HC02 - DNA Replicatie Flashcards
Wanneer vindt DNA replicatie plaats?
Als een cel deelt (in de S fase van de cel cyclus)
- Bacteriën kunnen elk uur delen
- Zoogdiercellen kunnen eens per 12 uur (darmcel), eens per 24 (fibroblast), of eens per jaar (levercel) delen
Hoe begint de DNA replicatie?
Met de opening van DNA bij de replicatie origine, met behulp van initiatoren (helicase)
Wat gebeurt er bij de replicatie vork?
Helicase opent de DNA helix verder aan de voorkant van een replicatievork
In welke richting verloopt DNA replicatie?
DNA replicatie verloopt vanaf de replicatie origine in beide richtingen
Wat heb je nodig voor DNA replicatie?
- Deoxynucleotidentrifosfaten (dATP, dCTP, dGTP, dTTP)
- DNA polymerase = een enzym dat deoxyribose-fosfaat bindingen in een DNA keten maakt
Waarom heb je deoxynucleotidentrifosfaten nodig voor DNA replicatie?
Omdat 1 fosfaat je te weinig energie geeft, en er dus 2 fosfaatgroepen af moeten vallen om de benodigde energie te leveren.
Hoeveel fouten maakt DNA polymerase gemiddeld?
Ongeveer 1 fout per 104 basen
Wat doet DNA polymerase met foute basen direct na inbouw?
Door de proofreading activiteit van DNA polymerase worden foute basen direct verwijderd na de inbouw
Wat doet DNA polymerase?
DNA polymerase maakt de covalente binding in DNA, polymeriseert alle nucleotiden, en loopt zo de oude streng af om nieuwe nucleotiden te verbinden.
In welke richting loopt DNA polymerase?
DNA polymerase loopt de template streng af van 3’ naar 5’, maar maakt een 5’ tot 3’ streng (dus de richting is 5’ naar 3’)
Dit betekent dat je een streng met vrije 3’-OH groep nodig hebt
Hoe wordt het begin gemaakt van de DNA replicatie?
DNA polymerase kan de primer (beginstuk met vrije 3’ OH groep) niet zelf maken, en dus maakt primase een beginnetje van RNA voor DNA polymerase. Primase is dus de startmotor.
Hoe wordt een fout in het DNA herkend?
Doordat een fout er voor zorgt dat DNA dikker is op die plek dan 2 nm, waardoor DNA polymerase niet meer door kan lopen en verder kan gaan met polymeriseren.
Waardoor wordt DNA polymerase gebonden aan de DNA streng?
Door een sliding clamp. Dit zorgt ervoor dat DNA polymerase met een behoorlijke snelheid langs het DNA kan gaan zonder het DNA los te laten
Wat is het verschil tussen de leading streng en de lagging streng bij DNA replicatie?
Bij de leading streng gaat de replicatie in de goede richting (van 5’ naar 3’), en bij de lagging streng gaat het in de verkeerde richting (van 3’ naar 5’) waardoor je steeds kleine stukjes krijgt i.p.v. dat het doorloopt.
Hoe heten de kleine stukjes DNA die gevormd worden op de lagging streng bij DNA replicatie?
De Okazaki fragmenten
Waardoor wordt de lagging streng beschermd voordat de replicatie begint?
Door single-strand binding proteins
Welke eiwitten zijn betrokken bij DNA replicatie?
(overzicht)
Overzicht van dubbele replicatie vork
Hoe verwijder je de RNA primers die tussen de Okazaki fragmenten zitten?
Nuclease breekt de RNA primer af, waarna DNA polymerase van 3’ tot 5’ DNA inbouwt.
Waarom komen de 3’ en de 5’ kant na het weghalen van de RNA primer niet meer bij elkaar? Hoe heet dit en hoe wordt dit verholpen?
