Welkom allemaal bij Science by Stars en in deze les transcriptie en translatie van DNA naar eiwit een inleiding water vormt Het leeuwendeel van ons lichaam met een percentage tussen de 60 en de 65 proc voor een normaal gebouwd persoon deze verhouding varieert sterk van persoon Tot persoon en is afhankelijk van de leeftijd zo zien we dat bij pasgeboren de watergehalte ongeveer 75 is en bij oudere mensen gaat dat talen tot ongeveer 60p naast water bestaat de gezond lichaam ook uit 15 tot 20 vetten liever iets minder dan iets meer natuurlijk maar daar gaan we het deze les niet over hebben deze les Die gaat over die Eiwitten die derde grote fractie ongeveer 15 proc van ons lichaamsgewicht Zijn eiwitten En die Eiwitten die zijn essentieel voor de opbouw van ons lichaam die vormen structuren Van Haren tot huid van spieren en veel hormonen en enzymen en zijn heel belangrijk heel Vitaal voor de groei de ontwikkeling de spierontwikkeling en het algemeen functioneren van on ons lichaam maar Hoe komen we nu aan die eiwitten dat begint allemaal bij onze voeding Eiwitten kunnen we consumeren uit de voeding zoals vis vlees verschillende groenten en peulvruchten en die gaan dan in ons lichaam via een aantal stappen omgezet worden tot lichaams eigen eiwitten hoewel we die voedings eiwitten niet rechtstreeks kunnen gebruiken want die zien dat in ons lichaam we een iets andere structuur hebben van eiwitten dan de voedings eiwitten toch bevatten die eiwitten uit de voeding de essentiële bouwstenen die wij nodig hebben om onze lichaamseigen eiwitten op te bouwen en die reijst van onze voedings eiwitten na de lichaamseigen Eiwitten die begint in de maag en in onze darmen waar enzymen die grote eiwitmoleculen afbreken tot kleinere deeltjes die vervolgens nog eens verder afgebroken worden tot enkelvoudige bouwstenen oftewel aminozuren we hebben in totaal 20 aminozuren en van die 20 aminozuren kan ons lichaam er ongeveer 10 zelf maken uit andere stoffen de resterende aminozuren die gaan we uit onze voeding moeten halen of uit voedingssupplementen als je echt niet graag eiwitten eet natuurlijk vegetariers en veganisten gaan bijvoorbeeld best gebaasd zijn bij een aantal voedingssupplementen om aan voldoende aminozuren te komen want die aminozuren zoals net gezegd hebben wij nodig om terug samen te stellen tot lichaamseigen eiwitten We stellen een aminozuur eens voor als een legoblokje We hebben een schala aan verschillende aminozuren in totaal 20 onze bouwblokken tot tot Onze beschikking en met deze bouwblokjes gaat in de cel de lichaamseigen eiwitten aangemaakt worden die nodig zijn voor bouwmaterialen voor de spieren de haren enzovoort maar net zoals bij LEGO moet onze lichaamscellen wel weten hoe en welke aminozuren aan elkaar gekoppeld moet worden om tot de juiste eiwitstructuur te komen en bij LEGO is dat heel eenvoudig bij LEGO heb je bouwboek jes die bouwboek die gaan stap voor stap vertellen welk aminozuur Waar moet komen om zo tot een gewenste eindstuk Tuur te komen en in ons lichaam is dat juist hetzelfde in ons lichaam zitten bouwinstructies maar op die bouwinstructies die gaan we terugvinden in de celkern in de celkern zitten die bouwinstructies in de vorm van chromosomen oftewel DNA die chromosomen zijn eigenlijk een compactere vorm van DNA binnenin zo'n chromosoom gaan we eh DNA vinden in een sterk opeen gerolde manier dat komt omdat daar histonen in voorkomen en die stonen zijn eiwitjes waar rond het DNA gewikkeld zit om het geheel netjes Compact te houden het TNA in de celkern bevat bouwinstructies voor alle eiwitten in ons lichaam maar de DNA zit verdeeld over 23 pakketjes 23 chromosomen en dus elk chromosoom draagt de instructies voor een deel van de eiwitten een gedeelde DNA dat de bouwinstructies voor één eiwit bevat Daar gaan we een gen noemen deze instructies die moeten op de É of andere manier naar de eiwitfabriek is getransporteerd worden in de cel en die eiwitfabriek is dat zijn onze ribosomen die ribosomen die bevinden zich in het cytosol terwijl DNA de bouwinstructies in die kern zitten je voelt het al aankomen dit klopt niet helemaal Dus we gaan een manier