2 DNA ©JasperOut.nl

2.1 Bouw en functie van DNA 2 DNA ©JasperOut.nl

Soorten DNA Het DNA in je cellen bevat de informatie voor erfelijke eigenschappen. Het totaal van al deze informatie noemen we het genoom. Elke cel in je lichaam heeft, net als bij alle andere meercellige organisme, het zelfde genoom. Het DNA dat deze erfelijke eigenschappen bevat bevindt zich onder meer in je celkern (kernDNA) en mitochondriën (mtDNA) en bij planten ook in de chloroplasten. Het kernDNA ligt in de kern verdeeld over de verschillende chromosomen. De chromosomen bestaan op hun beurt uit genen (die informatie voor de eiwitsynthese bevatten) en niet-coderend DNA wat een regulerende functie heeft bij de eiwitsynthese. Bij organisme zonder celkern (prokaryoten) ligt het DNA los in de cel in de vorm van een cirkel. Sommige prokaryoten hebben ook hele korte stukjes circulair DNA, de plasmiden. 2.1 DNA Bouw en functie van DNA ©JasperOut.nl

DNA-molecuul Ieder chromosoom bevat een DNA-molecuul, een DNA-molecuul is een nucleïnezuur dat bestaat uit twee ketens van aan elkaar gekoppelde nucleotiden. De twee nucleotideketens worden aan elkaar verbonden door vaste basenparing: A (adenine) T (thymine) C (cytosine) G (guanine) De twee ketens liggen in een helixstructuur om elkaar heen, dat wil zeggen dat ze in een dubbele spiraal opgedraaid liggen rondom eiwitten (ook de eiwitten maken deel uit van het chromosoom). 2.1 DNA Bouw en functie van DNA ©JasperOut.nl

DNA-molecuul 2.1 Zie BINAS tabel 71 voor de bouw van een DNA-molecuul Bouw en functie van DNA ©JasperOut.nl

2.2 DNA-replicatie 2 DNA ©JasperOut.nl

Celcyclus Tijdens de celcyclus moeten de chromosomen in een cel worden gekopieerd zodat deze verdeeld kunnen worden over de dochtercellen die tijdens de mitose ontstaan. De chromosomen in beide cellen moeten exact het zelfde DNA bevatten. Hiervoor vindt tijdens de S-fase van de celcyclus de DNA-replicatie plaats. Bij de DNA-replicatie worden beide strengen van het DNA-molecuul van elkaar los gemaakt door de verbinding tussen de basenparen te verbreken. Uiteindelijk wordt van elke streng een nieuwe DNA-molecuul gemaakt. Celcyclus Mitose G2-Fase G1-Fase S-Fase 2.2 DNA DNA-replicatie ©JasperOut.nl

DNA-replicatie De replicatie begint met het verbreken van de basenparen, de helixstructuur van het DNA-molecuul verdwijnt en de beide strengen van het DNA-molecuul gaan uit elkaar. Na deze eerste stap liggen in beide strengen alle nucleotiden dus vrij om een nieuwe binding aan te gaan. In het kernplasma bevinden zich vrije DNA-nucleotiden, deze kunnen zich met behulp van het enzym DNA-polymerase binden aan de nucleotiden in de streng. Omdat adenine zich altijd aan thymine bindt en cytosine aan guanine ontstaan er twee identieke nucleotidenketens. De DNA-polymerase beweegt zich in beide strengen in een andere richting. In de ene streng van links naar rechts, dit enzym kan dus aan een stuk door bewegen. Het andere enzym beweegt van rechts naar links en start telkens weer opnieuw wanneer hij bij een compleet stuk DNA-molecuul aan komt. 2.2 DNA DNA-replicatie ©JasperOut.nl

DNA-replicatie 2.2 Zie BINAS tabel 71D voor de DNA-replicatie ©JasperOut.nl

Chromatiden De DNA-replicatie vindt plaats langs het hele DNA-molecuul, behalve bij het centromeer. Hier blijven de verbindingen bestaan en blijven de beide strengen aan elkaar verbonden. Zodra de DNA-replicatie voltooid is bestaat het chromosoom uit twee chromatiden die beide bij het centromeer aan elkaar verbonden zitten. De beide chromatiden bevatten de zelfde genen en de zelfde erfelijke informatie. Tijdens de mitose worden de beide chromatiden van elkaar gescheiden en worden elk één chromosoom in een dochtercel. 2.2 DNA DNA-replicatie ©JasperOut.nl

