DNA & eiwitsynthese Oefen- en zelftoetsmodule behorende bij hoofdstuk 16 en 17 van Campbell, 7e druk December 2008
DNA 1. Hieronder zie je de schematische weergave van een dubbelstrengs DNA-keten. Een DNA-keten is opgebouwd uit nucleotiden, die op hun beurt weer zijn opgebouwd uit drie verschillende elementaire bouwstenen. Geef de elementaire bouwstenen aan.
2. Een DNA keten wordt gevormd door afzonderlijke nucleotiden samen te voegen. Geef in het DNA-molecuul de verschillende onderdelen van één nucleotide aan.
3. Nucleotiden komen algemeen voor in de cel, maar zijn vernoemd naar het celcompartiment waar zij voor het eerst zijn aangetoond. Welk celcompartiment is dat?
4. De base en de fosfaatgroep van een nucleotide zijn beide via een specifieke binding aan het suiker gekoppeld. A. Hoe noemen we de binding tussen een suiker en een base?
B. Hoe noemen we de binding tussen een suiker en een fosfaatgroep?
5. Bekijk de nevenstaande figuur. Hoe noemen we een molecuul dat slechts uit een suiker en een base bestaat?
6. Voor de vorming van een nucleotide moet een fosfaatgroep worden toegevoegd aan het molecuul. Aan welk koolstofatoom wordt de fosfaatgroep gekoppeld?
7. Het nevenstaande molecuul bevat de base adenine. A. Wat wordt dan de naam van base-suiker verbinding?
B. Het molecuul wordt vervolgens omgezet in een nucleotide. Wat wordt de naam van deze base-suiker-fosfaat verbinding?
8. RNA- en DNA-polynucleotiden vertonen een grote overeenkomst, maar verschillen op een aantal punten van elkaar. A. Waarin verschillen de suikermoleculen van RNA en DNA chemisch van elkaar?
B. Op welk koolstofatoom van ribose bevindt zich deze groep?
9.
Bekijk dit nucleotide. Is dit nucleotide een bouwsteen van RNA of van DNA?
Replicatie 10. Een DNA molecuul bestaat uit twee ketens. A. In welke oriëntatie bevinden deze ketens zich?
B. Welke chemische interactie houdt de ketens bij elkaar?
C. Kost het veel of weinig energie om deze bindingen te verbreken?
11. Tijdens de DNA-replicatie wordt door het DNA-polymerase steeds een nucleotide toegevoegd aan de groeiende keten. Hiernaast zie je een deel van de groeiende keten. A+B. Geef aan wat het 3'-uiteinde en het 5'-uiteinde is van de DNAketen. C. Het volgende nucleotide dat aan de keten wordt toegevoegd is dAMP (deoxy-adenosinefosfaat). Om dit te realiseren moet dATP reageren met het uiteinde van de groeiende keten. Met welk uiteinde van de keten zal dATP reageren?
12. Er zijn vele eiwitten betrokken bij de replicatie van DNA. Welke eiwitten zijn bij dit proces betrokken? Volgorde Eiwit (vraag 13)
13. Zet de eiwitten in chronologische volgorde opdat de DNA-replicatie correct verloopt.
14. Een gen dat codeert voor een replicatie-eiwit is door een mutatie geïnactiveerd. In afwezigheid van dit eiwit probeert een cel voor een laatste keer zijn DNA te repliceren. Het product dat tijdens deze laatste repelicatieronde wordt gevormd is afhankelijk van het ontbrekende eiwit. Welk eiwit ontbreekt bij het ontstaan van de volgende replicatieproducten? A. De lagging strand bestaat uit fragmenten die bestaat uit fragmenten DNA en RNA.
B. Alleen RNA primers op het origin of replication (OR).
C. Replicatie stopt na het ontwinden van het DNA.
D. De lagging strand bestaat uit DNA fragmenten.
15. Bij bacteriën bedraagt de polymerisatiesnelheid bij DNA replicatie 500 nucleotiden per seconde. Het circulaire chromosoom van een bepaalde bacterie bevat 4,2 miljoen baseparen. A. Hoeveel minuten zijn nodig voor de replicatie van dit chromosoom wetende dat de DNA-replicatie in twee richtingen verloopt?
B. Het grootste chromosoom van de mens is 247 miljoen baseparen lang. Dat is bijna 60× zo groot als dat van de bacterie. Toch duurt de celdeling niet 60× 70 minuten (70 uur), maar maar 20 min. Hoe kan het menselijk DNA binnen één celcyclus zo snel worden verdubbeld?
