Deel III: Genetica deel 1: studie v/d informatiedragers 84. Bespreek de structuur van dna



Dovnload 86.87 Kb.
Datum16.08.2016
Grootte86.87 Kb.
Deel III: Genetica
DEEL 1: studie v/d informatiedragers
84. Bespreek de structuur van DNA
DNA = desoxyribonucleïnezuur : belangrijkste informatiedrager in pro-en eukaryoten

  • onvertakt lineair polymeer

  • opgebouwd uit repeterende eenheden = nucleotiden:

    • fosfaat

    • deoxyribose (pentose) base + deoxyribose = nucleoside

    • 4≠ organische basen:

      1. 2 purines (2 ringen) : Adenine en Guanine

      2. 2 pyrimidines (1 ring) : Cytosine en Thymine

  • synthese: dNTP’s (doxynunucleoside triphosfaat) nodig : dATP, dGTP, dCTP, dTTP

nucleotiden polymeriseren tot NZ  -OH groep,gebonden aan 3’ C v/h suiker v/h ene nucleotide vormt esterbinding met fosfaat v/e andere nucleotide  H2O komt vrij

=> binding tss. 2 nucleotiden = fosfodiësterbinding zeer lange ketens van opeenvolg. nucleotiden die 5’-3’ oriëntatie krijgen (polynucleotidensequentie):



            • 3’ einde: vrije hydroxylgroep op 3’ C-atoom v/h suiker

            • 5’einde: vrije hydroxyl of fosfaatgroep op 5’ C-atoom v/h suiker

  • voorkomen: dubbele rechtsdraaiende helix van 2 anti- parallelle strengen die complementaire nucleotidesequentie hebben :

suiker- en fosfaatgroepen vormen buitenste ruggengraat

basen naar midden



  • twee strengen bij elkaar gehouden door H-bruggen ontstaan tss. bassen v/d beide strengen complementariteit: AT (2 H-bruggen) en GC (3 H-bruggen)


85. Bespreek de structuur van RNA
RNA = ribonuleïnezuur

  • onvertakt lineair polymeer

  • moleculaire opbouw lijkt op die van DNA, maar toch verschillend

  • opgebouwd uit repeterende eenheden = ribonucleotiden

    • fosfaat

    • ribose (pentose)

    • 4≠ organische basen:

      1. 2 purines (2 ringen): Adenine en Guanine

      2. 2 pyrimidines (1 ring) Cytosine en Uracil

86. Bespreek de structuur van proteïnen
proteïne:

  • 1 of meer onvertakte polypeptideketens: elke keten = aaneenschakeling AZ, volgorde is uniek, bepaald door genetische informatie

  • essentiële elementen van levende cellen, functies: enzymen, structurele componenten..

20 ≠ AZ bouwstenen proteïnen, elk AZ:



    • carboxylgroep (-COOH): in neutrale omgeving verlies van proton  COO-

    • aminogroep (-NH2): heeft extra proton  NH3+

    • zijketen of R-groep : bepaalt chemische identiteit v/h AZ, is covalent gebonden op centrale C (-C)

AZ in proteïnen: onderverdelen in 4 groepen ngl. eigenschappen v/d zijketen:


      1. AZ met hydrofobe R-groep

        • hydrofobe R-groep bestaat uit C en H atomen

        • meestal in kern van oplosbare proteïne, ver wan waterig milieu

        • belangrijke rol in celmembranen door mogelijkheid associatie met lipide dubbellaag




      1. polaire niet geladen AZ

        • hydrofiele R-groepen hebben partiële + of – lading  biochemische reacties

        • H-bruggen vormen en associëren met water




      1. polaire geladen AZ

        • hydrofiele R-groepen als zuren / basen: lading onder fysiologische condities

        • ion-bindingen aangaan en betrokken bij biochemische reacties




      1. R-groepen met unieke eigenschappen




          1. R-groep is waterstofatoom (vb. Glycine)

AZ komt voor in hydrofiele en hydrofobe omgevingen , op plaatsen waar polypeptiden in nauw contact komen met elkaar