De 3’ kant heeft een OH groep, en de 5’ kant heeft 1 fosfaat. Die ene fosfaat levert niet genoeg energie op om de 3’ en 5’ kant met elkaar te kunnen verbinden. Dit heet een ‘nick’.
DNA ligase kan dit wel koppelen, door energie uit ATP te gebruiken (hij maakt er AMP en twee losse fosfaat van)
Wat gebeurt er met het DNA na elke ronde replicatie?
Het DNA wordt elke ronde een stukje korter
Hoe wordt er voorkomen dat de chromosomen na een aantal delingen zo kort worden zodat er belangrijke informatie verloren gaat?
Telomerase plakt een extra herhaling aan de template strand, waardoor DNA polymerase de net gesynthetiseerde lagging strand kan verlengen
Wat vormen telomeren?
Hoe werkt proofreading van de DNA replicatie?
Hoe kan DNA-polymerase zowel voor DNA synthese als voor proofreading zorgen?
Het DNA-polymerase, dat het te repliceren DNA-molecuul omhult, wordt getoond in de polymerisatiemodus (links) en in de proofreadingmodus (rechts). De katalytische sites voor de polymerisatieactiviteit (P) en de bewerkingsactiviteit (E) zijn aangegeven. Wanneer het polymerase een onjuiste nucleotide toevoegt, wordt de nieuw gesynthetiseerde DNA-streng (rood) tijdelijk ontkoppeld van de sjabloonstreng (oranje), en zijn 3ʹ uiteinde beweegt zich naar de bewerkingsplaats (E) om de onjuiste nucleotide te laten verwijderen.
Leg uit waarom DNA polymerisatie plaats moet vinden van 5’ naar 3’
Welke enzymen heb je nodig voor de synthese van de lagging strand van DNA?
- RNA primase
- DNA polymerase
- Nucleases
- Repair polymerase
- DNA ligase
De laatste stap vereist ATP
Hoe worden Okazaki fragmenten aan elkaar gelinkt?
Hoe werken DNA-helicasen en enkelstrengs DNA-bindende eiwitten samen als ‘replicatie machine’?
Een helicase zit helemaal vooraan in de replicatiemachine, waar hij de energie van ATP-hydrolyse gebruikt om zichzelf voort te stuwen, waarbij hij de dubbele helix uit elkaar trekt terwijl hij langs het DNA raast.
Enkelstrengs DNA-bindende eiwitten zetten zich vast aan het door de helicase blootgelegde enkelstrengs DNA, voorkomen dat de strengen opnieuw basenparen vormen en houden ze in een langgerekte vorm zodat ze kunnen dienen als efficiënte sjablonen.
De gelokaliseerde afwikkeling van de DNA dubbele helix vormt een probleem. Als de helicase voorwaarts beweegt en de dubbele helix opent, wordt het DNA voor de vork strakker gewikkeld. Deze overmatige verdraaiing voor de replicatievork creëert spanning in het DNA die - indien toegestaan - het afwikkelen van de dubbele helix steeds moeilijker maakt en uiteindelijk de voorwaartse beweging van de replicatiemachine belemmert.
Welk enzym verhelpt dit en hoe?
Enzymen genaamd DNA topoisomerases verlichten deze spanning. Een DNA-topoisomerase produceert een kortstondige, enkelstrengs inkeping in de DNA-ruggengraat, waardoor de opgebouwde spanning tijdelijk wordt opgeheven; het enzym dicht vervolgens de inkeping weer voordat het van het DNA afvalt.
Overzicht enzymen die betrokken zijn bij de DNA replicatie
Overzicht enzymen die betrokken zijn bij de DNA replicatie
Twee nucleotideketens worden aan elkaar gekoppeld door DNA ligase in een reactiemengsel waaraan als energiebron is toegevoegd ATP gelabeld met radioactief 32P in de alfa-fosforylgroep (niet de buitenste, maar die aan de ribose zit). Welke radioactieve producten verwacht je?
