Moleculaire
genetica
studiewijzer 4
atheneum
Antwoorden
studiewijzer
Inhoud
De
genetische code (vraag 1 t/m 8)
Eiwitsynthese
(vraag 9 t/m 38)
Mutaties
en modificaties (vraag 40 t/m 48)
Veredelingstechnieken
(vraag 49 t/m 67)
De
genetische code
- -
- Een chromosoom is
een DNA-molecuul+ een eiwit skelet.
Een chromosoom is alleen 'zichtbaar' tijdens de
celdeling.
Voor de de deling vindt de replicatie van het DNA plaats.
De twee identieke DNA strengen (chromatiden) blijven tijdens de spiralisatie aan elkaar zitten met het
centromeer. Tijdens de mitose en de meiose 2 worden de
twee chromatiden uitelkaar getrokken
Een nucleotide is een bouwsteen van DNA en RNA.
Een nucleotide bestaat uit een suiker, een organische
base en een fosfaat.
- Een nucleotide bestaat uit een organische base (adenine, cytosine,
guanine, thymine of uracil), een suiker (desoxyribose of
ribose) en fosfaat.
- In het DNA komen 4 verschillende nucleotiden voor: een met guanine,
een met cytosine, een met thymine en een met adenine.
- suiker(desoxiribose),
fosfaatgroep, basen (guanine, cytosine, adenine,
thymine)
- oneindig
veel.
- mitochondrium
- Een gen is een stuk DNA
dat alle informatie bevat om 1 eiwit (enzym) te laten
maken door de ribosomen
Eiwitsynthese
- -
- aminozuren
- in de ribosomen
- Een enzym is een eiwit dat ervoor zorgt dat een stapje in een scheikundig proces
in de cel makkelijker verloopt.
- essentieële
aminozuren
- -
- Vergelijken
DNA/RNA
DNA |
RNA |
DNA 2
strengen |
RNA 1
streng |
DNA
desoxyribose |
RNA
ribose |
DNA
thymine |
RNA
uracil |
DNA is een veel
groter molecuul (groot aantal genen) |
RNA 1 kopie van
1 gen. |
- Een volgorde van drie
basen bijvoorbeeld AUU die ervoor zorgt dat 1 aminozuur op de
juiste plaats in het eiwit komt te zitten.
- Messenger
RNA =
boodschapper RNA = m-RNA. Een copie van een gen.
Brengt de informatie van het gen naar de ribosomen in het
cytoplasma.
Schuift langs ribosoom, wordt afgelezen om aminozuren
aanelkaar te rijgen tot een eiwit.
- m-RNA wordt gemaakt in
de kern
M-RNA is een kopie van 1 DNA streng ter grootte van 1
gen.
- Transcriptie (overschrijven)is
het copiëren van een gen. DNA strengen raken los. Op
1 van die strengen wordt m-RNA gemaakt.
- -
- Translatie is het aflezen van het m-RNA door het ribosoom waarbij
aminozuren aan elkaar gekoppeld worden tot eiwitten.
- Een anticodon is het
triplet (een volgorde van drie basen) in het t-RNA.
Het is de plaats waarme het T-RNA op de m-RNA gaat
zitten.
- TransportRNA = t-RNA =
tranfer-RNA, is een kleine RNA molecuul dat vastmaakt aan
een van de twintig aminozuren en post op een codon in het
m-RNA. Het transport RNA vervoert dus de aminozuren naar
het Ribosoom en zet ze op de juiste plaats.
- Een startcodon AUG is
het codon voor het aminozuur Met(hionine). Ieder eiwit
begint met dit aminozuur.
- Een codon bestaat uit
drie basen. Er zijn vier verschillende basen in het RNA
en daardoor zijn er 64 verschillende anticodons mogelijk.
Dat is meer dan noodzakelijk is want er zijn maar 20
verschillende aminozuren.
De meeste aminozuren hebben meerdere t-RNA moleculen ter
beschikking.
- Zie genetische
code en oefenen translatie
a
UAC AAG AAC CAA CGA CUA CUU UCU UCU ACA UCU
b
tyr (tyrosine), , lys (lysine), asn (asparagine), gin
(glutamine), arg (arginine), leu (leucine), leu
(leucine), ser (serine), ser, thr (threonine), ser
- gen en DNA
m-RNA
ribosoom
t-RNA
eiwit en enzym
- Het m-RNA:
3' eind ACU CAA CGU UAC 5'eind
- UCU, UCC, UCA, UCG, AGU,
AGC
- -
- C
De repeat komt 6 tot 15 keer voor in het STR-locus op het gegeven chromosoom.
