Periode 9 - deel 1
MOLECULAIRE GENETICA
Lesstof PW9
Toets 9.1
Boek: Biologie voor het MLO (zesde druk)
Hoofdstuk 5 Biomoleculen blz. 89 t/m 106
Hoofdstuk 12 Moleculaire genetica blz. 245 t/m 261
(dit is hoofdstuk 11 van de vijfde druk)
Moleculaire genetica
DNA- wat is het eigenlijk?
Proteïnen , Nucleïnezuren,
H5 Biomoleculen, Biologie voor het MLO
Cel - CELKERN
CELKERN is omgeven door een kernenvelop =
dubbel kernmembraan
Chromatine zal zich spiraliseren = oprollen tot een spiraal
Ribosomen
Chromatine= DNA-Eiwitcomplex
Chromosoom
DNA – Eiwitcomplex
Celorganellen - RIBOSOMEN
Eiwitfabriekjes van de cel
Celgroei
Onderhoud van bestaande celstructuren
Ribosomen
Vrij liggende ribosomen fungeren als enzymen.
Gebonden ribosomen bouwen aan het ER.
http://www.bioplek.org/animaties/celtotaal/ribosoom.html
Proteinen (Eiwitten)
Ingewikkelde polymeren
Bestaan uit een lange keten van een combinatie van aminozuren (bouwstenen)
Meer dan 100.000 verschillende eiwitten maar 28 verschillende aminozuren (22 voor opbouw eiwitten)
Aminozuren bestaan C, H, O en N atomen (soms zwavel S)
Peptidebinding (amino- en carboxylgroep)
Grote variatie in di-, tri- en polypeptide
Aantal en type aminozuur (22 verschillende)
Aminozuren – bouwstenen eiwitten
Aminozuren komen in drie opzichten met elkaar overeen:
ze bezitten een hoofdketen;
ze hebben twee zijketens die aan weerszijden van de hoofdketen er aan vastzitten. Aan de ene kant is dat de carboxylgroep (-COOH) en aan de
andere kant de aminogroep (-HN2);
de hoofdketen bestaat uit een C-atoom waaraan een variabele restgroep (in 20 varianten),
zitKijk in BINAS voor de verschillende structuren!!
Nucleïnezuren
Zitten in de celkern en bevatten genetische informatie.
DNA, desoxyribonucleïnezuur
RNA, ribonucleïnezuur
Een nucleïnezuur is een lange keten (polymeer) van vele
nucleotiden (bouwsteentjes/ monomeren)
Nucleïnezuren
Bouw van een nucleotide
Suiker:
-Ribose (RNA)
-Deoxyribose (DNA)
Nucleïnezuren
DNA
Stikstof base:
Adenine (A) Thymine (T) Cytosine (C) Guanine(G)
Stikstof base:
Adenine (A) Uracil (U)
Cytosine (C) Guanine(G)
RNA
Nucleïnezuren
Adenine & Thymine (A tegenover T) 2 H-bruggen
Cytosine & Guanine (C tegenover G) 3 H-bruggen
Complementaire ketens Streng 1: GCCATAACGA Streng 2: CGGTATTGCT
Nucleïnezuren
Aantal begrippen:
Basenpaar
Basenvolgorde=
nucleotide keten=
Nucleotiden sequentie Codon
Gen
Junk DNA
Erfelijke (genetische) code
Nucleïnezuren
Verschil DNA en RNA
Het RNA brengt de genetische informatie van het DNA over naar de ribosomen (waar de eiwitten worden
gemaakt), dus verlaat de celkern
DNA blijft in de celkern
Drie verschillende soorten RNA (mRNA, tRNA, rRNA
Opdracht
Maak de vragen 1 t/m 5 uit Hfdst 12
Heb je ze gemaakt?
Test je kennis
Met de Oefening DNA-1 op de Startme pagina pw9.
Eiwitsynthese
genen sturen de aanmaak van eiwitten in de cel aan
Samenvattend
De volgorde van aminozuren (voor een type eiwit) ligt vast in een coderend stuk van het DNA
De informatie van dat stuk coderend DNA wordt overgeschreven in een RNA molecuul
De informatie in het RNA molecuul kan in het cytoplasma door een ribosoom worden gelezen
Door het lezen van die informatie weet het ribosoom de juiste aminozuren in de juiste volgorde aaneen te rijgen
De uiteindelijke keten aminozuren die ontstaat is een eiwit (primaire structuur)
Hoe kan de code in een gen (in de kern) leiden tot de aanmaak van eiwit moleculen (in het cytoplasma)?
Kern
(ook vorming rRNA)
Ruw Endoplasmatisch reticulum (RER)
Ribosomen
Golgi-apparaat
Transcriptie – kopie DNA in de vorm van mRNA
Transport van mRNA naar cytoplasma
Translatie – aflezen van het mRNA en het vertalen naar een
aminozuurvolgorde m.b.v. tRNA
Chemisch ombouwen van eiwitten (het eindproduct)
Celorganellen - ER
Ruwe ER (RER)
- Is betrokken bij de aanmaak en transport van eiwitten
- RER is bedekt met ribosomen.
