BVJ TH 10 DNA Basisstof 4 Translatie

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Basisstof 4 Translatie & eiwitsynthese

Leerdoel

10.4.1 Je kunt beschrijven hoe translatie plaatsvindt.

10.4.2 Je kunt beschrijven hoe eiwitsynthese plaatsvindt. 

Deze les

• Inzichtvragen bespreken
• Korte recap 
• Recept voor Translatie

           - Genetische code

           - tRNA

           - Ribosomen

• Eiwitsynthese
• (Opdrachten maken  & vragen stellen)

Inzichtsvragen

• Kijk welke vragen je lastig vond!
• Check in je groepje of jullie elkaar kunnen helpen, wie snapt die opdracht wel..
• Leg aan elkaar uit
• De vragen die overblijven (& 25 + 26) bespreken we klassikaal!

7. 

Een stukje dubbelstrengs DNA bestaat voor 23% uit adenine.

Voor hoeveel procent bestaat dit stukje DNA uit guanine?

7. 

Een stukje dubbelstrengs DNA bestaat voor 23% uit adenine.

Voor hoeveel procent bestaat dit stukje DNA uit guanine?

Dit stukje DNA bestaat voor 27% uit guanine. Adenine is altijd verbonden met thymine in dubbelstrengs DNA. Dus het DNA bestaat voor 46% uit adenine en thymine. De overige 54% is gelijk verdeeld over guanine en cytosine.

9.

a) Om het genoom van een organisme in kaart te brengen, kun je gebruikmaken van DNA sequencing. Hierbij wordt de basenvolgorde van het DNA bepaald. Meestal knip je

meerdere kopieën van het DNA in stukjes, omdat de nauwkeurigheid van DNA-sequencing afneemt bij langere DNA-sequenties. De kleine stukjes plak je vervolgens weer aan elkaar door te kijken waar ze (gedeeltelijk) overlappen. Een resultaat van DNA-sequencing levert de volgende DNA-sequenties van zeven nucleotiden lang op. Het oorspronkelijke DNA-molecuul was zestien nucleotiden lang.

Wat was de oorspronkelijke DNA-sequentie?

9.

a) De overlap van de verschillende sequenties is als volgt (met onderaan de oorspronkelijke

sequentie): 

17. 

DNA-ligase verbindt de okazaki-fragmenten met elkaar.

Welke verbindingen tussen de nucleotiden worden door DNA-ligase gevormd?

Gebruik BiNaS tabel 71D.

17. 

DNA-ligase verbindt de okazaki-fragmenten met elkaar.

Welke verbindingen tussen de nucleotiden worden door DNA-ligase gevormd?

Gebruik BiNaS tabel 71D.

DNA-ligase verbindt DNA-moleculen in de lengterichting met elkaar. Dit zijn de verbindingen

tussen de fosfaatgroepen (5’) en de hydroxyl-groepen / desoxyribosemoleculen (3’).

24.

In afbeelding 21 is een helft van een replicatiebel (een zogeheten replicatievork) schematisch

weergegeven. Er is een primer aan een van de strengen gebonden. Aan deze primer kan een

DNA-polymerase koppelen voor de synthese van een nieuwe DNA-streng.

a) Aan welke kant van de primer kan de DNA-polymerase koppelen, P of Q?

b) Welke streng zal de DNA-polymerase vanaf deze primer synthetiseren, de leading of de

lagging streng? Verklaar je antwoord

24.

a) Aan welke kant van de primer kan de DNA-polymerase koppelen, P of Q?

De DNA-polymerase kan koppelen bij P, want hier zit het 3’-uiteinde van de primer. Het 3’-

uiteinde van de primer moet in dezelfde richting wijzen als het 3’-uiteinde van de DNA-streng

die oorspronkelijk was gebonden aan de streng waar de primer aan is gebonden.

b) Welke streng zal de DNA-polymerase vanaf deze primer synthetiseren, de leading of de

lagging streng? Verklaar je antwoord.

