Informatie

Waarom duurt het langer om complexere DNA-strengen te annealen?


Mijn leerboek en verschillende websites vertelden me dat complexere DNA-strengen langer nodig hebben om te gloeien omdat het moeilijker is om de juiste volgorde te vinden. Een eenvoudigere, herhalende reeks zoals ATATATATA zou sneller uitgloeien, omdat het heel gemakkelijk zou zijn om een ​​plek te vinden om opnieuw uit te gloeien.

Ik snap de logica hier een beetje. Toch zou dit niet altijd de exacte complementstreng opleveren. Stel je de volgende situatie voor:

Het punt is om te illustreren dat er sprake kan zijn van matching van strengen zonder het geheel correct te paren (d.w.z. er is een verschuiving van de strengen).

Dit betekent dat als je de strengen volledig wilt uitgloeien, je de juiste plek in de tweede streng moet vinden om te beginnen met uitgloeien - wat niet beter is dan wanneer dit volledig willekeurige strengen waren.

Dus waarom gaat het uitgloeien van complexere strengen langzamer? Ik heb geprobeerd het op internet op te zoeken, maar het enige wat ik krijg zijn mensen die me vertellen dat het waar is, en zonder veel uitleg.


Wat wordt bedoeld met complexiteit?

Dit is de kern van de zaak. Zoals vaak het geval is, ontstaat er verwarring door het niet definiëren van iemands termen. In dit geval zijn de drie mogelijkheden waarmee we te maken hebben:

  1. De mate waarin een reeks is niet homogeen. bijv. ATATATAT is complexer dan AAAAAAAAA; ATGCATGC is complexer dan ATATATAT; ATGCTCAG is complexer dan ATGCATGC. Dit lijkt de definitie te zijn die door de vraagsteller wordt verondersteld (en ook in een ander antwoord).
  2. De lengte van de volgorde. Dit is de definitie die wordt gegeven in het artikel dat wordt geciteerd in de vraag: "Complexiteit - de totale lengte van verschillende reeksen". hoe het ook is niet een die zou zijn opgekomen mij bij het tegenkomen van de uitdrukking.
  3. De mate waarin een stuk DNA (vooral een chromosoom) regio's heeft in meerdere exemplaren. Dit lijkt niet te zijn overwogen in de vraag, maar historisch werd bedoeld met genoomcomplexiteit afgeleid van annealing-experimenten. Dit wordt getoond in deze uittreksels uit een eerbiedwaardige tekst over nucleïnezuren, lang niet meer gedrukt:

In menselijke cellen uniek DNA heeft een COt1/2 waarde van 1000 (mol nucleotide seconden liter-1)… Herhalende DNA omvat de rest van het DNA. Onder het repetitieve DNA bevindt zich een fractie die opnieuw versmelt met a COt1/2 waarde tussen 100 en 1000... waarvan gedacht wordt dat het die [genen] zijn die coderen voor eiwitten die belangrijke structurele componenten van de cel vormen... [enkele voorbeelden gegeven van genen voor meerdere kopieën zoals tRNA]… Aan het andere uiterste DNA met a COt1/2 waarde zo laag als 10-3 bestaat grotendeels uit satelliet DNA.

Toelichting bij Casus 3 (complex door meerdere exemplaren)

Zoals het in de vraag geciteerde artikel correct stelt: "Renaturatie of duplexvorming vereist willekeurige botsingen tussen twee enkelstrengs moleculen". Dergelijke experimenten worden echter uitgevoerd met gefragmenteerd DNA in oplossing, niet met hele chromosomen, dus de twee moleculen die moeten botsen hebben een gengrootte of een kleinere lengte. Hoe meer kopieën van geneX of sequentieX er in het DNA zijn, hoe groter het aantal doelen dat geneX of sequentieX zal bevatten, dus hoe sneller fragmenten die dergelijke genen bevatten, zullen versmelten.

Toelichting bij Casus 1 (complex omdat minder homogeen)

Ervan uitgaande dat men single-copy genen van verschillende gradaties van homogeniteit vergelijkt, kan men zich voorstellen dat er voor iets als ATATATAT meer 'hits' zullen zijn die gedeeltelijke overlappingen opleveren die als dubbelstrengs kunnen worden gedetecteerd:

A T A T A T A T A T A T A T A T T A T A T A T A T A T A T A T A

Als alternatief kan er, eenmaal onvolmaakt gebonden, een grotere kans zijn op perfecte binding na dissociatie vanwege de nabijheid.

Het is echter ook mogelijk dat schrijvers dit verwarren of samensmelten met Case 3, omdat eenvoudiger DNA in feite in meer exemplaren in een genoom aanwezig kan zijn.

Toelichting bij Casus 2 (complex omdat langer)

De uitleg hier is triviaal. Als je herannealing-experimenten uitvoert met twee genen - E coli (4,6 Mbps, C. 4000 eiwitcoderende genen) en Carsonella ruddii (0,16 Mbp, 182 eiwitcoderende genen) - met dezelfde hoeveelheden DNA als fragmenten van 300 bp, zullen de fragmenten van het kleinere genoom ongeveer 20x meer kans hebben om een ​​willekeurige botsing met een complementair fragment te maken.


Je hebt gelijk dat dit niet 100% van de tijd de correct gecomplementeerde strengen zal produceren, inderdaad, dat is wat de experimenten die in de link die je hebt gegeven is bedoeld om te meten ... hoeveel DNA in de loop van de tijd wordt gedupliceerd na een enkele denaturatie. Eenvoudige sequenties zullen zo op elkaar lijken dat een benadering van 100% vrij snel kan uitgloeien, zoals gemeten aan de gevoeligheid van het experiment (A260/A280 is niet gevoelig; deze dingen worden tegenwoordig heel anders gedaan).

De informatie die je mist is dat als die stukjes in het midden niet overeenkomen, het DNA daar niet zal uitgloeien - het zal nog steeds bestaan ​​als enkelstrengs of gedeeltelijk duplex strengen en zal dus verschijnen als niet 100% uitgegloeid in de test. Om volledig te gloeien heb je volledige complementariteit van de strengen nodig, en aangezien je een enkele denaturatie hebt, is de kans dat 100% zal gloeien in een gegeven aliquot laag, dus in een snelheidsvergelijking zal het een "lange" tijd duren.

Ik ben geen scheikundige of natuurkundige, dus als iemand een beter antwoord heeft, hoor ik het graag.


Vanuit natuurkundig oogpunt gaat annealing over het vinden van de laagste energieconfiguratie van de twee DNA-strengen. De configuratieruimte van twee strengen heeft vele minima, en na elke gloeicyclus bezinken de strengen in een van hen, wat niet noodzakelijk de laagste is. Men verwarmt dan het DNA opnieuw zodat het de omringende minima kan verkennen en zich hopelijk kan vestigen in dat van nog lagere energie. In een reeks die veel identieke elementen bevat, zijn dergelijke minima van lagere energie gemakkelijk beschikbaar - in de OP-taal het zou heel gemakkelijk zijn om een ​​plek te vinden om opnieuw te annealen. Aan de andere kant, als de volgorde-elementen zeer verschillend zijn, is een grote afwijking van de huidige configuratie vereist om een ​​gunstigere configuratie te vinden.


Waarom duurt het langer om complexere DNA-strengen te annealen? - Biologie

Om te begrijpen hoe nucleïnezuren functioneren, moeten we hun chemische eigenschappen en hun structuren begrijpen. DNA functioneert goed als een opslagplaats van genetische informatie, deels vanwege zijn inherente stabiliteit. De chemische transformaties die plaatsvinden zijn over het algemeen erg traag in afwezigheid van een enzymkatalysator. De langdurige opslag van informatie zonder wijziging is echter zo belangrijk voor een cel dat zelfs zeer langzame reacties die de DNA-structuur veranderen fysiologisch significant kunnen zijn. Processen zoals carcinogenese en veroudering kunnen nauw verbonden zijn met langzaam accumulerende, onomkeerbare veranderingen van DNA. Niet-destructieve veranderingen, zoals de strengscheiding die vooraf moet gaan aan DNA-replicatie of transcriptie, zijn ook belangrijk. Naast het verschaffen van deze inzichten in fysiologische processen, heeft ons begrip van nucleïnezuurchemie ons een krachtige reeks technologieën opgeleverd die toepassingen hebben in de moleculaire biologie, geneeskunde en forensische wetenschap. We onderzoeken nu de chemische eigenschappen van DNA en enkele van deze technologieën.

Dubbel-helix DNA en RNA kunnen worden gedenatureerd

Renaturatie van DNA is een snel eenstapsproces zolang een dubbel-helix segment van een dozijn of meer residuen de twee strengen nog verenigt. Wanneer de temperatuur of pH wordt teruggebracht naar het biologische bereik, worden de afgewikkelde segmenten van de twee strengen spontaan teruggespoeld of uitgegloeid om de intacte duplex op te leveren (Fig. 12-28). Als de twee strengen echter volledig gescheiden zijn, vindt renaturatie in twee stappen plaats. De eerste stap is relatief langzaam, omdat de twee strengen elkaar eerst moeten "vinden" door willekeurige botsingen en een kort segment van complementaire dubbele helix vormen. De tweede stap is veel sneller: de resterende ongepaarde basen komen achtereenvolgens in register als basenparen, en de twee strengen "zipperen" samen om de dubbele helix te vormen.

Virale of bacteriële DNA-moleculen in oplossing denatureren bij karakteristieke temperaturen wanneer ze langzaam worden verwarmd (Fig. 12-29). De overgang van dubbelstrengs DNA naar de enkelstrengs, gedenatureerde vorm kan worden gedetecteerd door een toename van de absorptie van LTV-licht (het hyperchrome effect) of een afname van de viscositeit van de DNA-oplossing. Elke soort DNA heeft een karakteristieke denaturatietemperatuur of smeltpunt: hoe hoger het gehalte aan G'8801C-basenparen, hoe hoger het smeltpunt van het DNA. Dit komt omdat G'8801C-basenparen, met drie waterstofbruggen, stabieler zijn en meer warmte-energie nodig hebben om te dissociëren dan A=T-basenparen. Zorgvuldige bepaling van het smeltpunt van een DNA-monster, onder vaste omstandigheden van pH en ionsterkte, kan een schatting opleveren van de basissamenstelling. Als de denaturatiecondities zorgvuldig worden gecontroleerd, zullen regio's die rijk zijn aan A=T-basenparen specifiek denatureren terwijl het meeste van het DNA dubbelstrengs blijft. Dergelijke gedenatureerde gebieden kunnen worden gevisualiseerd met elektronenmicroscopie (Fig. 12-30). Strandscheiding van DNA moet in vivo plaatsvinden tijdens processen zoals DNA-replicatie en transcriptie. Zoals we zullen zien, zijn de DNA-plaatsen waar deze processen worden gestart vaak rijk aan A=T-basenparen.

Dubbelstrengs nucleïnezuren met twee RNA-strengen of met één RNA-streng en één DNA-streng (RNA-DNA-hybriden) kunnen ook worden gedenatureerd. Met name RNA-duplexen zijn stabieler dan DNA-duplexen. Bij neutrale pH denatureert een dubbel-helix RNA vaak bij temperaturen van 20-176C of hoger dan een DNA-molecuul met een vergelijkbare sequentie. De stabiliteit van een RNA-DNA-hybride ligt in het algemeen tussen die van RNA en die van DNA. De fysieke basis voor deze verschillen in stabiliteit is niet bekend.

Nucleïnezuren van verschillende soorten kunnen hybriden vormen

De hybridisatie van DNA-strengen uit verschillende bronnen vormt de basis van een krachtige reeks technieken die essentieel zijn voor de moderne praktijk van moleculaire genetica. Het is mogelijk om een ​​specifieke DNA-sequentie of gen te detecteren in de aanwezigheid van vele andere sequenties als men al een geschikte complementaire DNA-streng heeft (meestal op de een of andere manier gelabeld) om ermee te hybridiseren (Hoofdstuk 28). Het complementaire DNA kan van een andere soort zijn of van dezelfde soort, in sommige gevallen wordt het in het laboratorium gesynthetiseerd met behulp van technieken die later in dit hoofdstuk worden beschreven. Hybridisatietechnieken kunnen worden gevarieerd om een ​​specifiek RNA te detecteren in plaats van DNA. De isolatie en identificatie van specifieke genen en RNA's is gebaseerd op deze technieken, en nieuwe toepassingen van deze technologie maken het mogelijk om een ​​individu nauwkeurig te identificeren op basis van een enkele haar die is achtergelaten op de plaats van een misdrijf of om het begin van bepaalde ziekten te voorspellen in een individuele decennia voordat symptomen optreden (zie Kader 28-1).

Nucleotiden en nucleïnezuren ondergaan niet-enzymatische transformaties

Verschillende basen ondergaan spontaan verlies van hun exocyclische aminogroepen (deaminering) (Fig. 12-32a). Bijvoorbeeld, onder omstandigheden die in een typische cel worden aangetroffen, zal deaminering van cytosine (in DNA) tot uracil plaatsvinden in ongeveer een op de 10 7 cytosines in 24 uur. Dit komt overeen met ongeveer 100 spontane gebeurtenissen per dag in een gemiddelde zoogdiercel. Deaminering van adenine en guanine is ongeveer 100 keer langzamer.

De langzame cytosinedeamineringsreactie lijkt onschuldig genoeg, maar het is vrijwel zeker de reden waarom DNA thymine bevat in plaats van uracil. Het product van cytosinedeaminering (uracil) wordt gemakkelijk herkend als vreemd in DNA en wordt verwijderd door een reparatiesysteem (hoofdstuk 24). Als DNA normaal uracil zou bevatten, zou herkenning van uracils als gevolg van cytosinedeaminering moeilijker zijn, en niet-gerepareerde uracils zouden leiden tot permanente sequentieveranderingen omdat ze tijdens replicatie gepaard gingen met adenines. Cytosinedeaminering zou geleidelijk leiden tot een afname van G'8801C-basenparen en een toename van A=U-basenparen in het DNA van alle cellen. In de loop van de millennia zou de cytosinedeamineringsreactie G'8801C-basenparen en de genetische code die daarvan afhankelijk is, kunnen elimineren. Het vaststellen van thymine als een van de vier basen in DNA is misschien wel een van de belangrijkste keerpunten in de evolutie geweest, waardoor de langdurige opslag van genetische informatie mogelijk werd.

Afbeelding 12-32 Enkele goed gekarakteriseerde reacties van nucleotiden. (a) Deamineringsreacties. Alleen de basis wordt getoond. (b) Depurinatie, waarbij een purine verloren gaat door hydrolyse van de N-glycosylbinding. De deoxyribose die overblijft na depurinatie wordt gemakkelijk omgezet van de /β-furanose naar de aldehydevorm (zie Fig. 12-3).

Een andere belangrijke reactie in deoxynucleotiden is de hydrolyse van de glycosylbinding tussen de base en de pentose (Fig. 12-32b). Dit gebeurt veel sneller voor purines dan voor pyrimidines. In DNA maar liefst één op 10 5 purines (10.000 per zoogdiercel) gaan om de 24 uur verloren onder typische cellulaire omstandigheden. Depurinatie van ribonucleotiden en RNA is veel langzamer en wordt in het algemeen niet als fysiologisch significant beschouwd. In de reageerbuis kan het verlies van purines worden versneld door verdund zuur. Incubatie van DNA bij pH 3 veroorzaakt selectieve verwijdering van de purinebasen, wat resulteert in een derivaat dat apurinezuur wordt genoemd.


DNA-structuur

DNA of deoxyribonucleïnezuur is een type molecuul dat bekend staat als een nucleïnezuur. Het bestaat uit een 5-koolstofdeoxyribosesuiker, een fosfaat en een stikstofbase. Dubbelstrengs DNA bestaat uit twee spiraalvormige nucleïnezuurketens die in een dubbele helixvorm zijn gedraaid. Door deze verdraaiing kan het DNA compacter zijn. Om in de kern te passen, is DNA verpakt in strak opgerolde structuren die chromatine worden genoemd. Chromatine condenseert om chromosomen te vormen tijdens celdeling. Voorafgaand aan DNA-replicatie wordt het chromatine losser en krijgen celreplicatiemachines toegang tot de DNA-strengen.


DNA-replicatie

Wanneer de cel de S-fase (synthese) in de celcyclus binnengaat, moet al het chromosomale DNA worden gerepliceerd. DNA-polymerasen nieuwe strengen synthetiseren door nucleotiden toe te voegen aan de 3'-OH-groep die aanwezig is op het vorige nucleotide met behulp van de gescheiden enkele strengen van DNA als sjablonen. Dit proces genereert twee nieuwe dubbelstrengs moleculen, zusterchromatiden genaamd, uit één dubbele helix. Maar hoe zijn de nieuwe en oude strengen verdeeld? Het antwoord op deze vraag werd opgehelderd door klassieke experimenten van Meselson en Stahl.

Experiment dat semiconservatieve DNA-replicatie aantoonde

Kijk voor een overzicht van het experiment:

Luister nu naar het volgende verhaal over deze klassieke experimenten door een van de betrokken wetenschappers:

De mechanismen van replicatie

Zoals veel moleculaire gebeurtenissen die we zullen bestuderen, kan replicatie worden onderverdeeld in drie fasen: initiatie, verlenging en beëindiging.

Initiatie

DNA-polymerase begint niet op willekeurige plaatsen op chromosomen. DNA-replicatie in zowel prokaryoten als eukaryoten begint bij een oorsprong van replicatie (Ori), dit zijn specifieke sequenties op specifieke posities op chromosomen. In E coli, de OriC oorsprong is

245 bp groot. Chromosoomreplicatie begint met de binding van een initiatoreiwit (DnaA) aan een AT-rijke sequentie (bijvoorbeeld TTATCCACA in E coli) in de OriC en smelt (verstoort de waterstofbinding tussen) de twee strengen. helicase enzymen zullen worden toegevoegd om vanaf dit punt extra DNA af te wikkelen.

In prokaryoten, met een klein, eenvoudig, circulair chromosoom, is slechts één replicatieoorsprong nodig om het hele genoom te repliceren. Bijvoorbeeld, E coli heeft een

4.5 Mb genoom (chromosoom) dat kan worden gedupliceerd in

40 minuten uitgaande van een enkele oorsprong, bidirectionele replicatie en een snelheid van

1000 basen/seconde/vork voor het polymerase. Tot op heden zijn ten minste vijf prokaryotische DNA-polymerasen ontdekt, waarbij DNA-polymerase III (Pol III) het primaire polymerase voor replicatie is. Pol I wordt voornamelijk gebruikt om hiaten op te vullen die zijn ontstaan ​​tijdens de synthese van de lagging-streng (hieronder beschreven) of door middel van foutcorrigerende mechanismen. DNA-polymerase II, IV en V worden gebruikt om DNA te synthetiseren wanneer bepaalde soorten reparatie nodig zijn op andere momenten in de cellulaire levenscyclus.

Waarom zou een initiator eiwitbindingsplaats in de OriC een AT-rijke regio zijn?

Hint: Denk na over het aantal waterstofbruggen tussen AT- en GC-basenparen.

Bij eukaryoten, met meerdere lineaire chromosomen, is meer dan één oorsprong van replicatie per chromosoom nodig om het hele chromosoom te dupliceren in de 8 uur durende S-fase van de celcyclus. Het humane diploïde genoom heeft bijvoorbeeld 46 chromosomen (6 x 109 basenparen). Zelfs de kortste chromosomen zijn

50 Mbp lang en kon dus onmogelijk vanuit één oorsprong worden gerepliceerd. Bovendien is de snelheid van replicatievorkbeweging langzamer dan bij prokaryoten, alleen

100 basis/seconde. Eukaryoten bevatten dus meerdere replicatieoorsprongen verdeeld over de lengte van elk chromosoom om de duplicatie van elk chromosoom in de S-fase mogelijk te maken.

Figuur (PageIndex<1>): Schema van een eukaryoot chromosoom dat meerdere oorsprongen (1, 2, 3) van replicatie toont, die elk een replicon definiëren (1, 2, 3). Replicatie kan op verschillende tijdstippen in de S-fase beginnen. Hier beginnen #1 en #2 eerst en dan #3. Terwijl de replicatievorken in twee richtingen gaan, creëren ze "replicatiebellen" die elkaar ontmoeten en grotere bellen vormen. Het eindresultaat is twee semi-conservatief gerepliceerde duplex DNA-strengen, met de ouderstrengen in het zwart en de nieuw gesynthetiseerde strengen in het rood. (Origineel-Locke-CC:AN)

Verlenging

Terwijl DNA-polymerase langs de matrijs voortgaat, wordt het nucleotide dat basenparen vormt met elke base op de matrijs covalent gebonden aan het 3'-uiteinde van de groeiende streng. Merk op dat de energie wordt geleverd door het nucleotidetrifosfaat zelf, twee fosfaten komen vrij en één fosfaat blijft als onderdeel van de fosfodiesterbinding.

Beëindiging

Bij prokaryoten verloopt de verlenging bidirectioneel totdat de replicatievorken elkaar ontmoeten. RNA-primers worden verwijderd door een gespecialiseerd DNA-polymerase en vervolgens wordt DNA in hun plaats gesynthetiseerd. De resulterende DNA-fragmenten worden vervolgens "verzegeld" samen met DNA-ligase, een enzym dat covalente fosfodiesterbindingen vormt tussen twee nucleotiden.

Bij eukaryoten verloopt de replicatie ook bidirectioneel totdat aangrenzende vorken elkaar ontmoeten of de vork het einde van het chromosoom tegenkomt.

Implicaties en beperkingen van de 5'-naar-3'-activiteit van DNA-polymerase

Bedenk dat enzymen specifiek zijn voor hun substraten.In het geval van DNA-polymerase laat de structuur het alleen toe om nucleotiden toe te voegen aan het 3'-uiteinde van bestaand DNA, wat enkele vragen oproept:

1. Als het enzym alleen nucleotiden aan bestaand DNA kan toevoegen, hoe gaat het dan van start?

2. Omdat DNA dubbelstrengs is, moet elke streng als sjabloon worden gebruikt, maar deze strengen zijn antiparallel. Hoe kan één complex nieuw DNA maken in tegengestelde richtingen?

3. Hoe wordt het 3'-uiteinde gerepliceerd als er geen plaats meer is voor een primer op de complementaire streng?

Obstakel #1: Hoe te beginnen?

