genexpressie en genregulatie

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

genexpressie en genregulatie

doel van genregulatie

* variatie in intensiteit van genexpressie (tot uiting komen)

enzymen nodig voor basisfunctie cel                    altijd expressie
enzymen voor specifieke functie cel             niet altijd expressie

* voorkomen van verspilling grondstoffen en energie

eukaryoot

Transcriptie (eukaryoot)

De promotor wordt herkend door RNA polymerase door speciale nucleotidevolgorde: 5’-TATAAA-3’ (TATA-box)

Genregulatie eukaryoot

• DNA regulatorgenen coderen voor transcriptiefactoren
• RNA-polymerase kan alleen aan promotor binden als daar transcriptiefactoren aanwezig zijn
• Regulatorgenen en transcriptiefactoren kunnen elkaar beïnvloeden
• Cellen specialiseren

Enhancer: zorgt ervoor dat RNA polymerase beter bindt aan de promotor en er meer eiwit gemaakt wordt (activatoreiwitten binden aan de enhancers)

Silencer: zorgt ervoor dat RNA polymerase slechter bindt aan de promotor en zorgt voor verlaging van transcriptie

(repressoreiwitten binden aan de silencers) 

DNA-methylering:

DNA-methylering  is een epigenetisch proces waarbij een methylgroep (CH3-groep) aan cytosine in een CG-groep binnen het DNA-molecuul wordt toegevoegd. Hierdoor verandert de structuur van het DNA, dat dientengevolge niet meer afleesbaar is tijdens bijvoorbeeld een transcriptie. 

Methylering kan gebeuren door bepaalde levensomstandigheden (voedseltekort bv), maar wordt ook gebruikt om bepaalde celprocessen stil te leggen. bv methylering van telomerase waardoor de cel niet meer deelt.

(De)methylering en kanker

Methylering van DNA lijkt een belangrijke rol te spelen bij de ontwikkeling van bepaalde ziekten zoals kanker. Dit kan op verschillende manieren:

voorbeeld 1: Methylering van een tumorsuppressorgen, waardoor deze uitgeschakeld is en de cel kan delen ondanks schade aan het DNA.

voorbeeld 2: Demethylering (weghalen van de methylering) van telomerase waardoor de remming van celdeling weer opgeheven wordt en de cel oneindig kan blijven delen. (zie slide verderop voor meer info telomerase)

DNA-methylering doordat er methylgroepen binden aan de stikstofbasen is                                          het DNA niet meer af te lezen

Genregulatie eukaryoot  stamcellen

Alle +/- 220 celtypen in een volwassen mens zijn ontstaan uit stamcellen - cellen die nog niet (volledig) zijn gespecialiseerd.

Zaadcelmoedercellen, eicelmoedercellen, stamcellen en kankercellen kunnen zich onbeperkt blijven delen door het enzym telomerase, wat een telomeer weer langer kan maken.

Typen: Omnipotent/totipotent, pluripotent, multipotent --> zie afbeelding.

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 (door methylering)

prokaryoot

Genregulatie in een prokaryoot 

(gen staat uit)

Genregulatie in een prokaryoot 

(gen staat aan)

OPERON: 

- stuk DNA waarin regulatorgen, promotor en structuurgenen liggen 

- alle genen die vorming van eiwit reguleren 

- alleen bij prokaryoten

REPRESSIE:

- structuurgenen z, y, a

- geen lactose, geen transcriptie

- repressor blokkeert operator

- RNA polymerase geblokkeerd

- regulatorgen codeert voor repressor

OPHEFFING REPRESSIE:

- inductor lactose bindt repressor

- repressor kan operator niet meer blokkeren

- RNA polymerase leest structuurgenen z, y, a

- transcriptie van mRNA 

- eiwitsynthese van enzymen voor vertering lactose

gen altijd aan tenzij genoeg

Vraag 29 hoort bij deze afbeelding. Je ziet hier de structuurgenen die betrokken zijn bij de synthese van tryptofaan. Deze genen worden afgelezen als er niet genoeg tryptofaan in de omgeving is. 

In een cel komen 3 types RNA voor: mRNA, tRNA, rRNA (ribosomaal = onderdeel van het ribosoom). Welke uitspraak is juist?

1. Alleen mRNA wordt gesynthetiseerd door transcriptie
2. Alleen mRNA en tRNA komen tot stand via transcriptie
3. Alle RNA types spelen een rol bij transcriptie
4. De 3 types RNA worden aangemaakt via transcriptie

De drieletterige code in tRNA wordt...
genoemd

1. Codon
2. Anticodon
3. Triplet

ATC is een stikstofbasevolgorde van het DNA. Hoe ziet het corresponderende triplet eruit in het tRNA?

1. ATC
2. CTA
3. UAG
4. AUC

In de afbeelding hiernaast zie je een tRNA-molecuul.

Een tRNA bindt aan een stukje van een mRNA molecuul.

Welke code is afgelezen op het DNA om dit stukje mRNA te maken?

1. GAA
2. CTT
3. AAG
4. CUU

Kinderen die in de hongerwinter van '44 verwekt zijn, hebben een verhoogde kans op overgewicht, diabetes, hartziekten en schizofrenie. Dit is een voorbeeld van:

1. epigenetica
2. genregulatie
3. genexpressie
4. transcriptie

In de levercellen van veel mensen staan de genen voor het enzym alcohol dehydrogenase elk weekend 'aan'. De genen voor het maken van hemoglobine staan standaard 'uit'. Dit is een voorbeeld van...

1. epigenetica
2. genregulatie
3. genexpressie
4. transcriptie