Genexpressie Flashcards
De functie van enzymen
Ze zorgen ervoor dat de activeringsenergie van een reactie verlaagd wordt, hierdoor worden de reacties in ons lichaam versneld
Formule enzymkinetiek
Michaelis-Menten model: v = (Km + [S]) / (Vmax × [S])
Wat wordt er bepaald met de enzymkinetiek
De snelheid van een chemische reactie.
● [S] = de substraatconcentratie
● Km (Michaelis-Menten-constante) = de helft van de Vmax. Geeft aan hoe actief een
enzym is.
Wat zijn de manieren van remming van enzymen
Competitieve remming: naast het substraat kan ook het reactant binden aan het actieve centrum.
Niet-competitieve/allosterische remming: door binding aan een andere plek verandert de vorm van het actieve centrum en kan het substraat niet binden.
Hoe verloopt de DNA-verpakking
Van een lage naar hoge pakkingsdichtheid: dsDNA nucleosoom –> 30 nm clromatinedraad –> lus domein –> chromatide –> chromosoom
hoe worden de twee complementaire strengen van het DNA bij elkaar gehouden
door hybridisatie: de vorming van waterstofbruggen
Hoe ontstaan een nucleosoom
De dsDNA-keten wikkelt zich om de histonenkern
Welke verschillende histonen zijn er en welke histonen gaan een binding met elkaar aan
H1, H2A, H2B, H3 en H4.
H2A en H2B
H3 en H4
Waar bevind H1 zich
Niet in de histonen kern, maar bevindt zich tussen de nucleosomen om meer structuur te geven aan de chromatide
Hybridisatie
Het principe van baseparing tussen twee complementaire DNA-strengen wordt gebruikt in veel techniek in onderzoek en diagnostiek. Hybridisatie tussen probe (gedefineerd stukje DNA) en doel-DNA is afhankelijk van de vorming van waterstofbruggen.
Wat is de volgorde van het inpakken van DNA
Dubbelstrengs DNA, nucleosoom, histonen, 30 nm chromatinedraad (dsDNA), helix, chromatide, chromosoom
Welke soorten histonen ken je
H1
H2A - H2B
H3 - H4
H2A + H2B en H3 en H4 en ‘naakt’ DNA = nucleosoom
Waar bestaat een histoonkern uit
8 eiwitten, 2 kopieen van H2A, H2B, H3 en H4. H1 is geen onderdeel van de histonenkern. Dit eiwit bindt tussen de nucleosomen
Er bevinden zich lichte en donkere gebieden in de nucleus
Dit komt door verschillen in pakkingsdichtheid van de chromatine. Heterochromatine: donker, met name tegen de binnenkant van de kern-envelop een is transcriptioneel inactief. Euchromatine: licht, transcriptioneel actief.
Nucleolus
Een structuur in de nucleus. Hierin komen de kern-envelop en het dubbelmembraan in voor
Barr-body
Wanneer er meerdere X-en aanwezig. Er mag slechts 1 X-chromosoom actief zijn. De anderen worden dichtgemaakt en transcriptioneel inactief.
De celcyclus
De cel bevindt zich grotendeels in de interfase, G1 + S + G2, hierin wordt de cel voorbereid voor de daadwerkelijke celdeling, de mitose (M)
De interfase
Bestaat uit G1: dit is de groeifase. Er vindt genexpressie/eiwitsynthese, vermenigvuldiging celorganellen en celgroei plaats
S: de synthesefase. Er vindt DNA-replicatie plaats.