Een keer oric is geopend en de helicases zijn bevestigd aan de twee zijden van de replicatievork, de replicatiemachine, oftewel het replisome kan zich beginnen te vormen. Voordat de DNA-polymerasen posities innemen, moeten ze echter worden geprimed. DNA-polymerasen zijn niet in staat om twee individuele vrije nucleotiden samen te voegen om een ​​nucleïnezuur te vormen dat ze alleen kunnen toevoegen aan een reeds bestaande streng van ten minste twee nucleotiden. Daarom is een gespecialiseerd RNA-polymerase (RNAP & rsquos hebben deze beperking niet) bekend als: primase is een onderdeel van het replisome, en reads creëert een korte RNA-streng genaamd de inleiding voor het DNA-polymerase om aan toe te voegen. Hoewel er maar een paar nucleotiden nodig zijn, kunnen de prokaryotische primers wel 60 nt lang zijn, afhankelijk van de soort. De helicase zal voor de vork blijven reizen om nieuw DNA af te wikkelen en primase in staat te stellen zo nodig nieuwe primers toe te voegen.

Obstakel #2: Maak tegelijkertijd twee strengen in tegengestelde richtingen

Omdat DNA wordt afgewikkeld in de richting van de vorkbeweging, moeten beide strengen tegelijkertijd in het afgewikkelde gebied worden gesynthetiseerd. De twee subeenheden van DNA-polymerase die nucleotiden toevoegen, zijn in feite aan elkaar vastgemaakt, zodat ze niet in tegengestelde richting kunnen reizen.

Helicase opent het dubbelstrengs DNA en leidt de rest van de replicatiemachine mee. Omdat nucleïnezuren worden gepolymeriseerd door het 5&rsquo fosfaat van een nieuwe nucleotide toe te voegen aan de 3&rsquo hydroxyl van het vorige nucleotide, een van de strengen, de zogenaamde belangrijke bundel, wordt gesynthetiseerd in dezelfde richting als de replicatiemachine. Geen probleem daar.

De andere streng is problematisch: lineair bekeken, zou de nieuw gesynthetiseerde streng van 3 naar 5 gaan in de richting van de helicasebeweging, maar DNA-polymerasen kunnen geen nucleotiden toevoegen aan het 5e uiteinde (onthoud dat het het fosfaat heeft, geen hydroxyl). Hoe lossen cellen dit probleem op? In het huidige model bestaat de replicatiemachine uit de helicase, primasen en twee DNA-polymerase III-holo-enzymen die in dezelfde fysieke richting bewegen (de helicase volgen). In feite zijn de Pol III-complexen fysiek verbonden via &tau-subeenheden (Figuur (PageIndex<3>).

Figuur (PageIndex<3>): DNA-replicatie in prokaryoten. DNA-polymerase III is een holo-enzym met meerdere subeenheden. De blauwe ring vertegenwoordigt de &beta-subeenheid (ook bekend als de &beta-klem), een dimeer van halfronde subeenheden met een centraal gat waardoor het DNA wordt geregen. Het kernpolymerase wordt, via een &alpha-&beta-interactie, aan deze &beta-klem bevestigd zodat het langer op het DNA blijft, waardoor de processiviteit van Pol III tot meer dan 5000 nt wordt verhoogd.

Om de andere streng te repliceren, moet de streng achterstevoren in het polymerase worden ingevoerd, door het DNA in een lus te wikkelen. Zich verplaatsend achter DNA-helicase, synthetiseert primase snel een korte primer voordat hij verder moet gaan met het replisome en opnieuw moet synthetiseren, waardoor intermitterende primers in zijn kielzog achterblijven. Zo wordt Pol III gedwongen om slechts korte fragmenten van het chromosoom tegelijk te synthetiseren, genaamd Okazaki-fragmenten naar hun ontdekkers, Reiji en Tsuneko Okazaki. Pol III begint te synthetiseren door nucleotiden toe te voegen aan het 3'-uiteinde van een primer en gaat door totdat het het 5'-uiteinde van de volgende primer raakt. Pol III niet (en kan niet) verbind de streng die het synthetiseert met het 3&rsquo-uiteinde van de RNA-primer.

DNA-replicatie wordt een semi-discontinu proces genoemd omdat terwijl de leidende streng continu wordt gesynthetiseerd, de achterblijvende streng in fragmenten wordt gesynthetiseerd. Dit leidt tot twee grote problemen: ten eerste blijven er kleine stukjes RNA achter in de nieuw gemaakte strengen (alleen aan het 5'-uiteinde voor de leidende streng, op veel plaatsen voor de achterblijvende streng) en ten tweede kan Pol III alleen vrije nucleotiden toevoegen aan een fragment van enkelstrengs DNA kan het geen ander fragment verbinden. Daarom is het nieuwe "ldquostrand" niet heel, maar bezaaid met ontbrekende fosfodiesterbindingen.

Het eerste probleem wordt opgelost door DNA-polymerase I. In tegenstelling tot Pol III is Pol I een monomeer eiwit en werkt het alleen, zonder extra eiwitten. Er zijn ook 10-20 keer zoveel Pol I-moleculen als Pol III-moleculen, omdat ze nodig zijn voor zoveel Okazaki-fragmenten. DNA Polymerase I heeft drie activiteiten:

  1. net als Pol III kan het een DNA-streng synthetiseren op basis van een DNA-sjabloon,
  2. ook zoals Pol III, het is een 3&rsquo-5&rsquo proeflezende exonuclease, maar in tegenstelling tot Pol III,
  3. het is ook een 5&rsquo-3&rsquo exonuclease. De 5&rsquo-3&rsquo exonuclease-activiteit is cruciaal bij het verwijderen van de RNA-primer. Het 5&rsquo-3&rsquo exonuclease bindt aan dubbelstrengs DNA dat een enkelstrengs breuk heeft in de fosfodiësterruggengraat, zoals wat er gebeurt nadat Okazaki-fragmenten zijn gesynthetiseerd van de ene primer naar de volgende, maar niet kan worden verbonden. Dit 5&rsquo-3&rsquo exonuclease verwijdert vervolgens de RNA-primer. De polymerase-activiteit voegt vervolgens nieuwe DNA-nucleotiden toe aan het stroomopwaartse Okazaki-fragment, waardoor de leemte wordt opgevuld die is ontstaan ​​​​door de verwijdering van de RNA-primer. Het proeflezende exonuclease werkt net als voor Pol III en verwijdert onmiddellijk een nieuw ingebouwd onjuist nucleotide. Na proeflezen is het totale foutenpercentage van nucleotide-opname ongeveer 1 op 107.

Ook al is het RNA vervangen door DNA, dit laat nog steeds een gefragmenteerde streng achter. De laatste grote speler in het DNA-replicatieverhaal verschijnt eindelijk: DNA-ligase. Dit enzym heeft één simpele maar cruciale taak: het katalyseert de aanval van de 3&rsquo-OH van het ene fragment op het 5&rsquo fosfaat van het volgende fragment, waardoor een fosfodiesterbinding ontstaat.

Zie het hele complex in actie in deze animatie:

Obstakel #3: Hoe het einde te kopiëren?

De uiteinden van lineaire chromosomen vormen een probleem en aan elk uiteinde kan één streng niet volledig worden gerepliceerd omdat er geen primer is om uit te breiden. Hoewel het verlies van zo'n kleine sequentie geen probleem zou zijn, zouden de voortdurende replicatierondes resulteren in het voortdurende verlies van sequentie vanaf het chromosoomuiteinde tot een punt waar het essentiële gensequenties zou beginnen te verliezen. Dit DNA moet dus worden gerepliceerd. De meeste eukaryoten lossen dit probleem op met een gespecialiseerd DNA-polymerase genaamd telomerase, in combinatie met een reguliere polymerase. Telomerasen zijn RNA-gerichte DNA-polymerasen. Ze zijn een riboproteïne, omdat ze zijn samengesteld uit zowel eiwit als RNA. Deze enzymen bevatten een klein stukje RNA dat dient als een draagbare en herbruikbare sjabloon waaruit het complementaire DNA wordt gesynthetiseerd. Het RNA in menselijke telomerasen gebruikt de sequentie 3'-AAUCCC-5' als sjabloon, en dus heeft ons telomere DNA de complementaire sequentie 5'-TTAGGG-3' die duizenden keren wordt herhaald. Nadat telomerase de eerste streng heeft gemaakt, synthetiseert een primase een RNA-primer en een DNA-polymerase maakt vervolgens een complement van de verlengde sequentie.

Telomerase = niet-coderend RNA + reverse transcriptase-eiwit

Bij mensen heet het gen voor het telomerase-RNA TERC (telomerase RNA Component) en wordt gevonden op chromosoom 3. Dit gen codeert dus voor een product (een RNA) maar niet voor een eiwit!

Het gen voor het eiwit heet TERT (telomerase Reverse transcriptase) en wordt gevonden op chromosoom 5.

Deze onafhankelijk gecodeerde en onafhankelijk geproduceerde genproducten moeten samenkomen om hun functie uit te voeren.

Merk op dat het aantal herhalingen, en dus de grootte van de telomeer, niet is ingesteld, maar kan fluctueren na elke ronde van de celcyclus. Omdat er aan het einde veel herhalingen zijn, handhaaft deze fluctuatie een lengtebuffer en soms is deze langer, soms is deze korter, maar de gemiddelde lengte blijft behouden over de generaties van celreplicatie.

Afbeelding (PageIndex<4>): Telomere replicatie die de voltooiing van de leidende streng en onvolledige replicatie van de achterblijvende streng toont. De opening wordt gerepliceerd door de verlenging van het 3'-uiteinde door telomerase en vervolgens opgevuld door verlenging van een RNA-primer. (Origineel-Locke-CC:AN)

Bij afwezigheid van telomerase, zoals het geval is in menselijke lichaamscellen, leidt herhaalde celdeling tot telomeerverkorting. Als een kritische limiet wordt bereikt, gaan de cellen een senescentiefase van niet-groei in. De activering van telomerase-expressie, die vaak voorkomt in kankercellen, maakt het mogelijk dat een cel en zijn nakomelingen onsterfelijk worden omdat hun telomeren de kritische limiet niet zullen bereiken. Cellen die in cultuur kunnen worden gekweekt, zoals: HeLa-cellen dat overexpressie van telomerase in wezen voor onbepaalde tijd kan worden vermeerderd. HeLa-cellen, die oorspronkelijk zonder haar toestemming werden geïsoleerd uit een Afrikaans-Amerikaanse kankerpatiënt, Henrietta Lacks, worden sinds 1951 in cultuur gehouden.

Proeflezen van DNA-polymerase

DNA-polymerase neemt de juiste nucleotiden op in elke nieuwe streng op basis van de gunstige waterstofbinding die optreedt tussen basen die binden met behulp van de regels van basenparing (A-T en G-C). Als er een verkeerde base wordt ingebouwd, zal de structuur van de dubbele helix worden vervormd en zal deze vaak worden gedetecteerd door het enzym als het niet te ver in de streng is doorgegaan. DNA-polymerase heeft 3'- tot 5'-exonuclease-activiteit om nucleotiden te verwijderen door de mismatch en vervolgens de synthese van dat gebied van de streng te herhalen met de juiste nucleotiden. Als gevolg van dit proefleesvermogen hebben DNA-polymerasen zeer lage foutenpercentages, waardoor organismen met succes genetische informatie van cel naar cel en van generatie op generatie kunnen doorgeven.


Zak vol DNA

De GridION zal daarentegen enkele uren nodig hebben om een ​​menselijk genoom te voltooien. De MinION, hoewel niet ontworpen voor volledige sequentiebepaling van het menselijk genoom, zal op de markt worden gebracht voor gebruik bij kortere sequentietaken, zoals het identificeren van pathogenen of het screenen op genetische mutaties die het risico op bepaalde ziekten kunnen verhogen. Elke MinION zal naar verwachting 900 dollar kosten als hij later dit jaar in de uitverkoop gaat.

“De grootste kracht van nanopore sequencing is dat het zeer lange reads genereert, wat een beperking was voor de meeste andere technologieën,”, zegt Loman. Als de kosten, kwaliteit, gebruiksgemak en doorvoer in lijn kunnen worden gebracht met andere instrumenten, wordt het een 'killer technology' voor sequencing, zegt hij.

Wat betreft klinische toepassingen, zegt David Rasko van het Institute for Genome Sciences aan de Universiteit van Maryland in Baltimore, dat de MinION enorme voordelen kan hebben. 'Het kan ernstige gevolgen hebben voor de volksgezondheid en het kan de manier waarop we medicijnen gebruiken echt veranderen', zegt hij. "Je ziet elke arts met een zak vol van deze dingen door het ziekenhuis lopen." En het zal waarschijnlijk het aantal wetenschappers vergroten dat sequentiegegevens genereert door de technologie goedkoper en toegankelijker te maken, zegt hij.

Correctie&colon Toen het artikel voor het eerst verscheen, stond er dat de MinION een menselijk genoom in 6 uur volledig kon sequencen. Dit is onjuist - een enkele MinION kan een menselijk genoom niet voltooien. Het artikel is hierop aangepast.


PCR-gids voor probleemoplossing

Veelvoorkomende problemen bij PCR worden voornamelijk geassocieerd met reactieomstandigheden, sequentienauwkeurigheid en amplificatieopbrengst en specificiteit. Lees op deze pagina meer over de mogelijke oorzaken en onze aanbevelingen om deze problemen op te lossen.

Op deze pagina:

  • Minimaliseer het scheren en inkerven van DNA tijdens isolatie. Evalueer de integriteit van sjabloon-DNA door gelelektroforese, indien nodig.
  • Bewaar DNA in water van moleculaire kwaliteit of TE-buffer (pH 8,0) om afbraak door nucleasen te voorkomen.
  • Volg de aanbevelingen van de fabrikant strikt op bij het gebruik van zuiveringskits om sjabloon-DNA te isoleren. Raadpleeg de gebruikershandleiding en handleidingen voor probleemoplossing om slechte DNA-kwaliteit te verminderen.
  • Zorg ervoor dat er geen resterende PCR-remmers zoals fenol, EDTA en proteïnase K aanwezig zijn als de chemische of enzymatische DNA-zuiveringsprotocollen worden gevolgd.
  • Zuiver opnieuw of precipiteer en was DNA met 70% ethanol om resterende zouten of ionen (bijv. K+, Na+, enz.) die DNA-polymerasen kunnen remmen, te verwijderen.
  • Kies DNA-polymerasen met een hoge verwerkbaarheid, die een hoge tolerantie vertonen voor veel voorkomende PCR-remmers die worden overgedragen uit bodem, bloed, plantenweefsels, enz.
  • Onderzoek de hoeveelheid ingevoerd DNA en verhoog de hoeveelheid indien nodig.
  • Kies DNA-polymerasen met een hoge gevoeligheid voor amplificatie.
  • Verhoog indien van toepassing het aantal PCR-cycli.
  • Kies DNA-polymerasen met een hoge verwerkbaarheid, die een hoge affiniteit voor DNA-templates vertonen en meer geschikt zijn om moeilijke doelen te amplificeren.
  • Gebruik een PCR-additief of co-oplosmiddel om GC-rijk DNA en sequenties met secundaire structuren te denatureren.
  • Verhoog de denaturatietijd en/of temperatuur om dubbelstrengs DNA-templates efficiënt te scheiden.
  • Controleer de lengte van de amplificatie van de geselecteerde DNA-polymerasen. Gebruik DNA-polymerasen die speciaal zijn ontworpen voor lange PCR.
  • Kies DNA-polymerasen met een hoge processiviteit, die lange doelen in een kortere tijd kunnen versterken.
  • Verlaag de gloei- en verlengingstemperaturen om de binding van de primer en de thermostabiliteit van het enzym te helpen.
  • Verleng de verlengingstijd volgens ampliconlengtes.
  • Beoordeel het ontwerp van de primer. Gebruik indien nodig online hulpmiddelen voor het ontwerpen van primers.
  • Zorg ervoor dat de inleidingen specifiek zijn voor het doel van belang.
  • Controleer of de primers complementair zijn aan de juiste strengen van het doel-DNA.
  • Aliquot primers na resuspensie en goed bewaren.
  • Reconstitueer verse primerhoeveelheden, of verkrijg zo nodig nieuwe primers.
  • Optimaliseer primerconcentraties (meestal in het bereik van 0,1 – 1 M).
  • Voor lange PCR en PCR met gedegenereerde primers, begin met een minimale concentratie van 0,5 M.
  • Gebruik hot-start DNA-polymerasen om afbraak van primers door de 3' → 5'-exonuclease-activiteit van het proeflezen van DNA-polymerasen te voorkomen. Hot-start DNA-polymerasen verhogen ook de opbrengsten van de gewenste PCR-producten door niet-specifieke amplificatie te elimineren.
  • U kunt ook PCR op ijs instellen of DNA-polymerase als laatste aan het reactiemengsel toevoegen.
  • Kies DNA-polymerasen met een hoge gevoeligheid voor amplificatie.
  • Bekijk aanbevelingen over de hoeveelheid DNA-polymerase die moet worden gebruikt in PCR en optimaliseer indien nodig.
  • Verhoog de hoeveelheid DNA-polymerase als het reactiemengsel een hoge concentratie van een additief (bijv. DMSO, formamide) of remmers uit de monsterbronnen bevat.
  • Optimaliseer de Mg2+-concentratie voor maximale PCR-opbrengsten. De aanwezigheid van EDTA, andere metaalchelatoren of atypisch hoge concentraties van dNTP's kan een hogere Mg2+-concentratie vereisen.
  • Controleer de voorkeur van de DNA-polymerase voor magnesiumzoutoplossingen. Bijvoorbeeld, Pfu DNA-polymerase werkt beter met MgSO4 dan met MgCl2.
  • Bekijk de aanbevolen concentraties van PCR-additieven of co-oplosmiddelen. Gebruik indien nodig de laagst mogelijke concentratie.
  • Pas de gloeitemperaturen aan, aangezien hoge concentraties PCR-additieven of co-oplosmiddelen de binding van de primer aan het doel verzwakken.
  • Verhoog de hoeveelheid DNA-polymerase of gebruik DNA-polymerasen met een hoge verwerkbaarheid.
  • Overweeg het gebruik van een additief of co-oplosmiddel dat specifiek is samengesteld voor een bepaald DNA-polymerase (bijv. GC Enhancer geleverd bij Invitrogen Platinum DNA-polymerasen).
  • Zorg ervoor dat de geselecteerde DNA-polymerasen de gemodificeerde nucleotiden kunnen opnemen.
  • Optimaliseer de verhouding van het gewijzigde nucleotide tot dNTP om de PCR-efficiëntie te verhogen.
  • Meng de reagensvoorraden en voorbereide reacties grondig om dichtheidsgradiënten te elimineren die zich tijdens opslag en installatie kunnen hebben gevormd.
  • Optimaliseer de DNA-denaturatietijd en temperatuur. Korte denatureringstijden en lage temperaturen kunnen dubbelstrengs DNA-templates niet goed scheiden. Aan de andere kant kunnen lange denaturatietijden en hoge temperaturen de enzymactiviteit verminderen.
  • Optimaliseer de gloeitemperatuur stapsgewijs in stappen van 1-2 °C, indien beschikbaar met behulp van een gradiëntcycler. De optimale gloeitemperatuur is gewoonlijk 3–5°C onder de laagste primer Tm.
  • Pas de gloeitemperatuur aan wanneer een PCR-additief of co-oplosmiddel wordt gebruikt.
  • Gebruik de onthardingstemperatuur die wordt aanbevolen voor een specifieke DNA-polymerase in de optimale buffer. Gloeitemperatuurregels voor primersets kunnen variëren tussen verschillende DNA-polymerasen.
  • Selecteer een verlengingstijd die geschikt is voor de lengte van het amplicon.
  • Verlaag de verlengingstemperatuur (bijv. tot 68°C) om het enzym actief te houden tijdens amplificatie van lange doelen (bijv. >10 kb).
  • Gebruik DNA-polymerasen met hoge processiviteit voor robuuste amplificatie, zelfs met korte verlengingstijden.
  • Pas het aantal cycli aan (in het algemeen tot 25-35 cycli) om een ​​voldoende opbrengst van PCR-producten te produceren. Verleng het aantal cycli tot 40 als de DNA-invoer minder is dan 10 kopieën.
  • Bekijk de optimale hoeveelheden DNA-invoer. Verlaag de hoeveelheid om de vorming van niet-specifieke PCR-producten te verminderen.
  • Gedegradeerd DNA kan verschijnen als uitstrijkjes of leiden tot een hoge achtergrond bij gelelektroforese. Minimaliseer het scheren en inkerven van DNA tijdens isolatie.
  • Evalueer de integriteit van het sjabloon-DNA voorafgaand aan PCR door gelelektroforese, indien nodig. Bewaar DNA in water van moleculaire kwaliteit of TE-buffer (pH 8,0) om afbraak door nucleasen te voorkomen.
  • Kies DNA-polymerasen met een hoge verwerkbaarheid, die een hoge affiniteit voor DNA-templates vertonen en meer geschikt zijn om moeilijke doelen te amplificeren.
  • Gebruik een PCR-additief of co-oplosmiddel om GC-rijk DNA en sequenties met secundaire structuren te denatureren. Verhoog de denaturatietijd en/of temperatuur om dubbelstrengs DNA-templates efficiënt te scheiden.
  • Controleer de lengte van de amplificatie van de geselecteerde DNA-polymerasen. Gebruik DNA-polymerasen die speciaal zijn ontworpen voor lange PCR.
  • Kies DNA-polymerasen met een hoge processiviteit, die lange doelen in een kortere tijd kunnen versterken.
  • Verlaag de gloei- en verlengingstemperaturen om de primerbinding en de thermostabiliteit van het enzym te helpen. Verleng de verlengingstijd volgens ampliconlengtes.
  • Beoordeel het ontwerp van de primer. Gebruik indien nodig online hulpmiddelen voor het ontwerpen van primers. Controleer of de primers specifiek zijn voor het doel, met minimale homologie met andere regio's in de sjabloon.
  • Zorg ervoor dat de primers geen complementaire sequenties of opeenvolgende G- of C-nucleotiden aan de 3'-uiteinden bevatten, om vorming van primer-dimeer te voorkomen.
  • Vermijd directe herhalingen in de primers om verkeerde uitlijning bij binding aan het doel te voorkomen.Overweeg langere primers om de specificiteit te verbeteren.
  • Overweeg geneste PCR om de specificiteit te verbeteren.
  • Optimaliseer primerconcentraties (meestal in het bereik van 0,1 – 1 M). Hoge primerconcentraties bevorderen de vorming van primer-dimeer.
  • Bekijk aanbevelingen over de hoeveelheid DNA-polymerase die bij PCR moet worden gebruikt en verlaag indien nodig.
  • Gebruik hot-start DNA-polymerasen die geen activiteit hebben bij kamertemperatuur maar alleen functioneel zijn na een activeringsstap bij hoge temperatuur, om de specificiteit te verbeteren. Stel met niet-hot-start DNA-polymerasen PCR op ijs in om de enzymactiviteit laag te houden.
  • Controleer de Mg2+-concentraties en verlaag ze waar nodig om niet-specifieke PCR-producten te voorkomen. Optimaliseer Mg2+-concentraties voor elke primerset en doel-DNA.
  • Verhoog de denaturatietijd en/of temperatuur om DNA efficiënt te scheiden bij het werken met GC-rijke sjablonen en sequenties met secundaire structuren.
  • Gebruik de onthardingstemperatuur die wordt aanbevolen voor een specifieke DNA-polymerase in de optimale buffer. Gloeitemperatuurregels voor primersets kunnen variëren tussen verschillende DNA-polymerasen.
  • Verhoog de gloeitemperatuur om de specificiteit te verbeteren. De optimale gloeitemperatuur is meestal maar liefst 3–5°C onder de laagste primer Tm.
  • Optimaliseer de gloeitemperatuur stapsgewijs in stappen van 1-2 °C, indien beschikbaar met behulp van een gradiëntcycler.
  • Overweeg touchdown-PCR om de specificiteit te verbeteren.
  • Verkort de gloeitijd om primerbinding aan niet-specifieke sequenties te minimaliseren.
  • Verlaag de verlengingstemperatuur met 3-4 °C om de thermostabiliteit van het DNA-polymerase te bevorderen, vooral voor lange PCR.
  • Verleng de verlengingstijd bij het versterken van lange DNA-doelen.
  • Voeg een laatste verlengingsstap toe met voldoende tijd (5-15 minuten) om het hele doel uit te breiden.
  • Verminder het aantal cycli, zonder de opbrengst van de gewenste PCR-producten drastisch te verlagen, om ophoping van niet-specifieke amplicons te voorkomen.
  • Gebruik DNA-polymerasen met uitzonderlijk hoge betrouwbaarheid om PCR-fragmenten te genereren voor stroomafwaartse toepassingen zoals klonen, sequencing en plaatsgerichte mutagenese.
  • Controleer de Mg 2+-concentraties en verlaag indien nodig. Overmatige concentraties bevorderen verkeerde opname van nucleotiden door DNA-polymerasen.
  • Zorg voor equimolaire concentraties van dATP, dCTP, dGTP en dTTP in de reactie. Ongebalanceerde nucleotideconcentraties verhogen het PCR-foutpercentage.
  • Verminder het aantal cycli zonder de opbrengst van de gewenste PCR-producten drastisch te verlagen. Hoge aantallen cycli verhogen de opname van niet-overeenkomende nucleotiden.
  • Verhoog indien nodig de hoeveelheid input-DNA om te voorkomen dat een buitensporig aantal cycli wordt uitgevoerd.
  • Gebruik een UV-lichtbak met lange golflengte (360 nm) om fragmenten in gels te visualiseren en de verlichtingstijd zo veel mogelijk te beperken.
  • Als u een lichtbak met een korte golflengte (254-312 nm) gebruikt, beperk dan de UV-verlichting tot enkele seconden en bewaar de gel op een glazen of plastic plaat.
  • U kunt ook kleurstoffen gebruiken met excitatie met een langere golflengte (minder schadelijk) om het DNA te visualiseren.
  • Sequentie van beide DNA-strengen om de betrouwbaarheid van de sequentieresultaten te verifiëren. Gebruik indien nodig dubbele monsters.
  • Vermijd directe herhalingen binnen primersequenties, aangezien er meerdere herhalingen kunnen optreden door een verkeerde uitlijning van de sequentie aan de uiteinden van de PCR-producten.
  • Bestel PCR-primers met zuivering om niet-volledige DNA-oligo's te verwijderen, die aan hun 5'-uiteinden zijn afgeknot.
  • Gebruik moleculair-grade, nuclease-vrije reagentia in PCR-opstelling. Zet reacties op ijs op om de activiteit van mogelijk verontreinigende exonucleasen laag te houden.
  • Gebruik een UV-lichtbak met lange golflengte (360 nm) om fragmenten in gels te visualiseren en de verlichtingstijd zo veel mogelijk te beperken.
  • Als u een lichtbak met een korte golflengte (254-312 nm) gebruikt, beperk dan de UV-verlichting tot enkele seconden en bewaar de gel op een glazen of plastic plaat.
  • U kunt ook kleurstoffen gebruiken met excitatie met een langere golflengte (minder schadelijk) om het DNA te visualiseren.
  • Sequentie van beide DNA-strengen om de betrouwbaarheid van de sequentieresultaten te verifiëren. Gebruik indien nodig dubbele monsters.
  • Vermijd primers die complementaire en zelf-complementaire sequenties bevatten, die de vorming van primer-dimeer en zelf-oligomerisatie en hun daaropvolgende amplificatie bevorderen.
  • Vermijd besmetting van DNA in de werkomgeving door de algemene aanbevelingen voor PCR-opstelling te volgen.
  • Gebruik pipettips met aerosolbarrières. Wijs een aparte werkruimte toe en ontsmet deze na elk gebruik.
  • Volg PCR-overdrachtcontroletechnieken zoals dUTP-opname met UDG-behandeling.

