Periode 9 - deel 1MOLECULAIRE 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), zit

Kijk 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

NucleïnezurenVerschil 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 Endoplasmatischreticulum (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 eiwittenPrimair - 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 variatiebasis 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 kruisingOvererving 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

Maak de laatste vragen 26 t/m 40 van Hoofdstuk 12