Inleiding
Biologische wetenschappen is een nieuw vak dat een samenvoeging is van Biologie en ANW. Dit deel van boek gaat over DNA. Hierin wordt DNA meer exact behandeld via een biologisch oogpunt, maar toch komt het uitgebreider aanbod via de invalshoeken van ANW. Uit leservaringen is gebleken dat jongeren behoefte hebben aan een uitgebreide aanpak. Met deze lessenserie hopen wij dan aan deze wensen te voldoen. Wij willen dit bereiken door een goed inzicht te geven in het verloop van de ontwikkelingen van DNA en de gevolgen ervan voor iedereen.
Dit vak moet naar behoren worden beheerst en de kennis wordt getoetst door middel van dossiertoetsen. Door het uitvoeren van praktische opdrachten train je je vaardigheden.
Hoofdstuk 1 De weg naar het geheim van het leven
DNA, dat klinkt modern. Maar in feite is het een oeroud molecuul. DNA kwam ongeveer drieëneenhalf miljard jaar geleden op aarde. Hij omringde zich toen met slechts een paar zelfgemaakte eencelligen. Sindsdien is het molecuul doorgegeven van organisme op organisme. Daarbij werd het DNA steeds gevarieerder. Gaandeweg heeft DNA een compleet planten- en dierenrijk om zich heen gemaakt, met als hoogtepunt de mens.
Hoe zijn wij hier nu achter gekomen? Wie begon de prikkeling om achter ‘het geheim van het leven’ te komen?
De eerste die de zoektocht naar DNA in beweging heeft gebracht is Charles Darwin. Hij publiceerde in 1859 het boek: On the Origin of Species by Means of Natural Selection of Favored Races. Het boek is gebaseerd op een evolutietheorie en “survival of the fittest”. Het boek zorgde voor discussie onder de mensen en zorgde voor nieuwsgierigheid naar het genoom. Een woord wat toen nog niet bestond, maar waarmee al het DNA van een organisme wordt bedoeld, inclusief zijn genen.
In 1865 ontdekt Gregor Mendel, een Oostenrijkse monnik, dat bij de voortplanting een eigenschap in zijn geheel geërfd wordt of niet. Hij beschrijft zijn kruisingen met erwtenplanten en ontdekt dan hoe bepaalde eigenschappen, zoals de kleur van de zaden van ouderplanten, aan een volgende generatie doorgegeven worden. Hierbij haalde hij het oude idee dat de eigenschappen van nakomelingen een volledig mengsel was van de eigenschappen van Gregor Mendel
de ouders, finaal onderuit.
De bioloog Johann Miesscher neemt zonder het zelf te beseffen als eerste in 1869 het DNA molecuul waar. Miesscher ontdekte, toen hij experimenteerde met cellen afkomstig uit etter van ziekenhuisverband, in de kern van lichaamscellen een witte substantie die hij nucleïne noemde. Omdat deze stof in grote hoeveelheden aanwezig bleek in het sperma van vissen, werd hij later spermine genoemd. Miesscher zocht naar een molecuul dat erfelijke eigenschappen kon overbrengen, maar vond het stofje te bescheiden en eenvoudig.
In 1910 wordt er vermoed dat het DNA-molecule de drager is van de erfelijke eigenschappen. Het jaar daarop demonstreert Thomas Hunt Morgan met fruitvliegjes dat genen op de chromosomen liggen en dat het erfelijkheidsmateriaal is. Wat in 1910 al vermoed werd, wordt pas ontdekt in 1944. Het eenvoudige stofje bleek toch ingewikkeld te zijn. De witte substantie kon erfelijke eigenschappen overbrengen van de ene bacterie op de andere. Daarmee was het DNA ontmaskerd als drager van de erfelijke informatie. In DNA is dus, in codevorm, de erfelijke aanleg van organismen vastgelegd. Dit betekent dat DNA de informatie bevat voor jouw eigenschappen, zoals je bloedgroep. De witte substantie kreeg een ingewikkelde naam toegewezen: deoxyribonucleic acid, in het Nederlands desoxyribonucleïnezuur, oftewel DNA.
