GEN1101 Samenvatting
Leerdoelen casus 1, Excursie naar het familiemuseum
1. Hoe is een cel opgebouwd?
De cel heeft verschillende organellen met elk een eigen functie. Er is een verschil in
Eukaryoten en Prokaryoten cellen, de Eukaryoten hebben dierlijke cellen en de
prokaryoten zijn cellen voor bacteriën.
- Celkern, in de celkern ligt het DNA opgeslagen en hier vindt replicatie plaats.
De celkern is de plek waar alle chromosomenparen liggen opgeslagen.
Mitose en Meiose vinden hier plaats, mitose is de splitsing van een cel naar
twee normale lichaamscellen. Meiose is voor stamcellen hier zijn geen
chromosoomparen maar elke cel krijgt een chromatide.
- Cytoskelet, geeft stevigheid aan de cel en zorgt ervoor dat de organellen op
hun plek blijven liggen.
- Endoplasmatisch reticulum, het endoplasmatisch reticulum bestaat uit twee
delen. Het eerste deel is het ruwe-ER, dit is er voor eiwitsynthese. Het tweede
deel is het gladde-ER, dit is er voor eiwit bewerking en kan labelen waar het
eiwit heen moet na de synthese, dit geeft het eiwit uiteindelijk ook aan het
golgi-systeem.
- Golgi-systeem, het golgi-systeem vormt de eiwitten in hun uit eindelijke
quartaire vorm. Ook transporteert het golgi de eiwitten naar de juiste locatie
d.m.v. vescicles.
- Vescicles zijn transportblaasjes, deze kunnen uit de cel diffusere en op die
manier naar een andere cel getransporteerd worden.
- Celmembraan, het celmembraan regelt welke stoffen in en uit de cel gaan. Dit
kan door middel van ATP gebruiken, ook wel actief transport. Of passief
transport door diffusie.
- Mitochondrium, de mitochondrium produceert de energie voor een cel. In de
mitochondrium vindt de Citrus-cyclus plaats. Bij dit proces komt ATP vrij, dit
gebruikt de cel als hij energie nodig heeft voor transport.
- Lysosoom, breekt macromoleculen af in de cel dit gaat door het gebruik van
hydrolyse.
- Peroxisoom, het peroxisoom kan vetzuren in de cel afbreken.
- Ribosoom, de ribosomen lezen het RNA af en maken hier een aminozuur
structuur van wat uiteindelijk een eiwit vormt.
- Cytoplasma, zorgt ervoor dat de cel bouwstoffen kan transporteren in de cel.
- Centrosoom, uit het centrosoom komen de centriolen. Deze centriolen trekken
de chromosomenparen uit elkaar tijdens mitose en meiose.
- Microtubulus, maakt onderdeel uit van het cytoskelet en ondersteunt de cel.
, 2. Hoe zijn DNA en RNA opgebouwd, en wat is de functie van beide?
- DNA
DNA is opgebouwd uit twee strengen, de structuur van DNA is een dubbele helix.
Het DNA zit opgewonden om 8 histonen, dit zijn eiwitten die ervoor zorgen dat DNA
goed opgeslagen kan worden. Zo vormt dit uiteindelijk een chromosoom, het
chromosoom is niks meer dan opgewonden DNA. DNA bestaat uit 4 verschillende
basen, dit zijn Adenine, Guanine, Cytosine, en Thymine. Adenine en Guanine zijn
beide purines en Cytosine, Thymine en Uracil zijn pyrimidines.
Het DNA is opgebouwd uit een base, een suiker desoxyribose, en een fosfaat groep.
DNA staat voor desoxyribo nucleic acid. De fosfaat groep vormt de ruggengraat van
de DNA streng. DNA heeft een matrijs streng en een coderende streng.
De functie van het DNA is het “bewaken” van de genetische informatie van een
individu.
- RNA
RNA is opgebouwd uit DNA na transcriptie, RNA is een streng en heeft een Poly-A
staart en een 5’ Cap. RNA is in plaats van DNA alleen een Ribose suiker, het heeft
ook dezelfde basen en een fosfaat backbone. De basen voor RNA verschillen alleen
op een punt, Thymine is vervangen door Uracil.
Er zijn verschillende soorten RNA en dus ook verschillende functies. mRNA, ook wel
Messenger-RNA wordt gebruikt voor translatie en het maken van eiwitten. rRNA is
ribosomaal RNA en dit vormt een complex met een grote en een kleine sub unit.
,Deze twee sub units kunnen het mRNA aflezen en het juiste aminozuur vastmaken
aan de polypeptide.
tRNA is transfer RNA, dit transfer RNA bindt aan een aminozuur deze gaat het
ribosoom binnen en bindt aan de juiste basen door een anticodon.
3. Hoe werkt DNA-replicatie?
DNA-replicatie is een stappenplan, 1 Initiatie 2 Elongatie en 3 Terminatie. Het begint
met topoisomerase II die de helix uit het DNA haalt deze topoisomerase knipt in
beide DNA strengen om ze los te maken en supercoils eruit te halen. Vervolgens
knipt topoisomerase in de helix en kan helicase de volgende stap zetten in het
replicatie proces. Helicase knipt de twee strengen uit elkaar, dus alle
waterstofbruggen vallen weg tussen de basen. Wanneer de twee strengen uit elkaar
zijn heb je twee verschillende strengen een leading en een lagging strand.