G2: de cel groeit verder. Er vindt eventuele reparatie van beschadigd DNA plaats en de cel bereidt zich voor op de kerndeling (mitose) en plasmadeling van de cel (cytokinese)
De gehele interfase zijn er 23 paar chromosomen met 2 chromatide
M-fase (Mitose)
De verdubbeling van de celkern en het delen. Te verdelen in vijf fases:
- profase: DNA strak opgevouwen (spiralisatie), waardoor de afzonderlijke chromosomen los van elkaar komen te liggen. Begin van de kernspoel
- metafase: de chromosomen verplaatsen zich naar het midden van de cel, naar het equatoraalvlak. Er ontstaan poolkapjes, waaruit zij trekdraden ontwikkelen
- anafase: de trekdraden, aan de centromeren, trekken de chromatide uit elkaar
- telofase: verdwijnen eiwitdraden. Ontstaan nieuw kernmembraan om de twee sets chromatide, die weer chromosomen worden genoemd. De chromosomen despiraliseren
- cytokinese: celorganellen verdelen zich over de ruimte, dan deelt de cel en heeft iedere cel de helft van de celorganellen
Profase
Hierin wordt het DNA strak opgevouwen (spiralisatie), waardoor de afzonderlijke chromosomen los van elkaar komen te liggen. In deze fase begint de ontwikkeling van de kernspoel. De kernspoel bestaat uit eiwitdraden die tegenover elkaar liggen, elk aan een kant van de cel.
Metafase
De chromosomen verplaatsen zich naar het midden van de cel, naar het equatoriaalvlak. Aan weerzijden van dit vlak, aan de polen van de cel, ontstaan poolkapjes, waaruit zich eiwitdraden/trekdraden ontwikkelen naar de centromeren. Deze draden wordt de kernspoel genoemd.
Anafase
De trekdraden, aan de centromeren, trekken de chromatide uit elkaar. Aan beide kanten van de cel bevindt zich nu een volledige set van chromatide.
Telofase
De eiwitdraden verdwijnen. Er ontstaat een nieuw kernmembraam om de twee sets chromatide, die nu weer chromosomen worden genoemd. De kerndeling is nu voltooid. De chromosomen despiraliseren weer, zijn nu niet meer zichtbaar
Cytokinese
Celorganellen verdelen zich over de ruimte, dan deelt de cel en heeft iedere cel de helft van de celorganellen.
Wanneer vinden er controle momenten plaats
Halverwege de G1-fase ligt het restrictiepunt: kan er celdeling plaatsvinden?
Tussen G1-fase en S-fase: is het DNA beschadigd?
Midden in de S-fase intra S checkpoint: zijn er fouten in het DNA?
Tussen de G2 en M-fase: is het DNA beschadigd en is de replicatie volledig?
In de M-fase anafase checkpoint: zijn de chromosomen juist gerangschikt?
Wat gebeurt er wanneer er fouten worden geconstateerd
De celcyclus zal gestopt worden en de cel zal in de G0-fase (rust fase) geplaatst worden. Wanneer er DNA schade geconstateerd, zal er apoptose plaatsvinden. Sommige cellen zijn voorlopercellen en andere zijn uit gedifferentieerde cellen
Proto-oncogenen
Stimuleren de celcyclus, stimuleren het versnel hiervan
Tumor-surpressorgenen
Coderen voor eiwitten die de snelheid van de celcyclus wat afremmen
Carcinogene invloeden
Invloeden van buiten af, vanuit het milieu
Meiose
Vindt plaats in de geslachtsorganen en bestaat uit Meiose 1 en Meiose 2.
Bij meiose 1 vindt er reductiedeling plaats: 2n –> n + n
Bij meiose 2 delen twee haploide cellen zich tot 4 haploide cellen: n + n –> n + n + n + n
Meiose 1
Profase 1: Het DNA spiraliseert, vervolgens verdwijnt het kernmembraam. De homologe chromosomen komen in paren naast elkaar te liggen (verschil met mitose). In deze fase begint de ontwikkeling van de kernspoel. De kernspoel bestaat uit eiwitdraden die tegenover elkaar liggen, elk aan een kant van de cel. o Metafase 1: De chromosomen verplaatsen zich naar het midden van de cel, naar het equatoriaalvlak. Aan weerzijden van dit vlak, aan de polen van de cel, ontstaan poolkapjes, waaruit zich eiwitdraden/trekdraden ontwikkelen die hechten aan de centromeren. Deze draden wordt de kernspoel genoemd. o Anafase 1: De trekdraden, aan de centromeren, trekken de chromatide uit elkaar. Aan beide kanten van de cel bevindt zich nu één chromosoom. o Telofase 1: De eiwitdraden verdwijnen en de cel deelt, waardoor er twee cellen ontstaan. De chromosomen spiraliseren zich enigszins.
