fdhfgjf. 100 goede vragen, hier goed beantwoord

Q: Hoe worden de transcriptierichtingen van RNA-polymerase tijdens de transcriptie ook wel genoemd?

De richting waarin de polymerase beweegt wordt ook wel 'downstream' genoemd. De tegenovergestelde richting wordt ook wel 'upstream' genoemd.

Van wat voor soort binding is er sprake tussen twee verschillende nucleotiden die met elkaar verbonden zijn via een fosfaatgroep in een enkele DNA-streng?

Een fosfo-diester binding

Vanuit de nieuw gesynthetiseerde streng gezien (bij DNA-replicatie), vanaf welke kant naar welke kant van het DNA wordt het nieuwe DNA gesynthetiseerd? Hoe wordt de nieuwe streng (dus de streng die wordt gesynthetiseerd) genoemd?

Het nieuwe DNA wordt vanaf de 5' kant naar de 3' kant van de eigen streng gesynthetiseerd.
De nieuwe streng wordt ook wel de leading streng genoemd.

Wat is het verschil tussen de replicatie van DNA bij prokaryoten (zoals E. Coli) en eukaryoten (zoals de mens)?

Prokaryoten zoals E. Coli beschikken over een circulair DNA chromosoom waarin het DNA wordt gerepliceerd vanuit één punt op het dubbelstrengs DNA molecuul. Er ontstaat in het circulaire chromosoom dus maar één replicatiebubbel.
Bij eukaryoten is er sprake van meerdere startpunten van replicatie. Er is dus sprake van meerdere replicatiebubbels.

Waarom duurt het repliceren van DNA in een eukaryoot organisme zo veel langer dan bij een prokaryoot orgnanisme?

Bij eukaryoten is er sprake van een chromosoomstructuur waarbij het DNA is gewikkeld om heel veel eiwitten (ook wel histonen genoemd). Een eiwitcomplex met daaromheen DNA gewikkeld wordt ook wel een nucleosoom genoemd. In tegenstelling tot prokaryoten moet het helicase in eukaryoten niet alleen de dubbele strengen los van elkaar halen, maar het moet er ook voor zorgen dat de nucleosoomstructuur weg gaat, zodat het DNA normaal kan worden repliceert. Dit zorgt ervoor dat de replicatieduur bij eukaryoten langer duurt dan die van prokaryoten.

Hoe gaat telomerase te werk?

De telomeren zorgen ervoor dat er altijd een vrij 3' uiteinde beschikbaar is aan de uiteindes van een DNA molecuul. DNA-telomerase heeft een sequentie van nucleotiden die complementair is aan TTGGGG (AACCCC dus) en bindt dat tegenover het 3' uiteinde van het telomeer, waarna DNA polymerase er voor zorgt dat de rest wordt opgevuld met nucleotiden, waardoor er een uitgebreider telomeer ontstaat. De telomeren worden aan de uiteindes beschermt door middel van een t-loop.

Wat is de template streng?

De template streng is complementair aan de coderende streng. Het mRNA dat wordt gesynthetiseerd is complementair aan de template streng. Omdat de coderende streng ook complementair is aan de template streng, is de nucleotide sequentie van het mRNA gelijk aan de coderende streng (afgezien van het feit dat RNA geen thymine heeft, maar in plaats daarvan uracil). Ook wel matrijsstreng genoemd.

Wat kenmerkt RNA ten opzichte van DNA?

- Ribose i.p.v. Deoxyribose (2' OH-groep op de pentose die niet aanwezig is bij deoxyribose)
- Uracil i.p.v. Thymine
- Enkelstrengs i.p.v. Dubbelstrengs

Wat voor soort reactie vindt er plaats als een nucleotide wordt gebonden aan een ander nucleotide bij de vorming van nieuw DNA of RNA?

Een condensatiereactie. Er komt H2O vrij en de afbraak van pyrofosfaat levert ook nog eens energie voor in de binding.

Hoe worden de transcriptierichtingen van RNA-polymerase tijdens de transcriptie ook wel genoemd?

De richting waarin de polymerase beweegt wordt ook wel "downstream" genoemd. De tegenovergestelde richting wordt ook wel "upstream" genoemd.

Hoeveel basen coderen voor één aminozuur? (er zijn vier verschillende basen en 20 verschillende aminozuren (die het menselijk lichaam kan synthetiseren))

3 basen coderen voor 1 aminozuur. Deze drie basen worden ook wel een triplet code genoemd.

Wat is er speciaal aan het triplet codon "AUG"?

AUG codeert in tegenstelling tot andere start en stop codons ook voor het aminozuur Methionine. Het geeft dus zowel de start van een translatie proces aan en codeert daarnaast voor methionine. Daarom beginnen polypeptideketens ook vaak met het aminozuur methionine. (een enzym kan dit start aminozuur echter consequent verwijderen van de keten)

In welke richting worden RNA moleculen afgelezen tijdens de translatie door ribosomen?

Van 5' naar 3' kant

Hoe zorgt de cel ervoor dat er zo veel mogelijk mRNA moleculen gemaakt kunnen worden in een korte tijd zodat er zo veel mogelijk eiwit geproduceerd kan worden?

Omdat het DNA tijdens de transcriptie nadat de RNA polymerase is gepasseerd weer terug gaat in zijn dubbele helix vorm, kunnen er meerdere RNA-polymerases achter elkaar in een rijtje dezelfde streng langsgaan, zodat er zoveel mogelijk RNA moleculen in een korte tijd gemaakt kunnen worden.

Waar zorgt de terminator voor bij de transcriptie in prokaryoten, waardoor de transcriptie stopt en het RNA-polymerase los laat?

De terminator bevat een bepaalde sequentie die ervoor zorgt dat er een hairpin structuur ontstaat in het mRNA. Deze hairpin structuur is het termination signaal en zodra dit wordt opgemerkt door het RNA-polymerase laat deze los en geeft het het mRNA vrij.

