H17 DNA replicatie Flashcards
Celcyclus
M-fase + interfase
Interfase
G1 + S + G2 fasen
Mogelijke mechanismen DNA replicatie
-Semiconservatief: iedere nieuwe streng krijgt een van de strengen van de moederstreng
-Conservatief: Een van de dochterstrengen is de moederstreng en de ander een ‘kloon’
-Verspreid
Densiteits-gradiënt-centrifugatie
Ieder organel heeft zijn eigen dichtheid, waardoor in een centrifuge de organellen in verschillende lagen gezien kunnen worden
DNA replicatie bij bacteria
-Replicatie in aanwezigheid van 3H-thymidine; detecterbaar via autoradiografie
-Theta-replicatie begint in AT-rijke regio (Origin of replication) en verloopt bidirectioneel via twee replicatievorken
-Replicatie gekoppeld aan splitsing
Replicatie bij eukaryoten
-Ca. 20.000 ORIs (in gist: ARS = Autonomously Replicating Sequence)
-Replicons (replicatie-eenheden): replicatie-bubbels en twee replicatievorken
Initiatie DNA replicatie bacteria
1.DNA-A bindt aan 9-meer sequenties van de ORI, hetgeen leidt tot ontwinding van 13-meer sequenties
2.SSB (single-strand binding protein) voorkomt re-hybridisatie
3.DnaB (DNA helicase) gerecruteerd via DnaC: laat bidirectionele replicatie toe
Vorming pre-replicatie complex
1.ORC (origin of recognition complex) bindt aan ORI
2.Helicase-laders binden aan ORC
3.Recrutering van MCM (minichromosome maintenance) complex (helicase)
Intitiatie van DNA replicatie eukaryoten
-Vorming van pre-replicatie complex
-Vorming pre-replicatie complex op de ORI tijdens de G1-fase van de celcyclus, gekend als replicatie-licentie
-In begin S-fase omvorming tot ‘replicatie complex’ door recrutering bijkomende eiwitten in het begin van de S-fase
Timing DNA replicatie
-Replicatie: 2000 (eukaryoten) - 50.000 (prokaryoten) basen/minuut
-Lengte S-fase = bepaald door aantal replicons + snelheid van activatie pre-replicatie complexen
-Niet alle pre-replicatiecomplexen gelijktijdig geactiveerd: euchromatine eerder gerepliceerd dan heterochromatine (5-bromo-deoxyuridine)
DNA synthese is gekoppeld aan …
de hydrolyse van fosfo-anhydride bindingen
DNA polymerase
Verlengt een DNA streng aan de 3’ OH uiteinde maar kan geen keten starten de novo, katalyseert de vorming van fosfo-diesterbinding
Klasse DNA polymerase
Transferasen enzymen (EC2)
Polymerasen in prokaryoten en eukaryoten
Twee in prokaryoten en vier in eukaryoten
Varianten DNA polymerasen
-Initiator eiwitten
-I
-III
-α
-γ
-δ
-ε
Richting DNA replicatiie
Begint op een OriC en gaat vervolgens beide kanten tegelijkertijd op, op meerdere punten in het DNA
Exonuclease
Verwijdert een foute nucleotide uit de streng
Foutenmarge DNA polymerase
1/100.000 en wordt 1/10.000.000 dankzij exonuclease
Proeflezing polymerase van streng
Als foutieve nucleotide wordt opgemerkt, dan draait de streng in de active site van exonuclease en na verwijdering weer terug in de palm
Primase in bacteria
Synthetiseert RNA primers met DNA las matrijs, dr RNA synthese is de novo, primase + helicase vormen primosoom in bacteria
DNA polymerase III in bacteria
Verlengt de RNA primer aan de 3’ uiteinde met DNA (DNA synthese 5’->3’)
DNA polymerase I in bacteria
-Verwijdert de RNA primers via 5’->3’ exonuclease activiteit
-Voert proofreading uit via 3’->5’ exonuclease activiteit
-Vult de gaten via 5’->3’ DNA synthese
DNA ligase in bacteria
Verbindt de 5’ en 3’ uiteinden, katalyseert de vorming van een fosfo-diesterbinding, verbruik van ATP
Replisoom in bacteria
-Alle eiwitten die een rol spelen in DNA replicatie, laat coördinatie toe tussen leidende en navolgende streng
-Klemproteïne nodig voor laden van DNA polymerase
DNA replicatie eukaryoten
-Gelijkaardig aan replicatie bij prokaryoten
-Klemproteïne (PCNA) bij eukaryoten recruteert DNA polymerase δ
-Verschilpunt tov: prokaryoot: verwijderen van RNA primers door endonuclease RNAse H (DNA-RNA duplex specifiek) en exonuclease FEN1
-Replicatie-fabrieken dicht bij kernmembraan
-Chromatine-remodelleer complexen: bv. laterale verschuiving histonen complexen (repositionering nucleosomen)
-Probleem van replicatie van chromosoom uiteinden
Telomerase
-Komt tot expressie in sneldelende cellen (dus niet elke cel)
-Is een RNP met het RNA de matrijs voor verlengingn telomeren, heeft dus reverse transcriptase activiteit
-Mutatie van complex geassocieerd met versnelde veroudering
Endogene factoren mutaties
-Replicatiefouten
-DNA polymerase activiteit, fouten na prooeflezing
-Tautomeren van ringbasen -> verkeerde basenparing tijdens replicatie
-Replicatie an een stukje DNA tweemaal (strand slippage) in repitief DNA
-Spontane chemische modificaties aan basen zoals depurineringen, deamineringen en oxidatie
Externe factoren mutaties
-Chemische mutagenen -> ringbase-analogen, ringbase-modificerende agentia, intercalerende agentia
-Fysische mutagenen: straling -> UV en röntgenstralen