het functioneren
van de cel. Deze sto en zijn zouten, koolhydraten en
eiwitten. Ook zitten er enzymen in het cytoplasma die
de stofwisseling van de cel mogelijk maken. Ook
bevindt zich in dit plasma het cytoskelet, dat door
behulp van verschillende eiwitstructuren vorm en
stevigheid aan de cel geven. Door het cytoskelet is ook
transport binnen de cel mogelijk en kunnen cellen zich
aan elkaar vasthechten. In het cytoskelet zitten 3
soorten actine lamenten die stevigheid aan de cel geven. De actiedraden zijn lange dunne eiwitdraden
gelegen aan de zijkant van de cel, om versteviging aan de cel te geven. Ze liggen tegen het membraan
aan. intermediaire lamenten houden de organellen op hun plek. Het zijn eiwitbuisjes die dunner zijn dan
microtubuli en dikker dan actinedraden en ze zitten door de hele cel verspreid. De microtubuli,
actine lamenten in intermediaire lamenten geven stevigheid aan de cel.
In het cytoplasma vind je ook peroxisomen. Dit zijn blaasjes waarin uit voeding
verkregen vetzuren worden afgebroken tot bouwstenen voor de cel. Ze komen voort
uit zelfdeling. Het peroxisoom bestaat uit waterstofperoxide en sto en die dit
waterstofperoxide neutraliseren. Ze neutraliseren sto en zoals alcohol. Daarom
bevat de lever meer paroxismen.
Microtubuli
Dit zijn holle buisjes eiwit. Over de microtubuli kunnen de organellen zich verplaatsen binnen de cel. Ook
maken ze beweging van de cel zelf mogelijk. Dit gebeurt door middel van trilharen (cilia) en zweepstaarten
( agellen). De microtubuli worden gevormd in een celgebied genaamd centrosoom. Hier bevinden zich ook
2 centriolen. Vanuit de centriolen lopen de microtubuli naar de rand van de cel.
Celkern
Net als de cel zelf heeft de celkern ook een membraan. Deze bestaat uit kernporiën. Aan de hand van
deze poriën geeft de celkern instructies aan de cel. Het dubbele membraan dat de kern omgeeft noem je
de nucleaire envelop. In de kern zit ook een soort cytoplasma, genaamd nucleoplasma. In de celkern zit
ook het DNA opgeslagen. De celkern wordt ook wel nucleus genoemd.
Ribosomen
De ribosomen maken eiwitten op basis van het afgegeven mRNA door de celkern. De ribosomen kunnen
dit doen doordat ze bestaan uit enzymatisch actief RNA. De volgorde van de aminozuren die gekoppeld
worden, worden bepaalt door dit rRNA. Deze koppeling gebeurt tijdens de translatie. Ribosomen kunnen
los voorkomen of gebonden aan het ER. De losse ribosomen produceren de eiwitten binnen de cel.
Endoplasmatisch reticulum
Er bestaan 2 soorten van het endoplasmatisch reticulum,
namelijk ruw endoplasmatisch reticulum en glad
endoplasmatisch reticulum. Het ER ligt rond de celkern.
Ruw endoplasmatisch reticulum
Ruw ER heeft ribosomen op het membraan liggen. Deze
hebben een rol bij het transporteren van eiwitten naar buiten
de cel. Vanuit het ruw ER worden eiwitten getransporteerd
3
fl ff fi fi fi ff fi ff ff
, naar het Golgi-systeem. De ribosomen zitten aan de buitenkant van het ER en hier worden dus de eiwitten
gemaakt. Deze worden vervolgens de holte van het ER ingetrokken en vanuit hier via poorten en kanalen
het ER in. Dit heet ER transport.
Glad endoplasmatisch reticulum
Het glad ER speelt een rol bij de stofwisseling. Glad ER maakt ook schadelijke sto en onschadelijk en zijn
daarom veel aanwezig in levercellen. Sommige hormonen, zoals progesteron en testosteron worden ook
op het glad ER gemaakt.
