Biologie 4

 Thema 4 DNA

Basisstof 1 Van genotype tot fenotype

Enzymen zijn eiwitten. Een eiwitmolecuul bestaat uit een groot aantal aangekoppelde aminozuren. Een chromosoom

bevat één zeer lang molecuul van de stof DNA. Het DNA-molecuul ligt opgerold om de eiwitmoleculen. Dit geheel ligt

spiraalsgewijs opgevouwen. Een DNA-molecuul bestaat uit twee ketens, die in een dubbele spiraal om elkaar heen

gewonden liggen. Elke keten bestaat uit vele duizenden aan elkaar gekoppelde nucleotiden. Een nucleotide bestaat

uit een fosfaatgroep, desoxyribose en een stikstofbase. In een DNA-molecuul komen vier verschillende stikstofbase

voor: Adenine (A), Thymine (T), Cytosine (C) en Guanine (G). De stikstofbasen van de twee ketens zijn met elkaar

verbonden. Ze vormen vaste paren (basenparing). Adenine gaat altijd met thymine en cytosine gaat altijd met

guanine.

Basisstof 2 Mitose en celdeling

Nieuwe cellen ontstaan door mitose (kerndeling) en celdeling. Bij mitose deelt een celkern zich in tweeën. Door

plasmagroei worden de twee dochtercellen elk net zo groot als de moedercel. Na een tijdje kunnen de dochtercellen

dit ook. De periode tussen twee mitosen in word de interfase genoemd. De mitose en interfase vormen samen de

celcyclus. Voordat een mitose begint, wordt elk chromosoom gekopieerd. Dit heet DNA-replicatie. Na DNA-replicatie

bestaat een chromosoom uit twee identieke delen, de chromatiden. De plaats waar de chromatiden aan elkaar vast

zitten, heet centromeer.

Basisstof 3 Ongeslachtelijke voortplanting

Bij ongeslachtelijke voortplanting groeit een deel van een individu uit tot een nieuw individu. Dit kan op verschillende

manieren deling, knollen, uitlopers, bollen en bijvoorbeeld stekken. Blz. 124+125

Basisstof 4 Meiose

Bij de vorming van geslachtscellen vindt meiose plaats, een deling waarbij de chromosomen van een paar uit elkaar

gaan. Bij meiose 1 ontstaan uit één diploïde cel, twee haploïde cellen, ook wel reductie deling. Bij meiose 2 ontstaan

uit twee diploïde cellen, vier haploïde cellen.

Basisstof 5 Geslachtelijke voortplanting

Het ontstaan van nieuwe combinaties van genen wordt recombinatie genoemd. Door recombinatie ontstaat een

grote verscheidenheid (diversiteit) in genotypen binnen een soort.

Geslachtelijke voortplanting bij zaadplanten

De meeldraden en de stamper zijn de voortplantingsorganen. In de helmknoppen van de meeldraden vindt meiose

plaats. De haploïde cellen die hierbij ontstaan, ontwikkelen zich tot stuifmeelkorrels (pollenkorrels). In het

vruchtbeginsel van een stamper bevinden zich één of meerdere zaadbeginsels. In elk zaadbeginsel ontstaat één eicel

na meiose. Bestuiving is wanneer de stuifmeelkorrels worden overgebracht naar stempels van dezelfde plantensoort.

Zelfbestuiving spreekt voor zich. Bij ‘bestuiving’ wanneer het op een andere plant terecht komt noemen we dat

kruisbestuiving. Na bestuiving groeit er uit de stuifmeelkorrel een stuifmeelbuis naar het zaadbeginsel.

Het vermijden van genetische variatie

Bij veredeling tracht men door kruisingen en selectie een combinatie van gunstige eigenschappen in één nakomeling

te verkrijgen. Verder wordt er ook genetische modificatie gebruikt. Als dit gunstige genotype bereikt is, mag dit niet

door recombinatie worden verstoord. Daarom wordt er bij landbouwgewassen klonering toegepast. Een zuivere lijn is

als een groep planten door geslachtelijke voortplanting is ontstaan en homozygoot is voor één of meer

eigenschappen. Als er steeds nakomelingen komen met hetzelfde gewenste genotype. Deze planten noemt men

zaadvast. Rashonden zijn fokzuiver. Een dier is fokzuiver wanneer hij homozygoot is voor de gewenste

eigenschappen. Een heterozygote hond is een bastaard.

Basisstof 6 Mutaties

Wanneer de volgorde van stikstofbase in het DNA blijvend is gewijzigd noemen we dat mutatie.

RNA

RNA brengt de informatie voor de eiwitsynthese over van het DNA in de celkern naar de ribosomen in het

cytoplasma.

De uitwerking van mutaties

Een individu bij wie de mutatie tot uiting komt in het fenotype, noemen we een mutant. Het fenotype waarbij geen

enkele mutatie waarneembaar is word een wildtype genoemd. Mutageen is bijvoorbeeld; sigarettenrook, straling etc.