Nu wist men dat alles beschreven stond in het DNA. Maar hoe deze zich kopieerde en op welke manier de informatie opgeslagen is, wist men niet. Om dit uit te vinden, moest eerst de structuur bepaald worden. Door middel van röntgenstraling kon de structuur in 1943 al aardig duidelijk getoond worden. Deze liet een spiraalvorm zien. Dit hadden Francis Crick en James Watson ook al bedacht, maar dit idee hadden ze verworpen. Door toedoen van Linus Pauling, Rosalind Franklin en Maurice Wilkins, die ook allen probeerden de structuur te ontdekken, Francis Crick begonnen Crick en Watson aan een nieuwe poging. Het was een race om
als eerste het juiste model te ontdekken. Een jaar voordat de structuur ontdekt wordt, bewijzen Martha Chase en Alfred Hershey dat genen gemaakt worden met DNA, omdat alleen DNA nodig is om een organisme te infecteren.
Dan op 21 februari 1953, na een aantal mislukte pogingen, onthullen Watson en Crick het juiste DNA-model: het dubbele helix model. Ook beweerden zij dat de treden van de gedraaide touwladder bestonden uit de basencombinaties A-T of G-C. Men wist dat DNA in de kern van een cel zat en ook kende men de chemische bouwstenen van het DNA al. Met deze kennis gewapend, probeerden Watson en Crick een goed model te bouwen, totdat alle onderdelen in elkaar zouden passen. Toen dit lukte, moest er alleen nog een controle gemaakt worden. Dit moest gebeuren door middel van röntgenopnames, die Franklin had. Zij wilde die niet geven, maar Wilkins wel. Die had weer eens ruzie met Franklin en uit woede gaf ze de andere twee onderzoekers de opnames. Het model bleek juist te zijn en hiervoor ontvingen ze in 1962 de Nobelprijs. Deze moesten ze James Watson
delen met Wilkins. Voor Franklin kwam de prijs te laat, zij overleed
in 1958. Dit model rekende niet alleen af met vele raadsels rond het molecuul, maar opende ook de weg die genetica en de biotechnologie zouden gaan bewandelen.
Vanaf nu is het DNA zijn alleenheerschappij kwijt en neemt de mens het over. Door fundamentele ingrepen in de natuur wordt de evolutie voor een deel door de mens overgenomen. In 1978 maken de eerste genetisch gemanipuleerde E.Colibacteriën een menselijk product: het hormoon somatostatine. Snel volgde het produceren van insuline en groeihormoon door genetisch gemanipuleerde bacteriën. Het eerste transgene dier; de supermuis wordt gecreëerd in 1982.
In 1983 ontdekt Kary Banks Mullis de PCR, (Polymerase Chain Reaction) (Dat betekent in het Nederlands: polymerasekettingreactie) waarmee het mogelijk werd om stukjes DNA in principe onbeperkt te vermenigvuldigen, wat de weg naar vele toepassingen van gentechnologie opende. Nu was het namelijk mogelijk van minieme hoeveelheden DNA voldoende kopieën te maken om er tests op te doen of ze als reagens te gebruiken.
Dan komt het jaar van de belangrijke veranderingen die voor discussie zorgen en versnelling van de andere ontwikkelingen: 1990. Het transgene dier, stier Herman wordt na genetische manipulatie via reageerbuisbevruchting geboren. Herman heeft een menselijk gen ingebouwd in zijn DNA en zijn nakomelingen kunnen melk produceren met het menselijk hormoon lacoferrine. Vanaf nu wordt geprobeerd transgene runderen te maken die elk gewenst eiwit in hun melk kunnen uitscheiden.