          1. R-groep is polair en ongeladen (vb. cysteine)

kan met andere cysteïne een covalente binding aangaan  disulfide- link
C R-groep is hydrofoob (vb. proline: aminegroep in de ring!)

 veroorzaakt knik in polypeptideketting en “verstoort” geordende secundaire structuur


synthese polypeptide: elk AZ wordt gebonden aan 2 andere dmv peptidebinding :

carboxylgroep v/h ene AZ wordt gebonden aan aminogroep v/h andere (vorming van H2O)



  • ene einde N-terminus (vrije aminogroep)

  • andere einde C-terminus (vrije carboxylgroep)

DEEL 2: studie v/d expressie
87. Bespreek de algemene kenmerken van de genetische code


  1. lineaire vorm (ribonucleotide sequentie v/h mRNA afgeleid van complementaire sequentie in DNA)

  2. tripletcode: elk triplet = codon en codeert voor 1 AZ

  3. code = ondubbelzinnig (elk codon codeert maar voor 1 AZ)

  4. code = gedegenereerd (AZ kan door meer dan 1 codon gecodeerd worden)

  5. code = geordend (≠ codons die coderen voor zelfde AZ gegroepeerd, variëren enkel in derde plaats van codon, variabele plaats = wobble positie)

  6. start en stop codons (begin en einde translatie)

  7. code = “kommaloos” (eens translatie v/h mRNA start: tripletcodons 1 na 1 gelezen)

  8. code = niet overlappend (enkel ribonucleotide op specifieke plaats = deel van 1 codon)

  9. code = bijna universeel (delfde code voor virussen, pro- en eukaryoten, enkele uitz.)


88. Bespreek de transcriptie (initiatie, elongatie, terminatie)

A transcriptie bij prokaryoten
inleiding
DNA sequentie wordt afgeschreven  vorming complementaire mRNA-streng

enzyme: DNA afh. RNA polymerase: gebruikt DNA als template om RNA streng te synthetiseren

synthese RNA: NTP’s als substraat, nucleotiden worden tijdens proces verbonden door 5’-3’ oriëntatie
polymerasen

RNA polymerase: ≠ subunits: ,β,β’, σ

actieve enzyme = holoenzyme: subunits 2 β,β’, σ: dragen katalytische basis en actieve plaatsen voor transcriptie

σ : heeft regulatorische functie bij initiatie van RNA transcriptie
transcriptie  synthese enkelstrengig RNA molecul, complementair aan regio 1 v/d 2 strengen v/d DNA dubbele helix
template streng = “anti-sense streng” (3’5’)= DNA streng die wordt overgeschreven

partner streng = “sense streng” (5’3’) = complementaire DNA streng
wnr sequentie v/e gen1 wordt gegeven, geeft men sequentie v/d partnerstreng omdat die zelfde sequentie heeft als mRNA (op uracil na!)
σ subunit: herkent specifieke DNA sequentie = promotor (zet vertaling in gang)

 polymerase bindt op DNA template



promotors: bevinden in regio die 3’ stroomopwaarts (upstream: meer naar het 3’ einde toe) ligt v/hpunt waar eigenlijke transcriptie v/h gen begint

  1. sterke promotor: initiatie van transcriptie op promotor elke 1 à 2 sec.

  2. zwakke promotor: minder frequent (15à20 min.)

  3. constitutieve promotor: polymerase kan in alle omstandigheden binden

  4. gereguleerde promotor: slechts gebruikt in aan-of afwezigheid andere proteïnen

 eens polymerase gebonden: dubbele DNA helix splitst : DNA ontoegankelijk


initiatie transcriptie
bacteriële promotors: 2 consensus sequenties gevonden: typisch gelijk in ≠ genen v/h zelfde organisme of in 1 of meer genen van gerelateerde organismen


  1. 1ste consensus sequentie: 10 nucleotiden stroomopwaarts v/d plaats waar

transcriptie start = -10-regio = Pribnow box = AT rijke sequentie (TATAAT)  kans duplex openen