Prokaryoten hebben maar 1 type RNA-polymerase. Eukaryoten hebben er echter meer. Hoeveel hebben eukaryoten er en welke is verantwoordelijk voor de transcriptie van eiwitcoderende mRNAs?

RNA polymerase I, RNA polymerase II en RNA polymerase III.
RNA polymerase II is verantwoordelijk voor de transcriptie van eiwitcoderend RNA.

Bij de transcriptie initiatie in eukaryoten spelen veel verschillende enzymen en eiwitten een belangrijke rol. Vier stappen zijn:
Toegankelijkheid van het DNA.
Respons op signalen.
Promoter binding.
Transcriptie.
Geef van elke stap aan welke soorten enzymen en eiwitten hier van belang zijn.

Toegankelijkheid: chromatine modificerende enzymen en chromatine remodeling complexen.
Respons: co-activatoren en gen-specifieke transcriptiefactoren
Promoter binding: algemene transcriptiefactoren
Transcriptie: RNA-polymerase

Kan een gen niet goed tot uiting komen als een van de eiwitten betrokken in het initiatie proces bij eukaryoten van de transcriptie niet aanwezig is of gemuteerd is?

Het is mogelijk dat een gen dan niet goed tot uiting kan komen. De eiwitten betrokken bij het initiatie proces zijn dus erg belangrijk voor het verloop van de transcriptie en dus ook bij het resultaat in de vorm van een RNA molecuul.

Hoe eindigt de transcriptie bij eukaryoten?

Tijdens de transcriptie wordt het RNA molecuul gemodificeerd. Om te beginnen wordt er aan het begin van het RNA molecuul aan de 5' kant een guanoside gebonden met behulp van een enzym. Dit wordt de mRNA cap genoemd. Ook is er in ieder RNA molecuul een bepaalde sequentie (AAUAAA) aanwezig, die zodra deze verschijnt in het RNA eiwitten aantrekt die een paar nucleotiden verder downstream het RNA molecuul losknippen van het RNA polymerase. Vervolgens zorgt poly(A)polymerase ervoor dat er een poly A staart aan de 3' kant van het zojuist losgeknipte RNA molecuul wordt gebonden.

Waar dienen de mRNA cap en de poly-A staart voor bij de RNA transcriptie?

De mRNA cap en de poly-A staart dienen voor bescherming van het mRNA tegen exo-nucleases. Ook helpen ze bij de export van het mRNA uit de celkern. Ook helpt de mRNA cap de ribosomen binden met het 5' uiteinde zodra het mRNA molecuul het cytoplasma bereikt heeft.

Hoe vindt splicing plaats?

Voordat de splicing begint, zijn er bepaalde eiwitten en snRNPs (snRNA samen met een ander eiwit) nodig. Op deze manier kan er een spliceosoom worden gevormd waarin meerdere snRNPs aanwezig zijn. Dankzij specifieke sequenties in de introns wordt een intron herkent. Vervolgens zorgt een spliceosoom ervoor dat het intron netjes wordt weggenknipt en dat alleen nog de exons overblijven.

Bevatten exons alleen maar coderende sequenties?

Nee, exons bevatten ook niet-coderende sequenties. Exons zijn dus niet persé het coderende deel van het mRNA, maar de delen die samen het mRNA vormen.

Hoe functioneren snRNP's?

Ze functioneren als ribozymen: RNA moleculen die functioneren als enzymen. Ze spelen een rol bij de splicing en ze katalyseren hun eigen werking

Wat is het concept van alternative RNA splicing?

Veel genen staan erom bekend dat ze voor twee of meerdere polypeptides coderen. Dit hangt af van welke segmenten worden beschouwd en behandeld als exons en/of introns tijdens de RNA processing. Zo kunnen er verschillende mRNA's ontstaan uit 1 pre-mRNA molecuul. Dit concept wordt beschouwt als "alternative RNA splicing". Het aantal polypeptiden die geproduceerd kunnen worden is dus veel groter dan het aantal genen die aanwezig zijn in het lichaam.

Kan een tRNA molecuul "hergebruikt" worden, of moeten er constant nieuwe gemaakt worden?

Het kan gewoon hergebruikt worden.

Waaruit bestaan ribosomen en hoe worden ze gemaakt?

Ribosomen bestaan uit eiwitten en rRNA (ribosomaal RNA). Het rRNA wordt in de celkern gesynthetiseerd, waarna het na het verlaten van de celkern en het betreden van het cytoplasma wordt samengevoegd met bepaalde eiwitten, waarna er een groot en een klein subunit ontstaat wat samen een ribosoom vormt. 1 derde van de totale massa van een ribosoom bestaat uit eiwitten. De rest bestaat uit 3 rRNA moleculen (in prokaryoten) of 4 rRNA moleculen (in eukaryoten). Omdat de meeste cellen duizenden ribosomen bevatten is rRNA over het algemeen het meest voorkomende RNA type in de cel.

Bij welke van de drie stappen van de elongatie is er energie uit GTP betrokken?

De codon herkenning: De eerste stap die de binding van een tripletcode met een anticodon initieert.
Translocatie: Het ribosoom beweegt ten opzichte van de mRNA streng, waardoor de tRNA's allemaal een plekje opschuiven

Is het eiwit dat is gesynthetiseerd via de translatie na de translatie altijd klaar om gebruikt te worden?

Nee. Vaak worden er nog dingen aan het eiwit aangepast die er voor zorgen dat het uiteindelijke eiwit een andere functie zal gaan vervullen.

Om er voor te zorgen dat er sprake is van een zo efficiënt mogelijke synthese van zo veel mogelijk polypeptides uit het mRNA, is er sprake van polyribosomen.
Wat zijn polyribosomen en in welke aspecten verschillen deze polyribosomen in prokaryoten en eukaryoten?