Glad ER (SER)
- Is betrokken bij aanmaak en transport van vetten.
Endoplasmatisch reticulum
Celorganellen – GOLGI APPARAAT
Stapeltjes platte blaasjes omgeven door ronde blaasjes.
Functie van het golgi apparaat:
•
Chemisch ombouwen van eiwitten naar complexe eiwitstructuren
•
Functie geven aan een eiwit
Celorganellen – GOLGI APPARAAT
Exocytose: membraan van een blaasje versmelt met celmembraan en er wordt een stof afgegeven.
Endocytose: opname van blaasjes door het
celmembraan.
Chemisch ombouwen eiwitten
Primair - Gemaakt in ribosomen
Eén lange keten
Variërend in aantal en type
Gemaakt in het golgi-apparaat
Secundair
Schroefvormig
Waterstofbruggen
Tertair
Opgevouwen ruimtelijke structuur
Waterstofbruggen en Zwavelbruggen (disulfide bindingen)
Quarternair
Ingewikkelde ruimtelijk structuur
Meer grote polypetide ketens
Eiwitsynthese
Animatie - De eiwitsynthese
Opdracht
Maak de vragen 6 t/m 20 uit Hfdst 12
Heb je ze gemaakt?
Test je kennis
Met de Oefening verschil DNA en RNA en met de
Oefening genetische code RNA op de Startme pagina pw9.
Transcriptie
transcriptie translatie
Het enzym RNA Polymerase herkent het begin van de gen-> de promoter
Wat is 3’of 5’ ?
Translatie
Voor extra info naast het boek:
Bekijk deze animatie of het artikel 'van DNA naar eiwit' of YouTube http://www.youtube.com/watch?v=5bLEDd-PSTQ.
Codons (triplets) aflezen
DNA replicatie (verdubbeling)
animatie DNA replicatie
Voordat de kerndeling van start gaat, is het DNA in de chromosomen verdubbeld.
De verdubbeling van het DNA(replicatie) gebeurt in de fase in de celcyclus tussen twee delingen in. Dat is de interfase, een schijnbare rustfase, waarin
het DNA draadvormig is en niet als chromosomen zichtbaar is.
Het opbouwen van de nieuwe DNA-strengen gaat razendsnel.
• zoogdieren, 50 nucleotiden per seconde,
• bacteriën 500 nucleotiden per seconde!
Opdracht
Maak de vragen 21t/m 25 uit Hfdst 12 Heb je ze gemaakt?
Test je kennis
Met de Oefening puzzel DNA op de Startme pagina pw9.
Genetische variatie
basis begrippen
Genotype= gezamenlijke erf factoren van een organismen voor een of meer eigenschappen. (ligt vast bij versmelting eicel-zaadcel van de ouders)
Fenotype= verzameling van alle (waarneembare) eigenschappen van een individu, tot stand gekomen door de gezamenlijke invloed van genen en milieufactoren (fenotype = genotype +milieu ligt niet vast komt de wisselvalligheid van het milieu
Modificatie= factoren waarbij alleen het milieu een rol speelt
Aangeboren= fenotypisch, bij de geboorte aanwezige eigenschappen die niet erfelijk zijn komen door milieu invloeden tijden de
zwangerschap, nicotine, drugs alcohol bepaalde medicijnen
video: erfelijke eigenschappen
selecteren
Genetische variatie
basis begrippen
Erfelijke informatie ligt in de celkern in de chromosomen. Chromosomen bestaan weer uit DNA.
Chromosomen worden zichtbaar als cel gaat delen
Lichaamscel van mens heeft 46 chromosomen = 23 paar
Chromosomen komen
in lichaamscellen voor in paren,
in geslachtscellen zijn de chromosomen enkelvoudig
Geslachtscel mens bevat 23 chromosomen
Genetische variatie
basis begrippen
Gen = deel van een chromosoom met de info voor 1 erfelijke eigenschap
Een chromosoom bevat meerdere genen.
Genen kunnen aan of uit staan in een cel
Voor een eigenschap (bijv oogkleur) heb je dus altijd twee genen in een
lichaamscel. De variant van het gen kan verschillen (bijv bruine en blauwe variant)
In een geslachtscel komt een gen maar 1x voor, oftewel slechts 1 van de
chromosomen van het chromosomenpaar
Genetische variatie
basis begrippen
Elk gen heeft een bepaalde plaats op een chromosoom.