  1. 2de consensus sequentie: 35 nucleotiden stroomopwaarts = -35-regio (TTGACA)


stroomopwaarts = negatief (startplaats transcriptie = +1)

stroomafwaarts = positief (downstream: meer naar het 5’ einde)
mRNA synthese

als promotor herkend + RNA enzymecomplex gebonden is op DNA  insertie 1ste 5’-rNTP, dat complementair is met 1ste nucleotide op startpunt transcriptie (meestal purine)


polymerase schuift verder  voegt 1 na 1 complementaire ribonucleotiden toe die gebonden worden met een fosfodiësterbinding = ELONGATIE (5’-3’ richting)  tijdelijke DNA/RNA duplex waarvan beide strengen anti-parallel lopen tov elkaar
paar nucleotiden toegevoegd  dissociatie σ subunit v/h polymerase  duplex slechts 10 nucleotiden lang, waarna RNA streng loskomt en DNA duplex terug gevormd wordt (helix sluit weer)
terminatie

  • polymerase gen helemaal afgeschreven  sequentie die transcriptie beëindigt = terminatiesignaal  frequent omgekeerde herhalingen (inverted repeats)

  • GC rijke regio gevolgd door AT rijke zone

  • vorming sec. structuren thv inverted repeat  configuratie v/h polymerase verandert  polymerisatie stopt

  • soms afh. van terminatiefactor ρ (rho) : groot proteïne dat interageert met langer wordend RNA transcript  terminatie: RNA molecule lost v/d DNA template en polymerase dissocieert v/h DNA

sommige genen gerelateerd met elkaar: in groep naast elkaar  enkel laatste gen heeft terminatiesignaal voor transcriptie



resultaat: tijdens transcriptie grote RNA molecule ontstaat = 1 transcript :bevat dus info over meerdere polypeptiden!
leader = 5’ onvertaald gebied (5’ UTR = untranslated region)

spacers = onvertaalde delen tussen coderende sequenties

trailer = 3’ onvertaald gebied (3’ UTR) = stroomafwaarts
-)gen v/e bacterie = cistron  polycistronisch mRNA = efficiënte manier producten van genen synthetiseren in zelfde proces op zelfde moment vereist

voordeel: polymerase moet niet telkens dissociëren en opnieuw associëren
-)transcriptie 1 gen = monocistronisch mRNA
B transcriptie bij eukaryoten
inleiding
algemene aspecten transcriptie eukaryoten = transcriptie prokaryoten, toch verschillen
polymerasen
transcriptie: in kern gestuurd door 3 polymerasen: polymerase I, II en III : bestaan uit groot aantal subunits, groter en complexer : 2 grote subunits en 10 tot 15 kleiner subunits

elk polymerase heeft eigen product




Polymerase

Product

Plaats en voorkomen

I

rRNA

Nucleolus

II

mRNA

Nucleoplasma

III

5S rRNA tRNA

nucleoplasma


promotors die template binding v/d polymerasen stuurt: meer complex

=> minstenst 3 “cis-acting” elementen die efficiëntie initiatie transcriptie beïnvloeden


cis = elementen die op zelfde DNA molecule liggen

trans = elementen op andere DNA molecule tov beschouwde deel


  1. Goldberg-Hogness of TATA-box

  2. CCAAT-box

    • verder stroomopwaarts

    • afstand tot TATA-box verschilt per organisme (varieert 5 tot 500 nucleotiden)

  3. enhancers

    • plaats: nog verder stroomopwaarts tot zelfs stroomafwaarts v/h gen

    • beïnvloeden transcriptie vanop afstand

    • niet essentieel voor template binding

    • verhogen wél efficiëntie v/d initiatie van transcriptie


89. Bespreek maturatie van RNA in eukaryoten

groot verschil:

  • eukaryoten: transcriptie in nucleus aantal aanpassingen aan het mRNA  nucleus verlaten  translatie

  • prokaryoten: geen nucleus! tijdens transcriptie start de translatie v/h mRNA

processing : maturatie eukaryoot mRNA v/h primair RNA transcript  mRNA wordt voorzien van een 5’cap , 3’ poly-A straart + splicing


    • 5’ cap

      • 1ste modificatie v/h transcript = toevoeging 7-mehyl-guanosine (7mG) cap aan 5’

einde  vervangt 3 fosfaatgroepen op deze plaats nog voor transcriptie volledig is

  • het extra nucleotide in omgekeerde oriëntatie toegevoegd:

5’-5’trifosfaatverbinding gevormd cap blokkeert zo 5’einde voor verdere reactie!

