Transcript 01 DNA - Don Bosco Hechtel

9
Handboek 5/6 deel B
blz.10-17
heterochromatine
euchromatine
kernmembraan
nucleolus
cytoplasma
• Kern:
controlecentrum van de cel
• Kernmembraan met poriën:
uitwisseling van stoffen (o.a. RNA)
• Nucleolus: o.a. rol in synthese van RNA
• Euchromatine: minder gevouwen DNA
• Heterochromatine: compact gevouwen
DNA
1953
Crick & Watson
Rosalind Franklin
Maurice
Wilkins
DNA
desoxyribonucleïnezuur (‘acid’)
hoeveelheid constant in elke cel
van een organisme (> uitz.!)
dubbel-helix (Watson en Crick)
opgebouwd uit nucleotiden =
polynucleotide
2 nm
DNA
histon
Nucleosoom
10 nm
nucleotiden
4 soorten
opgebouwd uit:
1. fosfaatgroep Ⓟ
2.
desoxyribose (pentosesuiker)
3.
één organische stikstofbase (4 soorten)
Cytosine – Guanine – Thymine - Adenine
fosfaatgroep
stikstofbase
Suikergroep
DNA
RNA
desoxyribose
ribose
nucleotiden
Een DNA-molecule bestaat uit 2
polynucleotideketens, onderling
verbonden door waterstofbruggen
tussen de basenparen
adenine  thymine
cytosine  guanine
thymine – adenine – guanine - cytosine
3 H - bruggen tussen
cytosine en guanine
2 H - bruggen tussen
thymine en adenine
RNA
ribonucleïnezuur (‘acid’)
geen dubbel-helix, maar
enkelvoudige polynucleotideketen
opgebouwd uit een fosfaatgroep,
een ribose en een stikstofhoudende
base: adenine, cytosine, guanine of
uracil (! uracil i.p.v. thymine!)
DNA ⇔ RNA
RNA
1. De twee strengen komen los door verbreken Hbrugkrachten d.m.v. het enzyme helicase.
2. Het enzyme DNA-polymerase maakt nieuwe
strengen aan in 5’ – 3’ richting.
3. Elke streng begint met korte RNA-primer(4-10)
4. Bij de ‘snelle, leidende’ streng gebeurt de
synthese met complementaire nucleotiden
continu.
5. Bij de ‘trage’ streng is de synthese discontinu,
waardoor er Okazaki-fragmenten ontstaan die
door DNA-ligase aan elkaar gekoppeld worden.
continue
streng
discontinue
streng
Okazaki fragment
DNA – replicatie
stap voor stap
helpt enzyme DNA-helicase
vraagt energie
steuneiwitten
RNA-primer bevat 4 tot 10 nucleotiden
Continue ‘leidende’ streng
discontinue streng
DNA-helicase
Single strand
binding protein
(steun)
>>Vervangt primers
DNA +
polymerase
Handboek 5/6 deel B
blz.36 - 37
Opbouw chromosoom
karyogram
Kenmerken chromosomen
aantal per celkern is soortgebonden
in niet-delende cellen geen chromosomen,
maar chromatinedraden; pas bij de celdeling
zullen die conderseren tot chromosomen
tijdens de synthesefase in de celcyclus zal
iedere chromatinedraad zichzelf copiëren
(DNA-replicatie)
er worden 2 identieke draden (chomatiden)
gevormd die bij het centromeer aan elkaar
vastzitten
chromosomen worden wat betreft lengte,
strepenpatroon en aanwezige genen in paren
gerangschikt: HOMOLOGE PAREN
elke menselijke cel bevat 22 homologe
paren (22 autosomen) +
1 paar geslachtschromosomen (1 heterosoom)
cel met homologe paren is diploïd (2n)
geslachtscellen zijn haploïd (n)
dus bij de mens is n = ?
De enorme hoeveelheid DNA die elke menselijke
cel bevat, ongeveer 8x109 basenparen, heeft een
totale lengte van ongeveer drie meter ! Dit DNA
bevindt zich volledig in de celkern met een
diameter van ongeveer 10 micrometer (10-5 m).
Om dit mogelijk te maken, dient het DNA op een
zeer georganiseerde manier opgerold te worden
rond nucleosomen). Elk nucleosoom bevat een
groep basische eiwitten, ook histonen genoemd.
Deze basische groepen in de histonen (bevatten
veel arginine en lysine) neutraliseren de negatief
geladen fosfaten. Elke nucleosoom windt zo 146
basenparen in twee omwentelingen om zich heen.
De nucleosomen zullen zich op hun beurt specifiek
rangschikken en een chromatinevezel vormen
(waarbij een aantal andere eiwitten een
stabiliserende rol vervullen.
De verbinding tussen twee opeenvolgende
monomeren in nucleïnezuren vindt plaats door
middel van een fosfaatgroep tussen de zuurstof 5'
van één eenheid en de 3' hydroxylgroep van de
volgende. Op deze manier kunnen lange
polynucleotideketens gevormd worden, met
alternerend fosfaat- en suikergroepen. Op deze
suiker-fosfaatruggegraat staan de basen als
zijtakken ingeplant. De twee uiteinden van de
keten kunnen onderscheiden worden: één uiteinde
draagt een vrije 5' fosfaatgroep, terwijl het
andere uiteinde een vrije 3' hydroxylgroep bezit
De opeenvolging van de verschillende nucleotiden, de
primaire structuur van het nucleïnezuur, wordt
voorgesteld door enkel de volgorde van de basen in de
keten aan te geven, met bij conventie het 5'-uiteinde
links en het 3'-uiteinde rechts:
5’
CGCGAATTCGCG
3’
Op basis van röntgendiffractie konden Watson en Crick
een model voor de driedimensionele structuur van DNA
voorstellen. In dit bekende dubbelehelixmodel zijn
twee polynucleotideketens om elkaar geschroefd. In
deze rechtsdraaiende dubbele helix zit de hydrofiele
suikerfosfaatruggengraat aan de buitenzijde, in contact
met de waterige omgeving, en houden de basen beide
strengen samen door middel van waterstofbruggen.
De dubbele helix is te vergelijken met een wenteltrap,
waarbij de treden door de basen gevormd worden en de
trapleuning door de suiker-fosfaatruggengraat.
Genetische code
opeenvolging van nucleotiden
bepaald de genetische code
42000000000 combinatiemogelijkheden!
code wordt omgezet in eiwitten
Eiwitsynthese (zie later)
± 3% DNA heeft coderende functie