16. Het genoom van prokaryoten vertoont grote overeenkomsten met die van eukaryoten. Er zijn echter ook verschillen. Vul onderstaande tabel in. Prokaryoten
Eukaryoten
Structuur chromososom Chromosoom bestaat uit Aantal exemplaren per persoon 17. Eukaryoten zijn diploïde organismen. Welke cellen vormen hier een uitzondering op?
18. De replicatie van DNA in eukaryoten verloopt langzamer dan in prokaryoten. Dit komt omdat het DNA van eukaryoten is geassocieerd met basische eiwitten. A. Welke eiwitten worden hier bedoeld?
B. Hoe compenseren eukaryote cellen het verlies van replicatie-snelheid?
19. In eukaryoten verloopt de DNA-replicatie bidirectioneel en bedraagt de polymerisatiesnelheid bij DNA-replicatie 50 nucleotide per seconde. Een menselijk chromosoom bevat162 miljoen baseparen en de tijd nodig voor replicatie (S-fase) van het menselijk DNA bedraag 300 min. Bereken het aantal origins of replication op een menselijk chromosoom wetende dat dit chromosoom 162 miljoen baseparen bevat en de S-fase 300 minuten duurt.
Transcriptie 20. DNA dient als template voor de synthese van RNA. Ondanks de grote overeenkomst tussen RNA- en DNA-polynucleotiden verschillen zij chemisch van elkaar op drie punten. Geef de verschillen tussen RNA en DNA. DNA
RNA
1 2 3 21. Alle informatie nodig voor het functioneren van een cel ligt opgeslagen in zijn DNA. Voor het beschikbaar maken van deze informatie is het noodzakelijk dat DNA wordt overgeschreven in RNA. A. Hoe noemen we het proces waarbij DNA wordt overgeschreven in RNA?
B. Hieronder zie je een schematische weergave van een momentopname uit het trancriptieproces. Zet de namen op de juiste plaats.
22. Bekijk de onderstaande EM-foto. Je ziet hier de transcriptie van twee afzonderlijke genen. Transcriptie van een gen gebeurt door vele RNA-polymerases tegelijkertijd.
A. Wijs een RNA-polymerase aan.
B. In welke richting bewegen de RNA-polymerases?
C. Vergelijk de lengte van het RNA met het coderende deel van het DNA. Wat is je conclusie?
23. Via transcriptie worden meerdere soorten RNA gevormd. A. Welke zijn dit?
B. Wordt bij de vorming van de verschillende soorten RNA's gebruik gemaakt van het zelfde transcriptieapparaat?
Translatie 24. Een bacteriofaag is een virus die bacterïen infecteerd. In het laboratorium wordt een bacteriofaag samengesteld uit de eiwitmantel van faag T2 en het DNA van faag T4. A. Wanneer deze composietfaag een bacterie infecteert bevatten de fagen geproduceerd door de gastheercel de eiwitmantel van faag …... en het DNA van faag …….
B. Een codon is een sequentie van drie nucleotiden in DNA of mRNA. Deze sequentie bevat de instructie voor de incorporatie van een specifiek aminozuur in de groeiende polypeptide keten. Het DNA en mRNA bevatten 4 verschillende nucleotiden. Hoeveel codons kunnen met behulp van deze 4 nucleotiden worden gevormd?
C. Stel dat wetenschappers hadden gevonden dat eiwit in plaats van DNA de drager is van ons erfelijke materiaal. Wat betekent dit voor de F1-nakomelingen van de composietfaag bestaande uit de T2 eiwitmantel en T4 DNA?De F1-generatie fagen bevatten in dit geval de eiwitmantel van faag ……en het DNA van faag …….
25. Voor het kraken van de genetische code is gebruik gemaakt van kunstmatige polynucleotiden met een repeterende sequentie. Onder bepaalde celvrije condities kunnen ribosomen overal in het kunstmatige mRNA starten met de synthese van eiwit. Hiervoor is dan geen translatie-startcodon nodig. Welk polypeptiden kunnen gevormd worden wanneer de onderstaande sequenties als template dienen in het celvrije medium? (1) UUUUUUUUU...
(2) AUAUAUAUA...
(3) AUCAUCAUC...
26. Je ziet hier het transcriptie-initiatie-complex. A. Zet de namen op de juiste plaats.
B. Na vorming van het transcriptie-initiatie-complex voegt de grote ribosomale subunit zich bij het complex. Het ribosoom heeft nu twee tRNA-bindingsplaatsen. Zet de namen van deze bindingsplaatsen op de juiste plaats.
C. De volgende fase in het translatieproces is elongatie. Vertaal het mRNA in een peptideketen: – AUG – CCG – UAU – GCU – CUU –
D. Wanneer er een stopcodon op de A-site binnenkomt stopt de translatie. Hoe noemen we de eiwitten die verantwoordelijk zijn voor de beëindiging van de translatie?