Polyribosomen zijn mRNA moleculen die door meerdere ribosomen tegelijkertijd langsgegaan worden, zodat er uit een mRNA molecuul in een kortere tijd meer polypeptideketens gemaakt kunnen worden.
Het verschil tussen prokaryoten en eukaryoten zit hem in het hebben van een celkern. Een celkern scheid de processen van translatie en transcriptie van elkaar. Omdat prokaryoten geen celkern hebben, kan de translatie al gelijk plaatsvinden terwijl de transcriptie bezig is. Bij eukaryoten kan dit niet.

Wat zijn de drie stappen van de elongatie van de translatie?

- Codon herkenning (recognition)
- Peptide bond formation
- Translocation

Hoeveel tripletcodons bestaan er, wat is het startcodon en welke stopcodons zijn er?

- 4^3 = 64 codons (waarvan 61 coderen voor een aminozuur (de andere 3 zijn stopcodons))
Het startcodon is AUG
De stopcodons zijn UAG, UAA en UGA

Hoe kan een aminoacyl-tRNA synthetase een binding met een "fout" aminozuur (een aminozuur die niet bij de synthetase past) corrigeren?

Op het synthetase bevindt zich een editing site. Zodra de binding tussen het aminozuur en het tRNA is begonnen, en het aminozuur als fout wordt herkend. Wordt het aminozuur met de daaraan gekoppelde tRNA verplaatst naar de editing site, waarna het bindingsproces op die plek ongedaan wordt gemaakt. (wat je gewoon moet weten is dat de transcriptie en translatie precieze processen zijn die door allerlei mechanismen worden geregeld en worden gecorrigeerd wanneer deze fout gaan)

Ribosomen zijn te ontleden in subunits. Een ribosoom is 70S en bestaat uit twee subunits: 30S en 50S (bij prokaryoten. De subunits bij eukaryoten zijn groter)
Waar staat de letter S voor?

De letter S staat voor de snelheid waarmee het deeltje sedimenteert. Voor de lichte deeltjes is dat langzaam en voor de zwaardere deeltjes sneller. S staat in dit geval voor Svedberg = micrometer/seconde

Waarom wordt een ribosoom ook wel een ribozym genoemd?

Het ribosoom is op zichzelf een soort voor mega enzym die zijn eigen werking katalyseert. De katalyserende werking zit echter niet in de eiwitten, maar in de rRNA moleculen die deel uitmaken van het ribosoom.

Wat is gereguleerde genexpressie en waarom is dit belangrijk?

Regulatie van genexpressie is het afstemmen van de uiting van genen. Niet alle genen hoeven altijd tot expressie te komen ten alle tijden.
Regulatie van genexpressie is belangrijk, omdat er energie en grondstoffen mee worden bespaard, die anders in overbodige translatieproducten en transcriptieproducten worden gestopt en het is belangrijk, omdat er in een eukaryoot organisme sprake moet zijn van celspecificatie. Iedere celgroep moet een specifieke functie hebben met specifieke genen die in die bepaalde celgroep juist wel of juist niet tot uiting komen.

Wat is het hoofddoel van de regulatie van transcriptie in prokaryoten?
En in eukaryoten?

Prokaryoten: Het besparen van grondstoffen en energie.
Eukaryoten: Het besparen van grondstoffen en energie + het specificeren van cel- en weefseltypes.

Wat is een operon (in prokaryoten)?

Een operon is een groep genen die in 1 transcriptie unit gegroepeerd zijn. Bij de transcriptie van een operon wordt er dus 1 groot mRNA molecuul (ook wel polycistronisch mRNA genoemd) gesynthetiseerd. Het voordeel van dit systeem is dat de eiwitten die worden gesynthetiseerd met behulp van de codons op het polycistronisch mRNA gecoördineerd tot expressie komen.
(cistron: Een overerfbare eenheid: DNA dat codeert voor 1 polypeptide)

Tryptofaan is een stof die onder andere voorkomt in bacteriën.
Tryptofaan biosynthese in prokaryoten staat onder metabole controle.
Wat is biosynthese en hoe vind deze plaats bij tryptofaan?
Wat is metabole controle?

- Biosynthese is een proces waarbij vanuit een bepaalde stof in meerdere stappen een bepaalde stof wordt gesynthetiseerd die het organisme nodig heeft. Tryptofaan wordt gemaakt via biosynthese in 3 stappen.
- Metabole controle is een algemeen principe in bacteriën. Het houd in dat de biosynthese van bepaalde stoffen (waaronder ook tryptofaan) wordt geregeld door te kijken naar de hoeveelheid waarin die stof al aanwezig is in de cel. Bij te weinig stof, wordt de biosynthese aan gezet en bij te veel of voldoende van een bepaalde stof wordt de biosynthese van deze stof onderdrukt.

Hoe vind transcriptie regulatie op basis van hormonen plaats (in eukaryoten)

In het cytoplasma buiten de celkern is er sprake van receptoren die daar in combinatie met HTS (heat shock proteïn) moleculen voorkomen. Een receptor is een hormoon-afhankelijke transcriptiefactor. Zodra er een bepaald hormoon de cel is binnengetreden kan deze binden met een receptor, waardoor het HTS molecuul loslaat en het nieuw gevormde receptor-hormoon complex in staat wordt gesteld de celkern te betreden. Vervolgens kan het complex zich binden aan een promoter als een transcriptiefactor, wat de binding van RNA-polymerase II stimuleert.

Wat is het verschil tussen regulator genen in prokaryote organismen ten opzichte van eukaryote organismen?

Prokaryoot: de regulatorgenen coderen voor een repressor die transcriptie kan onderdrukken.
Eukaryoot: de regulatorgenen coderen voor transcriptiefactoren die de transcriptie van een bepaald gen kunnen stimuleren.

