Gebruik Binas of Biodata

DNA = desoxyribonucleïnezuur (acid)

Overzicht animaties en afbeeldingen moleculaire genetica
De bouw van het DNA
Afbeelding DNA

• Belangrijkste bestanddeel van de chromosomen.
  • Chromosomen zitten in de kern van de cel
    (behalve bij bacteriën, die hebben DNA dat vrij in het cytoplasma zit).
• Bij alle organismen op dezelfde manier opgebouwd.
  • Alleen aantal en volgorde van de nucleotiden is anders.
• Bevat de codes voor de erfelijke eigenschappen (genetische code).

Bouw

• Dubbele streng nucleotiden in spiraal (dubbele helix).
• De streng is gewikkeld rond een aantal eiwitten (histonen).
  chromosoom
  
  • Histonen spelen een rol bij:
    • spiralisatie van het DNA tijdens kerndeling;
      • transcriptie van het DNA.
  • Aantal histonen met het eromheen gewikkelde DNA vormt een nucleosoom.
    • Nucleosomen vormen de 'kralen' in de streng.
• Nucleotide bestaat uit:
  • desoxiribose (een monosacharide);
  • een fosfaatgroep;
  • één van de organische stikstofbasen:
    • adenine (A)
    • thymine (T)
    • guanine (G)
    • cytosine (C).
• De twee ketens van het DNA zijn met elkaar verbonden met waterstofbruggen tussen de basen.
  • Adenine <--> Thymine
  • Guanine <--> Cytosine
• Drie opeenvolgende basen vormen een triplet (codon).
  • Triplet bepaalt welk aminozuur bij de translatie in een eiwit ingebouwd wordt.
  • Volgorde van de tripletten (de sequentie) bepaalt in welke volgorde de verschillende aminozuren aan elkaar gekoppeld worden en dus welke structuur het eiwit krijgt.
• Eén keten vormt de template streng (matrijsstreng), de andere keten de coderende streng.
  • De matrijsstreng wordt afgelezen bij de transcriptie.

Niet-coderend DNA

• Bevat geen code voor een eiwit.
• Bepaalde plaatsen (loci) bestaan uit repetitief DNA.
  • Herhalingen van korte DNA-sequenties.
    • Bijvoorbeeld CACACA of AGTAAGTAAGTA.
  • Gebruikt bij DNA-fingerprinting.
    

mtDNA

• mitochondriaal DNA:
  • zit in de mitochondriën;
  • is grotendeels van de moeder afkomstig.

  cDNA

• copy DNA of complementair DNA
  • Omvat één gen.
  • Gebruikt bij genetische modificatie.
  • Verkregen door transcriptie van een geïsoleerde mRNA-keten.
    • Voordeel:
      • bevat alleen exons.

  Plasmiden

• Kleine DNA-ringen.
  • Komen voor bij prokaryoten
    • Bacteriën hebben naast chromosomaal DNA, meerdere plasmiden.
• Worden gebruikt bij recombinant-DNA-technieken.
  • Hierbij wordt de samenstelling van het DNA van een organisme veranderd door toevoegen van DNA-fragmenten van een ander organisme.

PCR (Polymerase Chain Reaction)

• Hiermee kunnen in korte tijd veel kopieën van een stukje DNA gemaakt worden.
  • Doel: verkrijgen van voldoende DNA voor verder onderzoek.
• Toegepast bij onder anderen:
  • forensisch onderzoek;
    • Om een misdrijf op te lossen.
    • Vaak gaat het dan om DNA uit haren en huidcellen.
  • het opsporen van ziekteverwekkers;
  • onderzoek van fossiel DNA.

  DNA-sequencen

• Vaststellen van de volgorde van de nucleotiden in een stuk DNA.
  
  Methode
• Een enkele DNA-streng wordt eerst vele malen gekopieerd (via PCR).
  • De strengen worden van elkaar gescheiden.
    • Alleen de matrijsstreng wordt gebruikt.
• Bij elkaar worden gebracht:
  • de strengen DNA;
  • DNA-polymerase;
    • Enzym dat de nucleotiden aan elkaar koppelt.
  • primer;
    • Kort stukje DNA (20 - 80 basen).
    • Past op het begin van de te onderzoeken DNA-streng.
    • DNA-polymerase start met werken vanaf de primer.
  • DNA-nucleotiden (desoxinucleotiden);
  • didesoxinucleotiden (kleine hoeveelheid);
    • Speciale nucleotiden:
      • de DNA-replicatie stopt nadat zo'n nucleotide is ingebouwd.
      • gebonden aan een fluorescerende kleurstof (label).
        • Er zijn vier kleuren, een voor iedere base.
    • Per buis wordt slechts één type didesoxinucleotide toegevoegd
      (met A, C, G of T).
• PCR-reactie wordt op gang gebracht.
• Er ontstaan strengen DNA van verschillende grootte.
  • Afhankelijk van waar het gelabelde nucleotide werd ingebouwd.
• Ontstane strengen worden gerangschikt op lengte.
• Aan de hand van de labels kan dan de nucleotidenvolgorde bepaald worden
  (zie verder de animatie).

Restrictie-enzymen

• Afkomstig van bacteriën
• Knippen DNA-moleculen in stukken.
  • Ieder restrictie-enzym herkent een specifieke nucleotide-sequentie (vier tot acht nucleotiden)
  • Knippen het DNA op die plaatsen door.

Gebruik Binas of Biodata

RNA = ribonucleïnezuur

Afbeelding RNA
Vergelijking RNA-DNA

• Enkele streng nucleotiden.
• Nucleotide bestaat uit:
  • ribose (een monosacharide);
  • een fosfaatgroep
  • één van de organische stikstofbasen:
    • adenine (A)
    • uracil (U) in plaats van thymine (T)
    • guanine (G)
    • cytosine (C).

Typen RNA

• Messenger-RNA (mRNA)
  • Pre-mRNA
    • Is een kopie van een deel van het DNA (van een actief gen) --> pre-mRNA.
    • Het pre-mRNA bestaat uit stukjes die coderen voor aminozuren (exons) en stukjes die geen code bevatten (introns) --> Introns en exons.
    • Splicing: exons worden aaneengeschakeld tot mRNA.
  • mRNA
    • Brengt de genetische code over naar het ribosoom.
    • Bestaat alleen uit de exons.
  • Door op verschillende manieren exons te combineren kunnen uit één gen meerder typen mRNA gevormd worden en dus verschillende eiwitten gevormd worden.
    
    
• Transfer-RNA (t-RNA)
  • Zorgt voor transport van aminozuur naar het ribosoom.
  • Bevat één triplet.
    • Triplet (anticodon) bepaalt aan welk deel van het mRNA het gebonden wordt.
      A <--> U
      G <--> C
  • Ieder tRNA molecuul vervoert specifiek één bepaald aminozuur.
  • Anticodon koppelt in ribosoom aan passend mRNA-codon.
    
    
• Ribosomaal RNA (rRNA)
  • Komt voor in de ribosomen.
    • Spelen een rol als enzym bij het aan elkaar rijgen van de aminozuren.
      
      
• Micro-RNA
  • Is klein stukje RNA (twintig tot vijfentwintig nucleotiden).
  • Speelt een rol bij de regulatie.
  • Codeert niet voor een eiwit, maar dekt delen van het in de cel aanwezige mRNA af.
    Remt daardoor de aanmaak van bepaalde eiwitten of verhindert die zelfs volledig. (rol bij het ontstaan van kanker).