T4B2 - DNA-replicatie

T4B2 - DNA-replicatie
1 / 36
suivant
Slide 1: Diapositive
BiologieMiddelbare schoolvwoLeerjaar 5

Cette leçon contient 36 diapositives, avec diapositives de texte.

time-iconLa durée de la leçon est: 50 min

Éléments de cette leçon

T4B2 - DNA-replicatie

Slide 1 - Diapositive

Leerdoelen
  1. 10.2.1 Je kunt uitleggen hoe DNA-replicatie plaatsvindt.
  2. 10.2.2 Je kunt uitleggen hoe de basenvolgorde van DNA kan worden bepaald.
  3. 10.2.3 Je kunt uitleggen hoe DNA-analyse kan worden toegepast om verwantschap tussen organismen vast te stellen.

Slide 2 - Diapositive

Begrippen BS2
S-fase
DNA-replicatie
helicase
replicatiebel
primer
DNA-polymerase
afleesrichting
leidende streng

Okazaki-fragmenten
DNA-ligase
volgende streng
telomeer
PCR
sequencen
gelelectroforese 
DNA-fingerprint
restrictie enzymen

Slide 3 - Diapositive

Celdeling
Door middel van celdeling maak je van een cel een identieke dochter cel. Deze cel moet dus ook hetzelfde DNA hebben.

Celdeling start dus ook altijd met het kopieren van DNA, ook wel replicatie genoemd.

DNA-replicatie vindt plaats tijdens de S-fase
(binas tabel 71D)



 

Slide 4 - Diapositive

Bouw van DNA
Nucleotide = suiker + fosfaat + base 

'5 uiteinde: een fosfaatgroep
'3 uiteinde: een OH-groep

Leesrichting: 3' naar 5'
(DNA polymerase van 5' naar 3')


Slide 5 - Diapositive

  stap 1            
1. Waterstofbruggen van de        basenparen worden vanaf        replicatiestartpunt in twee        richtingen verbroken door        enzym helicase.
2. Ds-DNA wordt ss-DNA.
3. Hierdoor ontstaat een              replicatiebel.                          

-> replicatiebel 

Slide 6 - Diapositive

stap 2
Single-strand DNA-binding proteins (SSBP's) binden aan het ssDNA, zodat de H-bruggen niet worden hersteld 

Slide 7 - Diapositive

stap 3
De primer hecht aan het ssDNA aan de 3' kant.
  • primers worden door het enzym primase gemaakt 
  • primer is aanhechtingspunt voor DNA-polymerase, want DNA-polymerase kan alleen nucleotiden kan vastplakken aan het 3’-uiteinde

Slide 8 - Diapositive

DNA-polymerase
  • werkt vanaf de 3'-kant
  • vanaf 3' kant primer worden dNTPs (deoxynucleotidetrifosfaat) toegevoegd. 
  • Hiervoor wordt energie gebruikt door splitsen van 2 fosfaatgroepen.
  • dAMP, dTMP, dGMP, dCMP

Slide 9 - Diapositive

DNA replicatie
Afleesrichting DNA polymerase: 3' naar 5' uiteinde

Nieuwe streng wordt gemaakt in richting 5' naar 3' uiteinde.

Nucleotide bindt dus aan 3' uiteinde

Slide 10 - Diapositive

DNA-polymerase
  • In een replicatiebel wordt het dubbelstrengs DNA in twee richtingen opengeritst (A). 

  • Leading streng (leidende streng): DNA-polymerase kan aaneensluitend nucleotiden toevoegen.

  • Lagging streng (volgende streng) DNA-polymerase kan steeds maar korte stukje DNA (okazaki-fragmenten) maken vanaf een primer, omdat dit achterwaarts gebeurd (wachten op  helicase).

Slide 11 - Diapositive

Lagging strand
in de andere richting wordt er gebruik gemaakt van Okazaki-fragmenten
  • kleine stukjes DNA die worden ingebouwd 
  • stukjes worden door        DNA ligase aan elkaar gemaakt

Slide 12 - Diapositive

Slide 13 - Diapositive


Na replicatie bestaat een chromosoom uit 2 chromatiden (een nieuwe en een oude).

Tijdens mitose gaan chromatiden uit elkaar.

Elke dochtercel zal dan ook voor de helft uit het DNA van de origenele cel bestaan

Slide 14 - Diapositive

Telomeren en veroudering
RNA-primer uiteinde DNA-streng wordt verwijderd.

Hierdoor kan het uiteinde van een enkelvoudige DNA-keten niet worden gerepliceerd, en wordt verwijderd.
  • Het DNA-molecuul wordt korter.

Om DNA-schade te voorkomen bezitten de uiteinde van chromosomen: telomeren.

Slide 15 - Diapositive

Telomeer
  • niet-coderend DNA
  • beschermd de uiteinde 
  • repeterend: 5' TTAGGG 3'
  • na elke celdeling korter
  • bij geboorte 11000 
  • na 50 delingen 1/5 over
  • bepaald levensduur van organisme 

Slide 16 - Diapositive

Aan de slag!
Wat:
Maak van basisstof 2:  opdracht 14 t/m 19
Hulp nodig:
zoek het op in je BINAS of in je boek 
Uitkomst:
we bespreken de vragen met elkaar
Aan de slag!