Geef een beschrijving van wat "recombinant DNA technologie" is.

Het is een techniek waarmee men genen kan isoleren en kan aanpassen, waarna het nieuwe gen ook nog eens overgebracht kan worden in een ander organisme (een nieuwe gastheer). Hierdoor ontstaan er GGO's (Genetisch Gemodificeerde Organismen)

Welke vier "tools" zijn er nodig om recombinant DNA te maken?

- Het DNA van interesse
- Vector (bij bacteriën een plasmide dat zich repliceert in de cel)
- Restrictie-enzymen
- Ligase

Hoe vermeerderd een bacteriofaag (in dit geval bacteriofaag lamda) (bacterie virus) zich

Een bacteriofaag is een manteleiwit met daarin DNA. Een bacteriofaag kan zich hechten aan een bacterie, waarna hij zijn DNA kan injecteren in de bacterie. Het inmiddels lege manteleiwit laat na injectie los van de bacterie. Hierna kan het DNA zich repliceren en ontstaan er nieuwe DNA moleculen met nieuwe manteleiwitten om de DNA moleculen (er zijn dus nieuwe bacteriofagen ontstaan in de bacterie. Vervolgens doden de bacteriofagen de bacterie en kunnen vervolgens uit de bacterie bewegen opzoek naar een nieuwe slachtoffer.

Leg uit in welke stappen het proces van kloneren plaatsvind.

- Isoleer het DNA van een donororganisme.
- Knip het DNA en kloneer fragmenten van het DNA in een vector (een plasmide bijvoorbeeld)
- Introduceer de recombinant DNA moleculen in een nieuw organisme waarin de vectoren zich kunnen handhaven.
- Dit levert een kloonbibliotheek op --> elke E. Coli stam heeft een ander recombinant DNA molecuul.
- Zoek de kloon op met het gen van interesse.

Waarom wordt er gebruik gemaakt van specifiek Taq polymerase bij het proces van PCR?

Het proces van PCR vind plaats bij hoge temperaturen (zodat het dubbelstrengs DNA los komt te liggen in losse strengen van waaruit synthese van een nieuwe streng kan plaatsvinden). Taq polymerase is een DNA polymerase afkomstig van bacteriën (thermus aquaticus) die in warmwaterbronnen voorkomt, waarin de temperatuur best hoog is. Dit betekent dat de enzymen in deze bacteriën ook moeten kunnen functioneren bij een hoge temperatuur. Omdat bij het PCR een enzym nodig is dat kan functioneren bij hoge temperaturen is het Taq polymerase afkomstig van de "Thermus Aquaticus" een geschikt enzym.

Op welke twee manieren wordt genexpressie geregeld op het niveau van transcriptie?

Op het gebied van transcriptiefactoren (op deze manier kan de cel bepalen of er in de eerste instantie überhaupt sprake is van transcriptie van een gen) en op het gebied van chromatinestructuur. De cel kan op deze manier bepalen welk deel van het chromatine en dus welke plekken op het DNA op staan voor transcriptie van de genen. Als de chromatinestructuur bijvoorbeeld ergens erg compact is, dan kan er op deze plekken geen sprake zijn van transcriptie.

Waar vindt translatie plaats gebaseerd op de functie van het uiteindelijke eiwit?

De meeste eiwitten worden in het cytosol gemaakt en de eiwitten die uit de cel, op het celoppervlak of in lysosomen hun functie uitoefenen worden gemaakt op het ruwe ER (de buitenkant van het ER waar ribosomen te zien zijn).

Op het gebied van mutaties maakt men gebruik van verschillende termen.
Wat is reversie?
Wat is een revertant?

Reversie: een terugmutatie, waardoor een mutant met een mutante sequentie weer terug naar het wildtype sequentie gaat als gevolg van een mutatie.
Revertant: een revertant is in principe een organisme met het wildtype fenotype waarbij reversie heeft opgetreden in het genotype.

Veel mutaties zijn puntmutaties.
Wat zijn puntmutaties?
Welk onderscheid wordt er gemaakt tussen types van puntmutaties?

Puntmutaties zijn mutaties waarbij er sprake is van een verandering in 1 basenpaar. Als een purine is veranderd naar een purine (of pyrimidine naar een pyrimidine) wordt dit ook wel een transitie genoemd. Als een purine verandert naar een pyrimidine (of andersom) wordt dit ook wel een transversie genoemd.

Geef een voorbeeld van een heftig effect dat een puntmutatie kan veroorzaken (denk aan rode bloedcellen).
Wat is het "voordeel" van deze mutatie?

Sikkelcelanemie wordt veroorzaakt door een puntmutatie in het gen dat codeert voor het hemoglobine eiwit. Hierdoor wordt het aminozuur Glu vervangen door het aminozuur Val in de polypeptideketen. Hierdoor verandert de structuur van het hemoglobine eiwit, zodat er uiteindelijk langewerpige vezels worden gevormd die uiteindelijk de sikkelvormige vorm van de rode bloedcellen veroorzaken. Hierdoor neemt de capaciteit waarmee zuurstof getransporteerd kan worden aanzienlijk af.
Deze mutatie komt vaker voor in regio's waarbij de malaria parasiet meer voorkomt. Uit onderzoek blijkt dat mensen met sikkelcelanemie een verhoogde weerstand tegen de malaria parasiet hebben.

Wat is een stille mutatie?

Een mutatie die niet tot uiting komt in de genexpressie. Een voorbeeld hiervan is een puntmutatie op de wobble base van een tripletcodon. Dit zorgt ervoor dat er geen verandering zal zijn in het aminozuur dat uiteindelijk in de polypeptideketen terecht komt en er dus ook geen verandering in de genexpressie zal zijn.

Stel het wildtype wordt veroorzaakt door een dominant gen. Stel je hebt individuen die als gevolg van een dubbel recessief gen op de allelen een ander fenotype krijgt dan het wildtype fenotype. Is dit dan een mutant?

