examentraining 1 - Eiwitsynthese B1 - D1 genregulatie

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Eiwitsynthese

Groot idee van de Biologie

Organismen zijn aangepast om te functioneren in de omgeving waarin ze voorkomen.

Wat is het?

Wat moet het kunnen en hoe werkt dat?

Voeden?

Voortplanten?

Verdedigen?

Informatie verwerken?

Hoe aanpassen?

Welke relatie met de omgeving?

Eiwitsynthese

DNA

DNA is opgebouwd uit nucleotiden

Nucleotide bestaat uit:

Desoxyribose

Fosfaatgroep

Nucleïnebase

Vier basen:

Adenine – thymine

Guanine - cytosine

Eiwitsynthese

Genetische code

Codon of triplet: drie opeenvolgende basen

Triplet codeert voor één bepaald aminozuur

Volgorde bepaalt de structuur van eiwit

Matrijs: streng van DNA die wordt gekopieerd door mRNA

Coderende streng: streng van DNA tegenover matrijs

Eiwitsynthese

RNA

Verschillen met DNA:

Heeft geen T maar U

Enkelstrengs

Kan uit de kern weg

Verschillende vormen van RNA:

Messenger RNA (mRNA)

Transfer RNA (tRNA)

Eiwitsynthese

Transcriptie

Stappen:

- DNA strengen laten van elkaar los

- Afschrift van de template streng --> pre-mRNA

- mRNA wordt gevormd van 5’ naar 3’

Eiwitsynthese

Splicing

Pre-mRNA bestaat uit:

Exonen: coderend

Intronen

Eiwitsynthese

Translatie

Stappen:

Ribosoom begint bij het start codon (AUG)

tRNA is gebonden aan specifiek aminozuur

tRNA bindt aan bijbehorend codon op mRNA

Aminozuren worden verbonden met peptidebinding

Polypeptide wordt gevormd

Ribosoom stopt bij stopcodon: UAG, UAA of UGA

Eiwitsynthese

Eiwitsynthese

Eiwitten

Polypeptide vouwt op --> eiwit

Functies eiwitten binnen en buiten de cel:

Enzymen

Structuureiwitten

Transporteiwitten

Receptoreiwitten

Plasma-eiwitten

Antistoffen

Eiwitstructuren:

Primair, secundair, tertiair, quaternair

Eiwitsynthese

Enzymen

Wat is het: een enzym is een eiwit dat een chemische reactie binnen of buiten een cel versnelt zonder zelf verbruikt te worden.

Hoe het werkt:

- Enzym bindt aan substraat (bv maltose/zetmeel)

- Vormt een enzym-substraatcomplex

- Enzym knipt substraat in stukjes

Snelheid afhankelijk van:

- Temperatuur

- Hoeveelheid enzym/substraat

- pH

Hoe werken Enzymen?

Eiwitsynthese

Mutaties

Soorten mutaties:

Eén of een paar nucleotiden

Deletie, insertie

Verandering

Delen van het chromosoom

Door welke eiwitten krijg je deze sticky ends?

Welk proces is hier getekend?

1. DNA-replicatie
2. splicing
3. translatie
4. transcriptie

Wat is de plek waar RNA-polymerase hecht aan een geactiveerd gen in het DNA

1. promotor
2. repressor
3. enhancer
4. operator

Genregulatie in een prokaryoot 

(gen staat uit)

Genregulatie in een prokaryoot 

(gen staat aan)

Telomerase

• Zaadcelmoedercellen, eicelmoedercellen, stamcellen en kankercellen blijven onbeperkt delen
• Telomerase maakt telomeer weer lang
• Gebruikt RNA-deel om DNA te vormen
• In meeste cellen onderdrukt

genregulatie bij eukaryoten

RNA interferentie

activator en repressor-alternative splicing- RNA interferentie

meer LICHT

lichtreceptoren in oog

impulsen in hypothalamus

hormoon melatonine

eiwit pigment melanine

Genregulatie volwassen organismen 1

Ook bij volwassen eukaryoten is de genexpressie afhankelijk van het milieu van de cel en de functie van de cel.

Alle stappen in de genexpressie kunnen worden gereguleerd, belangrijkste is het wel/niet laten plaatsvinden van RNA-transcriptie (transcriptional control in de afbeelding hiernaast).

Genregulatie volwassen organismen 2

In dit laatste gedeelte van de Lessonup uitleg, komen de volgende typen genregulatie aan bod: 

- Activator 

- Repressor 

- Histonbinding 

- DNA-methylering 

- RNA-processing (splicing) 

- RNA-interferentie met miRNA

Transcriptiefactoren: Activator / Repressor

- RNA-polymerase heeft transcriptiefactoren nodig om transcriptie te kunnen beginnen

- Activators binden specifieke DNA-sequentie -> enhancer.

- Repressors binden sequenties in DNA en blokkeren transcriptie

Epigenetica

• DNA-methylering vermindert genexpressie 
• Methylering wordt doorgegeven na celdeling en aan nageslacht
• ook histonwinding heeft invloed op genexpressie

Alternatieve splicing

Er verschillende mogelijkheden voor splicing van een pre-mRNA-molecuul. Hierdoor kunnen verschillende mRNA-moleculen worden gevormd en kan één gen coderen voor verschillende eiwitten. 

De omgeving en functie van de cel bepaalt welk eiwit er wordt gemaakt.

Genregulatie door RNA-interferentie (RNAi)

• Kort type RNA: micro-RNA (miRNA) remt genexpressie
• Enzym Dicer knipt dsRNA in korte stukken = micro RNA (miRNA)
• miRNA bindt eiwitcomplex en vormt miRNA-eiwit complex
• miRNA-eiwit complex blokkeert translatie van mRNA en breekt doel mRNA af

Genregulatie opties

-1- door mRNA af te breken door micro-RNA: RNA interferentie

-2- door DNA opgewonden te houden: gebeurt ook oiv eiwitten

-3- door methylering: epigenetica: wordt doorgegeven aan kinderen en diens kinderen etc: andere genexpressie

-4- activator of supressor aan enhancer om gen aan/uit te zetten