Meiose 2
Profase 2: De chromosomen spiraliseren zich weer volledig.
Metafase 2: Er ontstaan spoeldraden.
Anafase 2: De spoeldraden trekken het chromosoom uit elkaar, waarna er één chromatide naar elke pool gaat. Telofase 2: De spoeldraden verdwijnen en de kernmembranen worden gevormd, waarna de cellen delen. De chromosomen despiraliseren. Er zijn nu 4 haploïde cellen.
RNA-Pol I, RNA-Pol II, RNA-Pol III
RNA-Pol I; rRNA genen
RNA-Pol II; mRNA genen
RNA-Pol III; tRNA genen en 5S rRNA genen.
De regulatie van de genactiviteit
Samenspel algemene transcriptie factoren, die kunnen binden in het promotor gebied van een gen. Specifieke activatoren en repressoren kunnen binden aan DNA-sequenties: enhacers en silencers
Hoe begint een promotor in eukaryotische cellen
TATA-box, sequentie begint met TATA
Activatoren en enhancers
Activatoren binden aan bepaalde sequenties in het DNA, enhancers zitten ver van de promotor af. De interactie van activatoren met transcriptiefactoren vergroot de transcriptiesnelheid. Door veel enhancers, verdeeld over het chromosoom, kunnen activatoren aan verschillende enhancers binden. Dit zorgt voor een gevarieerde reactie op verschillende signalen
Wanneer kan een correspondeerde activator niet meet binden aan DNA
Wanneer een tweede regulatoire eiwit, repressor, bindt aan een silencer sequentie, naast of over een enhancer sequentie
Transcriptie initiatie
het binden van transcriptiefactoren (regulerende eiwitten) aan DNA, waarna RNA Polymerase I start met de transcriptie
Transcriptie elongatie
Synthese van primaire transcriptie
Transcriptie terminatie
Zodra de terminatiesequentie is bereikt, voorbij het stopcocon –> transcriptie stopt
Zinkvingerdomeinen
Ionen zorgen voor de correcte vouwing van polypeptideketen tot de vingerachtige structuur die direct bindt aan het DNA. De zinkvinger binden de DNA-helix in de major groove
Helix-loop-helix
2 alpha-helixen verbonden door een beta-draai
Leucine zipper/basic zipper
Leucine residu’s komen voor in een alpha-helix regio met een tussenpauze van 7 aminozuren. dmv hydrofobe interactie met andere leucine rits domein treedt er een stabilisatie van homo- en heterodimerisatie op
Welke transcriptiefactoren klassen ken je
Zinkvingerdomein, helix-loop-helix, leucine ripper/basic zipper
p53
Transcriptiefactor en controleur van DNA schade. Bij mutatie/afwezigheid is er een verhoogde kans op het ontstaan van tumoren
HOX-transcriptiefactoren
betrokken bij de specificatie van van vingers en tenen tijdens de embryonale groei, ze reguleren de eenexpressie door interactie met DNA in nucleus. Een mutatie in HOX13 leidt tot malformatie. Wanneer meerdere HOX-factoren tegelijk voorkomen: polydactylie (te veel vingers)
Waardoor wordt het expressieniveau bepaald
Door de transcriptiefrequentie van het gen en door de post-transcriptionele processen: kunnen de uiteindelijke RNA- en eiwithoeveelheid en de daarbij behorende activiteit beinvloeden
Regulatie genexpressie
- Transcriptie initiatie
- Veranderen van de splicing van exonen
- Toegang tot de effectiviteit van de transportkanalen veranderen
- Graad van modulatie beschermen/verminderen
- De beschikbaarheid van eiwitten of aminozuren
- Post-translationele modificatie
Post-transcriptionele modificaties van pre-mRNA
- 5’-cap
- Polyadenylatie aan de 3’-kant (AAAUAAA: RNA AAATAAA: DNA)
- Splicing: uitknippen introns, aan elkaar plakken exons (geregeld door ribonuceloporteins en RNP’s: spliceosoom) 5’-einde wordt als eerst losgeknipt. De nucleotiden van de introns worden gerecycled.