In 1990 begon ook het Human Genome Project (HUGO). Dit project, waaraan vijfduizend wetenschappers uit meer dan dertig landen meewerken, is erop gericht om alle genen op de 23 chromosomenparen in kaart te brengen en uiteindelijk de juiste basenvolgorde van het menselijk DNA te bepalen. Het project zou 15 jaar duren, maar door technologische ontwikkelingen is dit proces versneld en is de verwachting alles af te krijgen in dit jaar. In 2001 is ontdekt dat mensen veel minder genen hebben als aangenomen werd: ongeveer 35.000 in plaats van tussen de 50.000 en 100.000. Dat zijn er maar 300 meer dan een muis. De ontdekking bewijst volgens sommige wetenschappers dat naast genen vooral ook de omgeving cruciaal is in de menselijke ontwikkeling. Hierdoor is nu duidelijk dat er maar 30.000-35.000 genen geïdentificeerd moeten worden. Verder moet de opeenvolging van de drie biljoen chemische basenparen vastgelegd worden. Dan moet deze informatie in databases geplaatst worden en de data zo ontwikkelen dat er wat met de informatie gedaan kan worden. Wanneer dit ontdekt is, zijn de mogelijkheden grenzeloos. Wel moet er met de ethiek: Mag alles wat kan? rekening gehouden worden. De dieren die voor dit onderzoek worden gebruikt zijn: de laboratoriummuis, de Escherichia coli bacterie en het fruitvliegje.
De verdere ontwikkelingen die ermee gedaan worden behalve degenen die hier al kort genoemd zijn komen verderop aan bod. Nu eerst een visualisatie van het begrip DNA. Watson en Crick hebben het model uitgevonden, maar hoe ziet het er dan echt uit en hoe werkt het?
Vragen
1) Maak een lijstje van alle rode data en bijbehorende ontdekkingen om een duidelijk overzicht te krijgen van alle ontwikkelingen.
2) Zoek op internet informatie op over alle wetenschappers die te maken hadden met de ontdekking van het DNA-model.
3) Waarom zijn de mogelijkheden onbegrensd als het HUGO project klaar is?
4) Wie hebben er baat bij dat het project zo snel mogelijk afgerond is?
5) Denk je dat zonder Charles Darwin de zoektocht naar ‘het geheim van het leven’ gestart zou zijn? Of zou de ontdekking van het DNA nooit realiteit geworden zijn. Beargumenteer je antwoord aan de hand van de tekst.
Hoofstuk 2 Structuur van DNA
DNA is de afkorting van desoxyribonucleïnezuur, een zuur dat in de celkern aanwezig is. DNA bevat de informatie voor jouw eigenschappen, zoals je bloedkleur en de kleur van je ogen. Voor elke menselijke cel met kern geldt dat het DNA verdeel is over 46 chromosomen. Elk chromosoom bestaat uit één groot DNA molecuul en uit een aantal eiwitten.
cytosine
guanine
thymine
adenine
Een suikermolecuul + een fosfaatgroep + een stikstofbase vormen samen een zogenaamde nucleotide. Er zijn dus 4 verschillende nucleotiden waaruit DNA opgebouwd is.
De basen Adenine en Thymine en de basen Cytosine en Guanine vormen paren. Tegenover een nucleotide met Adenine (A) in de ene keten zit altijd een nucleotide met thymine (T) in de andere. Tegenover een nucleotide met Cytosine (C) zit altijd een nucleotide met Guanine (G).
De volgorde waarin de stikstofbasen in het DNA voorkomen, vormt de code waarmee de erfelijke informatie is vastgelegd. Zoals noten op een notenbalk de code vormen voor een stuk muziek, vormen de 'letters A, C, G en T' in het DNA-molecuul de basis voor erfelijke eigenschappen. Een andere stikstofbasenvolgorde betekent ander informatie.
Een keten van honderden van deze paren vormen een DNA-molecuul.
Het DNA is niet recht, zoals het op de afbeelding hiernaast lijkt, maar het heeft de vorm van een spiraal, doordat twee ketens DNA om elkaar heen wentelen. Dit wordt ook wel een dubbele helix genoemd.
De reden dat DNA de vorm heeft van een dubbele helix, is dat DNA zich hierdoor kan delen. De DNA ketens gaan dan uit elkaar. Tegenover elke base komt dan de bijbehorende nieuwe base.