Yes

Beschrijf de werking van een bacterieel transposon.

Een bacterieel transposon wordt gekenmerkt door een gen dat codeert voor het enzym transposase. Aan zowel 3'- als 5' uiteinde van het gen bevinden zich IR sequenties, waaraan een transposase het transposon kan herkennen en vervolgens weg kan knippen, waarna het ergens anders in het DNA opnieuw wordt ingeplakt. Aangezien dit transposon codeert voor zijn eigen transposase zorgt dit transposon in bacteriën er eigenlijk voor dat hij zichzelf kan laten wegspringen en weer kan laten inbouwen in het DNA (met behulp van ligase natuurlijk). Dit type transposon wordt ook wel een DNA transposon genoemd.

Mutaties kunnen spontaan ontstaan. Dit kan optreden in vier verschillende scenario's en 1 daarvan wordt veroorzaakt door (onco-)virussen. Leg uit hoe dit in z'n werk gaat.

Ye

Wat is de oorzaak voor recombinatie in homologe chromosomen (tijdens de metafase van meiose I)?

De transposons die zich in het DNA bevinden.

Mutaties kunnen worden geïnduceerd door chemische stoffen (mutagene stoffen) of door straling. Geef van ieder geval een voorbeeld en leg uit.

- Fok chemische stoffen (ik moet er te lang over nadenken)
- Mutaties door straling: Als voorbeeld neem ik zonlicht. Onder invloed van zonlicht kunnen twee naast elkaar liggende pyrimidines (bijvoorbeeld thymine) met elkaar een covalente binding vormen, waardoor er pyrimidine dimeren ontstaan, waardoor het niet meer kan basenparen met de daar tegenoverliggende adenine nucleotiden. Hierdoor kunnen mutaties ontstaan in het DNA.

Waarom zijn mutaties in eiwitten betrokken bij DNA schade herstel extra gevaarlijk wat betreft de ontwikkeling van kanker?

Dit kan leiden tot ongereguleerde celdeling, wat weer kan leiden tot het feit dat andere mutaties ook sneller kunnen ontstaan (omdat de celdeling met eventueel mutante sequenties in het DNA niet wordt gereguleerd, waardoor het DNA repair system zijn werk niet kan uitoefenen). Dit is het hele principe achter kanker.

Door middel van het proofreaden van het DNA met behulp van DNA polymerase worden het aantal fouten in het DNA aanzienlijk verminderd. Wat is de verhouding van tautomere nucleotiden per hoeveelheid "normale" basenparingen?

1 op de 10.000.000.000 basenparingen zijn fout na de proofreading.
In de eerste instantie is dit 1 op de 100.000, maar door de proofreading wordt dit verlaagd.

Leg uit hoe nucleotide excision repair werkt.

Teams van enzymen detecteren en repareren beschadigd DNA, zoals bijvoorbeeld een thymine dimeer ontstaan door ultraviolet licht. Een nuclease knipt het beschadigde DNA op twee punten en het beschadigde DNA wordt verwijderd. Daarna zorgt DNA polymerase ervoor dat het ontstane gat wordt opgevuld met nieuw DNA. Hierbij wordt de onbeschadigde streng als template streng gebruikt. Daarna zorgt DNA ligase ervoor dat het laatste stukje DNA aan het 5' uiteinde van de rest van de streng wordt geplakt. Het DNA is succesvol gerepareerd.

Keep in mind dat ontdekkingen van wetenschappers ook belangrijk zijn

Yes sir

Hoeveel genetische codes zijn er? (denk aan de uitspraak: de genetische code is universeel)

Er is 1 genetische code. Ieder organisme gebruikt dezelfde genetische code om RNA om te zetten in eiwitten.

Welk type mutatie heeft de kleinste mogelijkheid om de functie van een eiwit de veranderen?
Een insertie van 1 basenpaar, de deletie van 1 basenpaar, de insertie van 3 basenparen of de substitutie van 1 basenpaar?

De substitutie van 1 basenpaar.

Hoeveel procent alle genen die coderen voor eiwitten doet aan alternative splicing in de mens?

Meer dan 90%

Wat is kenmerkend aan de stabiliteit (degradatietijd) van mRNA in eukaryoten en in prokaryoten?

Prokaryoten: mRNA in prokaryoten degradeert al na een paar minuten na hun synthese. Dit is ook een van de redenen waarom bacteriën hun patroon van eiwitsynthese zo snel kunnen veranderen als reactie op veranderingen in het milieu.
Eukaryoten: als er niks aan wordt gedaan, dan kunnen mRNA moleculen in eukaryoten wel uren, dagen of zelfs weken stabiel blijven.

Wat is een co-repressor? En wat is een inducer?

Een co-repressor is een molecuul dat zich kan binden aan een repressor, waardoor het zich kan binden aan een operator (een co-repressor activeert dus een repressor).
Een inducer is een molecuul dat een repressor inactief maakt na binding.

Naast de gebruikelijke ncRNA's is er ook sprake van long noncoding RNA's (lncRNA). Welke functie vervullen deze long noncoding RNA's?

Wat men weet is dat dit type ncRNA een rol speelt bij het vervormen van chromatine, wat weer de genexpressie beïnvloed.

Wat zijn de zogenaamde homeotic genes (ontdekt door Edward B. Lewis in 1940 tijdens fruitvlieg experimenten)?

Het zijn regulatorgenen die controle hebben over de pattern formation in de late embryo, larve en volwassene fruitvlieg. Ze hebben dus invloed op de plek waar celdifferentiatie plaatsvind en plaatsing van verschillende celtypes van waaruit deze door zullen blijven ontwikkelen.

Hoe worden de genen genoemd van waaruit de cytoplasmatic determinants ontstaan in een (onbevruchte) eicel?

