5V-replicatie

• Biologie
• Middelbare school

DNA-replicatie

replicatie is de vorming van

1. DNA
2. RNA
3. eiwitten

voor replicatie is/zijn benodigd

1. DNA
2. DNA polymerase
3. vrije nucleotiden
4. alle drie

Wat is NIET nodig voor DNA replicatie in vitro? (PCR)

1. Taq DNA polymerase
2. dNTP's
3. Primase
4. DNA matrijs

Tijdens replicatie wordt DNA ook enkelstrengs gemaakt. Met behulp van welk enzym wordt DNA enkelstrengs?

1. Ligase
2. exonucelase
3. Helicase
4. Polymerase

Welke term hoort niet bij de DNA-replicatie

1. transcriptie
2. Chromatiden
3. Centromeren
4. S-fase

Hoeveel chromatiden heeft een cel met 22 chromosomen na DNA replicatie?

1. 11
2. 22
3. 44
4. 88

In welke fase van de celcyclus vindt DNA replicatie plaats?

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

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

Wat doet DNA-polymerase?

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

Wat doet helicase?

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

Wat doet de primer?

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

De stikstofbases C en G zijn altijd complementair aanwezig in DNA. Waarom?

1. dit wordt geregeld tijdens DNA-replicatie
2. er zijn drie H-bruggen mogelijk
3. er zijn twee H-bruggen mogelijk
4. dit wordt geregeld tijdens mitose

Wat is een restrictie-enzym?

1. Is gelabeld nucleotide gebruikt bij sequencen
2. Verbreekt waterstoffenbruggen bij replicatie
3. Kan Okazaki-fragementen aan elkaar koppelen
4. Herkent specifieke nucleotidesequentie en knippen DNA daar door

Hiernaast staat een diagram dat de hoeveelheid DNA per cel aangeeft voor, tijdens en na delingen.
Met nummers zijn verschillende tijdvakken aangegeven.
In welk tijdvak of in welke tijdvakken vindt de replicatie plaats?

1. 1 en 2
2. 3 en 5
3. 2
4. geen van de vakken

Zet de 7 stappen van replicatie in de juiste volgorde 

1

2

3

4

5

6

7

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

Ligase verbindt alle DNA fragmenten aan elkaar.

RNA primers worden vervangen door DNA nucleotiden

replicatie start bij een ori (replicatie startpunt)

single strand binding proteins voorkomen dat het dna weer dubbelstrengs wordt.

Helicase verbreekt de waterstofbruggen en maakt dsDNA ssDNA

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

https:

In welke Binas tabel kan je de verschillende fasen van de celdeling vinden? 

En in welk onderdeel van de interfase vindt DNA replicatie plaats?

Plaats de volgende gebeurtenissen in de juiste volgorde van de DNA-replicatie:
1) DNA-ligase plakt de nieuwe DNA-stukjes aan elkaar
2) DNA-helicase verbreekt de waterstofbruggen tussen de twee strengen
3) DNA-replicatie begint
4) Er worden Okazaki-fragmenten gevormd
5) Primase maakt en plakt RNA-primers aan de enkele DNA-streng
6) DNA-polymerase voegt nucleotiden toe aan de groeiende DNA-streng

Wat is er nodig voor DNA-polymerase om te beginnen met de replicatie?

DNA replicatie

PCR (kunstmatige DNA replicatie)

PCR (kunstmatige DNA replicatie)

DNA replicatie in de S-fase

eerst DNA replicatie, dan celdeling

1. replicatie start bij een ori (replicatie startpunt)

2. Helicase verbreekt de waterstofbruggen en maakt dsDNA ssDNA

Bas 2 DNA-replicatie

Leerdoelen: kunnen uitleggen

• hoe en waarom DNA replicatie plaatsvindt
• hoe DNA van iedereen uniek kan zijn

tot slot...

1. vertel in het kort hoe replicatie in zijn werk gaat
   
2. waarvoor dient replicatie?
3. welke technieken hebben we besproken en waarvoor dienen ze?

Replicatie

De verbindingen tussen de basenparen wordt verbroken.

Kernplasma: vrije nucleotiden

Enzym: DNA Polymerase schuift langs de oude streng en bindt vrije nucleotiden aan de enkelvoudige streng vast.