DNA is de drager van genen. Elk gen is de code voor een eiwit dat noodzakelijk is om genetische eigenschap tot stand te brengen. Want eiwitten zijn onmisbaar in de besturing van het lichaam. Elk eiwit is opgebouwd uit aminozuren. Elk groepje van drie basen op het DNA vormt de code voor één van die aminozuren. Eén zo'n groepje wordt een triplet genoemd. CTC bijvoorbeeld, is de code voor het aminozuur leucine. Een gen bestaat uit een groot aantal triplets die samen voor een compleet eiwit zorgen. Het gen begint altijd met TAC (het aminozuur methionine) en eindigt altijd met een stoptriplet; ATT, ATC of ACT.
Voordat er van het DNA werkelijk een aminozuur wordt gemaakt, wordt er eerst nog een kopie van gemaakt, het zogenaamde RNA. Het RNA wordt echt gebruikt om aminozuren mee te maken.
Vragen en opdrachten.
1) Combineer de omschrijving aan de linkerkant met het juiste woord aan de rechterkant.
Noteer de letter van de omschrijving en het bijbehorende cijfer van het woord.
A complementair met thymine 1 deoxyribose
B de vorm van het DNA-molecuul 2 fosfaatgroep
C de suiker in DNA 3 guanine
D de treden van de DNA-wenteltrap 4 dubbele helix
E zit om en om met deoxyribose 5 nucleotide
F complementair met cytosine 6 adenine
G een eenheid van het DNA 7 stikstofbasen
2)
D-P-D-P-D-P-D-P-D-P-D-P
A G T C G A
… … … … … …
..-...-.. -...-..-…-..-…-..-..-..-…
a) Geef de betekenis van elk van de letters
b) Vul de open plaatsen in
c) Uit hoeveel tripletten bestaat dit stukje DNA?
d) Zoek in Binas op voor welke aminozuren dit stukje DNA codeert.
3) Combineer de omschrijving aan de linkerkant met het woord aan de rechterkant. Noteer de letter van de omschrijving en het bijbehorend cijfer van het woord.
A Bouwstenen van eiwitmoleculen 1 Gen
B Drie opeenvolgende basen 2 Aminozuren
C Informatie voor één eiwit 3 Stikstofbasen
D De code voor één aminozuur 4 Nucleotide
E De letters van de DNA-code 5 Triplet
F De bouwstenen van DNA-moleculen 6 Triplet
4) Rangschik de volgende begrippen naar grootte, van klein naar groot:
genoom - nucleotide - gen - DNA-molecuul - thymine - chromosoom - triplet
5) Een RNA-molecuul is vergelijkbaar met een DNA-molecuul. Een belangrijk verschil is echter dat RNA uit één keten en DNA uit twee ketens bestaat. Evolutiebiologen denken dat het eerste leven op aard over RNA als drager van erfelijke informatie beschikte. DNA zou een perfectionering van het RNA-molecuul zijn en pas later in de evolutie zijn ontstaan. Leg uit waarom je DNA een perfectionering van RNA zou kunnen noemen.
Hoofdstuk 3 Toepassingen van DNA
Je weet nu hoe DNA werkt. Maar wat kan je nou eigenlijk met DNA?
Sinds kort kunnen we wereldwijd op verschillende gebieden DNA toepassen. Je kan hier bijvoorbeeld aan klonen denken, maar ook aan misdaad bestrijding en genetische manipulatie. Als je vroeger een genetische ziekte had, kon je het niet bestrijden. Maar tegenwoordig kunnen we met behulp van DNA deze ziektes wel behandelen. Dit heeft voor een grote verandering in de wereld gezorgd. Ook bij misdaad bestrijding draagt DNA zijn steentje bij. Vele misdaden, die vroeger niet opgelost konden worden, kunnen nu met behulp van DNA wel opgelost worden. Maar we kunnen nog veel meer met DNA, denk bijvoorbeeld maar aan het beroemde schaap Dolly. Zij is gekloond uit haar moeders DNA. Zo werd ze een exacte kopie van haar moeder. Klonen is sinds kort ook toepasbaar op de mensheid.
Wat is genetische manipulatie?
Genetische manipulatie vindt eigenlijk al jaren plaats door verschillende rassen te kruisen. Dat proces duurde voorheen alleen lang en lukte niet bij alle kruisingen. Men kon bijvoorbeeld een wortel niet met een hond kruisen. In de moderne biotechnologie kan dat wel.
