Thema 4 DNA

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Bas 1 Bouw en functie DNA

Leerdoelen:

• bouw en functie van DNA kennen
• uitleggen dat veranderingen in DNA organisme verandert
• verschillende typen DNA kennen en verschillen
• verschil coderend DNA en niet-coderend DNA

Van organisme naar DNA

van gen, naar eiwit, naar fenotype

Bouw van DNA

de 5' en 3' kant van de deoxyribose

DNA met de 5' en 3' erin

Gen: deel van een chromosoom met informatie voor één erfelijke eigenschap. 

Chromosomenpaar:  2 chromosomen met informatie over dezelfde eigenschap, maar de informatie kan verschillen

Sequentie: alle 'letters' van een DNA molecuul

Tussen coderende delen ook niet-coderend DNA, dat synthese van eiwitten reguleert

 Kern DNA is niet het enige DNA, ook mitochondriaal DNA en (in planten) chloroplasten DNA

Mitochondriaal DNA: bij mensen alleen via moeder: staart van zaadcel met mitochondriën niet betrokken bij bevruchting

Prokaryoten hebben DNA los in cytoplasma, soms ook plasmiden: kleinere circulaire chromosomen.

plasmide

DNA dat noodzakelijk aanwezig moet zijn

Niet-coderend DNA

Het grootste deel van het DNA

Is/heeft/bestaat uit:

• code voor andere moleculen
• regulerende functie bij eiwitsynthese
• repetitief DNA
• genen die 'rudimentair' zijn

0

Bas 2 DNA-replicatie

Leerdoelen: kunnen uitleggen

• hoe en waarom DNA replicatie plaatsvindt
• wat PCR is en waarvoor het gebruikt wordt
• hoe de nucleotide-volgorde van DNA bepaald kan worden
• hoe DNA van iedereen uniek kan zijn

DNA replicatie: in S-fase van mitose

DNA wordt verdubbeld

DNA polymerase bindt nucleotiden aan DNA

A-T en G-C

Hierdoor twee identieke DNA strengen

bij elkaar gehouden door centromeer

Chromosoom van 2 chromatiden

deling chromosoom

0

0

0

0

0

Telomeren

• Niet-coderend repetitief DNA (TTAGGG)
• Korter na elke celdeling, als het te kort wordt kan cel niet meer delen en ondergaat apoptose
• RNA primer verwijderd, geen 3' uiteinde, DNA-polymerase kan uiteinde volgende streng niet repliceren

samenvatting

Als van een kleine hoeveelheid DNA voor onderzoek een grote hoeveelheid nodig is, moet dit vaak gekopieerd worden.

Hiervoor wordt PCR gebruikt, complementaire stukjes worden gebruikt om het juiste deel te vinden in je DNA (primers)

Cycli in 3 stappen: 95 graden om DNA uit elkaar te laten gaan,

55-65 graden om primer te laten hechten, DNA polymerase complementaire streng laten maken bij 72 graden

0

DNA sequentie bepalen

De DNA sequentie wordt met een radioactief stop-stikstofbase bepaald

In bepaalde verhouding stop-stikstofbase en gewone stikstofbase

door scheiding en radioactiviteit ziet men de volgorde van stikstofbasen

0

0

Individuele verschillen

De coderende genen zullen functioneel moeten zijn, anders werkt een enzym niet of krijg je snel kanker door ontbreken van pigment, hier grote selectiedruk

De verschillen zitten in de 98% niet-coderende delen. Vaak hebben die repeterende code, zoals AAATGGC, dan 10 keer, 7 keer, 2 keer, etc. Meerdere gebieden het aantal repetitie bepalen, geven het unieke van één persoon

0

Restrictie-enzymen

2 typen: 

• exonucleasen
• endonucleasen

Exonucleasen knippen aan buitenkant het DNA, endonuclease knipt binnen in het DNA.

Vaak wordt niet exact middendoor geknipt, maar krijg je 'overhangende' delen DNA: sticky ends

0

Bas 3 Transcriptie

Leerdoelen:

• je kunt de verschillen tussen DNA en RNA uitleggen
• je kunt het proces transcriptie mbv Binas 71 C, E en F toepassen
• je kunt het proces splicing en de termen pre-mRNA en mRNA mbv Binas 71H juist toepassen

Transcriptie

• Met informatie op DNA kunnen ribosomen in cel eiwitten synthetiseren
• DNA-sequentie van een gen overgeschreven naar RNA
• messengerRNA (mRNA) brengt informatie voor synthese eiwit naar ribosoom

Transcriptiefactoren en promotor

• RNA-polymerase bindt aan promotor aan begin van gen
• Bij eukaryoten kan RNA-polymerase alleen binden als er transcriptiefactoren aanwezig zijn

RNA-polymerase 

• Verbreekt waterstofbruggen tussen twee DNA-ketens
• Keten met promotor is template-streng (ook wel matrijs, of anti-sense)
• RNA-polymerase bindt vrije RNA-nucleotiden langs DNA-streng in richting 3' naar 5' (RNA gevormd van 5' naar 3')

Transcriptie (RNA gevormd langs DNA)

RNA-processing (splicing)

• RNA-molecuul dat bij transcriptie is gevormd is pre-mRNA
• Genen bestaan uit stukken niet-coderend DNA (introns) en coderend DNA (exons)
• Spliceosoom knipt introns uit pre-mRNA en plakt exons aan elkaar
• Verschillende mRNA-moleculen kunnen gevormd worden

Bas 4 Translatie en eiwitsynthese

Leerdoelen:

• je kunt mbv Binas 71 E en G translatie uitleggen en toepassen
• Je kunt uitleggen hoe eiwitsynthese in de cel plaatsvindt

Genetische code

• Eiwit bestaat uit aminozuren (20 verschillende)
• Codon: drie opeenvolgende nucleotiden mRNA coderen voor één aminozuur

Codons

• Startcodon: AUG, methionine (met)
• Stopcodons: UAA, UAG, UGA

Translatie

• Voorraad aminozuren in cytoplasma
• tRNA-moleculen binden aminozuren en vervoeren ze naar ribosoom
• Ribosomen koppelen aminozuren aan elkaar tot eiwitten, starten bij 5'-uiteinde
• Eindigt bij stopcodon

tRNA

• Enkelstrengs RNA-molecuul
• CCA aan 3'-uiteinde kan aminozuur binden
• Drie nucleotiden vormen anticodon, binden aan  codon mRNA

Ribosoom

• tRNA complementair aan codon A-plaats bindt daar
• Aminozuurketen P-plaats bindt aan aminozuur A-plaats
• Ribosoom schuift richting 3'-uiteinde, tRNA schuift op naar P-plaats
• Volgende stap laat tRNA los vanaf E-plaats

Eiwitsynthese

• Polyribosomen: meerdere ribosomen vertalen mRNA
• Vrijgekomen eiwitten in cytoplasma of vanaf endoplasmatisch reticulum naar Golgisysteem
• Proteasen breken verkeerd gebouwde eiwitten af