Bio 3. p272-276

De eiwitsynthese zélf toepassen

Inleiding

• Tot nu toe vooral begrijpend gelezen over de genetische code en eiwitsynthese.

• Met behulp van een gegeven streng (DNA of mRNA) en de genetische code, zelf kunnen bepalen welke aminozuurvolgorde (en dus welk eiwit gevormd wordt)

• De vakfiche bevat een tabel met de genetische code die gebruikt mag worden bij oefeningen.

Belangrijke regels bij het toepassen van de genetische code

• Leesrichting:

  • Altijd in de richting 5’ → 3’. Ongeacht welke streng je krijgt (mRNA, sense of anti-sense), je moet werken in de richting 5’ naar 3’.

  • Dit is de richting waarin codons gelezen worden door het ribosoom.

• mRNA- en sense-strengen:

  • Geven de “echte” aminozuurvolgorde.

  • Een mRNA-streng kan direct in codons verdeeld worden en is om te zetten naar aminozuren met de genetische code.

  • Een sense-streng van DNA heeft dezelfde volgorde als het mRNA, behalve dat T ipv U staat.

• Anti-sense-streng en tRNA:

  • Geven de complementaire volgorde.

  • De anti-sense-streng (templatestreng) is complementair aan de mRNA-streng.

  • De tRNA-anticodons zijn ook complementair aan de mRNA-codons.

  • Dit betekent dat een anti-sense-streng of de reeks tRNA’s niet direct de aminozuurvolgorde geeft.

  • Eerst moet de complementaire mRNA-sequentie bepaald worden in 5’ → 3’-richting en dan moeten de codons in de genetische code afgelezen worden.

Voorbeeld 1: van mRNA naar aminozuurvolgorde

• Vraag: Welk eiwit (welke aminozuurvolgorde) wordt gevormd uit de volgende mRNA-streng? 5’ AUGAGCAAGCCUUUUACUGAUACCUAAAAG 3’

  • Stap 1: Identificeer de streng. Dit is een mRNA-streng die gebruikt kan worden.

  • Stap 2: Zoek het startcodon. De eiwitsynthese start bij het eerste AUG (startcodon). Alle nucleotiden ervoor worden genegeerd.

  • Stap 3: Groeperen in codons:

  • 5’ AUG AGC AAG CCU UUU ACU GAU ACC UAA AAG 3’

  • Stap 4: Zoek het stopcodon. Stopcodons zijn UAA, UAG of UGA. Hier is UAA het stopcodon, wat betekent dat er geen verdere codons meer gecodeerd worden.

  • Stap 5: Zet elk codon om in een aminozuur:

  • AUG → Met (methionine, start)

  • AGC → Ser (serine)

  • AAG → Lys (lysine)

  • CCU → Pro (proline)

  • UUU → Phe (fenylalanine)

  • ACU → Thr (threonine)

  • GAU → Asp (asparaginezuur)

  • ACC → Thr (threonine)

  • UAA → stopcodon (geen aminozuur)

  • Aminozuurvolgorde: Met – Ser – Lys – Pro – Phe – Thr – Asp – Thr

Voorbeeld 2: van sense-streng naar aminozuurvolgorde

• Vraag: Welk eiwit (welke aminozuurvolgorde) wordt gevormd uit de volgende sense-streng? 3’ AGACCAACU 5’

  • Stap 1: Bepaal of dit een sense- of anti-sense-streng is: sense-streng.

  • Stap 2: Herschrijf naar een bijpassende mRNA-streng in de juiste richting:

  • sense-streng: 3’ AGACCAACU 5’

  • mRNA-streng (5’ → 3’): 5’ UCAACCAGA 3’

  • Stap 3: Zoek het startcodon (AUG). Geen AUG gevonden, dus coderen vanaf het begin.

  • Stap 4: Verdeel in codons: 5’ UCA ACC AGA 3’

  • Stap 5: Controleer op stopcodons: geen stopcodons UGA, UAA, of UAG. Alle codons tot einde coderen

  • Codons omzetten in aminozuren:

  • UCA → Ser (serine)

  • ACC → Thr (threonine)

  • AGA → Arg (arginine)

  • Aminozuurvolgorde: Ser – Thr – Arg

Voorbeeld 3: van anti-sense-streng naar aminozuurvolgorde

• Vraag: Welk eiwit (welke aminozuurvolgorde) wordt gevormd uit de volgende anti-sense-streng? 3’ AGACCAACU 5’

  • Stap 1: Bepaal of het sense of anti-sense is. Dit is een anti-sense-streng, dus we maken de complementaire mRNA-streng:

  • anti-sense-streng: 3’ AGACCAACU 5’

  • complementaire mRNA-streng: 5’ UCUGGUUGA 3’

  • Stap 2: Zoek het startcodon in de 5’ → 3’-richting. Geen AUG gevonden, dus weer vanaf het begin coderen.

  • Stap 3: Verdeel in codons: 5’ UCU GGU UGA 3’

  • Stap 4: Zoek het stopcodon. Hier is UGA het stopcodon.

  • Stap 5: Zet de codons om in aminozuren:

  • UCU → Ser (serine)

  • GGU → Gly (glycine)

  • UGA → stopcodon (geen aminozuur)

  • Aminozuurvolgorde: Ser – Gly