Ze pakken dan bijvoorbeeld een gen uit een wortel en dat gen stoppen ze in een tomaat. Hierdoor krijg je bijvoorbeeld een tomaat die tegen vorst kan.
Men knipt bij genetische manipulatie een stukje DNA (1 of meerdere genen) uit een organisme met biologische scharen (restrictie enzym). Dit gen wordt vervolgens in het DNA van de bacteriën gebracht. Deze bacteriën planten zich snel voort. Zo kunnen er in korte tijd honderden kopieën bijkomen van het gen. Het gen wordt vervolgens aan het DNA van een organisme toegevoegd.
Op het gebied van het gen toevoegen aan een organisme zijn twee begrippen belangrijk:
1. Ex vivo: hierbij wordt eerst de cel uit het organisme gehaald, dan wordt het gen in de cel ingebracht en vervolgens plaatst men de cel terug in het organisme.
2. In vivo: dit wordt ook wel de directe methode genoemd, omdat hierbij het stukje DNA direct in de cel in het organisme wordt geplaatst.
Om dit te doen hebben ze momenteel twee veel gebruikte manieren:
1. het gen wordt aangebracht op kleine gouddeeltjes die met een speciaal soort pistool in een laag cellen van het organisme geschoten worden. Hiervoor gebruikt men heel veel van die deeltjes waarvan er met geluk enkelen in een cel, en met nog meer geluk eentje in de celkern en met nog veel meer geluk eentje bij het DNA terechtkomt.
2. het gen wordt vervoerd door een virus of bacterie. Die smokkelen vervolgens het gen mee naar binnen de cel in. De bacterie Agrobacterin tumefaciem wordt hier vaak voor gebruikt.
Omdat deze technieken niet echt succesvol zijn, wordt aan zo'n gen een marker-gen geplakt. Zo kunnen ze erachter komen of het gen echt in de plant zit. Dat marker-gen geeft bijvoorbeeld een resistentie tegen antibiotica. De plant wordt vervolgens op een bodem vol met antibiotica geplant. De planten die opgroeien hebben het gen en worden verder gekweekt.
Toepassing van genetische manipulatie
Genetische manipulatie kent veel toepassingen en in de toekomst zullen er alleen maar meer bij komen. De meeste toepassingen zijn te vinden in de medische wereld of in de voedselproductie.
Toepassingen in de voedselindustrie
In de voedselindustrie wordt genetische manipulatie al enkele jaren toegepast. Met deze techniek hoeft men niet meer lang te kweken en allerlei planten te kruisen. Men pakt gewoon het stukje DNA wat hoort bij de eigenschap van die plant en doet dat in een andere plant. Zo kan men bepaalde planten immuun maken voor bepaalde ziekten en bestrijdingsmiddelen. Met behulp van genetische manipulatie kan men een aardappel kweken die tegen schadelijke aardappelziektes bestand is door afweerstoffen tegen die ziekte in de aardappel in te bouwen. Hierdoor zijn chemische bestrijdingsmiddelen overbodig, dat is dan weer beter voor het milieu. Toch zijn deze aardappelen voorlopig nog niet op de markt, omdat wetenschappers de veiligheid nog niet kunnen waarborgen. Vooral op lange termijn zijn de gevolgen nog niet bekend. Om de gevolgen op lange termijn een beetje weg te nemen is er een zo geheten 'terminator' technologie ontwikkeld. Dit zijn een soort genetische schakelaars waarmee men de voortplanting van een plant uit kan zetten. Hierdoor kan worden voorkomen dat een gemanipuleerde plant zich kan kruisen met een gewone plant, want als dat gebeurd kunnen er onverwachte effecten optreden. Hierdoor worden de boeren wel afhankelijk van de bedrijven die dit soort zaad ontwikkelen, omdat ze zelf geen zaad meer kunnen kweken, zoals ze nu nog doen, maar het steeds opnieuw moeten kopen.
