Hoorcollege 2 - DNA replicatie en repair Flashcards
Zwavelbruggen
Kan enkel door Cysteïne worden gevormd
DNA-replicatie
- Initiator eiwitten herkennen de replicatie origin, hiervan zijn er 10.000
- Helicase verbreekt de waterstofbruggen tussen nucleotide en aldus ontwindt het de DNA-helix
- Primase bindt een RNA primer
- DNA-polymerase kan erbij en de DNA-synthese loopt van 5’ naar 3’
- Hierdoor kan de synthese bij de template streng in 1x lopen (leading strand) bij de andere loopt het van 3’ tot 5’ (lagging strand), gebeurd dit in kleine stukjes (okazaki-fragmenten).
- DNA ligase verbindt deze okazaki fragmenten met elkaar
Eiwitten voor DNA-replicatie
- RNA-polymerase = bouwt een paar RNA-nucleotide in als begin voor DNA-polymerase, de primer. Heet daardoor ookwel DNA-primase
- DNA-polymerase = plaats nieuwe stukjes DNA
- Topoisomerase = zorgt ervoor dat DNA niet in de knoop raakt bij het ontwinden. Zonder dit rolt het op en vormt het supercoiled DNA. Ook vermindert het de druk op de helix door een knip in het DNA te maken
- Sliding clamp = van belang wanneer DNA-polymerase aan DNA hecht, houdt deze op zijn plek
- Single-strand DNA-binding proteins = binden aan enkelstrengs DAN dat net door helicase is ontbonden
Medicijnen tegen kanker
Camptothecin -> Remt topoisomerase 1 en is een medicijn tegen kanker doordat het delende cellen remt.
5-FU -> remt het aanmaken van DNA bij kankercellen
Proofreading
DNA-polymerase doet dit zelf om mismatch te voorkomen. Als er een fout zit wordt het vervangen door het exonuclease domein van DNA-polymerase.
1 op de 10.000.000 mismatches wordt niet gevonden
Mismatch repair
Hierbij moet een volledig ingebouwd fout nucleotide met een stuk van de streng worden verwijdert. Gebeurd enkel in de S/G2-fase.
1. Het wordt herkent door MSH2 en MSH6
2. MLH1 maakt een enkelstrengse knip in de verkeerd gevormde streng
3. Exonuclease haalt een aantal nucleotide rondom de mismatch weg
4. Een nieuw stuk DNA wordt door DNA-polymerase gesynthetiseerd
5. De breuken worden door ligase opgeheven
Hereditary Nonpolyposis Colorectal Cancer (HNPCC)
Bij patiënten met deze ziekte werkt het mismatch repair systeem niet goed, het is een erfelijke mutatie in een gen dat voor MMR-eiwitten codeert
Microsatelliet-instabilliteit
Microsatellieten zijn stukjes DNA herhalingen. Deze worden soms deels naar buiten geperst -> backward slippage. Deze fout wordt vaak hersteld maar zo niet is de microsatelliet in de dochtercel langer.
Dit is een kenmerk van kankercellen
Pyrimidine dimeer
Ontstaat onder invloed van UV-straling. Hierbij worden pyrimidinebasen covalent met elkaar verbonden, waardoor het DNA niet goed kan functioneren.
Depurinatie
Hierbij valt een purinegroep spontaan van de DNA-streng onder invloed van water en er ontstaat dus een gat.
Deanimatie
Bij een hydrolysereactie kan de aminogroep van cytosine afvallen waardoor het Uracil wordt. Hier komt Ammoniak (NH3) bij vrij
Nucleotide Excision repair (NER)
- Het beschadigde stuk DNA wordt herkend
- Aan beide kanten wordt een incisie gemaakt
- Beschadigd DNA wordt verwijderd
- Een nieuw stuk DNA wordt gesynthetiseerd en door DNA-polymerase vastgeplakt
- Ligase sluit de opening
Xeroderma pigmentosum
Patiënten hebben extreme overgevoeligheid voor UV-straling, omdat pyrimidinedimeren niet gerepareerd worden.
7 varianten waarbij er elke keer één specifiek eiwit mist uit NER
Homologe recombinatie
Dubbelstrengsbreuken in de S of G-fase. Gebroken chromosoom wordt gewisseld met stuk intact van zusterchromosoom. Repair ligase gebruikt deze DNA-streng als template.
Gebeurd langzamer
Non-Homologous End Joining
Enzymen plakken alles zsm weer aan elkaar om meer schade te voorkomen, kunnen meer fouten bij ontstaan maar is wel sneller
Puntmutaties
Silent: mutatie heeft geen gevolg voor de aminozuurvolgorde
Nonsense: mutatie verandert het eiwit zo erg dat het geen functie meer heeft
Missense: wel nieuw aminozuur maar vergelijkbaar met oude (conservatief) of nieuw aminozuur dei structuur en dus werking beïnvloed (niet-conservatief)
Single Nucleotide Variations
Insertie, Deletie en Substitutie
- Insertie en deletie zijn ernsti doordat er frameshift ontstaat
Trio sequencing
Het genoom van ouders wordt met ziek kind vergeleken:
- Mutatie wordt gevonden die niet bij ouders is
- Beide ouders zijn heterozygoot en het gen is recessief
Splice site mutaties
Mutatie waarbij intron niet goed uit het mRNA is door een mutatie in de splice site. Het eiwit kan hierdoor niet goed worden aangemaakt
Chromosomale afwijkingen
Inversie = chromosoom is omgekeerd
Amplificatie = bepaald deel wordt in nieuw chromosoom gekopieerd tijdens replicatie
Deletie = deel van chromosoom wordt verwijderd
Reciprocal translocation = 2 verschillende chromosomen wisselen een stuk om (myeloïde leukemie)
Germ line mutations
kiembaan mutaties kunnen worden doorgegeven aan nakomelingen
Somatische mutaties
Kunnen niet worden doorgegeven, mutatie zit niet in alle cellen. In nog delende cellen heeft dit groot effet
Somatische mutaties
Kunnen niet worden doorgegeven, mutatie zit niet in alle cellen. In nog delende cellen heeft dit groot effet
Genetische mozaïcisme
bij een fout vroeg in de ontwikkeling bevat een groot deel van het lichaam de fout
Als het later plaats vindt bevat een kleiner gedeelte de mutatie
Soorten allelen
Wild type allel = meest voorkomend in populatie
Dominat = ook fenotype bij heterozygoot
Recessief = alleen fenotype bij homozygoot
Penetrantie
Frequentie waarmee erfelijke eigenschap voorkomt bij individuen die drager zijn van het allel
Loss of function
mutatie waardoor het gecodeerde eiwit minder of niet functioneel is en null mutation is het niet meer functioneel.
Tumorsupressorgenen
Gain of function
mutatie waardoor een eiwit over-actief wordt of een nieuwe functie krijgt.
Oncogenen
Recessief gen met dominante ziekte
Als in het dominante allel een mutatie ontstaat komt het recessieve allel tot expressie en kunnen er ziekteverschijnselen ontstaan