  • nucleotiden in cap knn op ≠ plaatsen gemethyleerd worden

  • aanwezigheid cap = belangrijk voor verdere verloop maturatie

    • 3’ poly-A staart

  • na transcriptie, na toevoeging 5’ cap

  • transcript krijgt staart: poly-A sequentie is niet gecodeerd in DNA maar gebeurt door enzyme poly-A polymerase: voegt 200 A residues aan vrije 3’ OH einde van mRNA toe

  • associeert met poly-A bindende proteïnen (PABP)

  • rol in stabiliteit v/h RNA: staart verwijderen  RNA degenereert: geen translatie!!

(uitz.: transcripten v/d histongenen, geen staart!)

    • splicing

  • in eukaryoot gen: stukken sequentie die niet voorkomen in mature mRNA = introns (intervening sequence)

  • stukken sequentie die wel vertaald worden tot AZ sequentie = exons (expressed)

  • initieel: bij transcriptie ontstaat RNA molecule groter dan uiteindelijke mRNA

  • na toevoeging cap en staart: introns worden uit RNA sequentie geknipt = SPLICING

  • intron begrensd door korte sequentie van 2 nucleotiden  ≠ splicings mechanismen

  • splicing beëindigd: mature mRNA naar cytoplasma getransporteerd  translatie


mRNA eukaryoten wordt niet onmiddellijk afgebroken in kern door deze aanpassingen!
90. Bespreek translatie

A translatie bij prokaryoten

inleiding

translatie = vertalen RNA sequentie naar opeenvolging van AZ in proteïne

 proces enkel in associatie met ribosomen  mRNA tripletcodon 1 per 1 vrijgeven

tRNA transfer RNA is geladen met AZ: bevat 3 ribonucleotiden complementair aan codon in mRNA: anticodon

in ribosoom: H-bindingen tss basen codon en deze van anticodon  juiste AZ dicht genoeg gebracht  peptidebinding ontstaat (proces herhaalt zicht zolang ribosoom over mRNA gaat)

ribosomen


  • ribosoom = ribonucleoproteïne, bevat meer RNA dan proteïnen (r-proteïnen)

  • alle ribosomen in cel = identiek: 2 subunits, elk opgebouwd uit grote rRNA molecule en aantal kleine proteïnen grote subunit kan kleinere RNA’s bevatten


proteïne synthese

3 stappen:



  1. initiatie: reacties die peptidebinding tss 1ste en 2de AZ v/d keten voorafgaat

 ribosoom moet binden op mRNA en complex vormen met 1ste aminoacyl-tRNA


  1. elongatie: alle reacties v/d polipeptidesynthese vanaf vorming 1ste peptidebinding

  2. terminatie : alle stappen nodig afgewerkte polypeptide losmaken ribosoom en dissociatie ribosoom v/h mRNA

initiatie

    • prokaryoten: geen nucleus: ribosomen niet fysiek (alles samen in cytoplasma)

gescheiden v/h RNA dat ontstaat bij transcriptie  ribosomen binden op mRNA voordat transcriptie eindigt!

    • op speciale sequentie mRNA: ribosoom-bindingsplaats = korte sequentie van basen die coderende sequentie voorafgaat

    • AUG startcodon maakt altijd deel uit van deze sequentie

    • 10 basen stroomopwaarts v/h startcodon: 5’ AGGAGG 3’ = polypurine sequentie = Shine-Delgarno: grote en kleine subunit associëren met elkaar en met mRNA

synthese proteïnen start met AZ methionine, signaal polypeptideketen starten = initiatiecodon / startcodon



initiator tRNA: draagt methionine, geblokkeerd op aminogroep door formyl  (enkel gebruikt bij initiatie)

tRNA dat AUG codons verder in sequentie herkent: draagt methionine , niet geformyleerd!
dus: verschil tss. tRNA’s en tss residues die ze geladen hebben!

enkel initiator tRNA: rechtstreeks P-plaats bezetten + codon herkennen, enkel via A-plaats associatie met ribosoom aangaan


elongatie (kunnen tekenen!)