Ga voor meer hulp bij het oplossen van problemen naar ons End-Point PCR en PCR Primers Support Center of neem contact op met ons technische ondersteuningsteam.


Polymerasekettingreactie (PCR)

  • PCR is een in vitro techniek voor de amplificatie van een DNA-gebied dat ligt tussen twee regio's van bekende sequentie.
  • PCR-amplificatie wordt bereikt door gebruik te maken van oligonucleotideprimers. Dit zijn meestal korte, enkelstrengs oligonucleotiden die complementair aan de buitengebieden van bekende volgorde.

Figuur 6.5.2:PCR-amplificatie

De oligonucleotiden dienen als primers voor DNA-polymerase en elk van de gedenatureerde strengen van de ouderlijke DNA-duplex dient als de sjabloon.

Dit resulteert in de synthese van nieuwe DNA-strengen die complementair zijn aan de moedermatrijsstrengen.

omvatten een enkele "cyclus" in de PCR-amplificatiemethodologie.

  • Na elke cyclus kunnen de nieuw gesynthetiseerde DNA-strengen dienen als sjablonen in de volgende cyclus (de PCR-primers worden meestal in een aanzienlijke molaire overmaat toegevoegd aan het matrijs-DNA)

Overzicht van producten aan het einde van elke PCR-cyclus:

Figuur 6.5.3:PCR-producten

Het gewenste PCR-product zal een duplex van het gedefinieerde lengtefragment. De vraag is: hoeveel zullen er worden geproduceerd?

· De verwachte versterking van het gewenste gedefinieerde lengteproduct ten opzichte van de oorspronkelijke templateconcentratie 'x' kan dus worden weergegeven door de formule:

(dit wordt vaak afgekort tot een eenvoudige vuistregel voor de versterking: (2 n - 2n) x)

· De interpretatie van deze formule is dat

  • Voor een gegeven aantal cycli 'n' maken we '2 n x' totaal aantal mogelijke duplexen
  • Voor een bepaald aantal cycli zullen er '2(n+1) (of 2n in onze benadering) x' duplexen zijn die gevormd zijn uit ofwel de originele template, ofwel een fragment van onbepaalde lengte, samen met een fragment van gedefinieerde lengte ( en een ongewenst product vertegenwoordigen)
  • De totale concentratie van het gewenste product (duplexen met een lengte gedefinieerd door de PCR-primers) zal dus zijn:
    (2 n - 2(n+1)) x (waarbij x de concentratie van de originele duplex is)

De theoretische versterkingswaarde wordt in de praktijk nooit gehaald. Verschillende factoren voorkomen dat dit gebeurt, waaronder:

1. Concurrentie van complementaire dochterstrengen met primers voor heraanhechting (d.w.z. heraanhechting van twee dochterstrengen resulteert in geen amplificatie).

2. Verlies van enzymactiviteit door thermische denaturatie, vooral in de latere cycli

3. Zelfs zonder thermische denaturatie wordt de hoeveelheid enzym beperkend door een overmaat aan molaire doelwitten in latere cycli (d.w.z. na 25 - 30 cycli moeten te veel primers worden verlengd)

4. Mogelijke primer-gloeiing op de tweede plaats en niet-productieve priming

Thermische cyclusparameters:

De thermische cyclische parameters zijn van cruciaal belang voor een succesvol PCR-experiment. De belangrijke stappen in elke PCR-cyclus omvatten:

1. denaturatie van sjabloon (meestal uitgevoerd bij de hoogste temperatuur - 100°C)

2. gloeien van primers (temperatuur wordt gekozen op basis van smelttemperatuur van primer)

3. verlenging van de primers (optimaal uitgevoerd voor het gebruikte polymerase)

Een representatief temperatuurprofiel voor elke cyclus kan er als volgt uitzien:

Figuur 6.5.4:Thermische fietsen

Buffers en MgCl2 in PCR-reacties

Een typische reactiebuffer voor PCR zou zoiets zijn als:

  • 10 mM Tris, pH 8,3
  • 50 mM KCl
  • 1,5 mM MgCl2
  • 0,01% gelatine
  • de MgCl2 concentratie in het uiteindelijke reactiemengsel ligt gewoonlijk tussen 0,5 en 5,0 mM, en de optimale concentratie wordt empirisch bepaald (typisch tussen 1,0 - 1,5 mM). Mg 2+ ionen:
    • een oplosbaar complex vormen met dNTP's dat essentieel is voor de opname van dNTP
    • stimuleer polymerase-activiteit
    • verhoog de Tm (smelttemperatuur) van primer/sjabloon-interactie (d.w.z. het dient om de duplex-interactie te stabiliseren
    • laag Mg 2+ leidt tot lage opbrengsten (of geen opbrengst) en
    • hoog Mg 2+ leidt tot accumulatie van niet-specifieke producten (mispriming).

    Keuze van polymerasen voor PCR

    • Een van de belangrijke vorderingen die de ontwikkeling van PCR mogelijk maakten, was de beschikbaarheid van thermostabiele polymerasen.
    • Hierdoor kon het aanvankelijk toegevoegde enzym temperatuurcycli van bijna 100 °C overleven.
    • Eigenschappen van DNA-polymerasen die worden gebruikt in PCR

    Taq/ Amplitaq®

    Inleidingen

    • In het algemeen zijn de gebruikte primers 20 - 30 mer lang. Dit zorgt voor praktische uitgloeitemperaturen (van het hoge temperatuurregime waar het thermostabiele polymerase het meest actief is).
    • Primers moeten rekken van polybase-sequenties (bijv. poly dG) of herhalende motieven vermijden - deze kunnen hybridiseren met een ongepast register op de sjabloon.
    • Omgekeerde herhalingssequenties moeten worden vermeden om de vorming van een secundaire structuur in de primer te voorkomen, wat hybridisatie met matrijs zou voorkomen
    • Sequenties die complementair zijn aan andere primers die in de PCR worden gebruikt, moeten worden vermeden om hybridisatie tussen primers te voorkomen (met name belangrijk voor de 3' einde van de primer)
    • Indien mogelijk moet het 3'-uiteinde van de primer rijk zijn aan G, C-basen om het uitgloeien van het uiteinde dat wordt verlengd te verbeteren
    • De afstand tussen de primers moet minder dan 10 Kb lang zijn. Doorgaans wordt een aanzienlijke vermindering van de opbrengst waargenomen wanneer de primers zich verder van elkaar uitstrekken

    Smelttemperatuur (Tm) van primers

    • De Tm van primerhybridisatie kan worden berekend met behulp van verschillende formules. De meest gebruikte formule is:

    (1) Tm = [(aantal A+T-residuen) x 2 °C] + [(aantal G+C-residuen) x 4 °C]


    Homologe recombinatie

    Onze redacteuren zullen beoordelen wat je hebt ingediend en bepalen of het artikel moet worden herzien.

    Homologe recombinatie, de uitwisseling van genetisch materiaal tussen twee DNA-strengen die lange stukken van vergelijkbare basensequenties bevatten. Homologe recombinatie komt van nature voor in eukaryote organismen, bacteriën en bepaalde virussen en is een krachtig hulpmiddel bij genetische manipulatie. Bij eukaryoten vindt homologe recombinatie plaats tijdens meiose, wat een cruciale rol speelt bij het herstel van dubbelstrengs inkepingen in DNA en het vergroten van de genetische diversiteit door het shuffelen van genetisch materiaal tijdens chromosomale crossover mogelijk te maken. In bacteriën is homologe recombinatie een belangrijk mechanisme van DNA-herstel en vergemakkelijkt het de opname in DNA van genetisch materiaal dat is ontvangen via horizontale genoverdracht en transformatie. Bij virussen helpt homologe recombinatie de virale evolutie vorm te geven.

    Bij genetische manipulatie wordt homologe recombinatie gebruikt als een vorm van gentargeting, waarbij een gemanipuleerde mutatie in een specifiek gen wordt geïntroduceerd om de functie van het gen te onderzoeken. Bij deze benadering wordt vreemd DNA met een sequentie die vergelijkbaar is met die van het doelgen, maar geflankeerd door sequenties die identiek zijn aan die stroomopwaarts en stroomafwaarts van de locatie van het doelgen, in een cel ingebracht. De cel herkent de identieke flankerende sequenties als homologen, waardoor het doelgen-DNA tijdens replicatie wordt verwisseld met de vreemde DNA-sequentie. De uitwisseling inactiveert, of "knock-out", het doelgen. Bij muizen wordt deze methode gebruikt om specifieke allelen in embryonale stamcellen te targeten, waardoor de productie van knock-out muizen mogelijk wordt. Kunstmatig genetisch materiaal vergelijkbaar met het doelgen wordt in de kern van de embryonale stamcel ingebracht, die het doelgen onderdrukt door het proces van homologe recombinatie. Nu het doelgen inactief is gemaakt, kunnen wetenschappers de biologische functies ervan in de muis afleiden en onderzoeken.

    Talloze muisgenen zijn uitgeschakeld met behulp van gentargeting, wat heeft geleid tot de productie van honderden verschillende muismodellen van menselijke aandoeningen, waaronder kanker, diabetes, hart- en vaatziekten en neurologische aandoeningen. Baanbrekend werk aan homologe recombinatie in muisstamcellen werd uitgevoerd door wetenschappers Mario Capecchi, Sir Martin J. Evans en Oliver Smithies, die in 2007 de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde ontvingen voor hun ontdekkingen.


    Overeenkomsten tussen voorwaartse en achterwaartse primers

    • Voorwaartse en achterwaartse primers zijn twee soorten primers die nuttig zijn bij PCR.
    • Beide zijn oligonucleotiden die worden gebruikt voor de initiatie van PCR.
    • Ook varieert hun lengte tussen 18 en 25 basenparen.
    • Bovendien lopen ze van links naar rechts in de richting 5'8242 naar 3'8242.
    • Bovendien zijn ze complementair DNA, dat tijdens de annealingsstap aan het enkelstrengs DNA annealt.
    • Bovendien vindt hun gloeien plaats bij hogere temperaturen en moeten hun smelttemperaturen (Tm) tussen 55°C en 65°C liggen.
    • Belangrijk is dat het maximale verschil tussen de smelttemperaturen van beide primers 5 °C moet zijn.
    • Ook moet hun GC-gehalte tussen 40 en 60% zijn, waarbij de 3' van een primer eindigt op C of G om binding te bevorderen.
    • Ze mogen geen gebieden bevatten die secundaire structuren vormen.
    • Bovendien moeten ze zelfdimeren/haarspelden en primer-dimeervorming vermijden.