Slide 17 - Diapositive

DNA technieken
  1. PCR - polymerase chain reaction
  2. Sequencen
  3. gelelectroforese (en restrictieenzymen) 
  4. DNA-fingerprinting

Slide 18 - Diapositive

PCR:polymerase chain reaction

  • DNA uit cellen (of moordonderzoek) is vaak te weinig voor onderzoek.
  • DNA replicatie
  • 3 stappen (denatureren 94*C)/ hybridiseren (52*C)/ aangroei (72*C))
  • warmte bestendige polymerase
  • Wat moet je allemaal toevoegen aan het PCR cycler?

Slide 19 - Diapositive

PCR:polymerase chain reaction

nodig:
  • PCR machine
  • forward en reverse
    primers 20-30 nucleotiden 
  • DNA-nucleotiden
  • DNA-polymerase
  • DNA template 

Slide 20 - Diapositive

PCR
herhaling stappen tot wel 40 keer. herhaling stappen tot wel 40 keer tot er genoeg materiaal is om te analyseren
- DNA-NTPs kunnen opraken
  1.  dsDNA smelten zodat er ssDNA ontstaat -> 95 *C
  2. primers hechten -> 65 *C
  3. DNA-polymerase synthetiseert het nieuwe DNA -> 72*C

Slide 21 - Diapositive

Sanger sequencing
  • Eerst DNA-vermenigvuldigen 
  1. Denaturatie DNA (95*C)
  2. Primer (95*C)
  3. DNA polymerase maakt nieuwe keten (72*C)

  • Vervolgens 4 PCR-reacties, waarbij je bij elke reactie een kleine hoeveelheid van één specifiek ddNTP toevoegt (ddA, ddT, ddG, ddC) 

  • ddNTPs, missen OH-groep zodat de replicatie stopt en er fragmenten van verschillende grote ontstaan.


Slide 22 - Diapositive

Fragmenten van verschillende grootte
5’ - CGTAGCTATCGA** - 3’ (DNA-sequentie)

CGTA → kort fragment (laag in de gel, snel gemigreerd)

CGTAGCTA → langer fragment (hoger in de gel, trager gemigreerd)

CGTAGCTATCGA → nog langer fragment (nog hoger in de gel) 

Slide 23 - Diapositive

Gelelektroforese
Elektroforese scheidt de fragmenten op lengte.

DNA is negatief. 
Door spanning migreren DNA fragmenten naar positieve pool
Hoe kleiner hoe makkelijker de fragmenten door de gel migreren  



Slide 24 - Diapositive

Gelelektroforese
De kortste fragmenten (die vroeg stoppen) bewegen het snelst door de gel en bevinden zich onderaan.

Slide 25 - Diapositive

Aflezen volgorde
De kleinste fragmenten (onderaan in de gel) geven de eerste base van de sequentie aan.

De volgende fragmenten geven de daaropvolgende bases aan.

Door de banden van onder naar boven te lezen, bepaal je de complementaire DNA-volgorde.

Slide 26 - Diapositive

Sanger sequencing en gelelektroforese

Slide 27 - Diapositive

Sanger sequencing en gelelektroforese

Slide 28 - Diapositive

DNA-fingerprinting

  • het niet coderende DNA bevat veel herhalingen (repeterende fragmenten)
  • hoe vaak zo'n stukje wordt herhaald is uniek per persoon
  • kan verschillen tussen de chromosomen
  • net zo uniek als een vingerafdruk
  • Voor DNA-profiel worden beide allelen van                          minimaal 10 loci met repetitief DNA onderzocht.

Slide 29 - Diapositive

DNA-fingerprinting

  • Voor analyse wordt DNA eerst vermeerderd (met PCR) en vervolgens knipt men de loci met repeats uit DNA.
  • Gebeurt met restrictieenzymen afkomstig uit bacteriën.
  • Enzymen die stukjes van 4-8 nucleotiden kunnen herkennen en vervolgens het DNA daar knippen
  • gebruikt in de researchlab's op PCR fragmenten voor het kloneren, samenstellen van genen

Slide 30 - Diapositive

Slide 31 - Diapositive

DNA-profiel 
  • Verwantschap familie
  • Forensisch onderzoek

Slide 32 - Diapositive

Welke man (man 1, 2 of 3) 
is de vader van het kind?


Slide 33 - Diapositive

Wie heeft zijn DNA achtergelaten 
op plaats delict?

Slide 34 - Diapositive

Wie heeft zijn DNA achtergelaten 
op plaats delict?

Slide 35 - Diapositive

Aan de slag!
Wat:
Maak van basisstof 2:  opdracht 20 t/m 26
Hulp nodig:
zoek het op in je BINAS of in je boek 
Uitkomst:
we bespreken de vragen met elkaar
Klaar?
Lees basisstof 3
Aan de slag!

Slide 36 - Diapositive