De DNA-polymerase zal de leading streng vanaf deze primer synthetiseren. De DNA-polymerase zal synthetiseren in de richting waarin de replicatievork wordt gevormd (de

linkerkant) door het verbreken van de dubbele helix. Dit is de richting waarin de leading

streng wordt gevormd.

25.

Uit het dubbelstrengs DNA van afbeelding 22 moet het rode gedeelte worden vermeerderd door

PCR.

a) Noteer de nucleotidevolgorde van de primers die nodig zijn voor PCR. Ga ervan uit dat ze uit

drie nucleotiden bestaan. Noteer de volgorde van 5' naar 3'.

b) In werkelijkheid is de ideale lengte van een primer voor PCR 18 tot 22 nucleotiden lang.

Waardoor is een primer die uit drie nucleotiden bestaat, niet geschikt voor PCR?

25.

a) Noteer de nucleotidevolgorde van de primers die nodig zijn voor PCR. Ga ervan uit dat ze uit

drie nucleotiden bestaan. Noteer de volgorde van 5' naar 3'.

Voor de bovenste streng heeft de primer de nucleotidevolgorde C-G-G. Het DNA wordt van

het 3’-uiteinde naar het 5’-uiteinde afgelezen. De complementaire streng wordt vanaf het 3’-

uiteinde naar het 5’-uiteinde door DNA-polymerase afgelezen. De primer moet aan de

onderste streng dus aan de rechterkant van het rode deel binden en de nucleotidevolgorde

van de primer is hier A-C-T.

25.

b) In werkelijkheid is de ideale lengte van een primer voor PCR 18 tot 22 nucleotiden lang.

Waardoor is een primer die uit drie nucleotiden bestaat, niet geschikt voor PCR?

Wanneer een primer uit drie nucleotiden bestaat is de kans groot dat de nucleotidevolgorde

complementair is aan meerdere delen van het DNA. Het is dan mogelijk dat de PCR niet de

gewenste DNA-sequentie vermenigvuldigt.

26.

Een onderzoeker vergelijkt de samenstelling van het DNA van twee verschillende allelen. Hij

gebruikt daarvoor een restrictie-enzym dat de bindingen verbreekt tussen de CC-nucleotiden van

een CCGG-stuk in een DNA-molecuul. In afbeelding 23 is schematisch een gedeelte van een DNA-molecuul weergegeven. Dit gedeelte is uniek voor het dominante allel (A). Alleen de relevante stikstofbasen zijn met letters aangegeven, de naastliggende gedeelten zijn met stippellijnen aangeduid. Hoe langer de stippellijn, hoe groter het fragment is. Het restrictie-enzym verdeelt dit gedeelte van het DNA-molecuul in de vier fragmenten W, X, Y en Z. Het mengsel van deze DNA-fragmenten is afkomstig van persoon P die homozygoot is voor het dominante allel (AA). Gelelektroforese leidt tot het patroon zoals is weergegeven in afbeelding 24. Fragmenten W, X, Y en Z worden weergegeven door band 1, 2, 3 en 4.

a) Noteer onder elkaar de nummers van de banden (1 tot en met 4). Zet achter elk cijfer de

letter (W, X, Y, Z) van het bijbehorende fragment. 

1 = X, 2 = Z, 3 = W, 4 = Y     --> (tel de streepjes)

26.

b) In afbeelding 25 is schematisch het recessieve allel a van hetzelfde gen weergegeven.

Persoon Q is homozygoot voor het recessieve allel (aa). Neem afbeelding 25 over en teken op welke plaats(en) het restrictie-enzym dit DNA-molecuul in fragmenten verdeelt. Teken dit op dezelfde manier als in afbeelding 25.

26.

d) Persoon R is heterozygoot (Aa). Nadat het DNA is geknipt, worden de fragmenten door

gelelektroforese gescheiden. Hoeveel banden zijn er in de gel zichtbaar? Leg je antwoord uit.