    Inhoud

    • Dankbetuigingen
    • Voorwoord
    • Een opmerking voor de lezer
    • Deel I. Inleiding tot de cel
      • Hoofdstuk 1. Cellen en genomen
        • De universele eigenschappen van cellen op aarde
          • Alle cellen slaan hun erfelijke informatie op in dezelfde lineaire chemische code (DNA)
          • Alle cellen repliceren hun erfelijke informatie door getemperde polymerisatie
          • Alle cellen transcriberen delen van hun erfelijke informatie in dezelfde tussenvorm (RNA)
          • Alle cellen gebruiken eiwitten als katalysatoren
          • Alle cellen vertalen RNA op dezelfde manier naar eiwit
          • Het fragment van genetische informatie dat overeenkomt met één eiwit is één gen
          • Leven vereist gratis energie
          • Alle cellen functioneren als biochemische fabrieken die met dezelfde fundamentele moleculaire bouwstenen te maken hebben
          • Alle cellen zijn ingesloten in een plasmamembraan waarover voedingsstoffen en afvalstoffen moeten passeren
          • Een levende cel kan bestaan ​​met minder dan 500 genen
          • Samenvatting
          • Cellen kunnen worden aangedreven door een verscheidenheid aan gratis energiebronnen
          • Sommige cellen repareren stikstof en kooldioxide voor anderen
          • De grootste biochemische diversiteit wordt waargenomen bij prokaryotische cellen
          • De levensboom heeft drie primaire takken: bacteriën, archaea en eukaryoten
          • Sommige genen evolueren snel, andere zijn zeer goed geconserveerd
          • De meeste bacteriën en archaea hebben 1000� genen
          • Nieuwe genen worden gegenereerd uit reeds bestaande genen
          • Genduplicaties leiden tot families van verwante genen binnen een enkele cel
          • Genen kunnen worden overgedragen tussen organismen, zowel in het laboratorium als in de natuur
          • Horizontale uitwisselingen van genetische informatie binnen een soort komen tot stand door geslacht
          • De functie van een gen kan vaak worden afgeleid uit de volgorde ervan
          • Meer dan 200 genfamilies zijn gemeenschappelijk voor alle drie de primaire takken van de levensboom
          • Mutaties onthullen de functies van genen
          • Moleculair biologen hebben de aandacht gericht op E coli
          • Samenvatting
          • Eukaryotische cellen zijn mogelijk ontstaan ​​als roofdieren
          • Eukaryotische cellen geëvolueerd uit een symbiose
          • Eukaryoten hebben hybride genomen
          • Eukaryotische genomen zijn groot
          • Eukaryotische genomen zijn rijk aan regulerend DNA
          • Het genoom bepaalt het programma van meercellige ontwikkeling
          • Veel eukaryoten leven als solitaire cellen: de protisten
          • Een gist dient als een minimaal model eukaryoot
          • De expressieniveaus van alle genen van een organisme kunnen tegelijkertijd worden gecontroleerd
          • Arabidopsis Is gekozen uit 300.000 soorten als modelplant
          • De wereld van dierlijke cellen wordt vertegenwoordigd door een worm, een vlieg, een muis en een mens
          • Studies in Drosophila Een sleutel bieden tot de ontwikkeling van gewervelde dieren
          • Het genoom van gewervelde dieren is een product van herhaalde duplicatie
          • Genetische redundantie is een probleem voor genetici, maar creëert kansen voor evoluerende organismen
          • De muis dient als model voor zoogdieren
          • Mensen rapporteren over hun eigen eigenaardigheden
          • We zijn allemaal verschillend in detail
          • Samenvatting
          • Algemeen
          • De universele eigenschappen van cellen op aarde
          • De diversiteit van genomen en de levensboom
          • Genetische informatie in eukaryoten
          • De chemische componenten van een cel
            • Cellen zijn gemaakt van een paar soorten atomen
            • De buitenste elektronen bepalen hoe atomen op elkaar inwerken
            • Ionische bindingen worden gevormd door de winst en het verlies van elektronen
            • Covalente bindingen vormen zich door het delen van elektronen
            • Er zijn verschillende soorten covalente obligaties
            • Een atoom gedraagt ​​zich vaak alsof het een vaste straal heeft
            • Water is de meest overvloedige stof in cellen
            • Sommige polaire moleculen vormen zuren en basen in water
            • Vier soorten niet-covalente interacties helpen moleculen samen te brengen in cellen
            • Een cel wordt gevormd uit koolstofverbindingen
            • Cellen bevatten vier grote families van kleine organische moleculen
            • Suikers bieden een energiebron voor cellen en zijn de subeenheden van polysachariden
            • Vetzuren zijn componenten van celmembranen
            • Aminozuren zijn de subeenheden van eiwitten
            • Nucleotiden zijn de subeenheden van DNA en RNA
            • De chemie van cellen wordt gedomineerd door macromoleculen met opmerkelijke eigenschappen
            • Niet-covalente bindingen specificeren zowel de precieze vorm van een macromolecuul als de binding aan andere moleculen
            • Samenvatting
            • Celmetabolisme wordt georganiseerd door enzymen
            • Biologische orde wordt mogelijk gemaakt door het vrijkomen van warmte-energie uit cellen
            • Fotosynthetische organismen gebruiken zonlicht om organische moleculen te synthetiseren
            • Cellen verkrijgen energie door de oxidatie van organische moleculen
            • Oxidatie en reductie omvatten elektronenoverdrachten
            • Enzymen verlagen de barrières die chemische reacties blokkeren
            • Hoe enzymen hun substraten vinden: het belang van snelle diffusie
            • De verandering van vrije energie voor een reactie bepaalt of deze kan plaatsvinden
            • De concentratie van reactanten beïnvloedt ΔG
            • Voor opeenvolgende reacties zijn ΔG°-waarden additief
            • Geactiveerde dragermoleculen zijn essentieel voor biosynthese
            • De vorming van een geactiveerde drager is gekoppeld aan een energetisch gunstige reactie
            • ATP is het meest gebruikte geactiveerde dragermolecuul
            • Energie opgeslagen in ATP wordt vaak gebruikt om twee moleculen samen te voegen
            • NADH en NADPH zijn belangrijke elektronendragers
            • Er zijn veel andere geactiveerde dragermoleculen in cellen
            • De synthese van biologische polymeren vereist een energie-input
            • Samenvatting
            • Voedselmoleculen worden in drie fasen afgebroken om ATP te produceren
            • Glycolyse is een centrale ATP-producerende route
            • Door fermentaties kan ATP worden geproduceerd in afwezigheid van zuurstof
            • Glycolyse illustreert hoe enzymen oxidatie koppelen aan energieopslag
            • Suikers en vetten worden beide afgebroken tot acetyl-CoA in mitochondriën
            • De citroenzuurcyclus genereert NADH door acetylgroepen te oxideren tot CO2
            • Elektronentransport drijft de synthese van de meerderheid van de ATP in de meeste cellen aan
            • Organismen slaan voedselmoleculen op in speciale reservoirs
            • Aminozuren en nucleotiden maken deel uit van de stikstofcyclus
            • Veel biosynthetische routes beginnen met glycolyse of de citroenzuurcyclus
            • Metabolisme is georganiseerd en gereguleerd
            • Samenvatting
            • Algemeen
            • De chemische componenten van een cel
            • Katalyse en het gebruik van energie door cellen
            • Hoe cellen energie uit voedsel halen
            • De vorm en structuur van eiwitten
              • De vorm van een eiwit wordt bepaald door zijn aminozuursequentie
              • Eiwitten vouwen zich op tot een conformatie van de laagste energie
              • De α Helix en het β Vel zijn veelvoorkomende vouwpatronen
              • Het eiwitdomein is een fundamentele eenheid van organisatie
              • Weinig van de vele mogelijke polypeptideketens zullen nuttig zijn
              • Eiwitten kunnen in veel families worden ingedeeld
              • Eiwitten kunnen een beperkt aantal verschillende eiwitplooien aannemen
              • Sequentie homologie zoekopdrachten kunnen naaste verwanten identificeren
              • Met rekenmethoden kunnen aminozuursequenties in bekende eiwitplooien worden geregen
              • Sommige eiwitdomeinen, modules genaamd, vormen delen van veel verschillende eiwitten
              • Het menselijk genoom codeert voor een complexe reeks eiwitten, waardoor veel wordt onthuld dat nog onbekend is
              • Grotere eiwitmoleculen bevatten vaak meer dan één polypeptideketen
              • Sommige eiwitten vormen lange spiraalvormige filamenten
              • Een eiwitmolecuul kan een langwerpige, vezelige vorm hebben
              • Extracellulaire eiwitten worden vaak gestabiliseerd door covalente kruisverbindingen
              • Eiwitmoleculen dienen vaak als subeenheden voor de assemblage van grote structuren
              • Veel structuren in cellen zijn in staat tot zelfassemblage
              • De vorming van complexe biologische structuren wordt vaak geholpen door assemblagefactoren
              • Samenvatting
              • Alle eiwitten binden aan andere moleculen
              • De details van de conformatie van een eiwit bepalen de chemie ervan
              • Sequentievergelijkingen tussen eiwitfamilieleden Markeer cruciale ligandbindingssites
              • Eiwitten binden aan andere eiwitten via verschillende soorten interfaces
              • De bindingsplaatsen van antilichamen zijn bijzonder veelzijdig
              • Bindingssterkte wordt gemeten door de evenwichtsconstante
              • Enzymen zijn krachtige en zeer specifieke katalysatoren
              • Substraatbinding is de eerste stap in enzymkatalyse
              • Enzymen versnellen reacties door selectief de overgangstoestanden te stabiliseren
              • Enzymen kunnen gelijktijdige zuur- en basekatalyse gebruiken
              • Lysozyme illustreert hoe een enzym werkt
              • Nauw gebonden kleine moleculen voegen extra functies toe aan eiwitten
              • Multi-enzymcomplexen helpen de snelheid van celmetabolisme te verhogen
              • De katalytische activiteiten van enzymen worden gereguleerd
              • Allosterische enzymen hebben twee of meer bindingsplaatsen die op elkaar inwerken
              • Twee liganden waarvan de bindingsplaatsen zijn gekoppeld, moeten elkaars binding wederzijds beïnvloeden
              • Symmetrische eiwitassemblages produceren coöperatieve allosterische overgangen
              • De allosterische overgang in aspartaattranscarbamoylase wordt in atomaire details begrepen
              • Veel veranderingen in eiwitten worden gedreven door fosforylering
              • Een eukaryote cel bevat een grote verzameling eiwitkinasen en eiwitfosfatasen
              • De regulering van Cdk- en Src-eiwitkinasen laat zien hoe een eiwit kan functioneren als een microchip
              • Eiwitten die GTP binden en hydrolyseren, zijn alomtegenwoordige cellulaire regulatoren
              • Regulerende eiwitten regelen de activiteit van GTP-bindende eiwitten door te bepalen of GTP of GDP is gebonden
              • Grote eiwitbewegingen kunnen van kleine worden gegenereerd
              • Motoreiwitten produceren grote bewegingen in cellen
              • Membraangebonden transporters benutten energie om moleculen door membranen te pompen
              • Eiwitten vormen vaak grote complexen die functioneren als eiwitmachines
              • Een complex netwerk van eiwitinteracties ligt ten grondslag aan de celfunctie
              • Samenvatting
              • Algemeen
              • De vorm en structuur van eiwitten
              • Eiwitfunctie
              • Hoofdstuk 4. DNA en chromosomen
                • De structuur en functie van DNA
                  • Een DNA-molecuul bestaat uit twee complementaire ketens van nucleotiden
                  • De structuur van DNA biedt een mechanisme voor erfelijkheid
                  • In Eucaryoten is DNA ingesloten in een celkern
                  • Samenvatting
                  • Eukaryotisch DNA is verpakt in een set chromosomen
                  • Chromosomen bevatten lange reeksen genen
                  • De nucleotidesequentie van het menselijk genoom laat zien hoe genen bij mensen zijn gerangschikt
                  • Vergelijkingen tussen de DNA's van verwante organismen Onderscheid geconserveerde en niet-geconserveerde gebieden van DNA-sequentie
                  • Chromosomen bestaan ​​in verschillende staten gedurende het leven van een cel
                  • Elk DNA-molecuul dat een lineair chromosoom vormt, moet een centromeer, twee telomeren en replicatieoorsprongen bevatten
                  • DNA-moleculen zijn sterk gecondenseerd in chromosomen
                  • Nucleosomen zijn de basiseenheid van de eukaryote chromosoomstructuur
                  • De structuur van het nucleosoomkerndeeltje onthult hoe DNA is verpakt
                  • De positionering van nucleosomen op DNA wordt bepaald door zowel DNA-flexibiliteit als andere DNA-gebonden eiwitten
                  • Nucleosomen zijn meestal samen verpakt in een compacte chromatinevezel
                  • ATP-aangedreven chromatine-remodelleringsmachines veranderen de nucleosoomstructuur
                  • Covalente modificatie van de histon-staarten kan chromatine ernstig beïnvloeden
                  • Samenvatting
                  • Lampbrush-chromosomen bevatten lussen van gedecondenseerd chromatine
                  • Drosophila Polytene-chromosomen zijn gerangschikt in afwisselende banden en interbands
                  • Zowel banden als interbands in polytene-chromosomen bevatten genen
                  • Individuele polytene-chromosoombanden kunnen zich als een eenheid ontvouwen en opnieuw vouwen
                  • Heterochromatine is sterk georganiseerd en meestal resistent tegen genexpressie
                  • De uiteinden van chromosomen hebben een speciale vorm van heterochromatine
                  • Centromeren zijn ook verpakt in heterochromatine
                  • Heterochromatine kan een afweermechanisme bieden tegen mobiele DNA-elementen
                  • Mitotische chromosomen worden gevormd uit chromatine in zijn meest gecondenseerde staat
                  • Elk mitotisch chromosoom bevat een karakteristiek patroon van zeer grote domeinen
                  • Individuele chromosomen bezetten discrete gebieden in een interfase-kern
                  • Samenvatting
                  • Algemeen
                  • Het onderhoud van DNA-sequenties
                    • Mutatiepercentages zijn extreem laag
                    • Veel mutaties in eiwitten zijn schadelijk en worden geëlimineerd door natuurlijke selectie
                    • Lage mutatiesnelheden zijn nodig voor het leven zoals we het kennen
                    • Samenvatting
                    • Base-pairing ligt ten grondslag aan DNA-replicatie en DNA-reparatie
                    • De DNA-replicatievork is asymmetrisch
                    • De hoge betrouwbaarheid van DNA-replicatie vereist verschillende proefleesmechanismen
                    • Alleen DNA-replicatie in de richting 5′-naar-3′ maakt efficiënte foutcorrectie mogelijk
                    • Een speciaal nucleotide-polymeriserend enzym synthetiseert korte RNA-primermoleculen op de achterblijvende streng
                    • Speciale eiwitten helpen om de dubbele DNA-helix voor de replicatievork te openen
                    • Een bewegend DNA-polymerasemolecuul blijft verbonden met het DNA door een glijdende ring
                    • De eiwitten bij een replicatievork werken samen om een ​​replicatiemachine te vormen
                    • Een strenggericht mismatch-reparatiesysteem verwijdert replicatiefouten die ontsnappen uit de replicatiemachine
                    • DNA-topoisomerasen voorkomen DNA-verstrengeling tijdens replicatie
                    • DNA-replicatie is vergelijkbaar in eukaryoten en bacteriën
                    • Samenvatting
                    • DNA-synthese begint bij de oorsprong van de replicatie
                    • Bacteriële chromosomen hebben een enkele oorsprong van DNA-replicatie
                    • Eukaryotische chromosomen bevatten meerdere oorsprongen van replicatie
                    • In Eucaryoten vindt DNA-replicatie plaats tijdens slechts één deel van de celcyclus
                    • Verschillende regio's op hetzelfde chromosoom repliceren op verschillende tijdstippen in de S-fase
                    • Sterk gecondenseerde chromatine repliceert laat, terwijl genen in minder gecondenseerde chromatine de neiging hebben vroeg te repliceren
                    • Goed gedefinieerde DNA-sequenties dienen als replicatieoorsprong in een eenvoudige eukaryoot, de ontluikende gist
                    • Een groot multisubeenheidcomplex bindt aan eukaryote replicatieoorsprongen
                    • De zoogdier-DNA-sequenties die de initiatie van replicatie specificeren, waren moeilijk te identificeren
                    • Nieuwe nucleosomen worden geassembleerd achter de replicatievork
                    • Telomerase repliceert de uiteinden van chromosomen
                    • De lengte van telomeer wordt gereguleerd door cellen en organismen
                    • Samenvatting
                    • Zonder DNA-reparatie zou spontane DNA-schade de DNA-sequenties snel veranderen
                    • De dubbele DNA-helix is ​​gemakkelijk te repareren
                    • DNA-schade kan door meer dan één route worden verwijderd
                    • De chemie van de DNA-basen vergemakkelijkt de detectie van schade
                    • Breuken van dubbele strengen worden efficiënt gerepareerd
                    • Cellen kunnen DNA-reparatie-enzymen produceren als reactie op DNA-schade
                    • DNA-schade vertraagt ​​de voortgang van de celcyclus
                    • Samenvatting
                    • Algemene recombinatie wordt geleid door basenparende interacties tussen twee homologe DNA-moleculen
                    • Meiotische recombinatie wordt geïnitieerd door dubbelstrengs DNA-breuken
                    • DNA-hybridisatiereacties bieden een eenvoudig model voor de stap van basenparing in algemene recombinatie
                    • Het RecA-eiwit en zijn homologen zorgen ervoor dat een enkele DNA-streng kan worden gekoppeld aan een homologe regio van dubbele DNA-helix
                    • Er zijn meerdere homologen van het RecA-eiwit in eukaryoten, elk gespecialiseerd voor een specifieke functie
                    • Algemene recombinatie omvat vaak een vakantieknooppunt
                    • Algemene recombinatie kan genconversie veroorzaken
                    • Algemene recombinatiegebeurtenissen hebben verschillende voorkeursresultaten in mitotische en meiotische cellen
                    • Mismatch-proeflezen voorkomt promiscue recombinatie tussen twee slecht op elkaar afgestemde DNA-sequenties
                    • Samenvatting
                    • Mobiele genetische elementen kunnen bewegen via transpositionele of conservatieve mechanismen
                    • Transpositionele plaatsspecifieke recombinatie kan mobiele genetische elementen in elke DNA-sequentie invoegen
                    • Alleen DNA-transposons bewegen door DNA-breuk en verbindingsmechanismen
                    • Sommige virussen gebruiken transpositionele plaatsspecifieke recombinatie om zichzelf in gastheercelchromosomen te verplaatsen
                    • Retroviraal-achtige retrotransposons lijken op retrovirussen, maar missen een eiwitlaag
                    • Een groot deel van het menselijk genoom bestaat uit niet-retrovirale retrotransposons
                    • Verschillende transponeerbare elementen overheersen in verschillende organismen
                    • Genoomsequenties onthullen de geschatte tijden waarop transponeerbare elementen zijn verplaatst
                    • Conservatieve locatiespecifieke recombinatie kan DNA omkeerbaar herschikken
                    • Conservatieve plaatsspecifieke recombinatie kan worden gebruikt om genen aan of uit te zetten
                    • Samenvatting
                    • Algemeen
                    • Het onderhoud van DNA-sequenties
                    • DNA-replicatiemechanismen
                    • De initiatie en voltooiing van DNA-replicatie in chromosomen
                    • DNA-reparatie
                    • Algemene recombinatie
                    • Site-specifieke recombinatie
                    • Van DNA naar RNA
                      • Delen van de DNA-sequentie worden getranscribeerd in RNA
                      • Transcriptie produceert RNA complementair aan één DNA-streng
                      • Cellen produceren verschillende soorten RNA
                      • Signalen gecodeerd in DNA vertellen RNA-polymerase waar te beginnen en te stoppen
                      • Transcriptie start- en stopsignalen zijn heterogeen in nucleotidesequentie
                      • Transcriptie-initiatie in eukaryoten vereist veel eiwitten
                      • RNA Polymerase II vereist algemene transcriptiefactoren
                      • Polymerase II vereist ook activator, mediator en chromatine-modificerende eiwitten
                      • Transcriptieverlenging produceert superhelische spanning in DNA
                      • Transcriptieverlenging in eukaryoten is nauw gekoppeld aan RNA-verwerking
                      • RNA Capping is de eerste modificatie van eukaryote pre-mRNA's
                      • RNA-splitsing verwijdert intronsequenties uit nieuw getranscribeerde pre-mRNA's
                      • Nucleotidesequenties signaleren waar splicing plaatsvindt
                      • RNA-splitsing wordt uitgevoerd door het spliceosoom
                      • Het spliceosoom gebruikt ATP-hydrolyse om een ​​complexe reeks RNA-RNA-herrangschikkingen te produceren
                      • Invloeden bestellen in het pre-mRNA Help om uit te leggen hoe de juiste splitsingsplaatsen worden gekozen
                      • Een tweede set snRNP's Splits een klein deel van intronsequenties in dieren en planten
                      • RNA-splitsing vertoont opmerkelijke plasticiteit
                      • Door spliceosoom gekatalyseerde RNA-splitsing is waarschijnlijk geëvolueerd uit zelfsplitsingsmechanismen
                      • RNA-verwerkende enzymen genereren het 3′ einde van eukaryote mRNA's
                      • Rijpe eukaryote mRNA's worden selectief geëxporteerd vanuit de kern
                      • Veel niet-coderende RNA's worden ook gesynthetiseerd en verwerkt in de kern
                      • De Nucleolus is een ribosoomproducerende fabriek
                      • De kern bevat een verscheidenheid aan subnucleaire structuren
                      • Samenvatting
                      • Een mRNA-sequentie wordt gedecodeerd in sets van drie nucleotiden
                      • tRNA-moleculen matchen aminozuren met codons in mRNA
                      • tRNA's worden covalent gemodificeerd voordat ze de kern verlaten
                      • Specifieke enzymen koppelen elk aminozuur aan het juiste tRNA-molecuul
                      • Bewerking door RNA-synthetasen zorgt voor nauwkeurigheid
                      • Aminozuren worden toegevoegd aan het C-terminale uiteinde van een groeiende polypeptideketen
                      • Het RNA-bericht wordt gedecodeerd op ribosomen
                      • Verlengingsfactoren drijven vertaling vooruit
                      • Het ribosoom is een ribozym
                      • Nucleotidesequenties in mRNA-signaal Waar te beginnen met eiwitsynthese
                      • Stop Codons Markeer het einde van de vertaling
                      • Eiwitten worden gemaakt op polyribosomen
                      • Mechanismen voor kwaliteitscontrole werken in vele stadia van vertaling
                      • Er zijn kleine variaties in de standaard genetische code
                      • Veel remmers van prokaryote eiwitsynthese zijn nuttig als antibiotica
                      • Een eiwit begint te vouwen terwijl het nog steeds wordt gesynthetiseerd
                      • Moleculaire chaperonnes helpen bij het vouwen van veel eiwitten
                      • Blootgestelde hydrofobe regio's leveren kritische signalen voor eiwitkwaliteitscontrole
                      • Het proteasoom degradeert een substantiële fractie van de nieuw gesynthetiseerde eiwitten in cellen
                      • Een uitgebreid ubiquitine-conjugerend systeem markeert eiwitten voor vernietiging
                      • Veel eiwitten worden gecontroleerd door gereguleerde vernietiging
                      • Abnormaal gevouwen eiwitten kunnen aggregeren om destructieve menselijke ziekten te veroorzaken
                      • Er zijn veel stappen van DNA naar eiwit
                      • Samenvatting
                      • Leven vereist autokatalyse
                      • Polynucleotiden kunnen zowel informatie opslaan als chemische reacties katalyseren
                      • Een pre-RNA-wereld is waarschijnlijk ouder dan de RNA-wereld
                      • Enkelstrengs RNA-moleculen kunnen zich tot zeer uitgebreide structuren vouwen
                      • Zelfreplicerende moleculen ondergaan natuurlijke selectie
                      • Hoe is de eiwitsynthese geëvolueerd?
                      • Alle hedendaagse cellen gebruiken DNA als erfelijk materiaal
                      • Samenvatting
                      • Algemeen
                      • Van DNA naar RNA
                      • Van RNA naar eiwit
                      • De RNA-wereld en de oorsprong van het leven
                      • Een overzicht van gencontrole
                        • De verschillende celtypen van een meercellig organisme bevatten hetzelfde DNA
                        • Verschillende celtypen synthetiseren verschillende sets eiwitten
                        • Een cel kan de expressie van zijn genen veranderen als reactie op externe signalen
                        • Genexpressie kan worden gereguleerd bij veel van de stappen in de weg van DNA naar RNA naar eiwit
                        • Samenvatting
                        • Genregulerende eiwitten werden ontdekt met behulp van bacteriële genetica
                        • De buitenkant van de DNA-helix kan worden gelezen door eiwitten
                        • De geometrie van de dubbele DNA-helix hangt af van de nucleotidesequentie
                        • Korte DNA-sequenties zijn fundamentele componenten van genetische schakelaars
                        • Genregulerende eiwitten bevatten structurele motieven die DNA-sequenties kunnen lezen
                        • Het Helix-Turn-Helix-motief is een van de eenvoudigste en meest voorkomende DNA-bindende motieven
                        • Homeodomein-eiwitten vormen een speciale klasse van Helix-Turn-Helix-eiwitten
                        • Er zijn verschillende soorten DNA-bindende zinkvingermotieven
                        • β bladen Kunnen ook DNA herkennen
                        • Het leucine-ritsmotief bemiddelt zowel DNA-binding als eiwitdimerisatie
                        • Heterodimerisatie breidt het repertoire van DNA-sequenties uit die worden herkend door genregulerende eiwitten
                        • Het Helix-Loop-Helix-motief zorgt ook voor dimerisatie en DNA-binding
                        • Het is nog niet mogelijk om nauwkeurig de DNA-sequenties te voorspellen die door alle genregulerende eiwitten worden herkend
                        • Met een gel-mobiliteitsverschuivingsassay kunnen sequentiespecifieke DNA-bindende eiwitten gemakkelijk worden gedetecteerd
                        • DNA-affiniteitschromatografie vergemakkelijkt de zuivering van sequentiespecifieke DNA-bindende eiwitten
                        • De DNA-sequentie die wordt herkend door een genregulerend eiwit kan worden bepaald
                        • Een chromatine-immunoprecipitatietechniek identificeert DNA-sites bezet door genregulerende eiwitten in levende cellen
                        • Samenvatting
                        • De tryptofaanrepressor is een eenvoudige schakelaar die genen in bacteriën aan- en uitzet
                        • Transcriptionele activatoren zetten genen aan
                        • Een transcriptionele activator en een transcriptionele repressor regelen de lac-operon
                        • Regulatie van transcriptie in eukaryote cellen is complex
                        • Eukaryotische genregulerende eiwitten controleren genexpressie op afstand
                        • Een eukaryoot gencontrolegebied bestaat uit een promotor plus regulerende DNA-sequenties
                        • Eukaryotische genactivatoreiwitten bevorderen de assemblage van RNA-polymerase en de algemene transcriptiefactoren bij het startpunt van transcriptie
                        • Eukaryotische genactivatoreiwitten wijzigen de lokale chromatinestructuur
                        • Genactivator-eiwitten werken synergetisch
                        • Eukaryotische genrepressoreiwitten kunnen transcriptie op verschillende manieren remmen
                        • Eukaryotische genregulerende eiwitten assembleren vaak tot complexen op DNA
                        • Complexe genetische schakelaars die de ontwikkeling van Drosophila reguleren, zijn opgebouwd uit kleinere modules
                        • De Drosophila vooravond Gen wordt gereguleerd door combinatorische controles
                        • Complexe gencontroleregio's voor zoogdieren zijn ook opgebouwd uit eenvoudige regulerende modules
                        • Isolatoren zijn DNA-sequenties die voorkomen dat eukaryote genregulerende eiwitten de verre genen beïnvloeden
                        • Bacteriën gebruiken verwisselbare RNA-polymerasesubeenheden om gentranscriptie te reguleren
                        • Genschakelaars zijn geleidelijk geëvolueerd
                        • Samenvatting
                        • DNA-herrangschikkingen bemiddelen fasevariatie in bacteriën
                        • Een set genregulerende eiwitten bepaalt het celtype in een ontluikende gist
                        • Twee eiwitten die elkaars synthese onderdrukken bepalen de erfelijke toestand van bacteriofaag lambda
                        • Genregulerende circuits kunnen worden gebruikt om zowel geheugenapparaten als oscillatoren te maken
                        • Circadiaanse klokken zijn gebaseerd op feedbacklussen in genregulatie
                        • De expressie van een reeks genen kan worden gecoördineerd door een enkel eiwit
                        • Expressie van een kritisch genregulerend eiwit kan de expressie van een hele reeks stroomafwaartse genen veroorzaken
                        • Combinatorische gencontrole creëert veel verschillende celtypen in eukaryoten
                        • De vorming van een heel orgaan kan worden geactiveerd door een enkel genregulerend eiwit
                        • Stabiele patronen van genexpressie kunnen worden overgedragen naar dochtercellen
                        • Chromosoombrede veranderingen in de chromatinestructuur kunnen worden geërfd
                        • Het patroon van DNA-methylatie kan worden geërfd wanneer gewervelde cellen zich delen
                        • Gewervelde dieren gebruiken DNA-methylatie om genen in een stille staat te vergrendelen
                        • Genomische imprinting vereist DNA-methylatie
                        • CG-rijke eilanden worden geassocieerd met ongeveer 20.000 genen in zoogdieren
                        • Samenvatting
                        • Transcriptieverzwakking veroorzaakt de voortijdige beëindiging van sommige RNA-moleculen
                        • Alternatieve RNA-splitsing kan verschillende vormen van een eiwit van hetzelfde gen produceren
                        • De definitie van een gen moest worden aangepast sinds de ontdekking van alternatieve RNA-splitsing
                        • Geslachtsbepaling bij Drosophila hangt af van een gereguleerde reeks RNA-splitsingsgebeurtenissen
                        • Een verandering in de plaats van RNA-transcriptsplitsing en Poly-A-toevoeging kan de C-terminus van een eiwit veranderen
                        • RNA-bewerking kan de betekenis van het RNA-bericht veranderen
                        • RNA-transport vanuit de kern kan worden gereguleerd
                        • Sommige mRNA's zijn gelokaliseerd in specifieke regio's van het cytoplasma
                        • Eiwitten die binden aan de 5′ en 3′ onvertaalde regio's van mRNA's bemiddelen negatieve translationele controle
                        • De fosforylering van een initiatiefactor reguleert wereldwijd de eiwitsynthese
                        • Initiatie op AUG Codons stroomopwaarts van de start van de vertaling kunnen de initiatie van de eukaryotische vertaling reguleren
                        • Interne ribosoominvoersites bieden mogelijkheden voor vertaalcontrole
                        • Genexpressie kan worden gecontroleerd door een verandering in mRNA-stabiliteit
                        • Cytoplasmatische Poly-A-toevoeging kan vertaling reguleren
                        • Onzin-gemedieerd mRNA-verval wordt gebruikt als een mRNA-surveillancesysteem in eukaryoten
                        • RNA-interferentie wordt door cellen gebruikt om genexpressie tot zwijgen te brengen
                        • Samenvatting
                        • Genoomveranderingen worden veroorzaakt door storingen van de normale mechanismen voor het kopiëren en onderhouden van DNA
                        • De genoomsequenties van twee soorten verschillen in verhouding tot de tijdsduur dat ze afzonderlijk zijn geëvolueerd
                        • De chromosomen van mensen en chimpansees lijken erg op elkaar
                        • Een vergelijking van menselijke en muischromosomen laat zien hoe de grootschalige structuren van genomen uiteenlopen
                        • Het is moeilijk om de structuur van oude genomen te reconstrueren
                        • Genduplicatie en divergentie vormen een kritieke bron van genetische nieuwigheid tijdens evolutie
                        • Gedupliceerde genen divergeren
                        • De evolutie van de Globin-genfamilie laat zien hoe DNA-duplicaties bijdragen aan de evolutie van organismen
                        • Genen die coderen voor nieuwe eiwitten kunnen worden gemaakt door de recombinatie van exons
                        • Genoomsequenties hebben wetenschappers met veel mysteries achtergelaten die moeten worden opgelost
                        • Genetische variatie binnen een soort biedt een fijnschalig beeld van genoomevolutie
                        • Samenvatting
                        • Algemeen
                        • Een overzicht van gencontrole
                        • DNA-bindende motieven in genregulerende eiwitten
                        • Hoe genetische schakelaars werken
                        • De moleculaire genetische mechanismen die gespecialiseerde celtypen creëren
                        • Posttranscriptionele controles
                        • Hoe genomen evolueren
                        • Hoofdstuk 8. Eiwitten, DNA en RNA manipuleren
                          • Cellen isoleren en in cultuur laten groeien
                            • Cellen kunnen worden geïsoleerd uit een weefselsuspensie en worden gescheiden in verschillende typen
                            • Cellen kunnen worden gekweekt in een kweekschaal
                            • Serumvrije, chemisch gedefinieerde media maken identificatie van specifieke groeifactoren mogelijk
                            • Eukaryotische cellijnen zijn een veelgebruikte bron van homogene cellen
                            • Cellen kunnen samengesmolten worden om hybride cellen te vormen
                            • Hybridomacellijnen bieden een permanente bron van monoklonale antilichamen
                            • Samenvatting
                            • Organellen en macromoleculen kunnen worden gescheiden door ultracentrifugatie
                            • De moleculaire details van complexe cellulaire processen kunnen worden ontcijferd in celvrije systemen
                            • Eiwitten kunnen worden gescheiden door chromatografie
                            • Affiniteitschromatografie maakt gebruik van specifieke bindingsplaatsen op eiwitten
                            • De grootte en samenstelling van de subeenheid van een eiwit kan worden bepaald door SDS-polyacrylamide-gelelektroforese
                            • Meer dan 1000 eiwitten kunnen worden opgelost op een enkele gel door tweedimensionale polyacrylamide-gelelektroforese
                            • Selectieve splitsing van een eiwit genereert een onderscheidende reeks peptidefragmenten
                            • Massaspectrometrie kan worden gebruikt om peptidefragmenten te sequencen en eiwitten te identificeren
                            • Samenvatting
                            • Grote DNA-moleculen worden in fragmenten gesneden door restrictie-nucleasen
                            • Gelelektroforese scheidt DNA-moleculen van verschillende groottes
                            • Gezuiverde DNA-moleculen kunnen in vitro specifiek worden gelabeld met radio-isotopen of chemische markers