Nut van alternatieve splicing
Het is een belangrijk mechanisme om de genexpressie te reguleren en soms kan er iets misgaan tijdens de splicingsreactie
Welke belangrijke functie heeft de nucleolus
Synthese van het ribosomaal RNA
Enhancer
Een bindingsplek waar een activator eiwit kan binden, die activator eiwit maakt de promotor volledig functioneel en zorgt ervoor dat het RNA polymerase erop kan zitten. Een enhancer zit voor of achter de promotor van een gen
Cobinatorial gene regulation
Tijdens de vroege embryogenese is de hoeveelheid en combinatie van de transcriptiefactore (TF-en) in een cel bepalend voor hoe deze zich zal ontwikkelen
Waar zorgen de GPPP-cap en de Poly-A-Staart voor
Dat het mRNA niet afgebroken wordt op zijn weg naar een ribosoom
Welke processen met betrekking tot de vorming van mRNA vinden plaats in de celkern
Transcriptie, splicing en polyadenylering
Waar vindt eiwitsynthese plaats
In het cytoplasma, ook de synthese van kerneiwitten
t-RNA
Heeft een anticodon. Dit is het tegenovergestelde codon op het mRNA, wat afgelezen moet worden. eder tRNA heeft een eigen anticodon en daaraan gekoppeld ook een eigen aminozuur,
passend bij die anticodon. Zo heeft het startcodon AUG, dus een anticodon UAC.
Wat is de volgorde van de plaatsen op de ribosoom
A, E, P
Tryptofaan
Heeft maar een overeenkomstig codon, UGG
Isoleucine
Het enige aminozuur dat wordt gecodeerd door drie tripletten
Amino (N-)terminus
Komt overeen met de eerste aminozuur-addities door het ribosoom
C-terminus
Komt overeen met de laatste aminozuur-addities van een eiwit door een ribosoom
Opvouwen van een eiwit
Primair: aminozuurvolgorde
Secundair: meestal a-helix, soms b-sheet
tertiaire: gevouwen polypeptide-keten
quaternaire: twee of meer polypeptide-ketens
Polysoom
Er zijn meerdere ribosomen tegelijk bezig op 1 lange mRNA draad
Noem de signalen en de doelorganellen van de belangrijkste organellen in de celkern
Amphipatische helix - Mitochondrion Signaal peptide - ER lumen SKL - Peroxisoom KDEL - ER retentie NLS - Kern M6P (mannose 6-fosfaat) - Lysosomen
Hoe kan een eiwit het mitochondrium in
Hij moet over twee lipidelagen heen bewegen via speciale translocatiecomplexen. Hiervoor met hij ontvouwen en hervouwen worden. Dit gebeurd door de Chaperonne eiwitten
Eiwitten die N-terminaal over een zogenaamd signaalpeptide beschikken worden..
reeds tijdens de eiwitsynthese door een speciaal RNP deeltje herkend en naar het endoplasmatisch reticulum versleept. Dit RNP-deeltje heet SRP, signal recognition particle
Pinocytoseblaasjes
Ze bevatten extracellulaire vloeistof, want als je de hele tijd blaasjes naar buiten toe zou afsnoeren, dan wordt het celmembraan steeds groter. Om de oppervlakte gelijk te houden worden er ook weer delen van het celmembraan afgesnoerd de cel in.