Medische toepassingen van genetische manipulatie
Als je denkt aan het voorkomen of genezen van ziekten met genetische manipulatie denk je waarschijnlijk snel aan erfelijke ziekten. De oorzaak van deze ziekten zit namelijk in het DNA. Genetische manipulatie is ook toepasbaar in de productie van medicijnen. Zo kunnen koeien bijvoorbeeld zodanig worden gemanipuleerd dat ze melk geven met minder cholesterol. Of bacteriën zodanig manipuleren zodat ze stoffen produceren die nodig zijn voor de productie van medicijnen. Ook zal het in de toekomst mogelijk zijn om met behulp van genen het afweersysteem van je lichaam te versterken door DNA uit iemand met een sterk afweersysteem te halen. Gentherapie is waarschijnlijk een zeer effectieve nieuwe therapievorm. Met gentherapie genees en voorkom je ziekten met behulp van genetische manipulatie.
Hiervoor zijn wel een aantal dingen nodig:
- kennis van de ziekte
- kennis van de cell en die genetisch worden gemanipuleerd
- identificatie en klonering van de genen die belangrijk zijn op dat gebied
- gentransport
- kennis van bijwerkingen
Met het wereldwijde HUGO-project hebben wetenschappers de menselijke genen in kaart gebracht. Hierdoor kan duidelijk worden welke genen met welke ziekten te maken hebben en welke genen waarvoor dienen. Het inbrengen van de genen in de doelcel is ook belangrijk. Dit moet namelijk doelmatig en gecontroleerd verlopen. Op dit moment is dat nog niet echt het geval. Twee veel gebruikte technieken zijn:
- het DNA op een bacterie zetten; maar dat veroorzaakt weer een reactie van het afweersysteem
- het DNA aan goudschilfertjes hechten die dan weer met een speciaal pistool in de cellen van het organisme worden geschoten. Met een beetje geluk komt er een in een cel terecht; met nog meer geluk komt die dan ook nog in de celkern; en met nog meer geluk sluit hij zich dan aan bij het DNA dat daar al zit.
Wat is biotechnologie?
Biotechnologie is een van de zo genaamde sleuteltechnologieën. Hij houdt zich bezig met het analyseren en bewerken van levende dingen voor industriële, maatschappelijke of agrarische toepassingen. Onder biotechnologie vallen technieken als genetische manipulatie, bioinformatica en orgaan- en weefselkweek. Er komen steeds meer mogelijkheden op het gebied van biotechnologie. Biotechnologie kun je verdelen in twee groepen:
1. klassieke biotechnologie
2. moderne biotechnologie
Klassieke biotechnologie
In deze vorm van biotechnologie worden organismen gebruikt voor het maken van bepaalde stoffen. Dit zijn stoffen die van nature door het organisme worden gemaakt. Bij bijvoorbeeld de productie van alcohol of penicilline wordt hiervan gebruik gemaakt.
Moderne biotechnologie
Moderne biotechnologie is een verzamelnaam voor verschillende technieken gebaseerd op moleculaire biologische kennis. Eventueel samen met andere technologieën. Hierbij houdt men het niet bij een heel organisme, maar analyseert of modificeert men bepaalde eigenschappen van een organisme voor industrieel gebruik. Zo wordt het mogelijk stoffen te maken die het organisme van nature niet of weinig maakt. Ook is het mogelijk cellen iets te laten doen wat ze normaal nooit doen. Je kunt dan bij voorbeeld buiten het lichaam weefsels kweken.
Er werden in de jaren zeventig twee belangrijke ontdekkingen gedaan die de basis vormen voor de bio-pharmaceutische industrie:
1. monoklonale antilichaam techniek
2. recombinant DNA technologie (genetic enginering)
In de monoklonale-antilichaam technologie worden twee cellen gekruist. De ene cel produceert antilichamen en de andere cel is onsterfelijk. Bijvoorbeeld een witte bloedcel en een kankercel. Op die manier wordt het mogelijk een grote hoeveelheid antilichamen te maken. Antilichamen hebben specifieke aangrijpingspunten op bepaalde eiwitten, dit is toepasbaar in de diagnostiek (bijvoorbeeld zwangerschapstesten of aidstesten).