                            • Nucleïnezuurhybridisatiereacties bieden een gevoelige manier om specifieke nucleotidesequenties te detecteren
                            • Northern en Southern Blotting vergemakkelijken hybridisatie met elektroforetisch gescheiden nucleïnezuurmoleculen
                            • Hybridisatietechnieken Lokaliseer specifieke nucleïnezuursequenties in cellen of op chromosomen
                            • Genen kunnen worden gekloond uit een DNA-bibliotheek
                            • Twee soorten DNA-bibliotheken hebben verschillende doelen
                            • cDNA-klonen bevatten ononderbroken codeersequenties
                            • Geïsoleerde DNA-fragmenten kunnen snel worden gesequenced
                            • Nucleotidesequenties worden gebruikt om de aminozuursequenties van eiwitten te voorspellen
                            • De genomen van veel organismen zijn volledig gesequenced
                            • Geselecteerde DNA-segmenten kunnen in een reageerbuis worden gekloond door een polymerasekettingreactie
                            • Cellulaire eiwitten kunnen in grote hoeveelheden worden gemaakt door het gebruik van expressievectoren
                            • Samenvatting
                            • De diffractie van röntgenstralen door eiwitkristallen kan de exacte structuur van een eiwit onthullen
                            • Moleculaire structuur kan ook worden bepaald met behulp van nucleaire magnetische resonantie (NMR) spectroscopie
                            • Sequentieovereenkomst kan aanwijzingen geven over de eiwitfunctie
                            • Fusion-eiwitten kunnen worden gebruikt om de eiwitfunctie te analyseren en eiwitten in levende cellen te volgen
                            • Affiniteitschromatografie en immunoprecipitatie maken identificatie van geassocieerde eiwitten mogelijk
                            • Eiwit-eiwit interacties kunnen worden geïdentificeerd door gebruik te maken van het twee-hybride systeem
                            • Fagenweergavemethoden detecteren ook eiwitinteracties
                            • Eiwitinteracties kunnen in realtime worden gevolgd met behulp van Surface Plasmon Resonance
                            • DNA Footprinting onthult de plaatsen waar eiwitten aan een DNA-molecuul binden
                            • Samenvatting
                            • De klassieke benadering begint met willekeurige mutagenese
                            • Genetische schermen identificeren mutanten die deficiënt zijn in cellulaire processen
                            • Een complementatietest onthult of twee mutaties in dezelfde of in verschillende genen zitten
                            • Genen kunnen worden gelokaliseerd door koppelingsanalyse
                            • Zoeken naar homologie kan de functie van een gen helpen voorspellen
                            • Reporter-genen onthullen wanneer en waar een gen wordt uitgedrukt
                            • Microarrays bewaken de expressie van duizenden genen tegelijk
                            • Gerichte mutaties kunnen genfunctie onthullen
                            • Cellen en dieren met gemuteerde genen kunnen op bestelling worden gemaakt
                            • Het normale gen in een cel kan direct worden vervangen door een gemanipuleerd mutant gen in bacteriën en sommige lagere eukaryoten
                            • Gemanipuleerde genen kunnen worden gebruikt om specifieke dominante negatieve mutaties in diploïde organismen te creëren
                            • Gain-of-Function-mutaties geven aanwijzingen voor de rol die genen spelen in een cel of organisme
                            • Genen kunnen opnieuw worden ontworpen om eiwitten van elke gewenste volgorde te produceren
                            • Gemanipuleerde genen kunnen gemakkelijk in de kiemlijn van veel dieren worden ingebracht
                            • Gentargeting maakt het mogelijk om transgene muizen te produceren die specifieke genen missen
                            • Transgene planten zijn belangrijk voor zowel celbiologie als landbouw
                            • Grote verzamelingen van getagde knockouts bieden een hulpmiddel voor het onderzoeken van de functie van elk gen in een organisme
                            • Samenvatting
                            • Algemeen
                            • Cellen isoleren en in cultuur laten groeien
                            • Fractionering van cellen
                            • Isoleren, klonen en sequencen van DNA
                            • Analyse van eiwitstructuur en -functie
                            • Genexpressie en functie bestuderen
                            • Kijken naar de structuur van cellen in de microscoop
                              • De lichtmicroscoop kan details oplossen 0.2 μm Apart
                              • Levende cellen worden duidelijk gezien in een fasecontrast- of een differentieel-interferentie-contrastmicroscoop
                              • Afbeeldingen kunnen worden verbeterd en geanalyseerd door elektronische technieken
                              • Weefsels worden meestal gefixeerd en in secties verdeeld voor microscopie
                              • Verschillende componenten van de cel kunnen selectief worden gekleurd
                              • Specifieke moleculen kunnen in cellen worden gelokaliseerd door fluorescentiemicroscopie
                              • Antilichamen kunnen worden gebruikt om specifieke moleculen te detecteren
                              • Beeldvorming van complexe driedimensionale objecten is mogelijk met de optische microscoop
                              • De confocale microscoop produceert optische secties door onscherp licht uit te sluiten
                              • De elektronenmicroscoop lost de fijne structuur van de cel op
                              • Biologische specimens vereisen speciale voorbereiding voor de elektronenmicroscoop
                              • Specifieke macromoleculen kunnen worden gelokaliseerd door Immunogold-elektronenmicroscopie
                              • Afbeeldingen van oppervlakken kunnen worden verkregen door middel van scanning-elektronenmicroscopie
                              • Met metaalschaduwen kunnen oppervlaktekenmerken met hoge resolutie worden onderzocht door middel van transmissie-elektronenmicroscopie
                              • Freeze-Fracture en Freeze-Etch-elektronenmicroscopie bieden zicht op oppervlakken in de cel
                              • Negatieve kleuring en cryo-elektronenmicroscopie zorgen ervoor dat macromoleculen met hoge resolutie kunnen worden bekeken
                              • Meerdere afbeeldingen kunnen worden gecombineerd om de resolutie te verhogen
                              • Weergaven vanuit verschillende richtingen kunnen worden gecombineerd om driedimensionale reconstructies te geven
                              • Samenvatting
                              • Snel veranderende intracellulaire ionenconcentraties kunnen worden gemeten met lichtgevende indicatoren
                              • Er zijn verschillende manieren om membraan-impermeabele moleculen in cellen te introduceren
                              • De door licht geïnduceerde activering van 'Caged'-precursormoleculen faciliteert studies van intracellulaire dynamiek
                              • Groene fluorescerende proteïne kan worden gebruikt om individuele eiwitten in levende cellen en organismen te labelen
                              • Licht kan worden gebruikt om microscopische objecten te manipuleren en om ze af te beelden
                              • Moleculen kunnen worden gelabeld met radio-isotopen
                              • Radio-isotopen worden gebruikt om moleculen in cellen en organismen te traceren
                              • Samenvatting
                              • Algemeen
                              • Kijken naar de structuur van cellen in de microscoop
                              • Moleculen in levende cellen visualiseren
                              • Hoofdstuk 10. Membraanstructuur
                                • De lipide dubbellaag
                                  • Membraanlipiden zijn amfipathische moleculen, waarvan de meeste spontaan dubbellagen vormen
                                  • De lipide dubbellaag is een tweedimensionale vloeistof
                                  • De vloeibaarheid van een lipidedubbellaag hangt af van de samenstelling ervan
                                  • Het plasmamembraan bevat lipidenvlotten die zijn verrijkt met sphingolipiden, cholesterol en sommige membraaneiwitten
                                  • De asymmetrie van de lipidedubbellaag is functioneel belangrijk
                                  • Glycolipiden worden aangetroffen op het oppervlak van alle plasmamembranen
                                  • Samenvatting
                                  • Membraanproteïnen kunnen op verschillende manieren met de lipidedubbellaag worden geassocieerd
                                  • In de meeste transmembraaneiwitten kruist de polypeptideketen de lipidedubbellaag in een α-helicale conformatie
                                  • Sommige β vaten vormen grote transmembraankanalen
                                  • Veel membraaneiwitten zijn geglycosyleerd
                                  • Membraanproteïnen kunnen worden opgelost en gezuiverd in wasmiddelen
                                  • De cytosolische kant van plasmamembraaneiwitten kan worden bestudeerd in rode bloedcel-spoken
                                  • Spectrine is een cytoskeletaal eiwit dat niet-covalent is geassocieerd met de cytosolische kant van het rode bloedcelmembraan
                                  • Glycophorine breidt zich uit door de rode bloedcel-lipidedubbellaag als een enkele 'α helix'
                                  • Band 3 van de rode bloedcel is een multipass-membraaneiwit dat het gekoppelde transport van anionen katalyseert
                                  • Bacteriorodopsine is een protonpomp die als zeven α helices de lipidedubbellaag doorkruist
                                  • Membraanproteïnen functioneren vaak als grote complexen
                                  • Veel membraaneiwitten diffunderen in het vlak van het membraan
                                  • Cellen kunnen eiwitten en lipiden beperken tot specifieke domeinen binnen een membraan
                                  • Het celoppervlak is bedekt met suikerresten
                                  • Samenvatting
                                  • Algemeen
                                  • De lipide dubbellaag
                                  • Membraan Eiwitten
                                  • Principes van membraantransport
                                    • Eiwitvrije lipidendubbellagen zijn zeer ondoordringbaar voor ionen
                                    • Er zijn twee hoofdklassen van membraantransporteiwitten: dragers en kanalen
                                    • Actief transport wordt gemedieerd door dragereiwitten gekoppeld aan een energiebron
                                    • Ionoforen kunnen worden gebruikt als hulpmiddelen om de doorlaatbaarheid van membranen voor specifieke ionen te vergroten
                                    • Samenvatting
                                    • Actief transport kan worden aangedreven door ionengradiënten
                                    • Na+-aangedreven dragereiwitten in het plasmamembraan reguleren de cytosolische pH
                                    • Een asymmetrische verdeling van dragereiwitten in epitheelcellen ligt ten grondslag aan het transcellulaire transport van opgeloste stoffen
                                    • De plasmamembraan Na + -K + pomp is een ATPase
                                    • Sommige Ca2+- en H+-pompen zijn ook P-type transport-ATPasen
                                    • De Na + -K + -pomp is vereist om de osmotische balans te behouden en het celvolume te stabiliseren
                                    • Membraangebonden enzymen die ATP synthetiseren, zijn transport-ATPasen die omgekeerd werken
                                    • ABC-transporters vormen de grootste familie van membraantransporteiwitten
                                    • Samenvatting
                                    • Ionenkanalen zijn ionselectief en fluctueren tussen open en gesloten toestanden
                                    • Het membraanpotentieel in dierlijke cellen hangt voornamelijk af van K+-lekkanalen en de K+-gradiënt over het plasmamembraan
                                    • Het rustpotentieel vervalt slechts langzaam wanneer de Na + -K + -pomp wordt gestopt
                                    • De driedimensionale structuur van een bacterieel K+-kanaal laat zien hoe een ionenkanaal kan werken
                                    • De functie van een zenuwcel hangt af van zijn langwerpige structuur
                                    • Spanningsafhankelijke kationkanalen genereren actiepotentialen in elektrisch prikkelbare cellen
                                    • Myelinisatie verhoogt de snelheid en efficiëntie van actiepotentiaalvoortplanting in zenuwcellen
                                    • Patch-Clamp-opname geeft aan dat individuele gated kanalen openen in een alles-of-niets-mode
                                    • Spanningsafhankelijke kationkanalen zijn evolutionair en structureel gerelateerd
                                    • Transmitter-gated ionenkanalen zetten chemische signalen om in elektrische signalen bij chemische synapsen
                                    • Chemische synapsen kunnen prikkelend of remmend zijn
                                    • De acetylcholinereceptoren op de neuromusculaire junctie zijn zendergestuurde kationkanalen
                                    • Transmitter-gated ionenkanalen zijn belangrijke doelen voor psychoactieve drugs
                                    • Neuromusculaire transmissie omvat de opeenvolgende activering van vijf verschillende sets ionenkanalen
                                    • Enkele neuronen zijn complexe rekenapparaten
                                    • Neuronale berekening vereist een combinatie van ten minste drie soorten K+-kanalen
                                    • Versterking op lange termijn (LTP) in de zoogdieren Hippocampus hangt af van Ca2+-invoer via NMDA-receptorkanalen
                                    • Samenvatting
                                    • Algemeen
                                    • Principes van membraantransport
                                    • Dragereiwitten en actief membraantransport
                                    • Ionenkanalen en de elektrische eigenschappen van membranen
                                    • De compartimentering van cellen
                                      • Alle eukaryote cellen hebben dezelfde basisset van membraan-ingesloten organellen
                                      • De topologische relaties van door membraan omsloten organellen kunnen worden geïnterpreteerd in termen van hun evolutionaire oorsprong
                                      • Eiwitten kunnen op verschillende manieren tussen compartimenten bewegen
                                      • Signaalsequenties en signaalpatches leiden eiwitten naar het juiste mobiele adres
                                      • De meeste door membraan omsloten organellen kunnen niet uit het niets worden opgebouwd: ze hebben informatie nodig in het organel zelf
                                      • Samenvatting
                                      • Nucleaire poriëncomplexen perforeren de nucleaire envelop
                                      • Nucleaire lokalisatiesignalen leiden nucleaire eiwitten naar de kern
                                      • Nucleaire importreceptoren binden nucleaire lokalisatiesignalen en nucleoporines
                                      • Nucleaire export werkt als nucleaire import, maar dan omgekeerd
                                      • De Ran GTPase stuurt directioneel transport door nucleaire poriëncomplexen
                                      • Transport tussen de kern en het cytosol kan worden gereguleerd door de toegang tot de transportmachines te regelen
                                      • De nucleaire envelop wordt gedemonteerd tijdens mitose
                                      • Samenvatting
                                      • Translocatie naar de mitochondriale matrix hangt af van een signaalsequentie en eiwittranslocators
                                      • Mitochondriale voorlopereiwitten worden geïmporteerd als ongevouwen polypeptideketens
                                      • Mitochondriale voorlopereiwitten worden in de matrix geïmporteerd op contactplaatsen die de binnenste en buitenste membranen verbinden
                                      • ATP-hydrolyse en een H + -gradiënt worden gebruikt om de eiwitimport naar de mitochondriën te stimuleren
                                      • Herhaalde cycli van ATP-hydrolyse door mitochondriaal Hsp70 Voltooi het importproces
                                      • Eiwittransport naar het binnenste mitochondriale membraan en de intermembraanruimte vereist twee signaalsequenties
                                      • Er zijn twee signaalsequenties nodig om eiwitten naar het thylakoïdemembraan in chloroplasten te leiden
                                      • Samenvatting
                                      • Peroxisomen gebruiken moleculaire zuurstof en waterstofperoxide om oxidatieve reacties uit te voeren
                                      • Een korte signaalsequentie stuurt de import van eiwitten in peroxisomen
                                      • Samenvatting
                                      • Membraangebonden ribosomen definiëren de ruwe ER
                                      • Gladde ER is overvloedig aanwezig in sommige gespecialiseerde cellen
                                      • Ruwe en gladde gebieden van ER kunnen worden gescheiden door centrifugeren
                                      • Signaalsequenties werden voor het eerst ontdekt in eiwitten geïmporteerd in de ruwe ER
                                      • Een signaalherkenningsdeeltje (SRP) stuurt ER-signaalsequenties naar een specifieke receptor in het ruwe ER-membraan
                                      • De polypeptideketen gaat door een waterige porie in de translocator
                                      • Translocatie over het ER-membraan vereist niet altijd voortdurende verlenging van de polypeptideketen
                                      • De ER-signaalsequentie wordt verwijderd uit de meeste oplosbare eiwitten na translocatie
                                      • In single-pass transmembraan-eiwitten blijft een enkele interne ER-signaalsequentie in de lipidedubbellaag als een membraan-omspannende α helix
                                      • Combinaties van start-overdrachts- en stop-overdrachtssignalen bepalen de topologie van multipass-transmembraaneiwitten
                                      • Getransloceerde polypeptideketens vouwen en monteren in het lumen van de ruwe ER
                                      • De meeste eiwitten die in het ruwe ER worden gesynthetiseerd, worden geglycosyleerd door de toevoeging van een gemeenschappelijk N-gebonden oligosacharide
                                      • Oligosachariden worden gebruikt als tags om de staat van eiwitvouwing te markeren
                                      • Verkeerd gevouwen eiwitten worden geëxporteerd vanuit het ER en afgebroken in het cytosol
                                      • Verkeerd gevouwen eiwitten in de ER activeren een ongevouwen eiwitrespons
                                      • Sommige membraaneiwitten verwerven een covalent gebonden glycosylfosfatidylinositol (GPI) anker
                                      • De meeste membraanlipidedubbellagen zijn geassembleerd in de ER
                                      • Fosfolipide-uitwisselingseiwitten helpen bij het transporteren van fosfolipiden van het ER naar mitochondriën en peroxisomen
                                      • Samenvatting
                                      • Algemeen
                                      • De compartimentering van cellen
                                      • Het transport van moleculen tussen de kern en het cytosol
                                      • Het transport van eiwitten naar mitochondriën en chloroplasten
                                      • peroxisomen
                                      • Het endoplasmatisch reticulum
                                      • De moleculaire mechanismen van membraantransport en het behoud van compartimentendiversiteit
                                        • Er zijn verschillende soorten gecoate blaasjes
                                        • De assemblage van een clathrin-jas stimuleert de vorming van blaasjes
                                        • Zowel het afknijpen als het verwijderen van gecoate blaasjes zijn gereguleerde processen
                                        • Niet alle transportblaasjes zijn bolvormig
                                        • Monomere GTPases Control Coat Assembly
                                        • SNARE-eiwitten en targeting GTPases Gids Membraantransport
                                        • Interactieve SNARE's moeten uit elkaar worden gehaald voordat ze weer kunnen functioneren
                                        • Rab-eiwitten helpen de specificiteit van vesicle-docking te garanderen
                                        • SNARE's kunnen membraanfusie bemiddelen
                                        • Viral Fusion Proteins en SNARE's kunnen vergelijkbare strategieën gebruiken
                                        • Samenvatting
                                        • Eiwitten verlaten het ER in COPII-gecoate transportblaasjes
                                        • Alleen eiwitten die op de juiste manier zijn gevouwen en geassembleerd, kunnen de ER . verlaten
                                        • Transport van de ER naar het Golgi-apparaat wordt gemedieerd door vesiculaire buisvormige clusters
                                        • De ophaalroute naar de ER maakt gebruik van sorteersignalen
                                        • Veel eiwitten worden selectief vastgehouden in de compartimenten waarin ze functioneren
                                        • De lengte van het transmembraangebied van Golgi-enzymen bepaalt hun locatie in de cel
                                        • Het Golgi-apparaat bestaat uit een geordende reeks compartimenten
                                        • Oligosaccharideketens worden verwerkt in het Golgi-apparaat
                                        • Proteoglycanen worden geassembleerd in het Golgi-apparaat
                                        • Wat is het doel van glycosylering?
                                        • De Golgi Cisternae zijn georganiseerd als een reeks verwerkingscompartimenten
                                        • Transport door het Golgi-apparaat kan plaatsvinden door vesiculair transport of cisternale rijping
                                        • Matrix-eiwitten vormen een dynamische steiger die helpt bij het organiseren van het apparaat
                                        • Samenvatting
                                        • Lysosomen zijn de belangrijkste plaatsen van intracellulaire spijsvertering
                                        • Lysosomen zijn heterogeen
                                        • Planten- en schimmelvacuolen zijn opmerkelijk veelzijdige lysosomen
                                        • Meerdere routes leveren materialen aan lysosomen
                                        • Een mannose-6-fosfaatreceptor herkent lysosomale eiwitten in de Trans Golgi-netwerk
                                        • De M6P-receptor-shuttles tussen specifieke membranen
                                        • Een signaalpatch in de hydrolyase-polypeptideketen biedt de cue voor M6P-toevoeging
                                        • Defecten in het GlcNAc-fosfotransferase veroorzaken een lysosomale stapelingsziekte bij mensen
                                        • Sommige lysosomen kunnen exocytose ondergaan
                                        • Samenvatting
                                        • Gespecialiseerde fagocytische cellen kunnen grote deeltjes opnemen
                                        • Pinocytische blaasjes vormen uit gecoate putten in het plasmamembraan
                                        • Niet alle pinocytische blaasjes zijn gecoat met clathrin
                                        • Cellen importeren geselecteerde extracellulaire macromoleculen door receptor-gemedieerde endocytose
                                        • Endocytose materialen die niet uit endosomen worden gehaald, komen terecht in lysosomen
                                        • Specifieke eiwitten worden uit vroege endosomen verwijderd en teruggebracht naar het plasmamembraan
                                        • Multivesiculaire lichamen vormen zich op weg naar late endosomen
                                        • Macromoleculen kunnen door transcytose over epitheelcelbladen worden overgedragen
                                        • Epitheelcellen hebben twee verschillende vroege endosomale compartimenten, maar een gemeenschappelijk laat-endosomaal compartiment
                                        • Samenvatting
                                        • Veel eiwitten en lipiden lijken automatisch van het Golgi-apparaat naar het celoppervlak te worden getransporteerd
                                        • Secretoire blaasjes Bud van de Trans Golgi-netwerk
                                        • Eiwitten worden vaak proteolytisch verwerkt tijdens de vorming van secretoire blaasjes
                                        • Secretoire blaasjes wachten in de buurt van het plasmamembraan totdat ze worden gesignaleerd om hun inhoud vrij te geven
                                        • Gereguleerde exocytose kan een gelokaliseerde reactie zijn van het plasmamembraan en het onderliggende cytoplasma
                                        • Uitscheidingsblaasjesmembraancomponenten worden snel uit het plasmamembraan verwijderd
                                        • Gepolariseerde cellen sturen eiwitten uit de Trans Golgi-netwerk naar het juiste domein van het plasmamembraan
                                        • Cytoplasmatische sorteersignalen leiden membraaneiwitten selectief naar het basolaterale plasmamembraan
                                        • Lipidenvlotten kunnen het sorteren van glycosfingolipiden en GPI-verankerde eiwitten naar het apicale plasmamembraan bemiddelen
                                        • Synaptische blaasjes kunnen zich direct uit endocytische blaasjes vormen
                                        • Samenvatting
                                        • Algemeen
                                        • De moleculaire mechanismen van membraantransport en het behoud van compartimentendiversiteit
                                        • Transport van de eerste hulp via het Golgi-apparaat
                                        • Transport van het Trans Golgi-netwerk naar Lysosomen
                                        • Transport naar de cel vanuit het plasmamembraan: endocytose
                                        • Vervoer vanaf de Trans Golgi-netwerk naar de buitenkant van de cel: exocytose
                                        • het mitochondrion
                                          • Het mitochondrion bevat een buitenste membraan, een binnenste membraan en twee interne compartimenten
                                          • Hoogenergetische elektronen worden gegenereerd via de citroenzuurcyclus
                                          • Een chemiosmotisch proces zet oxidatie-energie om in ATP
                                          • Elektronen worden overgedragen van NADH naar zuurstof via drie grote ademhalingsenzymcomplexen
                                          • Terwijl elektronen langs de ademhalingsketen bewegen, wordt energie opgeslagen als een elektrochemische protongradiënt over het binnenmembraan
                                          • Hoe de protongradiënt de ATP-synthese aanstuurt?
                                          • Hoe de protongradiënt gekoppeld transport over het binnenmembraan aanstuurt
                                          • Protongradiënten produceren het grootste deel van het ATP van de cel
                                          • Mitochondriën handhaven een hoge ATP:ADP-verhouding in cellen
                                          • Een grote negatieve waarde van ΔG voor ATP-hydrolyse maakt ATP nuttig voor de cel
                                          • ATP-synthase kan ook omgekeerd werken om ATP en pomp H + . te hydrolyseren
                                          • Samenvatting
                                          • Protonen zijn buitengewoon gemakkelijk te verplaatsen
                                          • Het redoxpotentieel is een maat voor elektronenaffiniteiten
                                          • Elektronenoverdrachten geven grote hoeveelheden energie vrij
                                          • Er zijn spectroscopische methoden gebruikt om veel elektronendragers in de ademhalingsketen te identificeren
                                          • De ademhalingsketen omvat drie grote enzymcomplexen ingebed in het binnenmembraan
                                          • Een ijzer-kopercentrum in cytochroomoxidase katalyseert efficiënte O2 Vermindering
                                          • Elektronenoverdrachten worden gemedieerd door willekeurige botsingen in het binnenste mitochondriale membraan
                                          • Een grote daling van het redoxpotentieel over elk van de drie ademhalingsenzymcomplexen levert de energie voor H+-pompen
                                          • Het mechanisme van H + pompen zal binnenkort in atomair detail worden begrepen
                                          • H + ionoforen ontkoppelen elektronentransport van ATP-synthese
                                          • Ademhalingsregeling beperkt normaal gesproken de elektronenstroom door de ketting
                                          • Natuurlijke ontkoppelaars zetten de mitochondriën in bruin vet om in warmtegenererende machines
                                          • Bacteriën maken ook gebruik van chemiosmotische mechanismen om energie te benutten
                                          • Samenvatting
                                          • De chloroplast is een lid van de plastidenfamilie van organellen
                                          • Chloroplasten lijken op mitochondriën, maar hebben een extra compartiment
                                          • Chloroplasten vangen energie uit zonlicht en gebruiken het om koolstof te fixeren
                                          • Koolstoffixatie wordt gekatalyseerd door ribulosebisfosfaatcarboxylase
                                          • Per CO . worden drie moleculen ATP en twee NADPH-moleculen verbruikt2 Molecuul dat is opgelost
                                          • Koolstoffixatie in sommige planten is gecompartimenteerd om groei bij lage CO . te vergemakkelijken2 concentraties
                                          • Fotosynthese hangt af van de fotochemie van chlorofylmoleculen
                                          • Een fotosysteem bestaat uit een reactiecentrum plus een antennecomplex
                                          • In een reactiecentrum creëert lichtenergie opgevangen door chlorofyl een sterke elektronendonor van een zwakke
                                          • Niet-cyclische fotofosforylering produceert zowel NADPH als ATP
                                          • Chloroplasten kunnen ATP maken door cyclische fotofosforylering zonder NADPH te maken
                                          • Fotosystemen I en II hebben verwante structuren en lijken ook op bacteriële fotosystemen
                                          • De proton-aandrijfkracht is hetzelfde in mitochondriën en chloroplasten
                                          • Dragereiwitten in het binnenmembraan van de chloroplast regelen de uitwisseling van metabolieten met het cytosol
                                          • Chloroplasten voeren ook andere cruciale biosyntheses uit
                                          • Samenvatting
                                          • Mitochondriën en chloroplasten bevatten complete genetische systemen
                                          • Organelgroei en -deling Bepaal het aantal mitochondriën en plastiden in een cel
                                          • De genomen van mitochondriën en chloroplasten zijn divers
                                          • Mitochondriën en chloroplasten zijn waarschijnlijk beide geëvolueerd uit endosymbiotische bacteriën
                                          • Mitochondriale genomen hebben verschillende verrassende eigenschappen
                                          • Dierlijke mitochondriën bevatten de eenvoudigste genetische systemen die bekend zijn
                                          • Sommige organelgenen bevatten introns
                                          • Het chloroplastgenoom van hogere planten bevat ongeveer 120 genen
                                          • Mitochondriale genen worden geërfd door een niet-mendeliaans mechanisme
                                          • Organelgenen zijn in veel organismen van de moeder geërfd
                                          • Petite mutanten in gisten demonstreren het overweldigende belang van de celkern voor mitochondriale biogenese
                                          • Mitochondriën en plastiden bevatten weefselspecifieke eiwitten die zijn gecodeerd in de celkern
                                          • Mitochondriën importeren de meeste van hun lipiden Chloroplasten halen het meeste uit die van hen
                                          • Waarom hebben mitochondriën en chloroplasten hun eigen genetische systemen?
                                          • Samenvatting
                                          • De vroegste cellen produceerden waarschijnlijk ATP door fermentatie
                                          • Elektronentransportketens stelden anaërobe bacteriën in staat om niet-fermenteerbare moleculen te gebruiken als hun belangrijkste energiebron
                                          • Door een onuitputtelijke bron van reducerende kracht te bieden, hebben fotosynthetische bacteriën een groot evolutionair obstakel overwonnen
                                          • De fotosynthetische elektronentransportketens van cyanobacteriën produceerden atmosferische zuurstof en lieten nieuwe levensvormen toe
                                          • Samenvatting
                                          • Algemeen
                                          • het mitochondrion
                                          • Elektronentransportketens en hun protonpompen
                                          • Chloroplasten en fotosynthese
                                          • De genetische systemen van mitochondriën en plastiden
                                          • De evolutie van elektronentransportketens
                                          • Algemene principes van celcommunicatie
                                            • Extracellulaire signaalmoleculen binden aan specifieke receptoren
                                            • Extracellulaire signaalmoleculen kunnen over korte of lange afstanden werken
                                            • Autocriene signalering kan beslissingen coördineren door groepen identieke cellen
                                            • Gap Junctions zorgen ervoor dat signaleringsinformatie kan worden gedeeld door aangrenzende cellen
                                            • Elke cel is geprogrammeerd om te reageren op specifieke combinaties van extracellulaire signaalmoleculen
                                            • Verschillende cellen kunnen verschillend reageren op hetzelfde extracellulaire signaalmolecuul
                                            • De concentratie van een molecuul kan alleen snel worden aangepast als de levensduur van het molecuul kort is
                                            • Stikstofoxidegassignalen door direct te binden aan een enzym in de doelcel
                                            • Nucleaire receptoren zijn ligand-geactiveerde genregulerende eiwitten
                                            • De drie grootste klassen van celoppervlakreceptoreiwitten zijn ion-kanaal-gekoppelde, G-eiwit-gekoppelde en enzym-gekoppelde receptoren
                                            • De meeste geactiveerde celoppervlakreceptoren geven signalen door via kleine moleculen en een netwerk van intracellulaire signaaleiwitten