  • 30 basen v/h mRNA associëren met kleine subunit  2 tRNA moleculen tegelijk actief tijdens proteïnesynthese: 2 v/d 10 codons geassocieerd met ribosoom betrokken in eigenlijke reactie

  • elk tRNA op vaste plaats op ribosoom: 2 plaatsen eigen karakteristieken

  • ‘binnentreden’ ribosoom: tRNA bindt op A-plaats = A site of acceptor site : codon dat codeert voor volgende AZ bevindt zich er

  • P-plaats = P 2 site = donor site: codon v/h laatst toegevoegde AZ bevindt zich er

=> wordt bezet door peptidyl-tRNA: draagt aangroeiende keten, er wordt peptidebinding gevormd waarbij polypeptide dat door peptidyl-tRNA gedragen wordt, overgedragen wordt op nieuwe AZ  tRNA op P-plaats is nu leeg  keten op tRNA op A-plaats  ribosoom schuift 1 triplet op  A-plaats terug vrij  nieuw tRNA met AZ ontvangen  enz…

meerdere ribosomen kunnen tegelijk hetzelfde mRNA vertalen!
terminatie

stop-codons = terminatiecodons = nonsense-codons : coderen niet voor AZ en geen enkel tRNA bevat complimentair anticodon  keten wordt v/h laatste tRNA geknipt  tRNA dissocieert v/h ribosoom (lost v/h mRNA en dissocieert in subunits)

B translatie bij eukaryoten

inleiding

basisprincipe = gelijk aan prokaryoten, 3 zelfde stappen: initiatie, elongatie en terminatie

eveneens op ribosomen, maar ze bevinden zich buiten de nucleus in het cytoplasma (dus gescheiden van het primaire RNA in de kern)
ribosomen

2 subunits


belangrijkste verschillen tss translatie pro- en eukaryoten: initiatie

  • 5’ cap eukaryote mRNA: essentieel voor translatie, vgl. fct. als Shine-Delgarno bij prokaryoten = associatie ribosomen met mRNA

  • unieke tRNA dat translatie kan starten draagt eveneens methionine maar bij eukaryoten draagt dit geen formylgroep (enkel bij prokaryoten!)


91. Bespreek effect van mutaties
mutaties = veranderingen v/h DNA

effect mutatie = afh. soort mutatie en wat er juist verandert


silent mutation”

1 AZ wordt soms gecodeerd door ≠ codons, 3de plaats is anders (Wobble positie)

verandering op deze plaats  vaak geen fenotypisch effect
[vb; 1 base vervangen door andere base = base-substitutie ]
missense-mutatie

in DNA sequentie verandert 1 base  verkeerd AZ ingebouwd bij translatie



  1. nauwelijks gevolgen  wild-type (bv. sterk gelijkende AZ met zelfde eig.)

  2. inactief proteïne  verlies functie (drastisch effect bv. erfelijke afwijking)

(ook gradaties tss 1 en 2 zijn mogelijk!)
nonsense-mutatie

mutatie codon dat codeert voor AZ dat verandert in stop-codon  terminatie polypeptideketen , meestal volledig verlies van functie, tenzij mutatie dicht bij carboxyterminaal deel v/h proteïne en dit deel niet essentieel is voor functie


leesraammutatie

insertie = extra base ingbevoegd

deletie = base valt weg

 vanaf mutatie verschuift leesraam en worden andere AZ ingevoerd

1 kans op 20 dat stopcodon ontstaat  terminatie!
92. Bespreek replicatie
A replicatie bij prokaryoten
circulaire DNA molecules

1 enkele ori  replicatie bidirectioneel  2 replicatievorken komen samen op plaats waar replicatie eindigt: ter (termination region) structuur = θ-structuur


