2.6 Celcyclus, chromosomen en DNA replicatie Flashcards
Wat is DNA replicatie?
Het verdubbelen van genetisch materiaal. Het gebeurd tijdens de S fase in de celcyclus
Hoe is het DNA opgebouwd?
Uit nucleotide met nucleobase, suikercomponent en een fosfaatgroep. Suikerfosfaat ruggengraat heeft een polariteit
Purine: A (Adenine) en G (Guanine)
Pyrimidine: C (Cytosine) en T (Thymine)
Aan de 3’ kant zit een OH-groep en aan de 5’ kant een fosfaatgroep. Basenparing gaat als C-G en A-T/U hierdoor is er complementariteit van de twee DNA strengen. DNA kan functioneren als synthese van 2 dochter DNA moleculen
Wat zijn de 5 stappen van DNA replicatie?
1) Origin of Replication Complex (ORC) bindt aan (Replication Initiation Points) RIP (multiple startplaatsen replicatie) waarna DNA helicase de DNA strengen uit elkaar haalt en er een helix ontstaat (in de S-fase)
2) Single strand DNA binding proteins binden aan de leading streng om het te beschermen en zodat ze niet opeens weer bij elkaar komen
3) Er wordt een RNA primer gemaakt door de DNA polymerase alfa-primase complex. DNA polymerase heeft namelijk een primer nodig om te binden
4) Eiwit clamp loader zorgt voor het laden van de sliding clamp en dat deze aan het DNA polymerase bindt. De sliding clamp zorgt ervoor dat DNA polymerase aan de DNA gebonden blijft
5) DNA polymerase start de replicatie
Als het nodig is maakt de Topoisomerase een knip in de DNA (ontbinden) om zo de spanning te verlichten
In welke richting gaat de DNA replicatie?
5’ naar 3’
OH-groep krijgt nieuwe nucleotide groep
De template strand wordt dus afgelezen van 3’ naar 5’
Hoe ziet de replicatie eruit bij de lagging strand?
Opbouw van een DNA streng is altijd van 5’ naar 3’
De lagging streng wordt omgekeerd afgelezen doordat DNA polymerase maar 1 richting op werkt. Er ontstaan Okazaki fragmenten (van 3’-5’). De gaten worden opgevuld door de DNA ligase waardoor het 1 streng wordt. Replicatie is birectioneel
Hoe worden de RNA primers afgebroken?
Door RNAse
Welke 3 onderdelen spelen een rol in de nauwkeurigheid van de DNA replicatie?
- Base selectie
- Proofreading
- Mismatch reparatie
Wat is een base selectie?
Het begint in het katalytisch centrum van DNA polymerase. De vorm van het katalytisch centrum wordt mede bepaald door de identiteit van de base in de template streng. Er moet een nucleotide gekozen worden die gaat matchen met de streng die wordt afgelezen. Purine (C, A) kan alleen pyrumide (G, T/U) binden.
Nauwkerigheidsniveau is 1/1000.
Wat is proofreading?
Bij een proofreading wordt gecheckt wat er gebeurd is.
Soms gaat er iets fout bij de baseparing . Als er een iminoautomeer (dit kan voorkomen bij alle nucleotideparen, T-G en A-C) in de template streng zit wordt de op dat moment passende base ingebouwd (A bijv. op C). Wanneer de iminoautomeer terug veranderd naar de aminoautomeer laat de verbinding los. De DNA polymerase herkent de fout nu en stopt de replicatie. Hij gaat terug naar de fout en herstelt deze door inbouw van goede nucleotide of wegknippen van exon (exonnuclease enzym)
Nauwkeurigheid 1/1000
Wat is een mismatch reparatie?
De DNA polymerase gaat nu verder met de replicatie ook al zit er een foute nucleotide in. De mismatch wordt nu niet herkend bij de base selectiviteit en proofreading.
Een complex van eiwitten herkent de fout wel en de mismatch wordt hersteld.
Eiwit bindt aan de mismatch en trekt exonnuclease enzymen aan. Daarna wordt de replicatie weer opgevangen door de DNA polymerase
Nauwkeurigheid 1/1000
Wat is een voorbeeld van een defecte mismatch reparatie?
Lynch syndroom (darmkanker)
Wat is een translesie DNA synthese?
Soms kan de fout niet hersteld worden (bijv. een mutatie door UV waardoor je T-T hebt) waardoor de DNA polymerase blijft hangen. Er komt nu een replicatiestress en de cel kan kiezen voor apoptose. Hij kan ook de fout ‘skippen’. De DNA polymerase wordt dan weggeduwd doordat de sliding clamb wordt geubiqutineerd. Er komt een reverse DNA polymerase (Translesie DNA polymerase) welke over de translesie heengaat en wordt daarna opnieuw overgenomen door de DNA polymerase. Je hebt nu wel een mutatie in het DNA (Als het in het intron is, is er geen effect)
Wat is er aan de hand met de Okazaki fragmenten tijdens de synthese?
De DNA polymerase moet elke keer opnieuw opstappen zoals de sliding clamp dus met er elke keer een primer komen (DNA primase). De kale enkele streng moet worden beschermd (enkele-streng bindende eiwitten) en de gaten tussen de fragmenten moeten gedicht worden (DNA polymerase). De primers moeten worden afgebroken (RNAse) en gaps dicht gemaakt worden (DNA polymerase) waarbij de fragmenten uiteindelijk bij elkaar gezet moeten worden (DNA ligase)
Welke 2 hoofdsoorten DNA-polymerase zijn er?
DNA-polymerase alpha: Lagging
DNA-polymerase delta: Leading
