Subdomein B1.2 Eiwitsynthese

Je kunt in een context:

1. op basis van de relatie tussen tripletcode en aminozuur toelichten hoe eiwitten gevormd worden;
   
   
2. het proces van transcriptie en translatie beschrijven;
   
   
3. uitleggen hoe de aminozuurvolgorde (primaire structuur) van een eiwit de bouw en werking van het eiwit bepaalt;
   
   
4. uitleggen hoe eiwitten de bouw en werking van biologische eenheden bepalen.

Deelconcepten
aminozuur, primaire, secundaire, tertiaire en quaternaire structuur, proteïne, peptidebinding, transcriptie, translatie, mRNA, tRNA, rRNA, cytoplasma, ribosoom, golgi-systeem, (ruw) endoplasmatisch reticulum, tripletcode, codon, anticodon, coderende streng, afleesrichting, template/matrijsstreng,  DNA-polymerase, startcodon, stopcodon, plasmide.

Gebruik Binas of Biodata

Eiwit (proteïne)

• Opgebouwd uit aminozuren.
  • Zijn polymeren van verschillende aminozuren.
    • Polymeren bestaan uit een groot aantal kleinere moleculen die allemaal min of meer hetzelfde zijn.
• Bevatten C, H, O en N atomen.
  • In de restgroepen soms ook S.
• Basisstructuur van een aminozuur:
  NH₂-CHR(estgroep)-COOH
• Aminozuren worden aaneengekoppeld met peptidebindingen.
  • Bij vormen van de peptidebinding komt water vrij --> condensatiereactie.

Molecuulstructuur

• Primaire structuur
  • Volgorde (en aantal) van aminozuren.
    • Wordt bepaald door de volgorde van de basen A,T, G en C in het DNA.
      
• Secundaire structuur
  • Ruimtelijke spiraal (alpha-helix) of meer gevouwen (beta-plaat).
    • Ontstaat door : H-bruggen tussen de O en H atomen van de C=O en de N-H.
      
• Tertiaire structuur
  • Driedimensionale vouwpatroon.
    • Ontstaat door: bindingen van bepaalde restgroepen door:
      • H-bruggen;
      • S-S-bruggen;
        • Deze verbindingen ontkoppelen bij denaturatie.
      • ion-bindingen tussen tegengesteld geladen groepen.
        • De ion-bindingen zijn pH-afhankelijk.
          
• Quaternaire structuur
  • Opbouw uit meerdere en/of verschillende polypeptideketens.
    Bijvoorbeeld:
    • hemoglobine

Eigenschap van een eiwit wordt bepaald door :

• welke aminozuren de keten vormen en het aantal aminozuren (dus de lengte van de keten);
• de volgorde van de verschillende aminozuren;
• de molecuulstructuur.

Gebruik Binas of Biodata

Overzicht animaties en afbeeldingen moleculaire genetica

Eiwitsynthese (vorming van eiwitten)

Transcriptie
Afbeelding transcriptie/translatie

• In de celkern.
• DNA-code wordt overgenomen in code mRNA.
  • Er wordt RNA gemaakt van een deel (gen) van één streng, de matrijsstreng, van het DNA.
    
    
• Transcriptie begint als RNA-polymerase bindt aan de promotor.
  • Promotor: plaats waar RNA-polymerase kan binden aan het DNA.
  • RNA-polymerase: enzym dat de RNA-nucleotiden aan elkaar koppelt.
• De DNA-streng met de promotor is de matrijsstreng (template streng).
• Vanaf de promotor worden de waterstofbruggen tussen de twee DNA-ketens verbroken.
  • Ketens scheiden, helixstructuur verdwijnt op die plaats.
• De afleesrichting is altijd van het '3-uiteinde --> '5 uiteinde.
• Het aflezen stopt bij het 'eindsignaal - een stopcodon.
  • RNA-polymerase laat los van het DNA.
  • De RNA-streng laat los van de RNA-polymerase..
  • De dubbele helix hersteld zich.
• De gevormde RNA-streng is pre-mRNA.
  • Uit het pre-mRNA worden introns verwijderd.
    Introns en exons
    • Introns zijn stukken RNA die niet coderen voor de eiwitsynthese.
    • De introns worden afgebroken.
  • De exons blijven over.
    • Exons zijn stukken RNA die wel coderen voor de eiwitsynthese.
    • Met behulp van enzymen worden de exons aan elkaar gekoppeld.
      • Dat heet splicing.
        • Er zijn verschillende mogelijkheden van splicing bij de vorming van een mRNA-molecuul.
          • Exons kunnen op verschillende manieren samengevoegd worden.
        • Uit een pre-mRNA molecuul kunnen daardoor verschillende mRNA moleculen ontstaan.
          • Eén gen kan daardoor coderen voor verschillende enzymen.
• Het mRNA dat zo ontstaat, verlaat de kern via de poriën in de kernmembraan en gaat naar een ribosoom voor de translatie.
  

Translatie

• mRNA wordt door het ribosoom afgelezen.
  • Het aflezen start vanuit het startcodon.
    • Er is één startcodon in het mRNA (het triplet AUG).
      • AUG codeert ook voor een aminozuur (methionine).
  • Het aflezen eindigt als in het mRNA een stopcodon zit.
    • Voor stopcodons is geen passend tRNA.
      • De stopcodons coderen dus niet voor aminozuren.
    • Er zijn drie verschillende stopcodons mogelijk (UAA, UAG en UGA).
• tRNA voert aminozuren aan vanuit het cytoplasma.
  • Anticodon van tRNA koppelt aan een passend triplet (codon) van het mRNA.
• De aminozuren worden aan elkaar gekoppeld (peptidebindingen).
  • Gevormde eiwitten worden afgegeven aan het ruw endoplasmatisch reticulum
    • Verdere bewerking eiwitten.
  • Via (membraan) blaasjes worden de eiwitten vervoerd naar Golgi-systeem (Ipad).

  Genetische code - uitleg

Genetische code - oefenen