Dit is een gedetailleerde samenvatting van de casussen van blok 1.1 Groei en Ontwikkeling in het bachelorprogramma van Maastricht University. Ik heb geprobeerd zoveel mogelijk ook te beschrijven waarom bepaalde dingen zo zijn. Dit vindt ik altijd vele malen beter te onthouden dan simpelweg stampen....
Blok 1.1 Groei en Ontwikkeling
Casus 1
Literatuur: Albert’s essential cell biology
Algemene celorganellen en onderdelen
- Nucleus: Opslag van het erfelijke materiaal. Door de insluiting van een membraan is het DNA
minder vatbaar voor reactieve stoffen die mutaties kunnen veroorzaken.
o Nucleolus: De kern binnen de kern, vooral hier vind transcriptie plaats voor eiwitten.
- Vesicle: vervoeren van moleculen naar binnen/buiten van de cel, of naar specifieke
compartimenten.
- Endoplasmatisch reticulum: Plek waar de meeste cell-membraan componenten en materiaal
dat de cel uit geëxporteerd moet worden gemaakt wordt. Cellen die gespecialiseerd zijn in
bepaalde eiwitproductie hebben vaak een enorm groot E.R.
- Golgiapparaat: Modificeerd en verpakt de moleculen die gemaakt worden in het E.R. en de
cel uit getransporteerd moeten worden of bedoeld zijn voor andere compartimenten in de
cel.
- Lysosoom: Klein en onregelmatig van vorm. Ruimen ongewenste moleculen op door
intracellulaire vertering. Enzymatig?
- Mitochondriën: ATP productie
- Peroxisoom: kleine membraan omsloten vesicles. Doordat het afgesloten is met een
membraan is de binnenkant van een peroxisoom een veilige plek voor een verscheidenheid
aan reacties waarbij waterstofperoxide gebruikt wordt om giftige moleculen te inactiveren.
- Cytoskelet: actine filamenten, intermediaire filamenten en microtubili (beweging, stevigheid
en vervoerorganellen/moleculen)
Wat is de opbouw van DNA, ruimtelijke structuur
Primaire structuur
Het DNA (desoxyribonucleïnezuur) zelf bestaat uit strengen
nucleotiden in paren van twee. De nucleotiden zijn weer
opgebouwd zijn uit deoxyribose (deoxyribonucleïnezuur) en
een nucleotidebase (adenine, cytosine, guanine of thymine).
De nucleotiden (de monomeren van de streng) zijn covalent
(dus één streng is één molecuul) gebonden in een ketting
door de suiker en fosfaten. Er wordt gesproken over een
“backbone” van afwisselend fosfaat en suiker. In het DNA is
dus alleen de base die variabel is. Het einde met de
fosfaatgroep wordt de 5’ kant genoemd en het einde met de
OH groep aan de suikergroep wordt de 3’ kant genoemd.
Secundaire structuur
De enkele strengen DNA worden in paren van twee bij elkaar gehouden door de waterstofbruggen
die gevormd worden tussen het base deel van de nucleotide. Hierbij hebben A en T de mogelijkheid
,om twee waterstofbruggen te vormen, waar C en G de
mogelijkheid hebben om drie waterstofbruggen te vormen. Het
dubbelstrengs DNA krijgt een helixvorm die rechtsom draait.
DNA packaging
Het dubbelstrengs DNA heeft een helixvorm (rechtsom) en is
gewikkeld om nucleosomen als kralen op een ketting. Een
nucleosoom is een octameer van histonen (8 histonen bij elkaar).
Het zijn er twee van elk histon, namelijk H2A, H2B, H3 en H4. Aan
de histonen zitten een soort staarten die om de DNA streng heen
gaan liggen en ze vasthouden. De nucleosomen met het link DNA
ertussen vormen een chormatine fiber. De fiber ontstaat door dat
de nucleosomen elkaar onderling aantrekken. De chromatine fiber
is in lusjes opgevouwen.
Hoe werkt DNA replicatie
1. Topoisomerase ontwikkeld de gepaade DNA-strengen.
Helicase breekt de waterstofbruggen tussen de twee strengen DNA en opent zo de
dubbele helix. (replicatievork is de aanduiding voor waar het splitsen bezig is)
2. RNA primer wordt geplaatst door RNA-primase.
3. Op de “leading strand” synthetiseert DNA polymerase een nieuwe DNA streng vanaf net
na de primer. Dit kan alleen in 5’ naar 3’ richting, daarom is er bij de “lagging strand”
een probleem. Er worden daarom kleine Okazaki-fragmenten gemaakt. Om de zoveel
tijd wordt een RNA-primer door RNA-primase op
de lagging strand geplaatst, waar vanaf DNA-
polymerase II kan werken in de tegengestelde
richting van helicase tot DNA-polymerase II de
vorige primer tegenkomt.
4. DNA-polymerase I maakt uiteindelijk DNA op de
stukjes waar eerst de primers zaten, dit kan niet
op het einde van de lagging strand (omdat het
dan geen primer heeft om de synthese te
starten), waardoor er een missend stuk zou
ontstaan. Om met dit probleem om te gaan zijn
er telomeren op het einde van een DNA-streng.
Dit zijn herhaalde nucleotide sequenties
(TTAGGG) op het einde van een chromosoom. Deze sequentie trekt het enzym
telomerase aan. Telomerase koppelt aan het telomeer van de “template” (dus de lagging
strand waarvan gekopieerd wordt) en maakt het langer. Een primer kan nu op het
nieuwe stuk telomeer gevormd worden door RNA-primase en het missende stuk DNA
kan worden aangevuld door DNA-polymerase II. Het gat dat nu zou vallen door het
probleem ligt in het nieuwe stuk telomeer, wat niet erg is.
