• Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
    Be the first to like this
No Downloads

Views

Total Views
713
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0

Actions

Shares
Downloads
0
Comments
0
Likes
0

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. DNA en eiwitten: Moleculaire genetica
  • 2. Functies eiwitten
    • Enzymen
      • Enzymen werken als katalysatoren (reactieversnellers).
      • Eiwitten vormen het hoofdbestanddeel van de enzymen.
    • Structuureiwitten
      • voor stevigheid
        • Collageen
          • Is zeer sterk en niet elastisch.
          • Zorgt voor samenhang in bijvoorbeeld de huid en in het bindweefsel.
        • Elastine
          • Vormt elastische vezels in het bindweefsel.
        • Keratine
          • Is stevig, dient vooral ter bescherming.
          • In haren, nagels, veren snavels.
    • Eiwitten in de membranen van cellen.
      • Transporteiwitten
        • Stoffen kunnen hierdoor de cel in of uit.
      • Receptoreiwitten
        • In de membranen van cellen.
        • opvangen van signalen.
          • Bindingsplaats voor o.a.: hormonen en neurotransmitters
  • 3.
    • Plasma-eiwitten
      • In het bloedplasma.
        • Belangrijk voor de osmotische druk in de haarvaten.
      • Stollingsfactoren
        • O.a. protrombine en fibrinogeen.
      • Transporteiwitten Bijvoorbeeld:
        • albumine voor het transport van stoffen.
      • Antistoffen
        • Immunoglobulinen.
          • Schakelen binnen gedrongen ziektekiemen uit.
            • Passen op antigenen.
      • Bepaalde Hormonen Bijvoorbeeld:
        • insuline.
  • 4. DNA
    • Dubbele streng nucleotiden in spiraal (dubbele helix).
    • Nucleotide bestaat uit:
      • desoxiribose (een mono-sacharide);
      • 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 in een eiwit ingebouwd wordt.
    • Volgorde van de tripletten bepaalt in welke volgorde de verschillende aminozuren aan elkaar gekoppeld worden en dus welke structuur het eiwit krijgt.
  • 5. Bouw DNA: nucleotide
    • 3’ uiteinde: OH-groep
    • 5’ uiteinde: fosfaatgroep
  • 6. DNA-replicatie
    • Despiralisatie van de dubbelstreng,
    • Splitsing van de basenparen, waardoor de dubbele streng in twee enkele strengen wordt gescheiden,
    • Van 3’ naar 5’ wordt door het DNA-polymerase passende vrije DNA-nucleotiden aangekoppeld tot een nieuwe streng (de leading-strand synthese)
    • Van 5’ naar 3’ kan het DNA niet worden afgelezen door het DNA-polymerase; daarom ontstaan telkens wanneer de “rits” verder open gaat, korte nieuwe strengen/stukjes. Deze stukjes heten Okazaki-fragmenten en worden door het DNA-ligase aan elkaar gekoppeld (de lagging-strand synthese).
    • Deze vorm van verdubbeling heet semi-conservatieve replicatie, omdat elke dubbelstreng na replicatie uit een oude en een nieuwe DNA-sliert bestaat.
  • 7. DNA-replicatie : schematisch
  • 8.  
  • 9.  
  • 10. RNA
    • Enkele streng nucleotiden.
    • Nucleotide bestaat uit:
      • ribose (een mono-sacharide);
      • een fosfaatgroep
      • één van de organische stikstofbasen:
        • adenine (A)
        • uracil (U) in plaats van thymine (T)
        • guanine (G)
        • cytosine (C
  • 11.  
  • 12. Soorten 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).
      • 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 (tRNA)
      • Zorgt voor transport van aminozuur uit het cytoplasma 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.
    • Ribosomaal RNA (rRNA)
      • Is de basis voor het ribosoom
    • 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).