                                            • Sommige intracellulaire signaaleiwitten werken als moleculaire schakelaars
                                            • Intracellulaire signaleringscomplexen verbeteren de snelheid, efficiëntie en specificiteit van de respons
                                            • Interacties tussen intracellulaire signaaleiwitten worden gemedieerd door modulaire bindingsdomeinen
                                            • Cellen kunnen abrupt reageren op een geleidelijk toenemende concentratie van een extracellulair signaal
                                            • Een cel kan het effect van sommige signalen onthouden
                                            • Cellen kunnen hun gevoeligheid voor een signaal aanpassen
                                            • Samenvatting
                                            • Trimere G-eiwitten demonteren om signalen van G-eiwit-gekoppelde receptoren door te geven
                                            • Sommige G-eiwitten signaleren door de productie van cyclisch AMP te reguleren
                                            • Cyclisch-AMP-afhankelijk proteïnekinase (PKA) bemiddelt de meeste effecten van cyclisch AMP
                                            • Eiwitfosfatasen maken de effecten van PKA en andere eiwitkinasen van voorbijgaande aard
                                            • Sommige G-eiwitten activeren de inositolfosfolipide-signaleringsroute door fosfolipase C-β te activeren
                                            • Ca 2+ functioneert als een alomtegenwoordige intracellulaire boodschapper
                                            • De frequentie van Ca2+-oscillaties beïnvloedt de reactie van een cel
                                            • Ca 2+ /Calmoduline-afhankelijke eiwitkinasen (CaM-kinasen) bemiddelen veel van de acties van Ca2+ in dierlijke cellen
                                            • Sommige G-eiwitten reguleren rechtstreeks de ionenkanalen
                                            • Geur en zicht zijn afhankelijk van G-eiwit-gekoppelde receptoren die cyclisch-nucleotide-gated ionenkanalen reguleren
                                            • Extracellulaire signalen worden sterk versterkt door het gebruik van kleine intracellulaire bemiddelaars en enzymatische cascades
                                            • G-eiwit-gekoppelde receptordesensibilisatie hangt af van receptorfosforylering
                                            • Samenvatting
                                            • Geactiveerde receptor tyrosinekinasen fosforyleren zelf
                                            • Gefosforyleerde tyrosines dienen als dockingsites voor eiwitten met SH2-domeinen
                                            • Ras wordt geactiveerd door een Guanine Nucleotide Exchange Factor
                                            • Ras activeert een stroomafwaartse serine/threonine-fosforylatiecascade die een MAP-kinase bevat
                                            • PI 3-kinase produceert inositolfosfolipide-dockingsites in het plasmamembraan
                                            • De PI 3-kinase/eiwitkinase B-signaleringsroute kan cellen stimuleren om te overleven en te groeien
                                            • Tyrosine-kinase-geassocieerde receptoren zijn afhankelijk van cytoplasmatische tyrosinekinasen voor hun activiteit
                                            • Cytokinereceptoren activeren de Jak-STAT-signaleringsroute en zorgen voor een snelle toegang tot de kern
                                            • Sommige eiwittyrosinefosfatasen kunnen werken als celoppervlakreceptoren
                                            • Signaalproteïnen van de TGF-β superfamilie werken via receptor serine/threonine kinasen en Smads
                                            • Receptor guanylylcyclasen genereren direct cyclische GMP
                                            • Bacteriële chemotaxis hangt af van een tweecomponenten-signaleringsroute die wordt geactiveerd door histidine-kinase-geassocieerde receptoren
                                            • Samenvatting
                                            • De receptoreiwitinkeping wordt geactiveerd door splitsing
                                            • Wnt-eiwitten binden aan frizzled-receptoren en remmen de afbraak van β-Catenine
                                            • Egelproteïnen werken via een receptorcomplex van gepatched en gladgemaakt, die tegenover elkaar staan
                                            • Meerdere stressvolle en pro-inflammatoire stimuli werken via een NF-㮫-afhankelijk signaalpad
                                            • Samenvatting
                                            • Multicellulariteit en celcommunicatie evolueerden onafhankelijk in planten en dieren
                                            • Receptor serine/threonine kinasen functioneren als celoppervlak receptoren in planten
                                            • Ethyleen activeert een signaleringspad met twee componenten
                                            • Fytochromen detecteren rood licht en cryptochromen detecteren blauw licht
                                            • Samenvatting
                                            • Algemeen
                                            • Algemene principes van celcommunicatie
                                            • Signalering via aan G-eiwit gekoppelde celoppervlakreceptoren
                                            • Signalering via enzymgekoppelde celoppervlakreceptoren
                                            • Signaalroutes die afhankelijk zijn van gereguleerde proteolyse
                                            • Signalering in planten
                                            • De zelfassemblage en dynamische structuur van cytoskeletfilamenten
                                              • Elk type cytoskeletfilament is opgebouwd uit kleinere eiwitsubeenheden
                                              • Filamenten gevormd uit meerdere protofilamenten hebben gunstige eigenschappen
                                              • Nucleatie is de snelheidsbeperkende stap in de vorming van een cytoskeletpolymeer
                                              • De subeenheden tubuline en actine worden van kop tot staart geassembleerd en creëren filamenten die polair zijn
                                              • De twee uiteinden van een microtubule en van een actinefilament zijn verschillend en groeien met verschillende snelheden
                                              • Filamentloopband en dynamische instabiliteit zijn de gevolgen van nucleotidehydrolyse door tubuline en actine
                                              • Loopbanden en dynamische instabiliteit vergen energie, maar zijn nuttig
                                              • Andere polymere eiwitten gebruiken ook nucleotidehydrolyse om een ​​conformatieverandering aan celbewegingen te koppelen
                                              • Tubuline en actine zijn sterk geconserveerd tijdens eukaryote evolutie
                                              • Tussenliggende filamentstructuur is afhankelijk van de laterale bundeling en verdraaiing van opgerolde spoelen
                                              • Intermediaire filamenten geven mechanische stabiliteit aan dierlijke cellen
                                              • Filamentpolymerisatie kan worden veranderd door medicijnen
                                              • Samenvatting
                                              • Microtubuli worden genucleëerd door een eiwitcomplex dat γ-tubuline . bevat
                                              • Microtubuli komen voort uit het centrosoom in dierlijke cellen
                                              • Actinefilamenten worden vaak genucleëerd aan het plasmamembraan
                                              • Filamentverlenging wordt gewijzigd door eiwitten die binden aan de vrije subeenheden
                                              • Eiwitten die zich aan de zijkanten van filamenten binden, kunnen ze stabiliseren of destabiliseren
                                              • Eiwitten die interageren met filamentuiteinden kunnen de filamentdynamiek drastisch veranderen
                                              • Filamenten zijn georganiseerd in hogere-ordestructuren in cellen
                                              • Intermediaire filamenten zijn verknoopt en gebundeld in sterke arrays
                                              • Verknopende eiwitten met verschillende eigenschappen Organiseren verschillende assemblages van actinefilamenten
                                              • Het scheiden van eiwitten regelt de lengte en het kinetische gedrag van actinefilamenten en microtubuli
                                              • Cytoskeletelementen kunnen hechten aan het plasmamembraan
                                              • Speciale bundels van cytoskeletfilamenten vormen sterke bevestigingen over het plasmamembraan: focale contacten, hechtingsriemen en desmosomen
                                              • Extracellulaire signalen kunnen belangrijke herschikkingen van het cytoskelet induceren
                                              • Samenvatting
                                              • Op actine gebaseerde motoreiwitten zijn leden van de myosine-superfamilie
                                              • Er zijn twee soorten motoreiwitten van microtubuli: kinesines en dyneïnen
                                              • De structurele overeenkomst tussen myosine en kinesine duidt op een gemeenschappelijke evolutionaire oorsprong
                                              • Motoreiwitten genereren kracht door ATP-hydrolyse te koppelen aan conformatieveranderingen
                                              • Motorproteïnekinetiek is aangepast aan celfuncties
                                              • Motoreiwitten bemiddelen het intracellulaire transport van door membraan ingesloten organellen
                                              • Motoreiwitfunctie kan worden gereguleerd
                                              • Spiercontractie hangt af van het glijden van myosine II en actinefilamenten
                                              • Spiercontractie wordt geïnitieerd door een plotselinge stijging van de cytosolische Ca2+-concentratie
                                              • Hartspier is een nauwkeurig ontworpen machine
                                              • Cilia en flagella zijn beweeglijke structuren opgebouwd uit microtubuli en dyneins
                                              • Samenvatting
                                              • Mechanismen van celpolarisatie kunnen gemakkelijk worden geanalyseerd in gistcellen
                                              • Specifieke RNA-moleculen worden gelokaliseerd door het cytoskelet
                                              • Veel cellen kunnen over een vaste ondergrond kruipen
                                              • Plasmamembraanuitsteeksel wordt aangedreven door actinepolymerisatie
                                              • Celadhesie en tractie zorgen ervoor dat cellen zichzelf naar voren kunnen trekken
                                              • Externe signalen kunnen de richting van celmigratie bepalen
                                              • De complexe morfologische specialisatie van neuronen hangt af van het cytoskelet
                                              • Samenvatting
                                              • Algemeen
                                              • De zelfassemblage en dynamische structuur van cytoskeletfilamenten
                                              • Hoe cellen hun cytoskeletfilamenten reguleren
                                              • Moleculaire Motoren
                                              • Het cytoskelet en celgedrag
                                              • Een overzicht van de celcyclus
                                                • Het celcycluscontrolesysteem is vergelijkbaar in alle eukaryoten
                                                • Het celcycluscontrolesysteem kan genetisch worden ontleed in gisten
                                                • Het celcycluscontrolesysteem kan biochemisch worden geanalyseerd in dierlijke embryo's
                                                • Het celcycluscontrolesysteem van zoogdieren kan in cultuur worden bestudeerd
                                                • Celcyclusprogressie kan op verschillende manieren worden bestudeerd
                                                • Samenvatting
                                                • Het celcyclusbesturingssysteem activeert de belangrijkste processen van de celcyclus
                                                • Het besturingssysteem kan de celcyclus op specifieke controlepunten stoppen
                                                • Controlepunten werken over het algemeen via negatieve intracellulaire signalen
                                                • Het celcycluscontrolesysteem is gebaseerd op cyclisch geactiveerde eiwitkinasen
                                                • Cdk-activiteit kan worden onderdrukt, zowel door remmende fosforylering als door remmende eiwitten
                                                • Het celcycluscontrolesysteem is afhankelijk van cyclische proteolyse
                                                • Celcycluscontrole hangt ook af van transcriptionele regelgeving
                                                • Samenvatting
                                                • S-fase cycline-Cdk-complexen (S-Cdks) starten DNA-replicatie eenmaal per cyclus
                                                • De activering van M-Phase Cyclin-Cdk-complexen (M-Cdks) triggert het binnendringen van mitose
                                                • Toegang tot mitose wordt geblokkeerd door onvolledige DNA-replicatie: het controlepunt voor DNA-replicatie
                                                • M-Cdk bereidt de gedupliceerde chromosomen voor op scheiding
                                                • Zusterchromatidescheiding wordt veroorzaakt door proteolyse
                                                • Niet-bevestigde chromosomen blokkeren de scheiding tussen zuster-chromatiden: het controlepunt van de spindelbevestiging
                                                • Afsluiten van mitose vereist de inactivatie van M-Cdk
                                                • De G1 Fase is een staat van stabiele Cdk-inactiviteit
                                                • Het Rb-eiwit werkt als een rem in zoogdier G1 Cellen
                                                • Celcyclusprogressie is op de een of andere manier gecoördineerd met celgroei
                                                • Celcyclusprogressie wordt geblokkeerd door DNA-schade en p53: DNA-schadecontrolepunten
                                                • Samenvatting
                                                • Apoptose wordt gemedieerd door een intracellulaire proteolytische cascade
                                                • Procaspases worden geactiveerd door binding aan adapterproteïnen
                                                • Bcl-2-familie-eiwitten en IAP-eiwitten zijn de belangrijkste intracellulaire regulatoren van het celdoodprogramma
                                                • Samenvatting
                                                • Mitogenen stimuleren celdeling
                                                • Cellen kunnen deling vertragen door een gespecialiseerde niet-delende staat binnen te gaan
                                                • Mitogenen stimuleren G1-Cdk en G1/S-Cdk-activiteiten
                                                • Abnormale proliferatiesignalen veroorzaken celcyclusstilstand of celdood
                                                • Menselijke cellen hebben een ingebouwde beperking van het aantal keren dat ze zich kunnen delen
                                                • Extracellulaire groeifactoren stimuleren celgroei
                                                • Extracellulaire overlevingsfactoren onderdrukken apoptose
                                                • Naburige cellen strijden om extracellulaire signaaleiwitten
                                                • Veel soorten normale dierlijke cellen hebben verankering nodig om te groeien en zich te vermenigvuldigen
                                                • Sommige extracellulaire signaaleiwitten remmen celgroei, celdeling en overleving
                                                • Ingewikkeld gereguleerde patronen van celdeling genereren en behouden lichaamsvorm
                                                • Samenvatting
                                                • Algemeen
                                                • Een overzicht van de celcyclus
                                                • Onderdelen van het celcyclusbesturingssysteem
                                                • Intracellulaire controle van celcyclusgebeurtenissen
                                                • Geprogrammeerde celdood (apoptose)
                                                • Extracellulaire controle van celdeling, celgroei en apoptose
                                                • Een overzicht van de M-fase
                                                  • Cohesines en condensines helpen bij het configureren van gerepliceerde chromosomen voor segregatie
                                                  • Cytoskeletmachines voeren zowel mitose als cytokinese uit
                                                  • Twee mechanismen zorgen ervoor dat mitose altijd voorafgaat aan cytokinese
                                                  • M-fase in dierlijke cellen hangt af van centrosoomduplicatie in de voorafgaande interfase
                                                  • M-fase is traditioneel verdeeld in zes fasen
                                                  • Samenvatting
                                                  • Instabiliteit van microtubuli neemt sterk toe in de M-fase
                                                  • Interacties tussen tegengestelde motoreiwitten en microtubuli met tegengestelde polariteit Aandrijfspindelconstructie
                                                  • Kinetochoren hechten chromosomen aan de mitotische spil
                                                  • Microtubuli zijn zeer dynamisch in de metafase-spil
                                                  • Functionele bipolaire spindels kunnen rond chromosomen in cellen zonder centrosomes worden geassembleerd
                                                  • Anafase wordt vertraagd totdat alle chromosomen op de metafaseplaat zijn geplaatst
                                                  • Zuster chromatiden scheiden plotseling bij Anaphase
                                                  • Kinetochore microtubuli worden aan beide uiteinden gedemonteerd tijdens anafase A
                                                  • Zowel duwende als trekkende krachten dragen bij aan anafase B
                                                  • Bij Telophase wordt de nucleaire envelop opnieuw gevormd rond individuele chromosomen
                                                  • Samenvatting
                                                  • De microtubuli van de mitotische spindel bepalen het vlak van dierlijke celdeling
                                                  • Sommige cellen herpositioneren hun spindel om asymmetrisch te delen
                                                  • Actine en myosine II in de contractiele ring genereren de kracht voor cytokinese
                                                  • Membraan-omsloten organellen moeten tijdens cytokinese naar dochtercellen worden gedistribueerd
                                                  • Mitose kan optreden zonder cytokinese
                                                  • De Phragmoplast begeleidt cytokinese in hogere planten
                                                  • De uitgebreide M-fase van hogere organismen evolueerde geleidelijk van prokaryotische splijtingsmechanismen
                                                  • Samenvatting
                                                  • Algemeen
                                                  • Een overzicht van de M-fase
                                                  • Mitose
                                                  • Cytokinese
                                                  • Hoofdstuk 19. Celjuncties, celadhesie en de extracellulaire matrix
                                                    • Celknooppunten
                                                      • Afsluitende knooppunten vormen een selectieve permeabiliteitsbarrière over epitheelcelbladen
                                                      • Verankeringsknooppunten Verbind het cytoskelet van een cel met het cytoskelet van zijn buren of met de extracellulaire matrix
                                                      • Adherens Junctions Verbinden bundels actinefilamenten van cel tot cel
                                                      • Desmosomen verbinden tussenfilamenten van cel tot cel
                                                      • Verankeringsknooppunten gevormd door integrines binden cellen aan de extracellulaire matrix: focale verklevingen en hemidesmosomen
                                                      • Gap-juncties zorgen ervoor dat kleine moleculen rechtstreeks van cel naar cel kunnen gaan
                                                      • Een Gap-Junction Connexon bestaat uit zes transmembraan connexine-subeenheden
                                                      • Gap Junctions hebben verschillende functies
                                                      • De doorlaatbaarheid van spleetovergangen kan worden gereguleerd
                                                      • In planten voeren Plasmodesmata veel van dezelfde functies uit als gap-junctions
                                                      • Samenvatting
                                                      • Dierlijke cellen kunnen op hun plaats of nadat ze migreren tot weefsels worden samengevoegd
                                                      • Gedissocieerde gewervelde cellen kunnen opnieuw worden samengevoegd tot georganiseerde weefsels door selectieve cel-celadhesie
                                                      • Cadherines mediëren Ca2+-afhankelijke cel-celadhesie
                                                      • Cadherins spelen een cruciale rol in ontwikkeling
                                                      • Cadherins bemiddelen cel-celadhesie door een homofiel mechanisme
                                                      • Cadherins zijn gekoppeld aan het actine-cytoskelet door Catenins
                                                      • Selectines bemiddelen tijdelijke cel-celadhesie in de bloedbaan
                                                      • Leden van de immunoglobuline-superfamilie van eiwitten bemiddelen Ca2+-onafhankelijke cel-celadhesie
                                                      • Meerdere soorten celoppervlakmoleculen werken parallel om selectieve cel-celadhesie te bemiddelen
                                                      • Non-junctionele contacten kunnen cel-celadhesie veroorzaken die junctionele contacten vervolgens oriënteren en stabiliseren
                                                      • Samenvatting
                                                      • De extracellulaire matrix wordt gemaakt en georiënteerd door de cellen erin
                                                      • Glycosaminoglycaan (GAG)-ketens nemen grote hoeveelheden ruimte in beslag en vormen gehydrateerde gels
                                                      • Van hyaluronan wordt gedacht dat het celmigratie vergemakkelijkt tijdens weefselmorfogenese en herstel
                                                      • Proteoglycanen zijn samengesteld uit GAG-ketens die covalent zijn gekoppeld aan een kerneiwit
                                                      • Proteoglycanen kunnen de activiteiten van uitgescheiden eiwitten reguleren
                                                      • GAG-ketens kunnen sterk georganiseerd zijn in de extracellulaire matrix
                                                      • Proteoglycanen op het celoppervlak werken als co-receptoren
                                                      • Collagenen zijn de belangrijkste eiwitten van de extracellulaire matrix
                                                      • Collagenen worden uitgescheiden met een niet-helicale verlenging aan elk uiteinde
                                                      • Na secretie worden fibrillaire procollageenmoleculen gesplitst tot collageenmoleculen, die zich tot fibrillen assembleren
                                                      • Fibril-geassocieerde collagenen helpen bij het organiseren van de fibrillen
                                                      • Cellen helpen bij het organiseren van de collageenfibrillen die ze afscheiden door spanning op de matrix uit te oefenen
                                                      • Elastine geeft weefsels hun elasticiteit
                                                      • Fibronectine is een extracellulair eiwit dat cellen helpt zich aan de matrix te hechten
                                                      • Fibronectine bestaat in zowel oplosbare als fibrillaire vormen
                                                      • Intracellulaire actinefilamenten reguleren de assemblage van extracellulaire fibronectinefibrillen
                                                      • Glycoproteïnen in de Matrix Helpgids Celmigratie
                                                      • Basale laminae zijn voornamelijk samengesteld uit type IV collageen, laminine, nidogen en een heparansulfaat-proteoglycaan
                                                      • Basale laminae vervullen diverse functies
                                                      • De extracellulaire matrix kan de celvorm, celoverleving en celproliferatie beïnvloeden
                                                      • De gecontroleerde afbraak van matrixcomponenten helpt cellen te migreren
                                                      • Samenvatting
                                                      • Integrines zijn transmembraan heterodimeren
                                                      • Integrines moeten interageren met het cytoskelet om cellen aan de extracellulaire matrix te binden
                                                      • Cellen kunnen de activiteit van hun integrines reguleren
                                                      • Integrines activeren intracellulaire signaleringsroutes
                                                      • Samenvatting
                                                      • De samenstelling van de celwand hangt af van het celtype
                                                      • Door de treksterkte van de celwand kunnen plantencellen turgordruk ontwikkelen
                                                      • De primaire celwand is opgebouwd uit cellulosemicrofibrillen verweven met een netwerk van pectische polysachariden
                                                      • Microtubuli oriënteren celwandafzetting
                                                      • Samenvatting
                                                      • Algemeen
                                                      • Celknooppunten
                                                      • Cel-celadhesie
                                                      • De extracellulaire matrix van dieren
                                                      • integrines
                                                      • De plantencelwand
                                                      • De voordelen van seks
                                                        • Bij meercellige dieren en de meeste planten is de diploïde fase complex en lang, de haploïde eenvoudig en vluchtig
                                                        • Seksuele reproductie geeft een concurrentievoordeel aan organismen in een onvoorspelbare variabele omgeving
                                                        • Samenvatting
                                                        • Gedupliceerde homologe chromosomen koppelen tijdens meiose
                                                        • Gameten worden geproduceerd door twee meiotische celdelingen
                                                        • Genetische herschikking wordt verbeterd door kruising tussen homologe niet-zusterchromatiden
                                                        • Chiasmata spelen een belangrijke rol bij chromosoomsegregatie bij meiose
                                                        • Koppelen van de geslachtschromosomen zorgt ervoor dat ze ook scheiden
                                                        • Meiotische chromosoomparing culmineert in de vorming van het synaptonemale complex
                                                        • Recombinatieknobbeltjes markeren de plaatsen van genetische recombinatie
                                                        • Genetische kaarten onthullen favoriete sites voor crossovers
                                                        • Meiose eindigt met twee opeenvolgende celdelingen zonder DNA-replicatie
                                                        • Samenvatting
                                                        • Primordiale kiemcellen migreren naar de zich ontwikkelende gonaden
                                                        • Het Sry-gen op het Y-chromosoom kan een vrouwelijk embryo omleiden om een ​​man te worden
                                                        • Samenvatting
                                                        • Een ei is zeer gespecialiseerd voor onafhankelijke ontwikkeling, met grote nutriëntenreserves en een uitgebreide vacht
                                                        • Eieren ontwikkelen zich in fasen
                                                        • Eicellen gebruiken speciale mechanismen om tot hun grote omvang te groeien
                                                        • Samenvatting
                                                        • Sperma is sterk aangepast om hun DNA aan een ei af te geven
                                                        • Sperma wordt continu geproduceerd bij de meeste zoogdieren
                                                        • Samenvatting
                                                        • Soortspecifieke binding aan de Zona Pellucida zorgt ervoor dat het sperma een acrosoomreactie ondergaat
                                                        • De corticale reactie van het ei helpt ervoor te zorgen dat slechts één sperma het ei bevrucht
                                                        • Het mechanisme van spermafusie is nog onbekend
                                                        • Het sperma zorgt voor een centriole voor de zygote
                                                        • Samenvatting
                                                        • Algemeen
                                                        • De voordelen van seks
                                                        • Meiosis
                                                        • Primordiale kiemcellen en geslachtsbepaling bij zoogdieren
                                                        • Eieren
                                                        • Sperma
                                                        • Bevruchting
                                                        • Universele mechanismen van dierlijke ontwikkeling
                                                          • Dieren delen enkele anatomische basiskenmerken
                                                          • Meercellige dieren zijn verrijkt met eiwitten die celinteracties en genregulatie bemiddelen
                                                          • Regelgevend DNA bepaalt het ontwikkelingsprogramma
                                                          • Manipulatie van het embryo onthult de interacties tussen zijn cellen
                                                          • Studies van mutante dieren identificeren de genen die ontwikkelingsprocessen beheersen
                                                          • Een cel neemt ontwikkelingsbeslissingen lang voordat deze een zichtbare verandering vertoont
                                                          • Cellen hebben positionele waarden onthouden die hun locatie in het lichaam weerspiegelen
                                                          • Zustercellen kunnen anders worden geboren door een asymmetrische celdeling
                                                          • Inductieve interacties kunnen ordelijke verschillen creëren tussen aanvankelijk identieke cellen
                                                          • Morfogenen zijn lange-afstandsinductoren die graduele effecten uitoefenen
                                                          • Extracellulaire remmers van signaalmoleculen vormen de reactie op de inductor
                                                          • Programma's die intrinsiek zijn voor een cel bepalen vaak het tijdsverloop van zijn ontwikkeling
                                                          • Initiële patronen worden vastgesteld in kleine celvelden en verfijnd door sequentiële inductie naarmate het embryo groeit
                                                          • Samenvatting
                                                          • Caenorhabditis elegans is anatomisch eenvoudig
                                                          • Het lot van cellen in de zich ontwikkelende nematode is bijna perfect voorspelbaar
                                                          • Producten van genen met moedereffect Organiseren de asymmetrische verdeling van het ei
                                                          • Geleidelijk meer complexe patronen worden gecreëerd door cel-cel-interacties
                                                          • Microchirurgie en genetica onthullen de logica van ontwikkelingscontrole Genklonen en sequencing onthullen de moleculaire mechanismen
                                                          • Cellen veranderen in de loop van de tijd in hun gevoeligheid voor ontwikkelingssignalen
                                                          • Heterochrone genen bepalen de timing van ontwikkeling
                                                          • Cellen tellen celdelingen niet mee bij het timen van hun interne programma's
                                                          • Geselecteerde cellen sterven door apoptose als onderdeel van het ontwikkelingsprogramma
                                                          • Samenvatting
                                                          • Het insectenlichaam is geconstrueerd als een reeks segmentale eenheden
                                                          • Drosophila begint zijn ontwikkeling als een syncytium
                                                          • Genetische schermen definiëren groepen genen die nodig zijn voor specifieke aspecten van vroege patronen
                                                          • Interacties van de eicel met zijn omgeving definiëren de assen van het embryo: de rol van de ei-polariteitsgenen
                                                          • De dorsoventrale signaleringsgenen creëren een gradiënt van een nucleair genregulerend eiwit
                                                          • Dpp en Sog zetten een secundair morfogeen verloop op om het patroon van het dorsale deel van het embryo te verfijnen
                                                          • De dorsoventrale as van het insect komt overeen met de ventrodorsale as van de gewervelde dieren
                                                          • Drie klassen van segmentatiegenen Verfijn het anterior-posterior maternale patroon en verdeel het embryo
                                                          • De gelokaliseerde expressie van segmentatiegenen wordt gereguleerd door een hiërarchie van positionele signalen
                                                          • Door de modulaire aard van regulerend DNA kunnen genen meerdere onafhankelijk gecontroleerde functies hebben