Alleen gij gata is dit het geval; er zijn 12 repeats van gata (3e regel). Alleen aaneensluitende repeats tellen mee.
- B
Nucleotiden blijven intact. Het 5'eind begint met een fosfaatgroep. Ook bij breuk 2 blijft (links) een 5'eind over met een fosfaat.
- B
Geen enkele band (allel) van de vader correspondeert met een band van kind 2.
- -
- Uit de basenvolgorde van het mRNA is de oorspronkelijke basenvolgorde van het DNA af te leiden.
- Door de primer te labelen kunnen de banden/plaatsen waar na elektroforese de DNA-fragmenten zitten, zichtbaar gemaakt worden.
- GCATATGTCA
Zodra een- gelabeld nucleotide A* aan de nucleotidenreeks gekoppeld wordt, stopt de koppeling van nieuwe nucleotiden. De laatste A moet dus gelabeld zijn.
-
|
A |
C |
G |
C |
C |
C |
G |
A |
A |
T |
A |
G |
C |
C |
C |
A |
G |
A |
T |
T |
5' kant |
primer |
T |
G |
C |
G |
G |
G |
C |
T |
T |
A |
T |
C |
G |
G |
G |
T |
C |
T |
A |
A |
3' kant |
Mutaties
en modificaties
- -
- DNA kan beschadigen
door:
- radioactieve straling
- UV-straling chemische
stoffen
- temperatuurveranderingen
enz.
- In de kern zitten
speciale enzymen die fouten in het DNA kunnen
herstellen.
- Als het codon AAA
verandert in AUA
- Een chromosoommutatie is
een heel chromosoom te veel of te weinig. Syndroom van
Down (mongooltje)
- Puntmutatie
SNP - Single Nucleotide Polymorphism
Als alleen een base vervangen wordt (substitutie) dan
verandert er 1 aminozuur in het eiwit.
Als er een base extra komt of wegvalt, dan veranderen
alle volgende codons ook , alles schuift op. en een groot
aantal andere aminozuren komt in het eiwit.
- UGG codeert voor
tryptofaan. Als de middelste base vervangen wordt
ontstaan de volgende mogelijkheden:
UAG ---> stopcodon
UCG ---> ser (serine)
UUG ---> leu (leucine)
- samengevat
Regelgenen regelen de groei en ontwikkeling van
cellen
Er zijn regelgenen die normale deling regelen en
regelgenen die ongeremde deling tegengaan
Regelgenen worden aan en uit gezet door hormonen de op
speciale eiwitten in de celmembraan gaan zitten, waarna
er een stof naar de kern gaat om het gen aan of uit te
zetten.
Oncogenen zijn defecte regelgenen die van een gewone cel
een kankercel maken
Proto-oncogenen zijn regelgenen die mogelijk kunnen
veranderen in oncogenen.
Anti-oncogenen zijn regelgenen die ongecontroleerde groei
van cellen (vorming van tumoren) kunnen tegengaan.
De genen die celdeling en groei regelen kunnen aan en uit
gezet worden door regelgenen.
Regelgenen zijn dus genen die andere genen aan en uit
kunnen zetten>
De regelgenen zelf worden aan en uit gezet onder invloed
van hormonenn die op receptoreiwitten in de celmembraan
gaan zitten.
Defecte regelgenen kunnen aanleiding geven tot
ongecontroleerde celdeling en het ontstaan van
tumoren.
Zulke defecte regelgenen noemt men oncogenen.
Er zijn ook regelgenen die ongeremde groei tegengaan.
(anti-oncogenen).
- Een mutatie in een
geslachtscel(eicel of zaadcel) komt terecht in de
bevruchte eicel. Deze ondergaat celdelingen (mitoses).
Daarbij komt de mutatie in alle dochtercellen terecht en
uiteindelijk dus in alle cellen van het lichaam van de
baby.
Een mutatie in een huidcel blijft beperkt tot die cel of
tot de nieuwe huidcellen die uit die cel ontstaan.
Veredelingstechnieken
- -
- Klassieke verdeling
wordt gedaan door te kruisen. De beste nakomelingen te
selecteren en deze weer te kruisen.
- -
- Bij ongeslachtelijke
voortplanting groeien 1 of meer cellen van een organisme
uit tot een nieuw levend wezen.
- Omdat alle cellen van
een organisme hetzlefde DNA bevatten dat al in de zygote
aanwezig was zullen de nakomelingen die door
ongeslachtelijke voortplanting ontstaan precies dezelfde
eigenschappen hebben als de ene ouder.