Locus = de plaats waar een gen in het chromosoom te vinden is
Twee homologe chromosomen vormen samen een paar. Zij hebben dezelfde genensamenstelling;
Voor een bepaalde eigenschap coderen dus altijd twee genen. Elk gen heeft dus een
'tweeling-gen' op het homologe chromosoom.
allelenpaar = een paar overeenkomstige genen
Allelen (enkelvoud = allel) komen dus in precies dezelfde volgorde op precies dezelfde plaatsen (loci) in de homologe chromosomen voor.
Twee homologe chromosomen met verschillende allelen voor bloemkleur
Genetische variatie
basis begrippen
Opdracht
Lees van Hoofdstuk 11 11.3 en 11.3.1
Maak vervolgens de vragen 9 t/m 13 op blz 227
Genetische variatie
Mechanismen die genetische variatie verhogen:
Onafhankelijke overerving
Crossing-over
bevruchting
Onafhankelijke overerving
animatie dihybride kruising
Overerving van genen vindt plaats bij geslachtelijke voortplanting
(dieren)tijdens meiose
Tijdens meiose worden mannelijke of vrouwelijke gameten
(geslachtscellen) gevormd
In gameten (geslachtcellen) zitten chromosomen
De grote hoeveelheid betrokken chromosomen bij onafhankelijke
overerving zorgen er voor dat er veel verschillende gameten, met
verschillende allelen samenstellingen kunnen worden gevormd
Onafhankelijk Overerving
Een vader die heterozygoot is voor beide erfelijke eigenschappen kan na twee meiotische delingen vier verschillende gameten (zaadcellen) maken met steeds een andere
allelen samenstelling.
Vader geeft bij onafhankelijke
overerving 4 combi’s door van ogen en neuzen
Bijvoorbeeld:
Blauw ogen grote neus Blauwe ogen kleine neus Bruine ogen grote neus Bruine ogen kleine neus
Gekoppelde overerving
Samengevat
Vader kan dus meer verschillende combi’s van neuzen en ogen
doorgeven aan zijn kinderen bij onafhankelijke overerving dan bij gekoppelde overerving
Vader geeft bij gekoppelde overerving 2 combi’s door van ogen en neuzen
Let wel op:
De gameten van vader en moeder bepalen
uiteindelijk het genotype + fenotype
Crossing over
video crossing over tijdens meiose (ENG)
animatie crossing over tijdens meiose
animatie Crossing over (NED)
Nieuwe allelen combinatie ontstaan tijdens meiose door verkleven van chromosomen.
Crossing over:
Tijdens de metafase van de meiose I kunnen twee chromatiden van de twee homologe chromosomen die in dit stadium zo dicht tegen elkaar aan liggen (lijken ook elkaar )dat er verklevingen kunnen optreden, waardoor hele stukken van de chromatiden uitgewisseld kunnen worden.
Alle chromatiden identiek? -> geen nieuwe allelen
Maar tussen de homologe chromosomen, en dus hun wederzijdse chromatiden, bestaan wel kleine verschillen. Het ene chromosoom is immers door het organisme geërfd van de vader en het andere van de moeder. (denk aan dominante genen en recessieve
genen)
Verschillende chromatiden? -> nieuwe allelen combinaties
Bevruchting
Voorbeeld geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting : generatie op generatie
De geslachtelijke bevruchting (geslachtelijke
voortplanting) levert al heel wat nieuwe genetische variatie. Een eicel en een zaadcel bevatten elk +/- 8 miljoen chromosoomcombinaties
8 miljoen x 8 miljoen = 64 biljoen diploide chromosoom combinaties
Men wil ook wel eens de genetische variatie beperken..
Dat wordt vaak gedaan als men een “zuivere”
genetische lijn wil van bv. Planten (zaadzuiver) of dieren (fokzuiver)
Bij planten doen ze dat door ongeslachtelijke voortplanting
Modificatie
Verschillen in het fenotype door invloeden van het milieu.
Voorbeeld: Berkenspanner milieu zonder roet/ milieu met roet
Mutatie
Mutatie = een verandering in het DNA die een verandering in de genetische informatie tot gevolg heeft.
Meeste mutaties worden hersteld door DNA herstel mechanismen (b.v. DNA polymerase)
Puntmutatie – zie oefening + animatie puntmutaties op start.me
Een enkele nucleotide veranderd binnen een gen en kan leiden tot de aanmaak van andere eiwitten
Chromosoommutatie = veranderingen in de structuur van een chromosoom, bijvoorbeeld door het verkrijgen, verdubbelen, omkeren, verliezen of verplaatsen van een
chromosoomsegment. Wanneer er niets verandert aan de samenstelling van het genoom (alle genen zijn er nog), alleen de locus is gewijzigd, zijn er geen ernstige gevolgen.
Andere typen chromosoommutaties kunnen wel ernstige gevolgen hebben.
Gevolgen van Mutaties
ernstige genetische problemen (gebeurt dan in dominante genen dan worden ze ook zichtbaar in het fenotype)
Maar ook nieuwe genotypen, soorten en rassen -> evolutie! video Evolutie
Genetische variatie
Opdracht