  • 13. Eiwitsynthese: Splicing en Transcriptie
    • Verbreking van de basenparing in het dubbelstrengs DNA,
    • Er wordt RNA gemaakt van een deel (gen) van één streng van het DNA,
    • De DNA streng waarlangs mRNA wordt gevormd, heet de “template” streng. De andere DNA streng heet de “coderende streng”
    • Aflezen van de Template streng van het DNA gaat in de richting van 3’-eind naar het 5’-eind.
    • De RNA-polymerase start bij het Start-codon op het DNA: vanaf daar worden nucleotiden aangebouwd tot het stop-codon.
    • De gevormde streng is pre-mRNA.
    • Uit het pre-mRNA worden door enzymen en introns geknipt en de exons aan elkaar verbonden ( splicing ).
      • De introns worden afgebroken.
    • Het mRNA dat zo ontstaat verlaat de kern via de poriën in de kernmembraan en gaat naar een ribosomen in het cytoplasma voor de translatie.
  • 14.  
  • 15. Eiwitsynthese: stap 3: Translatie
    • mRNA wordt door het ribosoom afgelezen.
    • tRNA voert aminozuren aan.
    • Anticodon van tRNA koppelt aan een 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.
    • De eiwitvorming start vanuit het startcodon.
      • Er is één startcodon in het mRNA.
        • Het triplet AUG.
          • AUG codeert ook voor een aminozuur (methionine).
    • De eiwitvorming eindigt als in het mRNA een stopcodon zit.
      • Er zijn drie verschillende stopcodons (UAA, UAG en UGA).
        • De stopcodons coderen niet voor aminozuren.
  • 16. De genetische code
  • 17. tRNA
  • 18. Onderdelen translatie schematisch
  • 19. Overzicht translatie
  • 20. Voorbeeld
    • Coderende streng: AAA GGA TGG TCC GAC GTG
    • Template streng: TTT CCT ACC AGG CTG CAC
    • mRNA AAA GGA UGG UCC GAC GUG
    • (tRNA anticodon) UUU CCU ACC AGG CUG CAC
    • Aminozuren Lys Gly Trp Ser Asp Val
    • Bedenk: er zijn totaal 64 codes voor 20 aminozuren: sommige aminozuren worden dus gecodeerd door verschillende tripletten.
  • 21. Mutatie - verandering in het DNA
    • Komen spontaan voor.
    • Bijvoorbeeld door fout bij de replicatie.
    • Kunnen veroorzaakt worden:
      • door straling. Bijvoorbeeld: radioactieve straling en röntgenstraling.
      • door bepaalde stoffen (mutagene stoffen). Bijvoorbeeld: teer (sigaretten) en asbest.
    • Kleine mutatie (puntmutatie)
      • Wordt ook SNP genoemd (Single Nucleotide Polymorphisms).
      • Verandering van één nucleotide.
        • Nucleotide is vervangen (substitutie).
        • Nucleotide is verwijderd (deletie).
        • Nucleotide is toegevoegd (suppletie).
      • Puntmutaties in het junk-DNA hebben weinig gevolgen voor het fenotype.
      • Puntmutaties in het coderend deel van het DNA kunnen wel grote gevolgen hebben.
        • Gevolgen van deletie en suppletie zijn over het algemeen groter dan die van substitutie.
    • Grote mutatie (chromosoommutatie)
      • Veranderingen in grotere delen van het chromosoom.
        • Chromosoom of deel van chromosoom te veel (suppletie).
        • Chromosoom of deel van chromosoom te weinig (deletie).
        • Deel van een chromosoom gaat vast zitten aan ander chromosoom (translocatie).
      • Chromosoommutaties zijn meestal schadelijk.
  • 22. Celcyclus
    • G1-fase
      • Toename hoeveelheid cytoplasma en bijmaken van celorganellen.
      • Enzymen die nodig zijn voor de replicatie van DNA worden aangemaakt.
      • Duurt ongeveer 8 uur.
    • S-fase
      • Maken van nieuw DNA ( replicatie )
      • Van ieder chromosoom wordt een kopie gemaakt. De twee strengen DNA (chromatiden) blijven met elkaar verbonden door het centromeer
      • Duurt ook ongeveer 8 uur.