moeten vinden om die informatie van die kern naar die ribosomen te transporteren en om te begrijpen hoe dit proces plaatsvindt moeten we DNA eens van dichterbij gaan bekijken DNA lijkt heel sterk op een lader een heel stevig moleculen met twee zijden met daartussen verschillende traden die traden vertegenwoordigd door letters die hier basenparen voorstellen die vormen de basis van onze genetische code van de bouwplannen van de eiwitten En als we goed kijken dan valt er onmiddellijk iets op die basenparen in het DNA die komen altijd per paar voor een c zit altijd tegenover een g en een a zit altijd tegenover een t Dit noemen we complementaire basenparen het zijn die basenparen die die cruciale informatie bevatten over hoe we onze lichaamseigen eiwitten gaan moeten opbouwen aan de buitenzijde vinden we een suiker fosfaat ruggengraat die is Louter structureel die gaat stevigheid en bescherming geven aan het DNA moleculen maar die heeft zelf geen informatie die draagt geen informatie met zich mee die suikerfiguren gaat omdat daar een suikermoleculen en een fosfaat moleculen mekaar gaan afwisselen en daarom komen we dus ook op die naam desoxyribonucleïnezuur nucleïnezuur omdat de suiker in die suikerfiguren is dus het is een nucleïnezuur met al suiker groep desoxyribonucleïnezuur zit in de kern de blauwdruk voor de eiwitten En de fabriekjes voor die Eiwitten die zitten in de cytosol dat zijn onze ribosomen hoee gaan we nu die informatie transporteren Hoe gaan we nu die informatie krijgen vanuit die kern naar die eiwitfabriek jes we stuiten hier op een aantal uitdagingen en één van die uitdagingen is dat dat dubbelstrengs DNA te groot is om door die kleine gaatjes van die celkern te kunnen en we gaan dus niet ons DNA tot in het cytosol kunnen krijgen we St verder nog op een tweede nog belangrijker probleem Stel je voor je hebt heel hard gestudeerd voor je examens en je hebt hele mooie samenvattingen gemaakt van al die vakken en de dag of van het wiskunden examen vraagt een goede vriend van jouw klas of hij jouw samenvattingen mag lenen hè beloofd dat hij ze zo snel mogelijk gaat terugbrengen nu je weet dat is een aardige jongen en je wil heel graag dat hij slaagt zodat jullie volgend jaar terug samen in de klas zitten maar je weet ook wel dat dat nogal een slordig en vergeetachtig type is en en je bent bang als je die jongen jouw samenvattingen geeft dat je die nooit meer terugziet onze celkern die staat voor een vergelijkbaar dilemma en die wil dat DNA gewoon beschermen die wil dat DNA het liefste van al gewoon bijhouden en opsluiten zodat niemand eraan kan want een kern die zijn DNA kwijt is die verliest essentiële informatie en die gaat zijn celfuncties niet meer kunnen uitoefenen nu wat ga je in beide gevallen kunnen doen wat gaat die kern kunnen doen en wat ga jij kunnen doen Het is sowieso geen goed idee om je originele samenvattingen door te geven dat is riskant wat is wel heel eenvoudig is om ter plaatse een kopie te maken en die door te sturen door bijvoorbeeld een fotootje te maken Zo ben jij tevreden Zo Is je vriend tevreden en die oplossing die wordt ook toegepast in onze cellen de cel zal in de celkern een kopie maken van het specifieke stukje DNA dat nodig is om één bepaald eiwitten produceren niet heel het DNA gaat gekopieerd worden maar alleen het relevante stuk met de benodigde info informatie die kleinere kopie die kan die celkern wel verlaten terwijl het oorspronkelijke DNA beschermt in die kern achterblijft en dus zo die cel zijn levensvatbaarheid niet in het gedrang komt die kopie dat deel van het DNA met die instructies voor het bouwen van één eiw dat wordt boodschapper RNA oftewel Messenger RNA genoemd als we RNA en DNA eens met elkaar gaan vergelijken Dan zien we dat die verschillen niet zo groot zijn we zien dat DNA dubbelstrengs en bestaat uit de complementaire basenparen a t en CG Maar we zien ook dat als je één kant van een DNA molecuul hebt dat je automatisch die andere kant weet die complementaire basenparen geven geen extra informatie als je weet dat aan de ene kant een c zit Weet je dat aan de andere kant een t zit daarom gaat een