ZSO 3 PDF

Preview

Summary

Download ZSO 3 PDF

Description

ZSO 3: replicatie van DNA 1. Wat verstaat men onder semi-conservatieve replicatie van DNA? Semi-conservatieve replicatie van DNA: elke nieuwe DNA molecule behoud 1 van de parentale strengen en heeft 1 nieuwe streng. Zie afbeelding 2. Beschrijf het werkingsmechanisme van DNA-polymerasen. Van welke precursors maken ze gebruik? Wat hebben deze enzymen, buiten deze precursors, nog nodig voor hun werking? DNA-polymerasen: enzymen die DNA synthese katalyseren. 

 

3.

4.

5.

6.

Katalyseert de vorming van fosfodiësterbindingen tussen de 3’-OH-groep van de deoxyribose van de laatste nucleotide en de 5’-P-groep van de dNTP precursor. Door de vorming van deze binding komt E vrij in de vorm van 2 P’s van de dNTP. DNA-pol vindt de correcte precursor dNTP dat de complementaire base kan vormen aan het nucleotide van de oude streng. Vorming van de nieuwe DNA-streng gebeurt in de 5’-3’ richting.

Voorwaarden: 4 deoxyribosnucleoside 5’-trifosfaat precursors (dATP, dTTP, dGTP en dCTP  dNTP ), nog een primer (aangemaakt door primase = stukjes RNA), DNApolymerase moet aanwezig zijn, een oude streng als templaten moet aanwezig zijn, magnesiumionen moeten aanwezig zijn. 100 bp/s Over welke DNA-polymerasen beschikt E. coli? Wat is hun functie in de replicatie? E. Coli beschikt over DNA-pol I-V: I en III zijn nodig voor replicatie van 5’→3’ , exonuclease in 3’→5’ richting  proeflezen I ook exonuclease voor RNA 5’→3’  verwijderen van primers en vervangen door DNA, DNAherstel IV en V spelen een rol in het herstellen van DNA Wat is de betekenis van de 3’→5’ en de 5’→3’ exonuclease activiteit die met sommige DNApolymerasen geassocieerd is? Welk(e) activieteit(en) vertonen DNA poly I en III? 3’→5’ exonuclease wordt geassocieerd met proeflezen = nucleotide dat verkeerd aangemaakt is onmiddellijk verwijderen ( Pol I en III). 5’→3’ exonuclease wordt geassocieerd met de vervanging van RNA-nucleotiden in de primer door DNA-nucleotiden en DNA-herstel (Pol I) Wat i de functie van DNA-gyrase bij replicatie van E. coli DNA? DNA-gyrase (=topo-isomerase II): zorgt voor een onderwinding ( - supercoils) van het DNA en relaxeert het + supercoils die zich vormen bij replicatie. Het enzym is ook nodig om na de replicatie de 2 nieuwe strengen van elkaar los te maken. Verbruikt ATP. Wat verstaat men onder continue en discontinue replicatie? Waarom wordt 1 streng discontinu repliceert? Continue replicatie: de snelle streng (3’→5’) wordt in 1 keer gekopieerd en heeft maar 1 RNA-primer nodig. Discontinue replicatie: de trage streng (5’→3’) kan niet in 1 keer gekopieerd worden omdat het meerder RNA-pimer nodig heeft  DNA-pol enkel DNA kan aanmaken in de 5’→3’ richting (complementair aan de 3’→5’ richting).  semi-discontinue replicatie.

7. Wat zijn Okazaki-fragmenten? Welke enzymen zijn nodig om de Okazaki-fragmenten aan elkaar te hechten? Beschrijf te korte werking van dit proces.

Okazaki-fragmenten: korte enkelstrengige DNA-fragmenten die complementair zijn aan de trage streng met een RNA-primer  van primer tot primer aparte fragmenten. Worden aan elkaar geplakt door DNA-ligase. DNA-pol III: synthese van de nieuwe (leading) streng in de richting van de replicatievork. Het voegt DNA toe aan de primers om Okazaki-fragmenten aan te maken (lagging streng) DNA-pol I verwijdert de RNA-primers en maakt DNA aan om het te vervangen (exonuclease).  verschillende losse DNA-fragmenten met nicks (=inkepingen) ertussen. DNA-ligase plakt de DNA-fragmenten aan elkaar  lange nieuwe streng complementair aan de oude trage streng. 8. Waarom moet bij de replicatie van DNA de dubbele helix opengebroken worden? Hoe heet het gebied waar dit voor het eerst gebeurt? Waarom komen op deze plaatsen steeds AT-rijke gebieden voor? Zodat er 2 aparte strengen ontstaan waarvoor nieuwe complementaire strengen kunnen gemaakt worden. Gebeurt in de Origin of replication komen veel AT-rijke gebieden voor omdat tussen deze basen maar 2 H-bruggen worden gevormd (ipv 3 bij CG) en deze zijn dus makkelijker te verbreken. 9. Beschrijf de initiatie v/d replicatie bij E. coli. Wat is het onderscheid tussen de replicator en de ‘origin of replication’? Replicator: DNA sequentie die nodig is om replicatie te laten beginnen. Origin of replication: plaats waar de dubbele helix gesplitst wordt  denaturatie.  Een initiator proteïne bindt op de replicator en denatureert de AT-rijke regio in origin of replication.  DNA-helicase wordt op het DNA geladen en ontwart het DNA in beide richtingen door de H-bruggen te verbreken tussen basen. Verbruikt E afkomstig van de hydrolyse van ATP.  DNA-primase maakt een korte RNA-primer aan  DNA-pol kan enkel nucleotiden toevoegen aan een bestaande streng.  Complex van primase en helicase = primosoom 10.Bestudeer de figuren 5 (p 72) en 8 (p 74) ↓. Je moet de verschillende onderdelen kunnen benoemen en hun functie in de replicatie uitleggen. SSB= single strand DNA binding proteïne: stabiliseert enkelstrengig DNA, voorkomt dat gedenatureerd DNA terug dubbelstrengig wordt. Synthese van snelle streng is in dezelfde richting als de beweging van de replicatievork ↔