Maternal effect genes. Als er in de maternal effect genes sprake is van een mutatie, zal dat zich uiten in een mutant fenotype in het nageslacht. In de meeste gevallen is de eicel ook onvruchtbaar als er sprake is van een mutatie, aangezien het genproduct defect is (of niet aanwezig). De eicel is dan ook defect en wanneer zo'n eicel word bevrucht, zullen ze falen in hun ontwikkeling.
Net zoals bij segmentatie genen leid een defect in de maternal effect genes dus ook tot embryonic lethals (over het algemeen).

Hoe worden stamcellen die net in het differentiatieproces richting spiercellen genoemd?
Wat is myoD?

Myoblasten.
MyoD is een transcriptiefactor dat wordt gecodeerd door het masterregulatorgen van myoD. MyoD is als het ware de kickstart transcriptiefactor van de celdifferentiatie van stamcel naar spiercel

Op wat voor manier zijn PCR primers gesynthetiseerd, kijkend naar de uiteindelijke functie van PCR gekloneerde sequenties?

De primers zijn zodanig gesynthetiseerd dat ze matchen met de restrictieplekken op een cloning vector. Ze moeten natuurlijk wel goed geligeerd kunnen worden.

Soms wordt een cloning vector ook wel een expression vector genoemd. Wat is een expression vector?

Een cloning vector met een zeer actieve promoter die net zo'n stukje upstream zit ten opzicht van een restrictiepunt, zodat het "vreemde" DNA dat wordt geligeerd in de vector kan worden getranscribeerd met behulp van die promoter.

Naast het gebruiken van een YAC molecuul als vector bij het kloneren van genen in eukaryoten (gisten in het geval van YAC) is er ook nog een andere manier waarop dit gedaan kan worden. Beschrijf.

Een van de manieren waarop dit gebeurt is electroporatie. Een methode, waarbij elektrische impulsen ervoor zorgen dat er tijdelijke gaten in het celmembraan ontstaan, waardoor "vreemd" DNA de cel kan betreden via het celmembraan (het belangrijkste is dat je weet dat zodra rDNA een cel binnentreed, dat de genen in het rDNA dan in die cel tot uiting kunnen komen).

Wat is een blot methode?

Een methode waarmee men DNA, RNA en/of eiwitten kan detecteren.
Southern blot: DNA detectie (met behulp van DNA probe)
Northern blot: RNA detectie (met behulp van DNA probe)
Western blot: eiwit detectie (met behulp van antilichamen)

Wat houd SNP in en hoe kan men deze detecteren met behulp van de RFLP methode?

Een Single Nucleotide Polymorphism (basically gewoon een substitutie van 1 basenpaar).
Met behulp van de RFLP methode kan men een mutant gen van een normaal gen onderscheiden. Bij een SNP wat een missense mutatie veroorzaakt, zijn de knipplaatsen voor restrictie-enzymen anders, waardoor er na PCR van een bepaald fragment (met het betreffende gen erin) andere uitkomsten zullen komen op een gelelektroforese tussen een fragment met een normaal- en een mutant gen. Op deze manier kunnen mutante genen met SNP's dus onderscheiden worden van normale genen zonder SNP's. (Dit is een voorbeeld van DNA detectie)

Hoe bereken je het aantal fragmenten dat je krijgt als je het genoom (bij de mens bestaande uit 3 * 10^9 bp) knipt met een restrictie-enzym (bijvoorbeeld DdeI)?

Het aantal bp van het genoom (bij de mens 3 * 10^9) / 256 (4^aantal basen dat het restrictie-enzym herkent)

Waarom zijn de primers die worden uitgekozen voor een PCR reactie zo belangrijk?

Naast het feit dat ze een onmisbaar component zijn voor de PCR reactie bepalen de primers ook hoe groot het fragment dat wordt ge-amplificeerd uiteindelijk wordt. De primers binden immers met complementaire gedeelten van het DNA. Als de complementaire delen dichter bij elkaar liggen, zal het te amplificeren fragment natuurlijk ook uiteindelijk kleiner zijn dan als de complementaire sequenties verder van elkaar vandaan zouden liggen.

Waarom is er met PCR een hogere annealing temperatuur nodig bij in verhouding veel C-G basenparen ten opzichte van in verhouding veel A-T basenparen?

C-G bezitten drie waterstofbruggen en A-T maar twee. Er is dus meer energie en dus een hogere temperatuur nodig om C-G basenparen uit elkaar te halen ten opzichte van A-T basenparen.

Hoe bereken je de annealing temperatuur die je moet gebruiken bij een PCR reactie als je de Tm's van beide primers weet?

Je neemt de laagste Tm en trekt daar 5 vanaf. Op deze manier bereken je de Ta. Tm is de uitsmelttemperatuur (oftewel de denaturation temperatuur).

Waarom hebben primers altijd een bepaalde lengte?

Om de kans van complementaire binding van de primers met sequenties die niet bij het te amplificeren DNA fragment liggen te verkleinen, worden de primers altijd zo gemaakt dat ze een minimaal aantal basen hebben om de kans op binding met een ander complementair stuk afgezien van het complementaire stuk waar die moet binden voor de PCR zo nihil mogelijk te maken.

Welke 4 toepassingen heeft PCR op zichzelf?

- Gen identificeren in genomische of cDNA bibliotheek
- Een vergelijkbaar (homoloog) gen zoeken in het c(DNA) van een ander organisme
- DNA fingerprinting (forensisch instituut)
- Genetische test (stamboomonderzoek)

Wat is het gewicht van het DNA dit voorkomt in 1 humane cel (2 x 500 bp)?
Vanaf hoeveel cycli van PCR is het verkregen DNA zichtbaar op gel?

2 x 500 bp = 1 x 10^-18 g (aan DNA)
Het DNA is zichtbaar op gel vanaf 1 microgram DNA. Dat is dus na 40 cycli (2^40 = 1 x 10^12 targetsequenties)

Hoe wordt DNA fingerprint onderzoek verricht met behulp van PCR?