DNA helix wordt ontwonden door helicases (DNA A,B, C) binding DNA B en C proteïne  helix verder openen en destabiliseren  energie nodig H-bruggen tss complementaire basen verbreken door hydrolyse ATP
helix deels ontwonden: enkelstrengig bindende proteïnen SSBP = single strand binding proteins) binden  enkelstrengig DNA stabiliseren
ontwinding helix op ene plaats  overwinding = supercoiling in andere delen = extra draaiingen en lussen: oplossing = gyrase, DNA topoisomerase  maakt enkel of dubbelstrengige knip  extra spanning opgeheven, dan losse eindjes DNA weer aan elkaar hechten
synthese nieuwe DNA streng: DNA polymerases, gebruiken DNA als template
polymerase I en III (E. coli): knn enkel nucleotiden toevoegen aan vrije 3’ –OH van bestaande streng: enzyme niet autonoom synthese nieuwe streng!

  1. template nodig voor correcte bindingsplaats volgorde

  2. vrije 3’ –OH terminus (aangebracht door klein stukje RNA = primer: 5 tot 15 nucleotiden lang, complementair aan DNA, gemaakt door RNA polymerase = primase  heeft geen vrije 3’ –OH groep nodig om te knn starten!

aan dit fragment: polymerase III start synthese DNA + eigenlijke elongatie DNA polymeer
polymerase I en III: 3’ => 5’ exonuclease activiteit  knn pauzeren tijdens synthese, laatste nucleotide terug afknippen: fouten onmiddellijk hersteld = proofreading

polymerase I: als enige ook 5’ => 3’ exonuclease activiteit  nucleotiden afknippen op plaats synthese startte: knipt RNA primer weg aan begin en vervangt het door DNA
polymerase II: 3’ => 5’ exonuclease activiteit (niet omgekeerd!) herstel beschadigde DNA door externe invloeden(UV licht)
polymerase III: vrij 3’ –OH groep nodig: DNA synthese enkel 5’ => 3’ richting

DNA dubbele helix: 2 strengen antiparallel:

ene 5’ => 3’, andere 3’ => 5’

dus probleem replicatie: hoe gebeurt simultane synthese beide DNA strengen aan voortschrijdende replicatievork?

-)1 van beide = template, continue synthese = leading strand

-)parallelle streng: meerdere plaatsen initiatie nodig,, discontinue synthese = lagging strand
synthese DNA op lagging strand: in stukjes, telkens geïnitieerd met RNA primer: 1000 tot 2000 nucleotides lang, stukjes DNA die zo ontstaan = Okazaki fragmenten: polymerase I vervangt primers door DNA, stukjes uiteindelijk aan elkaar gezet door DNA ligase

B replicatie bij eukaryoten
ook proteïnen voor ontwinden helix, ssbp’s, topoïsomerases, primases, polymerases, ligases

 voor DNA synthese kan starten: histonen verwijderen v/h DNA, na synthese DNA zullen ze terug associëren met DNA


5≠ polymerasen: , β ,γ ,, ε: ( en : belangrijkste enzymen bij replicatie)

  1. geassocieerd met primase dat op lagging strand primers maakt voor fragmenten Okazaki

  2. β betrokken bij DNA herstel

  3. γ in mitochondriën

  4. ε rol niet volledig duidelijk, cellen die het missen kunnen replicatie niet afwerken

 knn. enkel DNA strengen elongeren in 5’ => 3’ richting door nieuwe nucleotiden aan vrije 3’ –OH groep aan te bouwen

allen, behalve β hebben 3’ => 5’ exonuclease activiteit


replicatie3: bidirectioneel  2 replicatievorken ontstaan aan een ori

fragmenten Okazaki maar 100 tot 200 nucleotiden lang

DNA moleculen = linair  extra probleem op einde molecule:



  • leading strand: synthese gewoon doorgaan tot einde

  • lagging strand: probleem met laatste RNA primer (normaal weggeknipt en ontstane

‘gat’ opgevuld met nucleotiden aangehecht aan 3’-OH groep v/h volgende Okazaki fragment) MAAR hier is geen volgend fragment, geen beschikbare 3’ –OH groep!