trage streng

11.Vergelijk replicatie bij prokaryoten en eukaryoten. Te repliceren DNA Snelheid groeivork # origins of replication Grootte replicon # DNA-pol

Lengte van okazakifragmenten Replicatie van iets specifieks

eukaryoten lineair 100 bp/s verschillende klein 15 α (primase: RNA en DNA stukje) ε (synthese snelle streng) θ (synthese trage streng) 100 bp Telomeren met telomerase en histonen. RNA-primers  vooruitgeschoven, uitstulpen en dan pas verwijderd

prokaryoten circulair 1000 bp/s 1 Groot  1 replicon 5  I en III de belangrijkste

1000 bp RNA-primers  verwijderd door pol I en vervangen door DNA

12.Welk probleem stelt zich bij de replicatie van lineair dubbelstrengig DNA? Wat zijn telomeren en hoe gebeurt hun replicatie? Omdat DNA-pol enkel DNA kan maken vanaf een bestaande primer ontstaat er een probleem bij de replicatie van de eindes ( de telomeren) van de eukrayotische chromosomen. Wanneer de primers aan het 5’-uiteinde worden verwijderd, blijft er een overhang van de oude streng. Als hier niets aan gedaan zou worden, zouden de chromosomen korter en korter worden. Probleem: polymerase heeft geen startpunt meer. Telomeren: een specifieke sequentie aan het einde van een lineair chromosoom dat het chromosoom stabiliseert en nodig is voor replicatie. Het enzym telomerase onderhoudt de lengte v/h chromosoom door te binden aan de overhang en voeg nieuwe nucleotiden toe aan de 3’-streng complementair aan het RNAmodel in het telomerase. Daarna schuift telomerase op naar het 3’-uiteinde en maakt opnieuw nieuw DNA aan en verlengt zo de overhang. Als het chromosoom nu gerepliceerd wordt met een primer zal er een overhang zijn, maar zal er geen netto verkorting van het chromosoom plaats vinden. Zie afbeelding Reverse transcriptase: vertrekken van RNA en uiteindelijk DNA gaan inbouwen Als het chromosoom te kort wordt gaat de cel in apoptose Kanker: telomeren blijven verlengd worden  cellen gaan niet in apoptose en zijn onsterfelijk. 13.Welke postreplicatieve modificaties kan het DNA van E. coli en van eukaryoten ondergaan? Wat is de functie hiervan (a) bij E. coli en (b) bij eukaryoten? Methylering: Meeste bacteriële DNA’s bevatten kleinen hoeveelheden 5-methylcytosine en 6methyladenine  in E.coli van belang voor het herkennen van parentale DNA-streng bij ‘mismatch’herstel en beschermt de DNA tegen splisting door restrictie-endonucleasen.

In een eukaryoot worden alleen 5-methylcytosine basen aangetroffen  methylering op specifieke plaatsen in het DNA is erfelijk. Voor de stabiele overerving is het enzym ‘maintenance methyltransferase’ verantwoordelijk, speelt rol in de weefselspecifieke inactivering van genen tijdens de embryonale ontwikkeling. Doordat methyl groep op nucleotide zit zal het gen niet tot expressie komen. 14.Wat is het verschil tussen exo-en endonuclease? Endonuclease kan nucleotiden in het midden verwijderen, terwijl een exonuclease kan nucleotide aan de buitenkant verwijderen 15.Welke beweringen over DNA-replicatie bij E. coli zijn juist? Motiveer. A. Gebeurt conservatief: fout  semi- conservatief B. Vereist beschikbaarheid van dAMP, dTMP, dGMP en dCMP: fout  niet mono maar tri voor fosfodiësterbinding C. Vereist de werking van ligase:  juist D. Omvat de synthese van een RNA-primer:  juist E. Vereist de werking van DNA-pol I:  juist 16.Zie SLD  Bidirectionele replicatie: er worden 2 replicatievorken gebruikt waardoor replicatie in 2 richtingen kan plaatsvinden.  Dochterstreng: nieuw-aangemaakte streng die complementaire is aan de oude.  Initiatie: begin/start  Nuclease: een enzym dat de degradatie van een nucleïnezuur katalyseert door de fosfodiësterbindingen te verbreken.  Replicon: het stukje DNA tussen de origin of replication en de 2 termini van de replicatie aan elke kant van de origin  Replisoom: een soort replicatie-machine die bestaat uit eiwitten. Het is gebonden aan het DNA dat moet gerepliceerd worden aan het stuk war het is beginnen ontwinden  Template: ouder streng waaraan complementair een nieuwe streng wordt gemaakt.  Rolling circle model voor replicatie van viraal DNA:...