RNA kopie de kopie van DNA Slechts één kant kopiëren Dat is een pak efficiënter en daar zit evenveel informatie in dus een belangrijk rjk verschil tussen DNA en RNA is dat DNA dubbelstrengs terwijl RNA enkel strenge is we zien nog één extra verschil dat is dat DNA de basenparen cytosine adenine guanine en thine bevat terwiel RNA de basenparen cytosine adenine guanine en uracil bevat thine wordt daar dus vervangen door uracil een laatste verschil dat minder belangrijk is op dit moment maar de naam wel kan verklaren van RNA Is dat die suikergoed in de RNA ribose is in plaats van desoxyribonucleïnezuur en RNA gewoon ribel nucleïnezuur laten we nu eens kijken hoe een kopie van DNA wordt gemaakt een proces dat we transcriptie noemen Trans betekent over en scriptie betekent schrijven bij transcriptie wordt dus DNA overgeschreven of gekopieerd en zoals we net gezegd hadden gaan we niet hele DNA kopiëren maar slechts één gen zodat we ook meteen één eiwit kunnen gaan produceren op het DNA gaan een aantal hulpmoeder een kopietje gemaakt kunnen worden van onze DNA streng die we dan een RNA streng gaan noemen in dat kopietje gaan er complementaire basenparen gebruikt worden maar rekening houden natuurlijk dat die t in die complementaire basen paar vervangen wordt door een u hier hebben we het Messenger RNA dat gevormd is en dit Messenger RNA gaat terug loskomen van mijn DNA en is klein genoeg om door de poriën van de kern uiteindelijk naar ons cytosol te gaan Vervolgens kijken we eens naar hoe die ribosomen de boodschap kunnen lezen die in dit Messenger RNA Vervat zit want op zich zijn het maar een sequentie van basenparen een aantal lettertjes na mekaar Hoe gaan die ribosomen nu uit Die verschillende combinaties van basenparen weten welke aminozuren ze aan elkaar moeten binden en de manier hoe dat ribosomen dit gaan doen kan je vergelijken met morsecode bij morsecode hebben we een verschillende sequentie van streepjes en puntjes voor elke letter en in ons DNA hebben we verschillende sequenties van basenparen voor elk aminozuur aangezien dat we in totaal 20 verschillende aminozuren hebben moeten we ook 20 verschillende codes hebben en als we die basenparen laten coderen voor elk voor één aminozuur ja dan heb je in totaal maar vier mogelijke codes een a een c een g of een u en dat dat is natuurlijk veel te weinig als we die basenparen per twee zouden nemen dan zouden we in totaal 16 verschillende codes kunnen maken maar voor 20 aminozuren is dat nog steeds een klein beetje te weinig Daarom heeft het lichaam gekozen voor tripletten ook wel codon genoemd en die bestaan telkens uit drie basenparen die in totaal als je tripletten gaat genereren ga je 64 verschillende codes kunnen creëren en 64 codes is meer als genoeg om te coderen voor 20 aminozuren en dan Dat is ook de reden waarom dat we zien dat sommige aminozuren meerdere codes hebben omdat we gewoon codes genoeg hebben die codes die moet je niet van buiten kennen daarvoor bestaan codon tabellen die codon tabellen is een opsomming van elke mogelijke code die codeert voor een bepaald aminozuur en Hier zie je bijvoorbeeld zo'n codon tabel en je gaat hier gewoon naar de eerste basen kijken Je gaat hier naar de tweede basen kijken en je gaat daar naar de derde basen kijken zo zie ik bijvoorbeeld hier mijn allereerste sequentie hier a a a en ga ik hier kijken mijn eerste base Dat is een a mijn tweede base Ah dat is een a dus dan kom ik in dit blokje en dan a a a hier die gaat coderen voor het aminozuur lisine als ik dan eens moet gaan kijken naar mijn volgende aminozuur de aac dan ga ik hetzelfde doen in deze tabel mijn eerste basp paar is een a mijn tweede basp paar is een a en mijn derde basen paar is een c en wat zie ik dan dit gaat er coderen voor het aminozuur asparagine en zo zie je verder dat sommige aminozuren inderdaad meerdere codes hebben hè Hier zie je arginine die heeft vier codes glycine Die heeft vier codes faline Die heeft vier codes enzovoort enzovoort van de 64 codes die we hier hebben gaan niet alle 64 codes coderen voor een aminozuur sommige gaan coderen voor een signaalfunctie zoals start en stop en die