Overig:
o Single strand binding proteïne: zorgt dat de losgemaakte strengen niet weer aan
elkaar plakken tijdens het proces van de synthese.
o Exonuclease: het weghalen van de primers
o DNA-polymerase I: proof reading (controle of er geen fouten zijn gemaakt).
, o DNA-polymerase II: minder belangrijk bij reguliere DNA-synthese → is nu niet zo
belangrijk om te kennen.
o DNA-polymerase II: de normale synthese van DNA
o DNA-polymerase clamp: bindt aan DNA-polymerase II en zorgt dat deze niet losraakt
van de template streng als dit niet de bedoeling is. Het is een soort
veiligheidsmechanisme.
Verschil tussen RNA en DNA
- RNA heeft geen thymine als nucleïnebase, maar juist wel weer Uracil waar normaal
thymine zit.
- RNA heeft als suikergroep ribose in plaats van deoxyribose in DNA.
- RNA is meestal enkelstrengs waar het DNA meestal dubbelstrengs is.
- Een andere functie in het menselijk lichaam.
Overzicht van DNA naar eiwit
Transcriptie
1. Promotor (specifiek de TATAAAA box) geeft aan waar de RNA-synthese moet beginnen.
2. RNA-polymerase bindt aan de promotor en splitst daarna het dubbelstrengs DNA en
synthetiseert een RNA-streng “downstream”, dus van 3’ naar 5’ tot de terminatie
sequentie is bereikt.
3. 5’ Cap en de poly-A tail (aan de 3’ kant) worden aan het mRNA toegevoegd.
RNA Splicing
Niet coderende sequenties (introns)
zitten tussen de coderende sequenties
(exons).
De introns worden eruit gehaald door
RNA-splicing. De introns bevatten
bepaalde sequenties die aangeven dat de intron eruit gehaald moet worden.
Translatie
Het mRNA bindt aan ribosomen (vaak op het ruw endoplasmatisch reticulum). Het ribosoom
leest de RNA code per 3 monomeren (codon) en plaatst een stukje tRNA dat complementair
is aan het codon op het mRNA. Het eerste codon is altijd AUG. Aan het tRNA zit een
aminozuur verbonden. Het ribosoom schuift het mRNA op en plaatst het volgende stukje
tRNA op het volgende codon. Weer schuift het ribosoom het mRNA een stukje op en koppelt
het eerste anticodon van de rij los en plakt het aminozuur van dit anticodon aan het
aminozuur van het volgende anticodon. Een keten van aminozuren wordt gevormd, een
polipeptide keten. Uiteindelijk komt de polipeptide keten los.
AUG = startcodon
Vouwen
In het Golgiapparaat worden de polipeptide ketens gevouwen tot eiwitten.
, Primair: covalente sequentie (de volgorde aminozuren)
Secundair: Bèta platen of alpha helix (de vormen die de ketting aminozuren aannemen)
Tertiair: Het geheeld dat de secundaire structuren bij elkaar vormen door
aantrekkingskrachten tussen zijketens, zoals krachten door verschil in hydrofoob of hydrofiel,
ion-interacties en zwavelbruggen.
Quaternair: de vorm die ontstaat doordat meerdere eiwitketens in elkaar vouwen.
Hoe werkt PCR en sequencing
PCR
Benodigdheden
- DNA sample
- DNA primers
- Nucleotiden
- DNA polymerase
Stap 1: Door de sample te verhitten denatureert het DNA waardoor het dubbelstrengs DNA
enkelstrengs DNA wordt.
Stap 2: De oplossing wordt gekoeld waardoor de primers kunnen binden aan de plekken waar dit
beoogt is. Door bepaalde primers te gebruiken kunnen bepaalde DNA stukken gekopieerd worden.
Stap 3: De temperatuur wordt weer verhoogd waardoor DNA-polymerase kan binden en een nieuwe
streng DNA kan vormen vanaf de template streng.
Sequencing
Benodigdheden
- Vrije DNA basen (A, G, T, C)
- DNA polymerase
- DNA primers
- Vrije terminatie basen (A, G, T, C) met een fluorescente marker (terminatie basen
stoppen de DNA-synthese)
Stap 1: verhitten zodat enkelstrengs DNA wordt verkregen.
Stap 2: afkoelen zodat DNA primers kunnen hechten.
Stap 3: verwarmen zodat DNA-polymerase kan hechten en een nieuwe streng kan synthetiseren. Als
er een terminatie base geplaatst wordt stop de synthese van de streng.
Stap 4: verhitten zodat er weer enkelstrengs DNA wordt verkregen.
Het proces wordt vaak herhaald zodat er veel verschillende lengten DNA worden verkregen. Door
gelelektroforese wordt het DNA gesorteerd op lengte. DNA komt in een gel en er wordt een
elektrische spanning op de gel gezet. Hierdoor gaat het DNA vanwege zijn negatieve lading door de
gel bewegen, waarbij de kleinste moleculen het snelst door de gel bewegen. De gel gaat nu door een
computer die de fluorescente markers afleest en daarmee bepaalt welke nucleotide op het einde zit
van elk stuk DNA van alle lengtes.
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, creditcard of Stuvia-tegoed voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper Fritsken. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €5,49. Je zit daarna nergens aan vast.
