Hoorcollege 2 - DNA replicatie en repair

Question 1

Zwavelbruggen

Answer 1

Kan enkel door Cysteïne worden gevormd

Question 2

DNA-replicatie

Answer 2

1. Initiator eiwitten herkennen de replicatie origin, hiervan zijn er 10.000
2. Helicase verbreekt de waterstofbruggen tussen nucleotide en aldus ontwindt het de DNA-helix
3. Primase bindt een RNA primer
4. DNA-polymerase kan erbij en de DNA-synthese loopt van 5’ naar 3’
5. 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).
6. DNA ligase verbindt deze okazaki fragmenten met elkaar

Question 3

Eiwitten voor DNA-replicatie

Answer 3

1. RNA-polymerase = bouwt een paar RNA-nucleotide in als begin voor DNA-polymerase, de primer. Heet daardoor ookwel DNA-primase
2. DNA-polymerase = plaats nieuwe stukjes DNA
3. 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
4. Sliding clamp = van belang wanneer DNA-polymerase aan DNA hecht, houdt deze op zijn plek
5. Single-strand DNA-binding proteins = binden aan enkelstrengs DAN dat net door helicase is ontbonden

Question 4

Medicijnen tegen kanker

Answer 4

Camptothecin -> Remt topoisomerase 1 en is een medicijn tegen kanker doordat het delende cellen remt.
5-FU -> remt het aanmaken van DNA bij kankercellen

Question 5

Proofreading

Answer 5

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

Question 6

Mismatch repair

Answer 6

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

Question 7

Hereditary Nonpolyposis Colorectal Cancer (HNPCC)

Answer 7

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

Question 8

Microsatelliet-instabilliteit

Answer 8

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

Question 9

Pyrimidine dimeer

Answer 9

Ontstaat onder invloed van UV-straling. Hierbij worden pyrimidinebasen covalent met elkaar verbonden, waardoor het DNA niet goed kan functioneren.

Question 10

Depurinatie

Answer 10

Hierbij valt een purinegroep spontaan van de DNA-streng onder invloed van water en er ontstaat dus een gat.

Question 11

Deanimatie

Answer 11

Bij een hydrolysereactie kan de aminogroep van cytosine afvallen waardoor het Uracil wordt. Hier komt Ammoniak (NH3) bij vrij

Question 12

Nucleotide Excision repair (NER)

Answer 12

1. Het beschadigde stuk DNA wordt herkend
2. Aan beide kanten wordt een incisie gemaakt
3. Beschadigd DNA wordt verwijderd
4. Een nieuw stuk DNA wordt gesynthetiseerd en door DNA-polymerase vastgeplakt
5. Ligase sluit de opening

Question 13

Xeroderma pigmentosum

Answer 13

Patiënten hebben extreme overgevoeligheid voor UV-straling, omdat pyrimidinedimeren niet gerepareerd worden.
7 varianten waarbij er elke keer één specifiek eiwit mist uit NER

Question 14

Homologe recombinatie

Answer 14

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

Question 15

Non-Homologous End Joining

Answer 15

Enzymen plakken alles zsm weer aan elkaar om meer schade te voorkomen, kunnen meer fouten bij ontstaan maar is wel sneller

Question 16

Puntmutaties

Answer 16

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)

Question 17

Single Nucleotide Variations

Answer 17

Insertie, Deletie en Substitutie
- Insertie en deletie zijn ernsti doordat er frameshift ontstaat

Question 18

Trio sequencing

Answer 18

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

Question 19

Splice site mutaties

Answer 19

Mutatie waarbij intron niet goed uit het mRNA is door een mutatie in de splice site. Het eiwit kan hierdoor niet goed worden aangemaakt

Question 20

Chromosomale afwijkingen

Answer 20

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)

Question 21

Germ line mutations

Answer 21

kiembaan mutaties kunnen worden doorgegeven aan nakomelingen

Question 22

Somatische mutaties

Answer 22

Kunnen niet worden doorgegeven, mutatie zit niet in alle cellen. In nog delende cellen heeft dit groot effet

Question 22

Somatische mutaties

Answer 22

Kunnen niet worden doorgegeven, mutatie zit niet in alle cellen. In nog delende cellen heeft dit groot effet

Question 23

Genetische mozaïcisme

Answer 23

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

Question 24

Soorten allelen

Answer 24

Wild type allel = meest voorkomend in populatie
Dominat = ook fenotype bij heterozygoot
Recessief = alleen fenotype bij homozygoot

Question 25

Penetrantie

Answer 25

Frequentie waarmee erfelijke eigenschap voorkomt bij individuen die drager zijn van het allel

Question 26

Loss of function

Answer 26

mutatie waardoor het gecodeerde eiwit minder of niet functioneel is en null mutation is het niet meer functioneel.
Tumorsupressorgenen

Question 27

Gain of function

Answer 27

mutatie waardoor een eiwit over-actief wordt of een nieuwe functie krijgt.
Oncogenen

Question 28

Recessief gen met dominante ziekte

Answer 28

Als in het dominante allel een mutatie ontstaat komt het recessieve allel tot expressie en kunnen er ziekteverschijnselen ontstaan