In het DNA is er sprake van korte, zich herhalende sequenties. Deze sequenties worden ook wel microsatellieten (of short tandem repeats) genoemd. Deze repeats verschillen erg per persoon. Door dezelfde soort repeats bij twee DNA monsters te vermenigvuldigen met behulp van PCR, kunnen er uiteenlopende uitkomsten ontstaan op een gelelektroforese. Als er uit de gelelektroforese blijkt dat twee monsters waarvan de microsatellieten zijn ge-amplificeerd overeenkomen (wat betreft banden die te zien zijn op de gel), dan kan men uitsluiten of een persoon gekoppeld kan worden aan een DNA monster.

Volgens bepaalde theorieën hebben alle organismen globaal gezien evenveel genen. Toch is het geval dat een klein plantje met aanzienlijk minder basenparen in het genoom en ook minder chromosomen dan de mens meer genen heeft. Waardoor kan dit?

De cel van de mens gaat waarschijnlijk veel efficiënter om met de genen (denk aan bijvoorbeeld alternative splicing, waardoor er uit 1 gen meerdere eiwitten kunnen ontstaan) dan deze plant.

Als men een cDNA bank gaat sequencen wordt er toch nog andere informatie vrijgegeven dan als men het hele genomische DNA van een bank gaat sequencen. Welke informatie kan men verkrijgen door middel van het sequencen van cDNA en welke informatie wordt vrijgegeven als men de genomische bank gaat sequencen?

CDNA:
- Coderende regio's
- Aantal genen en gecodeerde eiwitten
- Splice varianten
- Alleen poly-A mRNAs --> geen niet coderende RNAs (bijv rRNA's)

Genomische bank:
- Positie van genen op chromosomen
- Introns (samen met nog andere niet-coderende sequenties die niet in het mRNA voorkomen, zoals de promoter sequentie en de enhancer sequentie)/exons
- Regulerende sequenties (dit zijn eigenlijk de promoter en de enhancer)
- Telomeren/centromeren

Transposons zijn DNA sequenties die zichzelf kunnen vermenigvuldigen en weer op een andere plek in het DNA in kunnen bouwen (als we het hebben over retrotransposons). Welk effect hebben transposons op de grootte van een genoom?

Transposons zijn non-coderende DNA sequenties die zichzelf kunnen vermenigvuldigen en op andere plekken in het DNA weer in kunnen bouwen. Dit betekent dat het aantal basenparen in het DNA groter kunnen worden, naarmate het aantal transposons ook groter wordt (wat een automatisch proces is). Hoe groot het genoom is heeft dus onder anderen ook te maken met de activiteit van retrotransposons.

Op welke twee manieren wordt de taxonomie bepaald (de verwandheid tussen verschillende organismen) met behulp van het genoom?

- De re-arrangements tussen grote genomen van verschillende organismen geven grote genoomveranderingen en verschillen aan.
- Ook wordt er gekeken naar de eiwitsequenties ontstaan uit specifieke genen en die worden met elkaar vergeleken.

Noem vier verschillende gebieden waarin genoom sequentie erg belangrijk is.

- Fylogenomica: taxonomie op basis van genoom informatie
- Genetische variatie: veredeling van gewassen
- Ancient DNA: belangrijk voor evolutie onderzoek
- Personalized medicine: diagnostiek op basis van genoomsequentie (een voorbeeld is het type kanker koppelen aan een bepaald type mutatie in een proto-oncogen (dus eigenlijk een specifiek oncogen koppelen aan een specifiek type kanker))

Een deel van het noncoderende DNA bestaat uit promoters, enhancers (regulator sequenties), introns, uniek noncoderend DNA en transpons. Ook bestaat een deel van deze groep uit pseudogenen. Wat zijn pseudogenen?
Hoeveel procent van het genoom van de mens bestaat uit coderend DNA (denk aan exons die coderen voor eiwitten of verschillende types RNA)?
En hoeveel procent van het genoom van de meeste zoogdieren bestaat uit transposabele elementen en vergelijkbare sequenties?

Pseudogenen zijn vooroudergenen die nu niet meer coderen voor een relevant eiwit. Deze genen zijn in de loop van de tijd geëvolueerd naar de functionele genen die vandaag de dag werkzaam zijn in de cel.

1,5% van het menselijk DNA bestaat uit coderend DNA.

25-50% van het DNA van meeste zoogdieren bestaat uit transposabele elementen en vergelijkbare sequenties

Naast microassay arrays is er nog een methode die wordt gebruikt om de expressie van genen te bestuderen. DAt is RNA sequencing. Hoe vind dit plaats?

MRNA's worden geïsoleerd, waarna de mRNA's worden geknipt in fragmenten van gelijke grootte. Vervolgens worden de mRNA's omgezet in cDNA's van dezelfde grootte, waarna de cDNA's worden gesequenced. Aan de hand van overlap kan er vervolgens met een computer worden bepaald wat de genoom sequence is (alleen de exons in dit geval). Hoe vaak een bepaalde sequentie voorkomt geeft aan hoeveel een gen tot expressie komt in een bepaald weefsel.

Hoe kan men SNP's gebruiken als marker voor een mutant allel in het genoom?

Alhoewel een SNP niet in het coderende gedeelte van een gen hoeft te zitten, kan het vaak wel dicht genoeg bij het gen liggen om er aan gelinkt te zijn. Vaak kan men zien dat een SNP in de buurt van een mutant gen een ander basenpaar is dan een SNP bij de normale versie van dat gen. Met deze kennis kan men aan de hand van het kijken naar een SNP bepalen of een gen mutant is of niet. De SNP's worden als het ware gebruikt als marker.