                                                          • Ei-polariteit, kloof en paarregelgenen creëren een voorbijgaand patroon dat wordt onthouden door andere genen
                                                          • Samenvatting
                                                          • De HOX-code specificeert anterior-posterior verschillen
                                                          • Homeotische selectorgenencode voor DNA-bindende eiwitten die interageren met andere genregulerende eiwitten
                                                          • De homeotische selector-genen worden opeenvolgend uitgedrukt volgens hun volgorde in het Hox-complex
                                                          • Het Hox-complex draagt ​​een permanent record van positionele informatie
                                                          • De anteroposterieure as wordt ook bestuurd door Hox-selectorgenen bij gewervelde dieren
                                                          • Samenvatting
                                                          • Voorwaardelijke en geïnduceerde somatische mutaties maken het mogelijk om genfuncties te analyseren laat in de ontwikkeling van
                                                          • Lichaamsdelen van de volwassen vlieg ontwikkelen zich uit denkbeeldige schijven
                                                          • Homeotische selectorgenen zijn essentieel voor het geheugen van positionele informatie in imaginaire schijfcellen
                                                          • Specifieke regulerende genen definiëren de cellen die een aanhangsel zullen vormen
                                                          • De insectenvleugelschijf is verdeeld in compartimenten
                                                          • Vier bekende signaleringsroutes worden gecombineerd om de Wing Disc te vormen: Wingless, Hedgehog, Dpp en Notch
                                                          • De grootte van elk compartiment wordt gereguleerd door interacties tussen zijn cellen
                                                          • Vergelijkbare mechanismen vormen de ledematen van gewervelde dieren
                                                          • Gelokaliseerde expressie van specifieke klassen van genregulerende eiwitten voorspelt celdifferentiatie
                                                          • Laterale inhibitie selecteert sensorische moedercellen binnen proneurale clusters
                                                          • Laterale remming drijft het nageslacht van de sensorische moedercel naar verschillende eindbestemmingen
                                                          • Vlakke polariteit van asymmetrische divisies wordt gecontroleerd door signalering via de Receptor Frizzled
                                                          • Laterale inhibitie en asymmetrische deling combineren om het ontstaan ​​van neuronen door het hele lichaam te reguleren
                                                          • Notch-signalering reguleert het fijnkorrelige patroon van gedifferentieerde celtypen in veel verschillende weefsels
                                                          • Enkele belangrijke regulerende genen definiëren een celtype Anderen kunnen het programma voor het creëren van een heel orgaan activeren
                                                          • Samenvatting
                                                          • De polariteit van het amfibie-embryo hangt af van de polariteit van het ei
                                                          • Splitsing produceert veel cellen uit één
                                                          • Gastrulatie transformeert een holle bal van cellen in een drielaagse structuur met een primitieve darm
                                                          • De bewegingen van gastrulatie zijn precies voorspelbaar
                                                          • Chemische signalen activeren de mechanische processen
                                                          • Actieve veranderingen van celpakking zorgen voor een drijvende kracht voor gastrulatie
                                                          • Veranderende patronen van celadhesiemoleculen dwingen cellen tot nieuwe arrangementen
                                                          • Het notochord wordt langer, terwijl de neurale plaat oprolt om de neurale buis te vormen
                                                          • Een genexpressie-oscillator regelt de segmentatie van het mesoderm in somieten
                                                          • Embryonale weefsels worden op een strikt gecontroleerde manier binnengedrongen door migrerende cellen
                                                          • De verdeling van migrerende cellen hangt af van overlevingsfactoren en begeleidingssignalen
                                                          • Links-rechts asymmetrie van het lichaam van de gewervelde dieren is afgeleid van moleculaire asymmetrie in het vroege embryo
                                                          • Samenvatting
                                                          • Zoogdierontwikkeling begint met een gespecialiseerde preambule
                                                          • Het vroege zoogdierembryo is zeer regulerend
                                                          • Totipotente embryonale stamcellen kunnen worden verkregen uit een zoogdierembryo
                                                          • Interacties tussen epitheel en mesenchym genereren vertakte buisvormige structuren
                                                          • Samenvatting
                                                          • Neuronen krijgen verschillende karakters toegewezen op basis van de tijd en plaats waar ze zijn geboren
                                                          • Het karakter dat bij zijn geboorte aan een neuron is toegewezen, bepaalt de verbindingen die het zal vormen
                                                          • Elke axon of dendriet breidt zich uit door middel van een groeikegel aan zijn uiteinde
                                                          • De groeikegel stuurt de zich ontwikkelende neuriet langs een nauwkeurig gedefinieerd pad in vivo
                                                          • Groeikegels kunnen hun gevoeligheid veranderen terwijl ze reizen
                                                          • Doelweefsels maken neurotrofe factoren vrij die de groei en overleving van zenuwcellen regelen
                                                          • Neuronale specificiteit leidt de vorming van ordelijke neurale kaarten
                                                          • Axonen uit verschillende regio's van het netvlies reageren anders op een gradiënt van afstotende moleculen in het Tectum
                                                          • Diffuse patronen van synaptische verbindingen worden verscherpt door activiteitsafhankelijke remodellering
                                                          • Ervaring vormt het patroon van synaptische verbindingen in de hersenen
                                                          • Hermodellering van geheugen en ontwikkelingssynaps bij volwassenen kan afhankelijk zijn van vergelijkbare mechanismen
                                                          • Samenvatting
                                                          • Arabidopsis dient als een modelorganisme voor plantaardige moleculaire genetica
                                                          • De Arabidopsis Genoom is rijk aan genen voor ontwikkelingscontrole
                                                          • Embryonale ontwikkeling begint met het opzetten van een root-shoot-as en stopt dan in het zaad
                                                          • De delen van een plant worden achtereenvolgens gegenereerd door meristemen
                                                          • Ontwikkeling van de zaailing hangt af van omgevingssignalen
                                                          • De vormgeving van elke nieuwe structuur hangt af van georiënteerde celdeling en uitbreiding
                                                          • Elke plantenmodule groeit uit een microscopische set primordia in een meristeem
                                                          • Celsignalering handhaaft het meristeem
                                                          • Regulerende mutaties kunnen de planttopologie transformeren door het celgedrag in het meristeem te veranderen
                                                          • Hormonale signalen over lange afstand coördineren ontwikkelingsgebeurtenissen in afzonderlijke delen van de plant
                                                          • Homeotische selectorgenen specificeren de delen van een bloem
                                                          • Samenvatting
                                                          • Algemeen
                                                          • Universele mechanismen van dierlijke ontwikkeling
                                                          • Caenorhabditis elegans: ontwikkeling vanuit het perspectief van de individuele cel
                                                          • Drosophila en de moleculaire genetica van patroonvorming: Genesis van het lichaamsplan
                                                          • Homeotische selectorgenen en het patroon van de anteroposterior-as
                                                          • Organogenese en de patroonvorming van aanhangsels
                                                          • Celbeweging en de vorming van het gewervelde lichaam
                                                          • De muis
                                                          • Neurale ontwikkeling
                                                          • Plantontwikkeling
                                                          • Epidermis en de vernieuwing ervan door stamcellen
                                                            • Epidermale cellen vormen een meerlagige waterdichte barrière
                                                            • Differentiërende epidermale cellen synthetiseren een opeenvolging van verschillende keratines naarmate ze rijpen
                                                            • Epidermis wordt vernieuwd door stamcellen die in de basale laag liggen
                                                            • De twee dochters van een stamcel hoeven niet altijd anders te worden
                                                            • De basale laag bevat zowel stamcellen als doorgangsversterkende cellen
                                                            • Epidermale vernieuwing wordt beheerst door veel op elkaar inwerkende signalen
                                                            • De borstklier ondergaat cycli van ontwikkeling en regressie
                                                            • Samenvatting
                                                            • Olfactorische sensorische neuronen worden voortdurend vervangen
                                                            • Auditieve haarcellen moeten een leven lang meegaan
                                                            • De meeste permanente cellen vernieuwen hun delen: de fotoreceptorcellen van het netvlies
                                                            • Samenvatting
                                                            • Aangrenzende celtypen werken samen in de longblaasjes
                                                            • Slijmbekercellen, trilhaarcellen en macrofagen werken samen om de luchtwegen schoon te houden
                                                            • Het slijmvlies van de dunne darm vernieuwt zichzelf sneller dan enig ander weefsel
                                                            • Onderdelen van de Wnt-signaleringsroute zijn vereist om de darmstamcelpopulatie te behouden
                                                            • De lever functioneert als een interface tussen het spijsverteringskanaal en het bloed
                                                            • Levercelverlies stimuleert de proliferatie van levercellen
                                                            • Samenvatting
                                                            • Endotheelcellen bekleden alle bloedvaten
                                                            • Nieuwe endotheelcellen worden gegenereerd door eenvoudige duplicatie van bestaande endotheelcellen
                                                            • Nieuwe haarvaten vormen door kiemen
                                                            • Angiogenese wordt gecontroleerd door factoren die worden vrijgegeven door de omliggende weefsels
                                                            • Samenvatting
                                                            • De drie hoofdcategorieën van witte bloedcellen: granulocyten, monocyten en lymfocyten
                                                            • De productie van elk type bloedcel in het beenmerg wordt individueel gecontroleerd
                                                            • Beenmerg bevat hemopoëtische stamcellen
                                                            • Een multipotente stamcel geeft aanleiding tot alle klassen bloedcellen
                                                            • Toewijding is een stapsgewijs proces
                                                            • Het aantal gespecialiseerde bloedcellen wordt versterkt door afdelingen van toegewijde voorlopercellen
                                                            • Stamcellen zijn afhankelijk van contactsignalen van stromale cellen
                                                            • Factoren die hemopoëse reguleren, kunnen in cultuur worden geanalyseerd
                                                            • Erytropoëse hangt af van het hormoon Erytropoëtine
                                                            • Meerdere CSF's beïnvloeden de productie van neutrofielen en macrofagen
                                                            • Het gedrag van een hemopoëtische cel hangt gedeeltelijk af van toeval
                                                            • Regulering van celoverleving is net zo belangrijk als regulering van celproliferatie
                                                            • Samenvatting
                                                            • Nieuwe skeletspiervezels worden gevormd door de fusie van myoblasten
                                                            • Spiercellen kunnen hun eigenschappen variëren door de eiwit-isovormen die ze bevatten te veranderen
                                                            • Skeletspiervezels scheiden myostatine af om hun eigen groei te beperken
                                                            • Sommige myoblasten blijven bestaan ​​als slapende stamcellen bij volwassenen
                                                            • Samenvatting
                                                            • Fibroblasten veranderen hun karakter als reactie op chemische signalen
                                                            • De extracellulaire matrix kan de differentiatie van bindweefselcellen beïnvloeden door de celvorm en -hechting te beïnvloeden
                                                            • Vetcellen kunnen zich ontwikkelen uit fibroblasten
                                                            • Leptine uitgescheiden door vetcellen geeft negatieve feedback om eten te remmen
                                                            • Bot wordt voortdurend opnieuw gemodelleerd door de cellen erin
                                                            • Osteoblasten scheiden botmatrix af, terwijl osteoclasten het eroderen
                                                            • Tijdens de ontwikkeling wordt kraakbeen aangetast door osteoclasten om plaats te maken voor bot
                                                            • Samenvatting
                                                            • ES-cellen kunnen worden gebruikt om elk deel van het lichaam te maken
                                                            • Epidermale stamcelpopulaties kunnen in cultuur worden uitgebreid voor weefselherstel
                                                            • Neurale stamcellen kunnen het centrale zenuwstelsel opnieuw bevolken
                                                            • De stamcellen van volwassen weefsels kunnen veelzijdiger zijn dan ze lijken
                                                            • Samenvatting
                                                            • Algemeen
                                                            • Epidermis en de vernieuwing ervan door stamcellen
                                                            • Sensorisch epitheel
                                                            • De darm en zijn aanhangsels
                                                            • Bloedvaten en endotheelcellen
                                                            • Vernieuwing door pluripotente stamcellen: vorming van bloedcellen
                                                            • Genesis, modulatie en regeneratie van skeletspieren
                                                            • Fibroblasten en hun transformaties: de familie van bindweefselcellen
                                                            • Stamceltechniek
                                                            • Kanker als een micro-evolutionair proces
                                                              • Kankercellen reproduceren zich zonder beperking en koloniseren vreemde weefsels
                                                              • De meeste vormen van kanker komen voort uit een enkele abnormale cel
                                                              • Kankers zijn het gevolg van somatische mutatie
                                                              • Een enkele mutatie is niet genoeg om kanker te veroorzaken
                                                              • Kankers ontwikkelen zich in langzame stadia van licht afwijkende cellen
                                                              • Tumorprogressie omvat opeenvolgende mutatierondes en natuurlijke selectie
                                                              • De meeste menselijke kankercellen zijn genetisch instabiel
                                                              • Kankergroei hangt vaak af van gebrekkige controle van celdood of celdifferentiatie
                                                              • Veel kankercellen ontsnappen aan een ingebouwde limiet voor celproliferatie
                                                              • Om te metastaseren moeten kwaadaardige kankercellen overleven en zich vermenigvuldigen in een buitenaardse omgeving'x02003
                                                              • Zes belangrijke eigenschappen maken cellen in staat tot kankergroei
                                                              • Samenvatting
                                                              • Veel, maar niet alle, kankerverwekkende stoffen beschadigen DNA
                                                              • De ontwikkeling van kanker kan worden bevorderd door factoren die de DNA-sequentie van de cel niet veranderen
                                                              • Virussen en andere infecties dragen bij aan een aanzienlijk deel van menselijke kankers
                                                              • Identificatie van kankerverwekkende stoffen onthult manieren om kanker te voorkomen
                                                              • Samenvatting
                                                              • Er worden verschillende methoden gebruikt om mutaties in functiewinst en functieverlies te identificeren
                                                              • Oncogenen worden geïdentificeerd door hun dominante transformerende effecten
                                                              • Tumorsuppressorgenen kunnen soms worden geïdentificeerd door onderzoek naar zeldzame erfelijke kankersyndromen
                                                              • Tumorsuppressorgenen kunnen worden geïdentificeerd, zelfs zonder aanwijzingen van erfelijke kankersyndromen
                                                              • Genen die bij kanker zijn gemuteerd, kunnen op veel manieren overactief of onderactief worden gemaakt
                                                              • De jacht op kankerkritische genen gaat door
                                                              • Samenvatting
                                                              • Studies naar de ontwikkeling van embryo's en transgene muizen helpen om de functie van kankerkritische genen te ontdekken
                                                              • Veel kankerkritische genen reguleren de celdeling
                                                              • Mutaties in genen die apoptose reguleren, zorgen ervoor dat kankercellen aan zelfmoord kunnen ontsnappen
                                                              • Mutaties in de p53 Gen laat kankercellen overleven en vermenigvuldigen ondanks DNA-schade
                                                              • DNA-tumorvirussen activeren de replicatiemachines van de cel door de werking van belangrijke tumorsuppressorgenen te blokkeren
                                                              • Telomeerverkorting kan de weg banen naar kanker bij mensen
                                                              • In een populatie van telomeer-deficiënte cellen opent verlies van p53 een gemakkelijke toegangspoort tot kanker
                                                              • De mutaties die leiden tot metastase zijn nog steeds een mysterie
                                                              • Colorectale kankers evolueren langzaam via een opeenvolging van zichtbare veranderingen
                                                              • Enkele belangrijke genetische laesies komen vaak voor bij de meeste gevallen van colorectale kanker
                                                              • Defecten in DNA-mismatchreparatie bieden een alternatieve route naar colorectale kanker
                                                              • De stappen van tumorprogressie kunnen worden gecorreleerd met specifieke mutaties
                                                              • Elk geval van kanker wordt gekenmerkt door zijn eigen reeks genetische laesies
                                                              • Samenvatting
                                                              • De zoektocht naar genezing van kanker is moeilijk maar niet hopeloos
                                                              • Huidige therapieën maken gebruik van het verlies van controle over de celcyclus en de genetische instabiliteit van kankercellen
                                                              • Kankers kunnen weerstand tegen therapieën ontwikkelen
                                                              • Nieuwe therapieën kunnen voortkomen uit onze kennis van kankerbiologie
                                                              • Behandelingen kunnen worden ontworpen om cellen aan te vallen die p53 missen
                                                              • Tumorgroei kan worden verstikt door de kankercellen hun bloedtoevoer te ontnemen
                                                              • Kleine moleculen kunnen worden ontworpen om zich op specifieke oncogene eiwitten te richten
                                                              • Inzicht in kankerbiologie leidt tot rationele, op maat gemaakte medische behandelingen
                                                              • Samenvatting
                                                              • Algemeen
                                                              • Kanker als een micro-evolutionair proces
                                                              • De vermijdbare oorzaken van kanker
                                                              • De kankerkritische genen vinden
                                                              • De moleculaire basis van het gedrag van kankercellen
                                                              • Kankerbehandeling: heden en toekomst
                                                              • Lymfocyten en de cellulaire basis van adaptieve immuniteit
                                                                • Lymfocyten zijn vereist voor adaptieve immuniteit
                                                                • Het aangeboren en adaptieve immuunsysteem werken samen
                                                                • B Lymfocyten ontwikkelen zich in het beenmerg T Lymfocyten ontwikkelen zich in de thymus
                                                                • Het adaptieve immuunsysteem werkt door klonale selectie
                                                                • De meeste antigenen activeren veel verschillende lymfocytklonen
                                                                • Immunologisch geheugen is te wijten aan zowel klonale expansie als lymfocytdifferentiatie
                                                                • Verworven immunologische tolerantie zorgt ervoor dat eigen antigenen niet worden aangevallen
                                                                • Lymfocyten circuleren continu door perifere lymfoïde organen
                                                                • Samenvatting
                                                                • B-cellen maken antilichamen aan als zowel celoppervlakreceptoren als uitgescheiden moleculen
                                                                • Een typisch antilichaam heeft twee identieke antigeenbindende plaatsen
                                                                • Een antilichaammolecuul bestaat uit zware en lichte ketens
                                                                • Er zijn vijf klassen van zware ketens, elk met verschillende biologische eigenschappen
                                                                • De sterkte van een antilichaam-antigeen-interactie hangt af van zowel het aantal als de affiniteit van de antigeen-bindende plaatsen
                                                                • Lichte en zware ketens bestaan ​​uit constante en variabele regio's
                                                                • De lichte en zware ketens zijn samengesteld uit herhalende Ig-domeinen
                                                                • Een antigeenbindende site is opgebouwd uit hypervariabele lussen
                                                                • Samenvatting
                                                                • Antilichaamgenen worden geassembleerd uit afzonderlijke gensegmenten tijdens de ontwikkeling van B-cellen
                                                                • Elke variabele regio wordt gecodeerd door meer dan één gensegment
                                                                • Onnauwkeurige samenvoeging van gensegmenten vergroot de diversiteit van V-regio's enorm
                                                                • Antigeengestuurde somatische hypermutatie stemt antilichaamreacties af
                                                                • De controle van V(D)J-verbinding zorgt ervoor dat B-cellen monospecifiek zijn
                                                                • Wanneer geactiveerd door antigeen, schakelt een B-cel over van het maken van een membraangebonden antilichaam naar het maken van een uitgescheiden vorm van hetzelfde antilichaam
                                                                • B-cellen kunnen de klasse van antilichamen die ze maken veranderen
                                                                • Samenvatting
                                                                • T-celreceptoren zijn antilichaamachtige heterodimeren
                                                                • Antigeenpresenterende cellen activeren T-cellen
                                                                • Effector-cytotoxische T-cellen zorgen ervoor dat geïnfecteerde doelcellen zichzelf doden
                                                                • Effector Helper T-cellen helpen bij het activeren van macrofagen, B-cellen en cytotoxische T-cellen
                                                                • T-cellen herkennen vreemde peptiden gebonden aan MHC-eiwitten
                                                                • MHC-eiwitten werden geïdentificeerd in transplantatiereacties voordat hun functies bekend waren
                                                                • Klasse I en Klasse II MHC-eiwitten zijn structureel vergelijkbare heterodimeren
                                                                • Een MHC-eiwit bindt een peptide en werkt samen met een T-celreceptor
                                                                • MHC-eiwitten helpen T-cellen naar hun juiste doelen te leiden
                                                                • CD4- en CD8-co-receptoren binden aan niet-variabele delen van MHC-eiwitten
                                                                • Cytotoxische T-cellen herkennen fragmenten van vreemde cytosolische eiwitten in combinatie met klasse I MHC-eiwitten
                                                                • Helper-T-cellen herkennen fragmenten van geendocyteerd vreemd eiwit geassocieerd met klasse II MHC-eiwitten
                                                                • Potentieel bruikbare T-cellen worden positief geselecteerd in de thymus
                                                                • Veel ontwikkelende T-cellen die door zelfpeptiden kunnen worden geactiveerd, worden geëlimineerd in de thymus
                                                                • De functie van MHC-eiwitten verklaart hun polymorfisme
                                                                • Samenvatting
                                                                • Co-stimulerende eiwitten op antigeenpresenterende cellen helpen bij het activeren van T-cellen
                                                                • De subklasse van effectorhelper T-cel bepaalt de aard van de adaptieve immuunrespons
                                                                • tH1 Cellen helpen bij het activeren van macrofagen op infectieplaatsen
                                                                • Antigeenbinding levert signaal 1 tot B-cellen
                                                                • Helper-T-cellen leveren signaal 2 aan B-cellen
                                                                • Immuunherkenningsmoleculen behoren tot een oude superfamilie
                                                                • Samenvatting
                                                                • Algemeen
                                                                • Lymfocyten en de cellulaire basis van adaptieve immuniteit
                                                                • B-cellen en antilichamen
                                                                • De generatie van antilichaamdiversiteit
                                                                • T-cellen en MHC-eiwitten
                                                                • Helper-T-cellen en lymfocytactivering
                                                                • Inleiding tot pathogenen
                                                                  • Ziekteverwekkers hebben specifieke mechanismen ontwikkeld voor interactie met hun gastheren
                                                                  • De tekenen en symptomen van infectie kunnen worden veroorzaakt door de ziekteverwekker of door de reacties van de gastheer
                                                                  • Pathogenen zijn fylogenetisch divers
                                                                  • Bacteriële pathogenen dragen gespecialiseerde virulentiegenen
                                                                  • Schimmel- en protozoaire parasieten hebben complexe levenscycli met meerdere vormen
                                                                  • Virussen maken misbruik van gastheercelmachines voor alle aspecten van hun vermenigvuldiging
                                                                  • Prionen zijn infectieuze eiwitten
                                                                  • Samenvatting
                                                                  • Ziekteverwekkers overschrijden beschermende barrières om de gastheer te koloniseren
                                                                  • Ziekteverwekkers die epithelia koloniseren, moeten klaring door de gastheer vermijden
                                                                  • Intracellulaire pathogenen hebben mechanismen voor zowel het binnenkomen als het verlaten van gastheercellen
                                                                  • Virussen binden aan moleculen die op het gastheerceloppervlak worden weergegeven
                                                                  • Virussen komen gastheercellen binnen door membraanfusie, porievorming of membraanverstoring
                                                                  • Bacteriën komen gastheercellen binnen door fagocytose
                                                                  • Intracellulaire parasieten dringen actief gastheercellen binnen
                                                                  • Veel pathogenen veranderen het membraanverkeer in de gastheercel
                                                                  • Virussen en bacteriën maken misbruik van het cytoskelet van de gastheercel voor intracellulaire beweging
                                                                  • Virussen nemen het metabolisme van de gastheercel over
                                                                  • Ziekteverwekkers kunnen het gedrag van het gastheerorganisme veranderen om de verspreiding van de ziekteverwekker te vergemakkelijken
                                                                  • Ziekteverwekkers evolueren snel
                                                                  • Geneesmiddelresistente ziekteverwekkers zijn een groeiend probleem
                                                                  • Samenvatting
                                                                  • Epitheliale oppervlakken helpen infectie te voorkomen
                                                                  • Menselijke cellen herkennen geconserveerde kenmerken van pathogenen
                                                                  • Complementactiveringsdoelen Pathogenen voor fagocytose of lysis
                                                                  • Toll-achtige eiwitten zijn een oude familie van patroonherkenningsreceptoren
                                                                  • Fagocytische cellen zoeken, verzwelgen en vernietigen pathogenen
                                                                  • Geactiveerde macrofagen rekruteren extra fagocytische cellen naar infectieplaatsen
                                                                  • Met virus geïnfecteerde cellen nemen drastische maatregelen om virale replicatie te voorkomen
                                                                  • Natural Killer-cellen induceren virus-geïnfecteerde cellen om zichzelf te doden
                                                                  • Samenvatting
                                                                  • Algemeen
                                                                  • Inleiding tot pathogenen
                                                                  • Celbiologie van infectie
                                                                  • Aangeboren immuniteit