Kanker

Als cellen zich ongeremd gaan delen ontstaat er een gezwel/tumor. Je hebt goedaardige en kwaadaardige tumoren.

Kanker kan in veel vormen voorkomen. Dit wordt vaak veroorzaakt door mutaties in de cel. De cel wordt ongevoelig

voor de stoffen die de celdeling remmen. De primaire tumor alleen is meestal niet dodelijk. De tumor kan dan

operatief worden verwijderd of door radiotherapie. De meeste patiënten overlijden aan metastase: uitzaaiingen. In

andere organen kunnen ze het ontstaan van secundaire tumoren veroorzaken. De genezing word dan bemoeilijkt.

Vaak wordt er dan chemotherapie toegepast. Hierbij krijgt de patient toegepast. Hierbij krijgt de patient cytostatica,

stoffen die de celdeling remmen. Alle invloeden op het milieu die mutageen zijn, zijn in principe ook carcinogeen: kanker verwekkend.

Basisstof 7 Erfelijkheidsonderzoek

Bij prenatale diagnostiek wordt er onderzoek verricht voor de geboorte om eventuele afwijkingen vast te stellen. De

meest gebruikte methoden van prenataal onderzoek zijn echoscopie, een vlokkentest en een vruchtwaterpunctie. Bij

echoscopie worden de groei en de ligging van de embryo of de foetus gecontroleerd. De echoscoop zendt

hoogfrequente trillingen uit die op verschillende mate worden teruggekaatst, deze worden zichtbaar gemaakt op een

scherm (echo). Zo kunnen eventuele afwijkingen in de embryonale ontwikkeling worden opgespoord. Dit kan vanaf

de zesde week van de zwangerschap. Vanaf de achtste week kan er een vlokkentest worden gedaan. Bij dit

onderzoek wordt een klein beetje vlokkenweefsel uit de groeiende placenta weggehaald. Deze vlokken bevatten

celkernen met dezelfde genotype als de embryo. Door cellen tijdens de mitose te doden en te kleuren, kan een

karyogram worden gemaakt. Met behulp van het karyogram kunnen afwijkingen in de chromosomen worden

geconstateerd, ook het geslacht kan worden vastgesteld. Door biochemisch onderzoek kan een aantal

stofwisselingsziekten worden opgespoord. Bij een vruchtwaterpunctie wordt er een beetje vruchtwater weggezogen

via de buikwand. In het vruchtwater bevinden zich cellen van de foetus. Deze cellen worden gebruikt voor

chromosomenonderzoek en voor het opsporen van stofwisselingsziekten. Een vruchtwaterpunctie kan worden

uitgevoerd vanaf de zestiende week. Door een erfelijkheidsadvies kunnen een man en vrouw beslissen over een

eventuele zwangerschap. Als een vrouw al zwanger is, en de ziekte of afwijking is ernstig kan er voor abortus provocatus worden gekozen.

Het syndroom van Down

Uit een karyogram kan ook blijken dat er extra chromosomen zijn of dat er chromosomen ontbreken. Bij extra

chromosomen spreken we van trisomie. Bij het syndroom van Down komt in de celkernen het 21e chromosoom in

drievoud voor, dit wordt ook wel trisomie 21 genoemd. Ze denken dat dit komt door een foutje in de meiose. Soms

gaat bij meiose 1 het chromosomen delen fout. Dan blijven de chromosomenparen bij elkaar. Beide chromosomen

gaan dan naar dezelfde pool en komen dan samen in de dochtercellen terecht. Dit wordt non-disjunctie genoemd.

Na de bevruchting is een geslachtscel of zygote waarin een chromosoom te veel of te weinig is vaak wel

levensvatbaar. (blz.136)

Basisstof 8 Biotechnologie

Biotechnologie is de tak van de biologie waarbij organisme worden gebruikt om producten te vervaardigen voor de

mens. Naast het fokken en veredelen van gewenste eigenschappen voor planten en dieren bleek dat men bij veel

cultuurgewassen de opbrengst sterk kon verhogen door polyploïde. De stof colchicine beïnvloed de cel zo dat de

chromatiden wel delen maar de cel zelf niet. Hierdoor ontstaan tetraploïde cellen of ployploïde cellen.

Recombinant-DNA-techniek

Technisch is het mogelijk erfelijk materiaal (een stukje DNA) uit cellen weg te halen, eventueel te veranderen en

daarna in te brengen bij cellen van een ander individu. Dit wordt recombinant-DNA-techniek genoemd. De individuen

hoeven niet tot dezelfde soort te behoren. De verandering die wordt aangebracht de genetische modificatie, ook wel

genetische manipulatie. Zo’n genetisch gemodificeerd individu wordt een transgeen genoemd.

Andere nieuwe technieken

Bij de celfusietechniek laat men twee typen cellen versmelten tot één cel (de hybridecel).