Structuur van chromatine en chromosomen

Presentatie over: "Structuur van chromatine en chromosomen"— Transcript van de presentatie:

1 Structuur van chromatine en chromosomen
Thema 1 Structuur van chromatine en chromosomen DEEL 1 Gentisch materiaal en celdelingen

2 1 Prokaryote cel Eukaryote cel Geen compartimentering in celorganellen
Prokaryote en eukaryote cellen 1 Prokaryote cel Eukaryote cel Geen compartimentering in celorganellen Compartimentering in celorganellen DNA los in cytoplasma (‘naakt’ DNA) DNA opgerold rond histonen (‘chromatine’) Bij bacteriën en archaea Bij alle meercelligen en sommige ééncelligen

3 2 Leven van een cel in een notendop
Celyclus: interfase gevolgd door celdeling Vereenvoudigde voorstelling van de celcyclus van een levercel

4 3 3.1 Kernmembraan Celkern in interfase Dubbel membraan + poriën
Verbinding met ER Uitwisseling van stoffen (passief voor ionen en kleine moleculen; actief (E) voor grote moleculen en mRNA)

5 3.2 Nucleolus Aanmaak van rRNA
Opbouw van ribosomale subeenheden uit rRNA en ribosomale proteïnen

6 3.3 Chromatine Chromatinevezels: DNA + histonen

7 3.3.1 Chemische samenstelling van nucleïnezuren
DNA DesoxyriboNucleïneAcid is een polynucleotide Eén nucleotide bestaat uit: Desoxyribose Fosfaatgroep Organische stikstofbase Adenine (A) Cytosine (C) Guanine (G) Thymine (T)

8 Structuur van de suikermolecule en de fosfaatgroep

9 Structuur van de organische stikstofbasen

10 Maurice Wilkins Crick & Watson Rosalind Franklin 1953
Ruimtelijke structuur van DNA 1953 Maurice Wilkins Crick & Watson Rosalind Franklin

11 A T C G Dubbele helix: 2 suiker-fosfaatruggengraten
Complementaire structuur: A T C G Antiparallele structuur: 5’  3’ 3’  5’ Basensequentie: = genetische informatie

12

13 3.3.3 Ruimtelijke structuur van RNA
Enkelstrengig Oriëntatie 5’  3’ Kan ruimtelijk opgevouwen zijn door basenparing

14 Chemische samenstelling van RNA
Ribose (ipv. desoxyribose) Fosfaatgroep Organische stikstofbase Cytosine Guanine Adenine Uracil  ipv. thymine bij DNA

15 3.3.4 Verband tussen DNA en gen
GEN = DNA-fragment met de code voor de aanmaak van een polypeptide

16 3.3.5 Histonen Proteïnecomponent van chromatine Ondersteunende rol
Regulerende rol bij genexpressie Opwinden van DNA: DNA heeft totale lengte van 2 m  past in kern met Ø van 10 µm Verschillende klassen met ≠ functies (H 1,2,3,4)

17 genexpressie is mogelijk
Structuur van een chromatinevezel Chromatinevezel = DNA + histonen  ‘parelsnoer’ euchromatine heterochromatine genexpressie is mogelijk geen genexpressie

18 3.3.7 DNA-replicatie Start DNA-replicatie en werking van DNA-helicase
Start op plaatsen waar veel A en T basen voorkomen Start op meerdere plaatsen tegelijk DNA-helicase verbreekt de waterstofbruggen replicatievork replicatievork

19 Werking van DNA-polymerasen
Hechten nieuwe nucleotiden vast op DNA-enkelstreng Werken enkel in de 5’  3’ richting van de nieuwe streng Complementaire basenparing

20 Op de originele 5’  3’ gebeurt de replicatie discontinu
Er ontstaan korte fragmenten die nadien met DNA-ligase aan elkaar moeten geplakt worden: OKAZAKI-fragmenten Okazaki-fragmenten

21 Werking van DNA-ligase
eerst worden de RNA-primers afgebroken (bezitten de base Uracil) en vervangen door DNA-nucleotiden Okazakifragmenten worden door DNA-ligase ‘gelijmd’

22 Resultaat van DNA-replicatie
DNA-replicatie is semi-conservatief: elk nieuwe molecule bestaat uit een oude en een nieuwe streng

23 4 4.1 Van chromatine tot chromosomen Celkern in delingsfase
Bij de aanvang van de celdeling spiraliseren de chromatinevezels tot chromosomen Chromosomen zijn sterk gespiraliseerd en gecondenseerd

24

25

26 Elk chromosoom bestaat uit 2 identieke kopieën van de oorspronkelijke chromatinedraad: de chromatiden De beide zusterchromatiden hangen aan elkaar in het centromeer

27 4.2 Telomeren Bevinden zich aan de uiteinden van de chromosomen
Vele herhalingen van een korte sequentie (TTAGGG) Enzym telomerase hecht telomeren aan de trage streng om ze te beschermen tegen het verlies van nucleotiden Stamcellen bevatten normaal veel telomerase

28

29 4.3 Eigenschappen van chromosomen
Aantallen chromosomen Aantal chromosomen per soort is constant Altijd een even aantal in lichaamscellen  diploïde aantal (2n)  mens: 2n = 46 In gameten is slechts de helft van het diploïde aantal chromosomen aanwezig  haploïde aantal (n)  mens: n = 23 Bij bevruchting versmelten de gameten tot een zygote  n + n = 2n  mens: = 46 chromosomen

30 Aantal chromosomen in lichaamscellen van enkele plant- en diersoorten

31 Homologe chromosomen Chromosomen die even lang zijn en hun centromeer op dezelfde plaats hebben Bevatten geen identieke informatie, maar wel informatie van dezelfde aard op overeenkomstige plaatsen bv. op het ene homoloog: info voor blauwe ogen op het andere homoloog: info voor bruine ogen

32 4.3.3 Autosomen en heterosomen
Autosomen: dragen info over lichaamskenmerken Alle chromosomen die geen geslachtschromosomen zijn Mens: 44 autosomen of 22 paar homologe chromosomen Heterosomen = geslachtschromosomen (X en Y) = niet homoloog Dragen eigenschappen (genen) die geslachtsgebonden zijn

33 4.4 Karyogram of karyotype
Autosomen worden in homologe paren geordend Genummerd van (van groot naar klein) Er wordt ook rekening gehouden met ligging centromeer

34 Karyogrammen worden dikwijls gebruikt voor diagnostische doeleinden
bv. syndroom van Down of trisomie 21 47, XY, +21

35 5 5.1 Mitochondrionaal DNA (mtDNA) Extrachromosomaal DNA
Ringvormig DNA van mitochondriën mtDNA bevindt zich in de matrix Mitochondriën zijn deels autonome celorganellen Mitochondriën zijn van oorsprong endosymbionten mtDNA wordt enkel via de moeder overgeërfd Verwantschap kan door mtDNA-analyse in moederlijke lijn worden geanalyseerd

36 5.2 DNA in chloroplasten 5.3 Plasmiden
Bacteriën bezitten ‘naakt’ DNA’ (geen histonen) in twee vormen: een groot cirkelvormig chromosoom en een kleine cirkelvormige plasmide (meerdere kopieën) Plasmiden kunnen uitgewisseld worden Plasmiden zijn belangrijk in de biotechnologie

37 Thema 1 EINDE DEEL 1 Gentisch materiaal en celdelingen