oplossing:

einde molecule = korte herhaalde sequentie van 6 nucleotiden: serie herhalingen op einde chromosoom = telomeer, repeats vormen lus (hairpin loop) gestabiliseerd door vorming ‘verkeerde’ H-bruggen

 3’ –OH hiervan kan dienen om RNA primer te vervangen  lus afgeknipt

enzyme telomerase: nieuwe repeats toevoegen aan einde DNA molecule


93. Vergelijk replicatie bij prokaryoten en eukaryoten


Prokaryoten

eukaryoten

Gelijkenissen

Proteïnen ontwinden de helix (helicase), ssbp, topoïsomerase, primase, polymerase, ligase

Replicatie bidirectioneel, 2 vorken aan ori

verschillen

3 ≠ polymerasen: I, II en III

5 ≠ polymerasen: , β ,γ ,, ε

1 enkele ori

Meer ori’s

Langere Okazaki fragmenten (1000-2000)

Kortere Okazaki fragmenten (100-200)

Circulaire DNA moleculen

Lineaire DNA moleculen


94. Bespreek mitose (2n => 2n)
elke delende eukaryote cel: celcyclus: 4 fasen: G1, S, G2 en M
M-fase: mitotische deling kern, nucleus deelt en DNA wordt gelijk verdeeld onder 2 dochtercellen

  • profase, prometafase, metafase, anafase, telofase


profase (36 minuten)


  • begin: 2 paren centriolen begeven zich naar tegenovergestelde kant v/d cel

    • net buiten nucleus in gedifferentieerd cytoplasma = centrosoom

    • organisatie microtubuli tot bundels van ene pool naar andere = spoelfiguur

(proces creërt as langswaar verdeling chromosomen later gebeurt)

    • dierlijk!

  • nucleair membraan desintegreert + chromatine condenseert tot chromosomen

  • einde: chromosmen zichtbaar als dubbele structuur overlangs gesplitst behalve op

1 punt = centromeer , 2 delen = chromatiden (genetisch identiek = zusterchromatiden: DNA elk deel is kopie (ontstaan in S fase) v/e enkel chromosoom!)

thv centromeer: meerlagige plaatachtige structuur gevormd aan tegenovergestelde zijden centromeer, en geassocieerd met 1 v/d zusterchromatiden = kinetochoor, buitenste laag verbonden met microtubuli  spoelfiguur
prometafase en metafase (3 minuten)
prometafase:

chromosomen naar midden v/d cel = equatoriaal vlak of metafasevlak

migratie door binding MT, groeien vanuit centrosoom , aan centromeer via kinetochoor

metafase:

chromosomen liggen verzameld in metafase vlak


anafase
zusterchromatiden uit elkaar  migreren elk naar tegenovergestelde pool v/d cel: centromeer in 2 gesplitst , elk chromatide = dochter chromosoom: door MT naar polen getrokken
telofase
beide polen: volledige set van chromosomen  cytokinese start: verdelen cytoplasma = essentieel proces uit 1 cel 2 cellen ontstaan, verschilt tss plant- en diercellen :

eindresultaat gelijk: 2 nieuwe cellen gevormd = dochtercellen (2n)

95. Bespreek meiose (2n => n)
sexuele voortplanting: gameten versmelten tijdens bevruchting  zygote heeft zelfde hoeveelheid DNA als ouderorganismen, hoeveelheid verdubbelt niet doordat gameten elk helft v/h DNA bevatten

mens = diploïd (2n: van elk chromosoom 2 exemplaren)

gameet = haploïd (n: van elk chromosoom 1 kopie)
delingsproces waarbij gameten ontstaan = meiose
DNA is gerepliceerd  condensatie 1 zelfde type chromosoom: 2 zusterchromatiden aan elkaar gebonden in centromeer

 chromosomen vormen paren met homoloog en vormen synapsen  tetrade vorming bestaat uit 4 chromatiden

beide chromosomen hebben duplicatie4 ondergaan: 2 opeenvolgende delingen nodig om haploïde cel te bekomen: 1ste meiotische deling = reductiedeling (aantal centromeren gehalveerd)
1ste meiotische deling = reductiedeling

 profase I, metafase I, anafase I, telofase I


profase I
-)homologe chromosomen komen bij elkaar en vormen synapsen

-) crossing over: DNA uitgewisseld tss homologe chromosoomparen  verhoging genetische variatie !


complexe profase: substadia:

  1. leptonema: condensatie chromatine tot chromosomen

  2. zygonema (ruwe paring): chromosomen dikker en korter en homologe chromosomen alligneren , centriolen bewegen naar tegenovergestelde polen v/d cel

  3. pachynema: condensatie chromosomen, synaps tss homologe chromosomenparen

+ eigenlijke uitwisseling genetisch materiaal (nog niet duidelijk!)

