Herhaling DNA/Eiwitsynthese

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Welkom!

Leg je spullen klaar:

• Laptop 
• Biologieboek
• Schrift voor aantekeningen
• Pen
• Mobiel in de kluis!

Wat gaan we doen?

• Examentraining: DNA/Eiwitsynthese

• Oefenen met opdrachten op biologiepagina.nl of uit het examenboek

Herhaling DNA/Eiwitsynthese

Enkelstrengs DNA

Polymerisatie: aan elkaar koppelen van nucleotiden

Condensatiereactie tussen 3e C-atoom van desoxyribose en fosfaatgroep van volgende nucleotide

• 5'-uiteinde: fosfaatgroep
• 3'-uiteinde: OH-groep

Aflezen + kopiëren: 3' -> 5' 

Niet-coderend DNA

• Coderen voor eiwitten die synthese van eiwitten reguleren
• Coderen voor andere moleculen dan eiwitten
• Genen die hun functie hebben verloren
• Telomeren (later meer over)

Niet-coderend DNA

• Mens: ongeveer 98,5% van genoom bestaat uit niet-coderend DNA. 
• Dit DNA heeft een regulerende functie
• een deel bestaat uit repetitief DNA (herhalingen van korte nucleotidesequenties)

DNA- replicatie (=verdubbeling)

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

Herhaling Basisstof 2 (2)

DNA-replicatie

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.

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'. Maak 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.

RNA

• Nucleïnezuur en meestal enkelstrengs 
• Nucleotiden bevatten:

      - Ribose i.p.v. Desoxyribose
      - Uracil (U) i.p.v. Thymine (T)

• Alle typen RNA spelen een rol bij de productie van eiwitten 

       - mRNA, rRNA, tRNA

Welke verschillen zien we hier?

Transcriptie

• Doel: Vorming van (pre)mRNA
• Waar: Celkern
• Door: RNA-polymerase 

Transcriptie

Transcriptie

Transcriptie

De coderende streng heeft de volgende basen:
5'-CGAATACGGATATG -3', hoe ziet de RNA-streng eruit?

mRNA vs PRE-mRNA

• Resultaat transcriptie = PRE-mRNA
• PRE-mRNA bevat introns & exons
• PRE-mRNA naar mRNA via splicing 
• Splicing knipt introns eruit en plakt exons aan elkaar
• Variatie mogelijk bij 'plakken'
• mRNA verlaat kern

Translatie en eiwitsynthese

Enkele feiten

• In mRNA zijn 4 verschillende stikstofbasen (A, U, C, G)
• Voor één aminozuur worden drie opeenvolgende nucleotiden gebruikt (triplet of codon)
• Genetische code: de vertaling van nucleotidenvolgorde naar aminozuren met behulp van codons
• mRNA wordt afgelezen van 5'- naar 3'-uiteinde
• Elk eiwit start met het startcodon methionine, op mRNA AUG 5' naar 3'. 
• De codes UAA, UAG en UGA zijn stopcodons

Codon en drielettercodes

• Codon  = triplet (3 basen bijv. ATT)
• De synthese van een aminozuurketen begint altijd bij het ''start'' codon en stopt bij het ''stop'' codon.
• Start codon is altijd AUG, er zijn meerdere stopcodonnen. Zoek eens een code op van een stop codon.

BINAS Tabel 71G

tRNA

• Enkelstrengs RNA-molecuul
• CCA aan 3'-uiteinde kan aminozuur binden
• Drie nucleotiden (onderin) vormen anticodon, binden aan codon mRNA

tRNA

Bijvoorbeeld:

• codon voor Serine = AGC, 
• worden gelezen door tRNA met anticodon UCG 

tRNA-molecuul

Ribosoom

• twee delen
• drie tRNA-bindingsplaatsen
• mRNA-bindingsplaats
• mRNA afgelezen van 5' naar 3'

DNA-replicatie en transcriptie altijd van 3' 

naar 5'- kant aflezen,

Translatie is van 5' naar 3-kant aflezen!!

Ribosomen

Ribosoom

Snel, veel eiwitten maken

Polyribosomen: clusters van ribosomen

Release-factor: bindt aan stopcodon in mRNA = loslaten aminozuurketen + ribosoom valt uiteen

Polyribosoom

• meerdere ribosomen binden hetzelfde mRNA
• ribosoom klaar met translatie bij stopcodon, bindt direct weer bij startcodon
• releasefactor zorgt dat aminozuurketen loslaat

Genregulatie

Genregulatie vs Genexpressie

Genregulatie: het aan/uitzetten van een gen
Genexpressie: 

               - als gen 'aan': transcriptie en translatie treden op

               - hangt af van milieufactoren (pr + eu) en celfunctie (eu) 

               - rol van regulatorgenen die coderen voor een repressor (pr) of transcriptiefactoren (eu) 

(eu)= eukaryoot

(pr)= prokaryoot

(eu)= eukaryoot

Genregulatie prokaryoten

• Structuurgenen = genen die informatie bevatten voor het vormen van RNA of eiwit.

• Operon = deel van DNA dat alle genen bevat die de vorming van een eiwit reguleren (promotor + operator + z, y en a genen) 
• Repressors = (regulerende eiwitten) remmen of stoppen genexpressie door binding aan operator 

         - Inactivatie of activatie door binding

- Structuurgenen die samen een functie uitvoeren liggen achter een gezamelijke promotor 

Hoe kan een prokaryoot genexpressie van een operon regularen?

- Regulatorgenen coderen voor regulerende eiwitten = Repressors 

0

Aan de slag!

Oefenboek examen: 

Klaar?

PO:  Van DNA naar eiwit

Beschrijf in stappen met uitgebreide uitleg hoe je van DNA naar eiwit komt met bronvermelding volgens APA en maak gebruik van minimaal 3 afbeeldingen. (benoem transcriptie, translatie en beschrijf hoe de genregulatie werkt)