2.3 Eiwitsynthese 2 DNA ©JasperOut.nl

RNA RNA is een ‘boodschapper-molecuul’ dat de code van een gen overbrengt naar de ribosomen in het cytoplasma. Met behulp van de code van een specifiek gen kan een ribosoom een eiwit synthetiseren. In een RNA (Ribonucleïnezuur) molecuul bevinden zich drie dezelfde stikstofbasen als in het DNA; Guanine (G), Cytosine (C) en Adenine (A). Bij RNA ontbreekt Thymine, in plaats hiervan bevat een RNA-nucleotide de stikstofbase Uracil (U). RNA-moleculen zijn slecht enkelstrengs en kunnen de celkern via de kernporiën verlaten richting de ribosomen. 2.3 DNA Eiwitsynthese ©JasperOut.nl

RNA transcriptie Net als bij de DNA-replicatie worden bij de vorming van RNA (RNA-transcriptie) de bindingen tussen de basenparen van het DNA-molecuul verbroken. Langs één van de ketens wordt met behulp van het enzym RNA-polymerase een RNA-molecuul gevormd. Het vormen van een RNA-molecuul gaat nagenoeg het zelfde als het vormen van een nieuwe DNA streng bij de DNA-replicatie. Aan elke Cytosine stikstofbase wordt Guanine gekoppeld en aan Guanine wordt Cytosine gekoppeld. Aan een Thymine stikstofbase wordt Adenine gekoppeld maar bij de stikstofbase Adenine wordt er Uracil gekoppeld. Wanneer het RNA-molecuul klaar is laat het los van het DNA en verlaat de celkern. 2.3 DNA Eiwitsynthese ©JasperOut.nl

Aminozuren Elk eiwit in je lichaam is opgebouwd uit aminozuren. In totaal heb je in je lichaam 20 verschillende soorten aminozuren. De volgorde en het aantal van deze aminozuren bepaald de eigenschappen van het eiwit. De code voor de volgorde van de aminozuren ligt in de nucleotidevolgorde van het RNA. Voor één aminozuur worden drie nucleotiden afgelezen. De volgorde van deze drie nucleotiden (een codon) bepaald welk aminozuur er door de ribosomen wordt gebruikt voor het eiwit. Elk RNA molecuul begint met het startcodon (AUG) en eindigt met een van de drie stopcodons (UAA, UAG, UGA). Wanneer een ribosoom AUG afleest koppelt hij het aminozuur methionine aan het RNA molecuul en gaat codon voor codon het hele molecuul af tot hij een stopcodon tegen komt. Een stopcodon codeert niet voor een aminozuur maar zorgt er voor dat het eiwit los gelaten wordt van het ribosoom. 2.3 DNA Eiwitsynthese ©JasperOut.nl

Codons 2.3 2e stikstofbase 1e stikstofbase 3e stikstofbase U C A G Phe Ser Tyr Cys Leu STOP Trp Pro His Arg Gln Ile Thr Asn Lys Met (START) Val Ala Asp Gly Glu 1e stikstofbase 3e stikstofbase 2.3 DNA Eiwitsynthese ©JasperOut.nl

Aminozuur zoeken 2.3 2e stikstofbase 2 1e stikstofbase 3e stikstofbase C A G Phe Ser Tyr Cys Leu STOP Trp Pro His Arg Gln Ile Thr Asn Lys Met (START) Val Ala Asp Gly Glu 2 Zoek het aminozuur op dat past bij het codon GAC Zoek de G op in de linker kolom Zoek de A op in de bovenste rij. Zoek de C op in de rechter kolom Kijk waar de drie letters elkaar kruisen 1e stikstofbase 3e stikstofbase 1 3 4  Aminozuur is ‘ASP’ (Asparaginezuur) 2.3 DNA Eiwitsynthese ©JasperOut.nl

Golgisysteem Zodra de ribosomen het eiwit hebben losgekoppeld heeft dit eiwit nog niet zijn definitieve vorm. Hiervoor wordt het eiwit in een blaasje vervoerd naar het Golgisysteem. In het Golgisysteem krijgen de meeste eiwitten hun uiteindelijke vorm en worden ze functioneel. Het RNA dat vertaald is tot een eiwit wordt uiteindelijk weer afgebroken tot vrije nucleotiden. 2.3 DNA Eiwitsynthese ©JasperOut.nl

Genexpressie & cel differentiatie 2.4 2 DNA ©JasperOut.nl

RNA Cel 2.4 DNA Genexpressie & Celdifferentiatie ©JasperOut.nl