Wat is het verschil tussen DNA sequencing met behulp van synthese (denk aan de Sanger methode) en het zogenaamde next-generation sequencing?

Bij DNA sequencing met behulp van synthese moet iedere DNA streng apart worden gesynthetiseerd 1 voor 1. Bij next-generation sequencing wordt de sequence van heel veel stukjes DNA tegelijkertijd bepaald en hoeft dat niet 1 voor 1 te gebeuren.

Wat is proteomics en wat is is een proteome?

Proteomics is de studie van proteïnen, zoals deze ook wordt uitgevoerd bij het identificeren en onderzoeken van functie van genen.
Een proteome is de totale verzameling van proteïnen die worden ge-uit door een cel of door een groep cellen.

Hoe wordt de verzameling van de studies van genomics en proteomics ook wel genoemd?

Genomics en proteomics zijn samen de studie van eiwit en gen en hun relaties met elkaar. De verzameling van studies wordt ook wel systems biology genoemd.

Welke middelen gebruiken wetenschappers over het algemeen veel om nieuwe genen te vinden in een genoom dat is gesequenced?

Wetenschappers maken vaak (en over het algemeen) gebruik van computertechnieken die zoeken naar transcriptie-regulerende sequences (dus sequences die de start van een gen aangeven).

Wat is het voordeel van het gebruik maken van systems biology om kanker te onderzoeken ten opzichte van het bestuderen van 1 gen tegelijkertijd?

Bij systems biology wordt gekeken naar het hele genoom van een organisme. Op deze manier kan er op basis van vergelijking onderscheid worden gemaakt tussen bepaalde eiwitten of genen die op een andere manier of juist niet functioneren. Het is een veel snellere en efficiëntere manier om dit soort zaken te onderzoeken dan door naar 1 gen tegelijkertijd te kijken, aangezien het lang gaat duren als je ieder gen apart omdebeurt wilt gaan bestuderen.

Wat is een algemeen verschil wat betreft de grootte van een genoom wat betreft eukaryoten en prokaryoten?

Over het algemeen (op basis van studies die tot nu toe zijn afgerond) hebben eukaryoten een veel groter genoom dan prokaryoten. Toch geld deze regel niet altijd voor alle organismen, aangezien er een eencellige amoebe bestaat met een genoom van maarliefst 670 biljoen basenparen (dat is veel!). Het aantal basenparen (en dus de grootte van het genoom) heeft dus blijkbaar geen invloed op het fenotype.

Wat valt op als je kijkt naar de hoeveelheid genen in verhouding tot de grootte van het genoom (het aantal bp) bij prokaryoten en eukaryoten?

Eukaryoten hebben over het algemeen een groter genoom, maar minder genen in vergelijking met prokaryoten, die in verhouding een kleiner genoom, maar meer genen hebben. Hieruit kan worden geconcludeerd dat organismen die efficiënter met hun genen omgaan, minder genen hebben.

Ongeveer 14% van het menselijk genoom bestaat uit repetetief DNA. Ongeveer een derde van deze groep sequenties bestaat uit lange stretches DNA die waarschijnlijk als gevolg van chromosoom allignen via chromosomen naast elkaar zijn komen te liggen. Naast dit 1 derde deel is er ook een overig 2 derde deel. Hoe wordt dit genoemd?

Het overige deel van deze sequentie groep wordt ook wel simple sequence DNA genoemd. Dit DNA bestaat uit veel kopieën van korte fragmentjes nucleotiden. Als 1 repeat unit bestaat uit zo'n 2-5 nucleotiden, dan spreekt men van short tandem repeats, oftewel STR's.

Veel van het simple sequence DNA (repetetief DNA, waaronder ook STR's) van het genoom bevindt zich op de telomeren en centromeren van chromosomen, wat aangeeft dat deze sequenties een rol zouden kunnen spelen in de structuur van de chromosomen. Ook vormen STR's een probleem als het aankomt op whole-genome shotgun sequencing. Op wat voor manier zouden deze STR's een beperkende rol kunnen spelen in het succes van de whole-genome shotgun sequencing?

De aanwezigheid van veel korte herhalingen in de geknipte fragmenten ligt in de weg als het aankomt op het koppelen van de sequences op basis van overlap met behulp van computers.

Theorie is dat de a-globine en b-globine genen zijn ontstaan uit 1 vooroudergen.
Beschrijf hoe dit zou moeten zijn gegaan.

Het pseudogen van waaruit globine zou moeten zijn ontstaan zou zijn gedupliceerd tijdens crossing-over tussen verschillende chromosomen, waarna er in beide duplicaties een aparte mutatie is ontstaan, waardoor het gen voor a- en b-globine zijn ontstaan, waarna de genen door transpositie op verschillende chromosomen terecht zijn gekomen. Vervolgens hebben meerdere duplicaties en mutaties in beide zijtakken er voor gezorgd dat de b- en a-globine families zijn uitgebreid naar genen die coderen voor verschillende subunits. Dit proces zou moeten verklaren waarom deze familie van non-identieke sequenties bestaat en waarom ze zich op aparte chromosomen bevinden.

Een voorbeeld van multigen families is de globine genen familie. Ook kan het geval zijn dat er bij de duplicatie van twee genen een verandering plaatsvindt in 1 van de 2 genen die er voor zorgt dat het eiwitproduct een heel andere functie vervult. Geef een voorbeeld hiervan.

In alle zoogdieren komen de genen lysozyme en a-lactalbumine voor. In vogels komt echter alleen het gen lysozyme voor. Een hypothese is dat het gen a-lactalbumine is ontstaan als gevolg van een genduplicatie, waarbij 1 van de 2 genen door een mutatie is verandert het gen dat codeert voor a-lactalbumine. De twee eiwitten zijn ongeveer hetzelfde in hun aminozuur sequentie en drie-dimensionale structuren.

Fdhfgjf

100 belangrijke vragen over Fdhfgjf