- Leading strand
De leading strand verloopt zonder problemen en wordt gesynthetiseerd in 5’-> 3’
richting.
- Lagging strand
De lagging strand is een ander verhaal en wordt gesynthetiseerd in 5’ -> 3’ richting.
Dit is niet mogelijk omdat je dan in de richting van de dichte kant werkt. Om synthese
hier toch mogelijk te maken wordt er gebruik gemaakt van primase, primase zorgt
ervoor dat er RNA-primers komen. Deze primers zorgen ervoor dat er kleine stukjes
gesynthetiseerd kunnen worden. Dit zijn okazaki fragmenten.
De synthese van basen wordt gedaan door DNA-Polymerase, deze bindt aan een
promotor complex en zorgt ervoor dat de basen op de juiste plek komen te staan.
Wanneer de synthese klaar is zorgt DNA-ligase ervoor dat de okazaki fragmenten
gekoppeld worden met het DNA via ATP-hydrolyse. Nucleases zorgen ervoor dat de
primers vervangen worden en dat het RNA uit de DNA streng gaat. Single stranded
binding proteins zorgen ervoor dat de DNA-replicatie vork niet op de verkeerde
plekken weer aan elkaar hecht.
4. Hoe werkt genexpressie, transcriptie en translatie.
Genexpressie werkt door het binden aan een promotor complex, wanneer deze
geactiveerd is binden de transcriptie enzymen aan het promotor complex.
Transcriptie is het omzetten van DNA naar RNA, het verschil is dat voordat je mRNA
krijgt je eerst premature RNA. Dit wordt tijdens splicing bewerkt, de intronen worden
ertussen uit geknipt en de exons blijven over. Na splicing komt er een poly-a staart
, en een 5’-cap aan het RNA. Als dat gebeurd is heb je mRNA. Bij Transcriptie wordt
RNA altijd van 5’ -> 3’ eind gemaakt. RNA wordt gemaakt van de coderende streng,
deze wordt afgelezen.
Translatie is het proces van het lezen van mRNA. Ribosomen binden aan het mRNA
en lezen de structuur af. In het ribosoom zit een EPA-complex, dit complex is leidend
in de aflezing en zorgt ervoor dat tRNA via een anticodon kan binden aan het
Ribosoom. Wanneer het ribosoom klaar is laat hij los en is er een polypeptide
gevormd vanuit het mRNA.
5. Hoe werken PCR en sequencing?
- PCR
PCR, polymerase chain reaction. Het zorgt ervoor dat DNA geamplificeerd wordt
naar grote hoeveelheden. PCR werkt als volgt, de DNA-strands worden door hitte uit
elkaar getrokken. Hierna worden primers toegevoegd en het DNA gekoeld zodat de
primers kunnen binden. Wanneer de primers vast zitten komt DNA-polymerase om
de streng te kopiëren. Hierna is het mogelijk om met de nieuwe strands van 2 naar 4
naar 8 te gaan etc. PCR wordt gebruikt om relatief korte stukken DNA te klonen, het
originele template strand kan RNA of DNA zijn.
Je hebt realtime PCR, dit meet hoeveel PCR-product er op het einde van elke cyclus
is.
- Sanger sequencing
Lecture: Wat is een gen?
- Waterstofbruggen vormen tussen N-H of H-O, tussen A-T vormen 2 bruggen
en tussen G-C vormen 3 bruggen. Logischerwijs is de binding tussen cytosine
en guanine sterker dan die tussen adenine en Thymine.
- DNA wat om histonen ligt is niet beschikbaar voor transcriptie, DNA wat
tussen verschillende histonen ligt is wel beschikbaar.
- 23 paar chromosomen, 50% man (XY) en 50% (XX). Trisomie van
chromosoom 21 is syndroom van down.
- 50% van je genoom DNA is uniek, dit wordt niet herhaald. Hieronder valt met
minder dan 5% de eiwit-coderende regio. De intronen maken 20% op van je
DNA.
- P- en Q-arm van een chromosoom, de P (petit) kant is de kleine kant en de Q
kant is de grote kant.
- mRNA codeert voor eiwitten, rRNA zit in de basisstructuur van een ribosoom
en katalyseren tijdens eiwit synthese, tRNA zorgt voor de transport van
aminozuren tijdens translatie, deze drie zijn op dit moment de belangrijkste
typen RNA.
- RNA kan naar DNA gaan door reverse transcriptase, kijk naar virussen zoals
COVID.
- Taq-Polymerase, is niks anders dan DNA-polymerase alleen is het bacterieel
wat kan werken bij hele hoge temperaturen.
- Transcriptie, DNA moet worden ontwonden (Initiatie), dan wordt het DNA
omgezet in RNA (elongatie), hoe stopt de transcriptie (terminatie).