zijn heel belangrijk in het omzetten van die codes naar een eiwit zodat het Ribo zoor moet weten waar dat hij moet beginnen en waar dat hij moet eindigen en heel typerend een heel belangrijke functie is die aug dat is de methionine maar dat is meteen ook mijn startfunctie elk aminozuur eh elk eiwit dat geproduceerd wordt gaat dus starten hier met mijn aug met mijn aminozuur methionine die er eventueel na die nog afgeknipt kan worden en zo heb ik ook drie stopcode uaa uag en uga als je die tegenkomt dat is het einde van de bouw van mijn eiwit het einde van de translatie zoals we zo meteen gaan zien en dan stopt natuurlijk ook die bouw dan gaat het ribosoom het RNA loslaten Het eiwitje loslaten en dan zijn we klaar nu we weten hoe de ribosomen de RNA code kunnen lezen kunnen we eens gaan proberen of dat zelf ook lukt We zien hier bijvoorbeeld de code aug in ons RNA staan en dat is natuurlijk mijn start codon dan weet ik dat de methionine gaat ingebouwd worden vervolgens kunnen we met de kodom tabel raad te plegen per drie basenparen onze aminozuur jes gaan inbouwen en wat we hier hier zien Ik heb eens een andere codon tabel ingestoken vind ik veel mooier veel vrolijker en werkt gemakkelijker Hoe werk je met zo'n codon schijf heel simpel Ik heb hier een a u a dan ga ik hier Ik begin centraal a en dan een u en dan een a en dan kom ik hier op mijn aminozuur je die l staat hier die staat voor isoleucine maar je mag natuurlijk altijd die afkortingen gebruiken en als je verder gaat pauzeer eventueel en probeer het RNA e af te maken of blijf gewoon rustig kijken maar als we hier verder gaan dri D keer c dan komen we op die pro terecht G dan komen we hier op glutamaat terecht cua dan komen we hier op leucine terecht gcu dan komen we op alanine terecht en als laatste komen we hier op trine terecht en hiermee hebben we dus een eiwitje gevormd met zeven aminozuren en in de realiteit zou dit natuurlijk een pak langer zijn en zou ik eindigen met een stop kolon maar voor de oefening heb ik dit eventjes simpel gehouden we vatten even alles samen eiwitten worden dus verkregen uit onze voeding en afgebroken tot enkelvoudige aminozuren die aminozuren die worden vervolgens opnieuw samengesteld tot lichaamseigen eiwitten Waarvoor de bouwinstructies zich in ons DNA bevinden het dubbelstrengs DNA in de celkern dat gaat via transcriptie omgezet worden in enkel strenge Messenger RNA dat nog steeds in die celkern aanwezig is dat Messenger RNA dat gaat uit de kern getransporteerd worden naar het cytosol waar het dan gaat binden aan de ribosomen de eiwitfabriek jes in het ribosoom wordt het Messenger RNA per drie basenparen ingelezen en vertaald via translatie naar een eiwit en dat eiwit komt dan los uit mijn ribbels home We gaan nog eens eventjes herhalen maar dan met de locaties in de cel en heb ik het mooi geanimeerd voor jullie dus we starten met die transcriptie in de celkern waar enig gekopieerd wordt naar Messenger RNA we gaan hier die kopie hebben die kopie die is enkel strenger en na Messenger RNA dat is klein genoeg om doorheen mijn kern poren naar mijn c zol te transporteren waar dat op zoek gaat naar een rosone het rosone bindt op mijn Messenger RNA en mijn Messenger RNA gaat per drie eh basenparen per codon ingelezen worden mijn ribosoom die gaat aminozuur jes aantrekken en die aminozuur jes aan elkaar binden tot een functioneel eiwit in dit geval een eiwitje met drie aminozuren en ik heb het hier nog eens allemaal netjes voor jullie op één mooie afbeelding gezet dus DNA gaat via transcriptie omgezet worden naar Messenger erna dat via Transport uiteindelijk in het CITO zool terecht komt en na translatie omgezet wordt tot een eiwit Denk eraan Dit was een inleiding Die verschillende processen die kunnen we nog gaan verdiepen heb je meer informatie nodig ga dan zeker naar de aparte les over transcriptie en over translatie kijken dat was het voor deze les Ik hoop dat jij er veel aan gehad hebt waar ik veel aan heb is dat je eventjes abonneert en op dat duimpje omhoog doet dan dan weet ik dat die videootjes aanslaan en dan ga ik snel terug aan de slag om nieuwe video's te maken ja