    • G2-fase
      • Toename van cytoplasma.
      • Enzymen die nodig zijn voor de mitose worden aangemaakt.
      • Duurt ongeveer 3 uur.
    • M-fase
      • Fase van de mitose: eerst vindt de kerndeling plaats (zie Binas voor mitose).
      • Duurt ongeveer 1 uur.
    • G 0 -fase
      • Na de celdeling kunnen de dochtercellen opnieuw delen of in “rust” gaan en eventueel specialiseren. Sommige gespecialiseerde cellen kunnen opnieuw vanuit de G 0 -fase naar de G1 fase en zo bijvoorbeeld weefsels herstellen (oa levercellen)
  • 23. De celcyclus
  • 24. Eiwitten: algemeen
    • 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 (zie Binas!!)
    • Aminozuren worden aaneengekoppeld met peptidebindingen
      • Bij vormen van de peptidebinding komt water vrij --> condensatiereactie
    • 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
  • 25. Eiwitten: 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
  • 26. Enzymen (bio-katalysatoren)
    • Bestaan uit een eiwitdeel en een co-factor.
      • Door vouwing van het eiwitdeel ontstaat een bindingsplaats (actief centrum) voor het substraatmolecuul.
      • Co-factor: noodzakelijk voor de werking van bepaalde enzymen.
        • Kan zijn: een vitamine (co-enzym) en een metaal-ion.
    • Werking
      • Versnellen bepaalde chemische reactie.
        • In het lichaam temperatuur te laag voor spontane reacties.
        • Verlagen de activeringsenergie die nodig is om een reactie op gang te brengen.
      • Gaan binding aan met een substraatmolecuul ( of substraatmoleculen). Vormen enzymsubstraat-complex.
      • Reactie komt op gang
      • Enzym laat weer los. Enzym + substraat --> Enzymsubstraat-complex --> Product + enzym
      • Veranderen zelf niet bij de reactie.
      • Worden zelf tijdens de reacties niet verbruikt.
        • Kunnen dus meerdere substraatmoleculen omzetten.
  • 27.
    • Enzymen zijn:
      • substraatspecifiek.
        • Door tertiaire structuur --> specifieke vorm --> passen maar op één substraat:
          • De ruimtelijke structuur van de bindingsplaats van het enzym moet passen op het substraat om daarmee een binding te kunnen aangaan.
        • Enzym krijgt de naam van het substraat waarop het werkt + de toevoeging &quot;ase&quot;: Voorbeelden: sacharose --> sacharase; lipiden --> lipase; penicilline --> penicillinase; vorming DNA (replicatie) --> DNA-polymerase.
      • reactiespecifiek.
        • Kunnen maar één bepaalde reactie versnellen.
    • Enzymactiviteit is afhankelijk van:
      • de temperatuur (optimumkromme).
        • Eiwitten veranderen bij hogere temperaturen van vorm (denaturatie).
        • De tertiaire structuur verandert --> passen niet meer op het substraat. Door de hogere temperaturen worden de zwavelbruggen (S-S) verbroken.
      • de pH (optimumkromme).
        • De pH heeft invloed op de ion-bindingen en daardoor op de bindingsmogelijkheden met een substraat.
      • de enzymconcentratie .
        • Hoe meer enzymmoleculen een binding met het substraat kunnen aangaan, hoe sneller de reactie.
  • 28.
    • Bepaalde geneesmiddelen en gifstoffen kunnen:
      • als enzymremmer werken (inhibitor).
        • Molecuul geneesmiddel of gifstof is concurrent van substraatmolecuul.
          • Bezet het enzymmolecuul --> kan niet meer binden aan substraat.
        • Molecuul bindt op ander plaats.
          • De actieve bindingsplaats verandert van vorm.
            • Geen binding aan substraat meer mogelijk.
      • enzymen activeren (activator).
        • Molecuul bindt aan enzym.
          • Verhoogt de enzymactiviteit.