#1 DNA sequentie, DNA technieken

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

DNA

• Chromosomen bestaan voor een groot deel uit DNA.
• DNA=informatie voor al je erfelijke eigenschappen.
• Een gen is een stukje DNA.
• Cellen gebruiken alleen de genen die ze nodig hebben.

DNA replicatie

Transcriptie - eukaryoten (71F)

x

Voorwaarde voor transcriptie: vorming van het transcriptiecomplex.

transcriptiefactoren nodig voor het starten van transcriptie

Genregulatie eukaryoot

• DNA regulatorgenen coderen voor transcriptiefactoren
• RNA-polymerase kan alleen aan promotor binden als daar transcriptiefactoren aanwezig zijn
• Transcriptiefactoren sturen dus de genexpressie
• Ken goed de termen enhancer, silencer, activator, repressor. 

RNA-processing

Voordat het pre-mRNA een streng mRNA wordt, zijn een aantal stappen nodig.

- Kop, staart bewerking

- verwijderen van introns, en exons samenvoegen (=splicing).

RNA splicing: bewerking na transcriptie

mRNA wordt bewerkt. Daarna verlaat het mRNA de kern.

Mogelijke effecten diverse mutaties

Een mutatie kan zijn:

• vervanging van een nucleotide (bijv. A > G)
• nucleotide (of meerdere) uit de code of ingevoegd in de code (leesraammutatie)
  

Het effect hangt af van:

• locatie: wel of niet in exon
• soort mutatie (insertie/deletie leidt vaak tot frame-shift).

De mutatie in de sequentie, plek 538

001 atgactagga agaggacata ctgggtgccc aactcttctg gtggcctcgt gaatcgtggc

061 atcgacatag gcgatgacat ggtttcagga cttatttata aaacctatac tctccaagat

121 ggcccctgga gtcagcaaga gagaaatcct gaggctccag ggagggcagc tgtcccaccg

181 tgggggaagt atgatgctgc cttgagaacc atgattccct tccgtcccaa gccgaggttt

241 cctgcccccc agcccctgga caatgctggc ctgttctcct acctcaccgt gtcatggctc

301 accccgctca tgatccaaag cttacggagt cgcttagatg agaacaccat ccctccactg

361 tcagtccatg atgcctcaga caaaaatgtc caaaggcttc accgcctttg ggaagaagaa

421 gtctcaaggc gagggattga aaaagcttca gtgcttctgg tgatgctgag gttccagaga

481 acaaggttga ttttcgatgc acttctgggc atctgcttct gcattgccag tgtactcAgg

541 ccaatattga ttataccaaa gatcctggaa tattcagaag agcagttggg gaatgttgtc

601 catggagtgg gactctgctt tgcccttttt ctctccgaat gtgtgaagtc tctgagtttc

661 tcctccagtt ggatcatcaa ccaacgcaca gccatcaggt tccgagcagc tgtttcctcc

721 tttgcctttg agaagctcat ccaatttaag tctgtaatac acatcacctc aggagaggcc

781 atcagcttct tcaccggtga tgtaaactac ctgtttgaag gggtgtgcta tggaccccta

Effect van deze mutatie

Plek 538, G wordt A. Het codon wordt dus anders, maar hoe?

1. bepaal wat het codon was: 538/3 = 179,33. 

Dit betekent dat base 538 de eerste letter is van een codon

codon was dus ggg.

2. Bepaal nieuwe codon: ggg wordt agg. 

3. Effect eiwit: glycine wordt arginine in de eiwitketen.

En dat kan grote gevolgen hebben.

Deel 2: biotechnologie en DNA-technieken

Biotechnologie

Biotechnologie is verzamelnaam voor technieken waarbij organismen worden gebruikt.

- Klassieke biotechnologie

- Moderne biotechnologie

Schimmels en bacteriën worden gebruikt om voedsel te produceren.

Ook voor het maken van medicijnen of zuiveren van water wordt klassieke biotechnologie gebruikt.

Klassieke biotechnologie

'Het gebruik van schimmels en bacteriën'

Klassieke veredeling (=leerterm)

Kunstmatige selectie

Veredeling

Supergewassen en supervee

veredelen-fokken

rassen kruisen om betere eigenschappen te krijgen

bijvoorbeeld 1 plant met grotere vruchten, andere plant die sappiger is

kruisen zodat je grote en sappige vruchten krijgt

DNA-technieken

PCR: specifiek stukje DNA heel veel vermenigvuldigen

Gelelektroforese: zichtbaar maken van DNA-fragmenten op lengte (vaak gebruikt na PCR)

cDNA: RNA omzetten naar DNA, zo kun je expressie meten of alleen de coderende sequentie in handen krijgen

CRISPR-CAS: zeer gericht DNA modificeren aan de hand van een gids-RNA

DNA-technieken 2

Genetische modificatie via vector: Je gebruikt een bewerkt virus om cellen te veranderen of je verandert een plasmide om een bacterie andere eigenschappen te geven. 

DNA-Sequencing: de basevolgorde van (een fragment) het DNA bepalen.  

Restrictie enzymen: enzymen die DNA knippen op een specifieke sequentie. Gebruikt als gereedschap. 

copy DNA (cDNA)

• Verkregen door mRNA dat codeert voor een eiwit m.b.v. reverse transcriptase om te zetten naar enkelstrengs DNA
• Als je cDNA gebruikt, dan hoef je geen rekening te houden met splicing
• Vervolgens DNA dubbelstrengs maken door tweede streng DNA ertegen te maken m.b.v. DNA polymerase ---> copyDNA

Dit cDNA inbrengen in een plasmide of in een virus

cDNA

Het cDNA bevat geen

introns

Het cDNA is

complementair aan

de coderende streng

(en niet aan het gen zelf!)

--> eventueel weer dubbelstrengs maken voor gebruik.

DNA profiel maken via PCR 

1. DNA isoleren

2. Stukjes repeterende DNA knippen (dit wil je gaan vergelijken in dit geval)

3. Vermeerderen - PCR

4. Meten - Visualiseren 

5. Vergelijken

DNA profiel

PCR

elektroforese

Moderne techniek: marker-assisted-breeding

genetische modificatie

De bacterie wordt een transgeen organisme, want bevat DNA van andere soort.

Wat is de rol van cDNA hierin?

Restrictie-enzymen

Gebruik je hetzelfde restrictie-

enzym bij de plasmide als bij het 

in te bouwen DNA dan passen de 

'sticky ends' aan elkaar --> handig!

Genetische modificatie - eenvoudig toe te passen bij bacteriën

virus als vector: lastig, want virus infecteert random

plasmide als vector 

Cisgenese: DNA van dezelfde soort

Transgenese: DNA van een andere
                              soort

Crispr-cas

Gene editing

Sequencen 

(bepalen van de volgorde van stikstofbasen in het DNA)