Er zijn in de gel vijf banden zichtbaar. Persoon R is heterozygoot (Aa). Hij heeft één

chromosoom met het dominante allel A. Het fragment van dit chromosoom wordt in vier

stukken geknipt. Hij heeft ook een chromosoom met het recessieve allel a. Het fragment van

dit chromosoom wordt in drie stukken geknipt. Van deze drie stukken zijn er twee gelijk aan

de stukken van allel A (Y en Z). In totaal zijn er dus vijf verschillende stukken. 

26.

c) Geef ook aan hoeveel banden zichtbaar zijn na gelelektroforese van een mengsel van

fragmenten van dit DNA op de gel.

Persoon Q is homozygoot voor het recessieve allel. Het restrictie-enzym knipt beide delen

van het DNA-molecuul waarin zich het allel bevindt in drie fragmenten van verschillende

lengte. Na gelelektroforese ontstaan drie banden in de gel.

Wat doet transcriptie?

In welke richting leest RNA-polymerase het DNA af en in welke richting wordt een (pre)mRNA-streng gemaakt?

1. 5'-uiteinde naar 3'-uiteinde & 3'-uiteinde naar 5'-uiteinde
2. 3'-uiteinde naar 5'-uiteinde & 3'-uiteinde naar 5'-uiteinde
3. 5'-uiteinde naar 3'-uiteinde & 5'-uiteinde naar 3'-uiteinde
4. 3'-uiteinde naar 5'-uiteinde & 5'-uiteinde naar 3'-uiteinde

Van wie bevat mRNA introns?

1. Eukaryoten
2. Prokaryoten
3. Beide

Hoe scheidt gelelektroforese de gelabelde DNA-fragmenten? En hoe lees je het af?

Translatie

• Doel:  vertalen van mRNA naar een werkend eiwit (polypeptideketen/ keten van aminozuren)
• Waar: Cytoplasma
• Door: Ribosomen

Genetische code

• Welke 4 nucleotiden bevat RNA?
• Vertaling nucleotiden naar aminozuren
• Voor één aminozuur:

        - 3 opeenvolgende nucleotiden                      = codon 

• Vertaling tripletcode BiNas tabel 71G!

Bekijk tabel: Wat valt je op?

tRNA

• transfer-RNA 
• Bindt aminozuren uit cytoplasma
• Toevoer naar ribosoom
• 3 nucleotiden Anticodon (complementaire baseparing)
• Een 3'uiteinde met 3 ongepaarde nucleotiden (CCA)

        - Bindingplek aminozuur

Ribosomen

• Opgebouwd uit rRNA 
• Koppeling aminozuren tot eiwitten (polypeptideketens)
• Bestaat uit:

         - Klein deel (mRNA bindingsplaats)

         - Groot deel (3 tRNA bindingsplaatsen)

Translatie

Hoe verder?...eiwitsynthese

• Eiwit gevormd door ribosomen

    - in Cytoplasma of

    - op ER

• Naar golgisysteem (bewerking)

    - juiste vorm (functioneel)

    - niet juiste vorm --> vernietigd door proteasen (lysosoom)

• Vouwing --> 3D-structuur

Een mRNA-streng heeft de volgende structuur:
5’-AUGACGGAGCUUCGGAGCUAG-3’, hoe ziet de aminozuurketen eruit?

Deze les

• Inzichtvragen bespreken
  
• Korte recap
  
• Recept voor Translatie

       - Genetische code
        - tRNA
        - Ribosomen

• Eiwitsynthese
  
• Weektaak opdrachten maken & vragen stellen

Handige links

• Bioplek animatie Translatie

https://www.bioplek.org/animaties/moleculaire_genetica/translatienieuwx.html

• Replicatie/ Transcriptie/ Translatie op een rijtje!

https://www.vcbio.science.ru.nl/virtuallessons/cellcycle/trans/