                                                                  Bruce Alberts behaalde zijn Ph.D. van Harvard University en is voorzitter van de National Academy of Sciences en hoogleraar biochemie en biofysica aan de University of California, San Francisco. Alexander Johnson behaalde zijn Ph.D. van Harvard University en is hoogleraar Microbiologie en Immunologie aan de University of California, San Francisco. Julian Lewis ontving zijn D.Phil. van de Universiteit van Oxford en is een Principal Scientist bij het Imperial Cancer Research Fund, Londen. Martin Raff behaalde zijn MD aan de McGill University en is verbonden aan de Medical Research Council Laboratory for Molecular Cell Biology and Cell Biology Unit en in de biologieafdeling van University College London. Keith Roberts behaalde zijn Ph.D. van de Universiteit van Cambridge en is Associate Research Director bij het John Innes Centre, Norwich. Peter Walter behaalde zijn Ph.D. van de Rockefeller University in New York en is professor en voorzitter van de afdeling Biochemie en Biofysica aan de Universiteit van Californië, San Francisco, en onderzoeker van het Howard Hughes Medical Institute.

                                                                  In overleg met de uitgever is dit boek toegankelijk via de zoekfunctie, maar kan niet worden doorgebladerd.


                                                                  Bekijk de video: DNA Replication (November 2021).