  1. diplonema: elk paar zusterchromatiden in gevormde tetrade wijken uit elkaar, op sommige plaatsen nog contact, chromatiden verbonden = chiasma: crossing over heeft wss. plaatsgehad

 uitwisseling genetisch materiaal wordt in dit stadium pas duidelijk!

  1. diakinese: chromosomen verder uit elkaar, niet-zuster chromatiden blijven los

verbonden door chiasmata (schuiven meer naar einde tetrade = terminalisatie) + nucleair membraan verdwijnt en centromeren beide chromosomen worden verbonden met spoelfiguur
metafase I, anafase I, telofase I
stappen lijken op mitose:
metafase I: chromosmen max. gecondenseerd, terminaal chiasmata = enige factor die zusterchromatiden bij elkaar houdt, elkte tetrade beweegt oiv spoelfiguur naar metafasevlak
anafase I: elke tetrade gesplitst, diade van telkens 2 zuster-chromatiden wordt naar andere pool getrokken  homologe chromosomen gescheiden = disjunctie

  • geen crossing over: diade enkel uit maternaal of paternaal DNA

  • crossing over: elke diade bestaat uit zowel maternaal als paternaal DNA

 verdeling diaden over polen cel = at random, van elk chromosoom wordt homoloog naar elke pool getrokken, aan 1 pool mix van maternale / paternale chromosomen = TOEVAL!
telofase I: nieuwe nucleï worden gevormd
2de meiotische deling:

profase II, metafase II, anafase II, telofase II


gameten vormen: elke diade opnieuw splitsen
profase II: kernmembraan verdwijnt

metafase II: chromosomen naar metafasevlak

anafase II: centromeren uit elkaar + zuster-chromatiden v. elke diade elk naar pool

telofase II: 2de meiotische deling wordt afgerond, elke cel bevat 1 chromosoom van elk paar, cellen zijn haploïd (n)
Belang v/d meiose:

belangrijk proces bij sexuele voortplanting van alle diploïde organismen  ontelbaar genetisch verschillende gameten worden geproduceerd



als meiose faalt:

bij 1ste of 2de deling: verdeling of disjunctie v/d chromatiden loopt mis, oncorrecte verdeling, chromatiden niet uit elkaar, bewegen naar zelfde pool tijdens anafase = nondisjunctie

 gameten gevormd met van 1 chromosoom toch 2 exemplaren of geen. bij versmelting met normale gameet: 3 exemplaren = trisomie of 1 exemplaar = monosomie

bij planten: vreemde karakteristieken

bij dieren (mens!): meestal lethaal, behalve syndroom van Down = mongolisme (= trisomie chromosoom 21)
96. Vergelijk mitose en meiose


gelijkenissen

DNA gerepliceerd  condensatie: 1 zelfde type chromosoom

zelfde 4 fases: pro-, meta-, ana- en telofase

verschillen

mitose meiose

moedercel => 2 identieke dochtercellen moedercel => 4 genetisch ≠ dochtercellen

2n => 2n 2n => n

geen tetrade tetrade vorming

1 deling 2 delingen (1ste en 2de meiotische)

geen crossing over crossing over



1 gen = stuk DNA dat codeert voor 1 polypeptide

2 P= peptidyl A= aminocyl

3 replicatie = verdubbeling van het DNA tijdens de celdeling

4 duplicatie = het in 2-voud aanwezig zijn van dezelfde genetische informatie in een chromatide







De database wordt beschermd door het auteursrecht ©opleid.info 2017
stuur bericht

    Hoofdpagina