Golgi-systeem
In het Golgi-systeem komen de eiwitten binnen. Het Golgi-systeem heeft 2 kanten, een cis- en trans-kant.
Aan de cis-kant komen de blaasjes aan en aan de trans-kant verlaten ze het Golgi-apparaat. Het Golgi-
systeem sorteert sto en voor inter-, intra- en extracellulair transport.
Lysosomen
Lysosomen zijn kleine blaasjes (vesikels) met enzymen die zijn gevormd door het Golgisysteem. Ze spelen
een grote rol in de vertering van voedingssto en, zoals koolhydraten, eiwitten en vetten. De vesikels
kunnen samensmelten met andere vesikels waarin sto en zitten die moeten worden afgebroken. Deze
onderdelen komen vaak van buiten de cel en bestaan uit afval en onverteerde voedingssto en.
Mitochondrien
Deze organellen zijn boonvormig en hebben een dubbel membraan, namelijk een binnen- en
buitenmembraan. Het binnenste membraan is sterk geplooid en beide membranen bestaan uit een
dubbele laag fosfolipiden. De ruimte tussen de membranen noemen we de intermembranen ruimte. Door
middel van oxidatieve fosfolyering kunnen de mitochondriën energie maken in de vorm van ATP. Dit komt
omdat koolhydraten en vetten aeroob worden afgebroken. De cel haalt de meeste van zijn energie dan
ook uit het ATP gemaakt door de mitochondriën.
3. Hoe werkt replicatie ?
Bij de DNA-replicatie maakt DNA een kopie van zichzelf tijdens de
deling. Hierbij wordt eerst de dubbele helixstructuur verbroken, dit
gebeurt met behulp van het enzym helicase. Dit enzym verbreekt de
waterstofbruggen tussen de stikstofbasen.
Na het openknippen is er een leidende streng en een achterblijvende
streng. De leidende streng wordt afgelezen in de richting 5’ - 3’ en kan
doorlopend worden afgelezen met behulp van het enzym DNA-
polymerase. Er wordt dan direct een nieuwe streng gekopieerd complementair DNA gemaakt. Bij de
achterblijvende streng is dit niet mogelijk en er ontstaan okazaki-fragmenten. Deze fragmenten worden
later met elkaar verbonden door het enzym DNA-ligase. Dit kost de cel ATP. Voor de doorlopende DNA-
streng is maar een DNA-polymerase nodig en bij de Okazaki-fragmenten zijn er enorm veel polymerase-
enzymen nodig, omdat de binding steeds opnieuw moet plaatsvinden. Nadat alle basen overeenkomen,
verwijdert exonuclease de primer. De ontstane gaten worden dan gevuld door complementaire
nucleotiden. Hierna bindt het DNA zich automatisch in een dubbele helix. Topiomerase is een enzym wat
de spanning verminderd tussen het DNA. Topiomerase 1 zorgt ervoor dat in het DNA de
streng losser om elkaar heen wordt gewikkeld, zodat er minder spanningsopbouw is
wanneer de DNA structuur verbroken wordt. Topiomerase 2 kan dsDNA wat om een ander
stuk dsDNA zit ook losmaken en er een streng van maken met minder spanning.
4. Hoe werkt transcriptie ?
Tijdens de transcriptie zijn de chromosomen tijdelijk ontrold. De transcriptie start wanneer een RNA-
polymerase zich bindt aan een promotor. Dit wordt initiatie genoemd. Alleen bij een een promotor kan
RNA-polymerase binden. Na de binding leest het RNA-polymerase de nucleotidenvolgorde af om een pre
mRNA molecuul te maken. Hierna treedt er splicing op. Met behulp van het splicosome worden introns
verwijderd uit het pre mRNA. Er wordt een 5’ cap op het molecuul gezet en een 3’ uiteinde aan de poly-A-
staart geplakt. Het mRNA kan dan als af worden beschouwd en verlaat de kern. Het mRNA gaat naar het
cytoplasma voor translatie.
4
ff ff ff ff ff