Doel van mitose:

- Nieuwe cellen voor groei, vervanging en herstel

- ongeslachtelijke voortplanting

- dochtercel bevat dezelfde chromosomen als moedercel

    2n -> DNA-replicatie -> 2n -> mitose -> 2n + 2n

    46 -> DNA-replicatie -> 46 -> mitose -> 46 + 46

DNA-replicatie

• Begint bij replicatiestartpunt
• In twee richtingen verbindingen verbroken door helicase
• Replicatiebel ontstaat
• DNA-polymerase leest oude streng in 3' --> 5' richting
• Nieuwe streng vormt dus in 5' --> 3' richting

Herhaling Basisstof 2 (1)

DNA-replicatie

Celdeling vindt plaats om onder andere cellen te vervangen of te kunnen groeien. Het kopiëren van DNA oftewel DNA-replicatie is nodig tijdens de celdeling, specifieker tijdens de S-fase (zie afbeelding hiernaast). 

DNA begint bij een replicatiestartpunt, de waterstofbruggen tussen de basenparen wordt verbroken door het enzym helicase. Als de twee strengen uit elkaar gaan ontstaat een replicatiebel.

Herhaling Basisstof 2 (2)

DNA-replicatie

Wanneer helicase de basenparing openbreekt, binden SSBP's (speciale eiwitten) aan de twee strengen. Dit houdt de replicatiebel open. 

Replicatie begint met een primer, waarvan het enzym DNA-polymerase langs de keten kan schuiven en dATP, dTTP, dGTP en dCTP binden. Twee fosfaatgroepen splitsen af en deze geven de energie af voor de binding.

DNA-polymerase heeft een afleesrichting van het 3'-uiteinde naar het 5'-uiteinde. De nieuwe streng wordt dus gemaakt van 5' naar 3'.

Overeenkomsten 

Aanmaak mRNA en DNA-replicatie hebben overeenkomsten:

• DNA moet ontvouwen zijn (toegankelijk)
  
• Polymerase kopieert van 3' naar 5' (kopie gevormd van 5' naar 3')
• DNA geopend bij AT-rijke gebieden

Overeenkomsten 

Aanmaak mRNA en DNA-replicatie hebben overeenkomsten:

• DNA moet ontvouwen zijn (toegankelijk)
  
• Polymerase kopieert van 3' naar 5' (kopie gevormd van 5' naar 3')
• DNA geopend bij AT-rijke gebieden

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

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

Herhaling Basisstof 1-4

Deel 1

DNA bevat de informatie voor de erfelijke eigenschappen van een levende cel.

Ogebouwd uit nucleotiden: 

- desoxyribose, fosfaatgroep, stikstofbase: A, C, T, G.

Genoom: het geheel aan erfelijke informatie in een cel van een organisme.

Sequentie: de volgorde waarin nucleotiden in een DNA-molecuul zijn gerangschikt.

DNA-replicatie: vanaf 3'-uiteinde naar '5-uiteinde (afleesrichting): Helicase, primer, DNA-polymerase, Okazaki-fragmenten + DNA-ligase

Telomeren (5'-TTAGGG-3'): beschermen de utieinden van DNA.

Erfelijke ziekten of verwantschap analyseren met PCR en gelelektroforese.

Herhaling Basisstof 2 (5)

DNA-replicatie

DNA-analyse gebeurt bijvoorbeeld bij de corona-test. Het DNA dat uit de cellen van het virus wordt geïsoleerd is meestal te weinig voor onderzoek dus met PCR kunnen een of meer specifieke gedeelten uit het DNA in een PCR-machine worden gekopieerd. 

Vervolgens kun je een DNA-profiel of DNA-fingerprint maken dmv gelelektroforese. Je bepaalt daarmee de nucleotidevolgorde van het DNA (sequensen).

Voor het bepalen van een DNA-profiel worden beide  van minimaal tien onafhankelijk overervende loci met repititief DNA onderzocht (zogenaamde repeats, SNP). Repititief DNA (bijv. CACACACA) bevind zich in bepaalde loci van niet-coderend DNA, dit is voor elke persoon zo uniek waardoor je er iemand mee kunt identificeren.