Door ongeslachtelijke voortplanting ontstaan dus
genetisch identieke nakomelingen.
Bij hogere dieren komt ongeslachtelijke voortplanting
alleen voor bij het ontstaan van eeneiige tweelingen.
Een embryo dat ontstaan is uit 1 eicel en 1 zaadcel (dus
uit 1 zygote) breekt in twee stukken. Als dat in een
vroeg stadium gebeurt kunnen beide stukken uitgroeien tot
identieke organismen.
Bij planten is ongeslachtelijke voortplanting normaal
(stekken, uitlopers, knollen enz.)
- Een kloon is een groep
organismen die ontstaan is door ongeslachtelijke
vooortplanting.
De organismen die tot een kloon horen zijn genetisch
identiek. Ze hebben dezelfde genen.
Als het fenotype van deze organismen toch verschilt dan
komt dat door de omstandigheden. Deze verschillen noemt
men modificaties.
- Stekken, knollen,
bollen, uitlopers, weefselkweek
- Vermeerdering via zaden
is geslachtelijke voortplanting. De nakomelingen zijn dus
nooit volledig identiek. bovendien is de methode
tijdrovend. Planten moeten eerst bloeien, bestoven worden
en vervolgens vruchten en zaden vormen.
Bij een weefselkweek kunnen in korte tijd veel
nakomelingen verkregen worden. Weefselkweek is een
vorm van ongeslachtelijke voortplanting. Alle individuen
die ontstaan zijn dus genetisch identiek.
- -
- Het gebruik vsn
organismen om bepaalde stoffen te maken noemt men
biotechnologie
Het oudste voorbeeld is alcohol maken met gistcellen.
- Recombinant-DNA techniek
is het inbrengen van een gen van een organisme
(bijvoorbeeld een mens) in een ander organisme
(bijvoorbeeld een bacterie)
- Een plasmide is een
ringvormig stukje DNA in bacterieën. Plasmiden
worden gebruikt om bijvoorbeeld een gen van een mens in
een bacterie te zetten.
- -
- Een transgeen
organisme heeft een stukje DNA van een andere soort in
zijn kernen.
- eigen samenvatting
- Bij de veredeling
van de tomaat is vooral geselecteerd op rassen met een
grote opbrengst en een betere smaak (al valt daarover
te twisten). Daarbij is de weerstand tegen de
schimmelziekten verloren gegaan.
- Een virus is niets meer
dan een membraan met een stukje DNA (of RNA) dat de
gegevens bevat om die membraan te maken.
Virussen hebben geen ribosomen en geen
mitochondriën. Ze kunnen dus zelf geen eiwitten in
elkaar zetten.
Virussen dringen andere cellen binnen. Hun DNA wordt
ingebouwd in het DNA van de gastheercel.
Op een bepaald moment gaat de gastheercel virussen
maken.
De gastheercel valt uitelkaar en de virussen komen
vrij.
Virussen kunnen zich dus niet zelf voortplanten. Ze laten
zich door andere organismen voortplanten.
RNA-virussen hebben in
hun omhulsel van eiwitten en vetten geen DNA, maar
RNA.
Als zo'n virus een cel binnedringt, dan wordt het virus
RNA afgelezen tot DNA (Het omgekeerde dus van de normale
situatie)
Dit virus DNA zit te midden van het DNA van de
gastheercel. Op een bepaald moment kunnen de virusgenen
aangezet worden en gaat de gastheer virussen maken.
Het aidsvirus is een RNA-virus.
- -
- Verschillende
eigenschappen van cellen combineren.
Bijvoorbeeld:een cel die antistoffen kan maken, maar zich
niet meer kan delen, met een cel die geen antistoffen kan
maken maar zich wel kan delen.
- Van schaap A kweekt men
in vitro een aantal lichaamscellen
Van schaap B neemt men een aantal eicellen waaruit de
kern wordt verwijderd.
Men laat de lichaamscellen van schaap A versmelten met de
"lege" eicellen van schaap B
De zygotes hebben allemaal de genen van schaap A.
De zygotes worden ingeplant in de baarmoeders van andere
schapen.
Bij de klassieke manier van klonen wordt gewerkt met
bevruchte eicellen die zich gedeeld hebben. De ontstane
cellen worden gesplitst. Deze embryonale cellen hebben
nog hun delingsvermogen. Iedere afzonderlijke cel groeit
uit tot een nieuw individu.
Bij Dolly werden kernen cellen uit een volwassen schaap
genomen. Deze cellen zijn al gedifferentieerd.
|