V5 T4 B2: DNA-replicatie

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

DNA replicatie

De kegelsilene is een anjer die voorkomt in Europa en Azië. De kegelsilene heeft mitochondriën met daarin ringvormig DNA van 11 300 000 basenparen lang.
Welke kegelsileneplant(en) kunnen mtDNA doorgeven aan wie?

Twee antwoorden zijn juist.

Silene

1. de moederplant aan de dochter
2. de moederplant aan de zoon
3. de vaderplant aan de dochter
4. de vaderplant aan de zoon

Aan welke kant van het DNA molecuul bevindt zich het 5' uiteinde?

1. Bij B en D
2. Bij A en D
3. Bij A en C
4. Bij C en D

Voor dubbelstrengs DNA geldt de volgende verhouding:
1. A/G
2. C/T
3. C/G
4. (A+C)/(G+T)
5. (A+G)/(C+T)
6. (A+T)/(G+C). Welke verhoudingen zijn gelijk aan 1 ?

1. 1 en 2
2. 4 en 6
3. 3, 4 en 5
4. 1, 4 en 5

Het erfelijk materiaal in virussen is heel verschillend. Dit virus komt voor in varianten met enkel- en met dubbelstrengs DNA. Het erfelijk materiaal van een bepaald virus heeft de volgende samenstelling van stikstofbasen:
cytosine = 19%, adenine = 25%, thymine = 33% en guanine = 23%.
Kan men op grond van deze gegevens bepalen wat voor erfelijk materiaal het is? Zo ja, welke vorm is het?

1. Ja, het is dubbelstrengs DNA
2. Ja, het is enkelstrengs DNA
3. Ja, het is zowel enkelstrengs als dubbelstrengs DNA
4. Nee, is niet te bepalen

In welk deel van de celcyclus vind DNA replicatie plaats?

1. G1 fase
2. G2 fase
3. S fase
4. M fase

DNA-replicatie

Lesdoelen

• Je kunt beschrijven hoe DNA replicatie plaatsvindt
• Je kunt uitleggen op welke manier de basenvolgorde kan worden bepaald.
• Je kunt uitleggen hoe met een bekende basenvolgorde DNA-analyse uit te voeren en verwantschap aan te tonen.
• Je kunt uitleggen hoe de techniek PCR ontwikkeld is op basis van replicatie

DNA- replicatie (=verdubbeling)

Een replica maken, een exacte kopie.
Nodig voor de celdeling -> 2 exact dezelfde kernen.

Bouwstenen van replicatie

dGTP

dTTP

dCTP

71D

1. De replicatie start bij een replicatie startpunt
2. Helicase verbreekt de waterstofbruggen --> DNA strengen uit elkaar. Er ontstaat een replicatiebel. 
3. single strand binding proteins (SSBP's) voorkomen dat het DNA weer dubbelstrengs wordt.
4. Primase maakt korte RNA primers die functioneren als startpunt van DNA polymerase
5. DNA polymerase bindt een primer en verlengd deze aan de 3' uiteinde. Langs de leidende streng kan de replicatie onafgebroken doorgaan. Langs de volgende streng worden telkens korte stukken DNA gemaakt, de Okazaki-fragmenten.
6. RNA primers worden vervangen door DNA nucleotiden
7. Ligase verbindt alle Okazaki-fragmenten aan elkaar.

DNA replicatie

1. De replicatie start bij een replicatie startpunt

2. Helicase verbreekt de waterstofbruggen --> DNA strengen uit elkaar. Er ontstaat een replicatiebel. 

3. single strand binding proteins (SSBP's) voorkomen dat het DNA weer dubbelstrengs wordt.

4. Primase maakt korte RNA primers die functioneren als startpunt van DNA polymerase

5. DNA polymerase bindt een primer en verlengd deze aan de 3' uiteinde. Leesrichting 3' --> 5'. Maakt richting van 5' --> 3'.

5. DNA polymerase bindt een primer en verlengd deze aan de 3' uiteinde. 

- Langs de leidende streng kan de replicatie onafgebroken doorgaan. 

- Langs de volgende streng worden telkens korte stukken DNA gemaakt, de Okazaki-fragmenten.

6. RNA primers worden vervangen door DNA nucleotiden

7. Ligase verbindt alle DNA fragmenten aan elkaar.

Telomeren

• Korter na elke celdeling, 
• Niet-coderend repetitief DNA (TTAGGG) --> dus er worden geen genen beschadigd
• Te kort -> cel kan niet meer delen en ondergaat apoptose (celdood)

Waarom worden ze korter?

• RNA primer verwijderd, geen 3' uiteinde, DNA-polymerase kan uiteinde volgende streng niet repliceren

PCR (kunstmatige DNA replicatie)

• DNA verhit, DNA strengen gaan uit elkaar (denaturatie)
• Primers hechten zich aan DNA strengen
• DNA-polymerase gaat vanaf primer op 3'-uiteinde keten verlengen
• Twee dubbele strengen ontstaan

Met PCR en Gelelectroferese een DNA fingerprint

Sequencen

DNA sequentie bepalen

• verwantschap, (erfelijke) ziekten, identificeren organismen (COVID-19) 
• nucleotidenvolgorde bepalen
• PCR gevolgd door gelelektroforese
• fluorescent stop-nucleotiden ddA, ddT, ddG, ddC-> 3' zonder OH-groep
  
• bepaalde verhouding van stop-nucleotiden en gewone nucleotiden
• Na replicatie met PCR verschillende DNA fragmenten 
• Door scheiding op gel en fluorescentie ziet men de volgorde van nucleotiden

Restrictie-enzymen

• herkennen specifieke nucleotidensequentie (4-8 nucleotiden)
  
• knippen DNA op die plaats door

0

vragen

VRAGEN? 

Hoe heet het enzym dat nodig is om nieuwe nucleotiden in te bouwen in een DNA molecuul?

1. DNA-synthase
2. DNA-polymerase
3. DNA-helicase
4. DNA-fantastase

DNA helicase is het enzym dat...

1. zal zorgen voor de ontwinding van DNA
2. breekt de DNA keten open
3. houdt de DNA keten open
4. het DNA verdubbelt

Zie plaatje: Hoe noemen we de met 'b' aangegeven lijn van het DNA?

1. Okazaki fragment
2. Volgende streng
3. DNA polymerase III
4. Leidende streng

Wat doet DNA-ligase?

1. De DNA ketens uit elkaar halen
2. De Okazaki fragmenten aan elkaar koppelen
3. Nieuwe nucleotiden inbouwen
4. Startpunt van replicatie

Doelstelling 10, vraag 1
-Bep zegt dat DNA-replicatie plaatsvindt tijdens de interfase.
-Pieter zegt dat na DNA-replicatie een chromosoom uit twee chromatiden bestaat.
Wie heeft (hebben) gelijk?

1. Geen van beiden
2. Alleen Bep
3. Alleen Pieter
4. Beiden

Prokaryoten hebben geen telomeren. Leg uit waarom dat zo is.

vraag 8

Huiswerk 

- lees 4.2 DNA replicatie 

- bekijk binas 71M

- Maken: opdracht 6, 7, 9 Basisstof 2