In de recombinant-DNA technologie wordt een stukje DNA van het ene naar het andere organisme over geplaatst. Dit heeft recombineren. Dit is van belang bij het ontwikkelen van medicijnen en vaccins. Een organisme wat een stukje DNA van een ander organisme heeft heet een GGO (genetisch gemodificeerd organisme).
Toepassingen van biotechnologie
Biotechnologie kan worden toegepast in de volksgezondheid en in de voedselproductie.
In de geneeskunde kan er bijvoorbeeld naar het DNA gekeken worden om te zien of iemand belast is met een erfelijke ziekte. Mogelijk kan in de toekomst het DNA zo aangepast worden dat die ziekte zich niet meer ontwikkelt. Het wereldwijde HUGO project kan daarbij helpen, want dit project heeft als doel de menselijke genen in kaart te brengen. Ook kunnen er met behulp van biotechnologie nieuwe medicijnen worden ontwikkeld en geproduceerd. Met behulp van Recombinant DNA technologie is het ook mogelijk om op grote schaal snel geneesmiddelen te produceren.
Ook hele organen kunnen met behulp van biotechnologie worden vervangen door die van dieren (xenotransplantatie) of zelfs door een orgaan te klonen.
Door biotechnologie in de voedselindustrie kunnen er bijvoorbeeld groenten worden gemaakt die minder snel rotten of sappiger zijn met behulp van genetische manipulatie.
Wat is klonen?
Wetenschappers kunnen al lang embryo's klonen. Dat houdt in dat ze het embryo opsplitsen in twee of meer delen die ieder uitgroeien tot een volwassen dier. In een vroeg stadium kunnen cellen nog alles worden, maar bij een volwassen dier staat dat voor alle cellen al vast. Dan hebben de cellen hun keuze gemaakt. Wetenschappers hebben nu aangetoond, met een kloon zoals Dolly, dat een volwassen cel kan 'vergeten' wat hij is. Als men er dan eenmaal achter is hoe de cellen hun keuze maken kunnen de wetenschappers daar invloed op uitoefenen. Zo kunnen er organen worden gekweekt.
Klonen kun je onderverdelen in twee categorieën:
- Therapeutisch klonen
- Reproductief klonen
Therapeutisch klonen
Bij therapeutisch klonen neemt men een bevruchte eicel. Daar haalt men de kern uit. Men doet er in plaats van die kern het DNA van een volwassen cel in. Deze eicel laten ze dan in een reageerbuis uitgroeien tot een embryo. Uit het embryo worden de stamcellen gehaald. Die stamcellen groeien in een reageerbuis uit tot weefsels, die dan weer gebruikt kunnen worden om bij iemand te implanteren.
Schematische weergave van het therapeutisch kloonproces:
Het implanteren van weefsels uit embryo's is niet nieuw. Het werd eerder alleen vaak afgestoten omdat ze een ander DNA hadden, want ze waren afkomstig van een anonieme moeder. Nu krijgt het weefsel hetzelfde DNA als de patiënt
Reproductief klonen
Bij reproductief klonen wordt net als bij therapeutisch klonen eerst de kern uit een bevruchte eicel gehaald en vervangen door het DNA van de te klonen persoon. De eicel groeit in een reageerbuis uit tot een embryo alleen worden nu niet net als bij therapeutisch klonen de stamcellen uit het embryo gehaald, maar wordt het embryo in de baarmoeder van een draagmoeder geplaatst. Hier groeit het uit tot een baby, die identiek is aan de persoon waar ze het DNA vandaan gehaald hebben, als het kloonproces goed verloopt.
Dolly was het eerste reproductief gekloond dier. Dit wil echter niet zeggen dat klonen altijd goed gaat. Om één dier te klonen, worden soms wel een paar honderd mislukkingen gedaan voordat het een keer goed gaat. Indien het gekloonde dier al levend geboren wordt, leidt het vaak aan veel afwijkingen. Dit komt vaak omdat het DNA wat het dier krijgt al oud is.
Moeilijkheden
Omdat er bij het klonen nog veel mislukkingen zijn, zijn er nog geen menselijke klonen gemaakt. Er is een groepering van mensen die gelooft dat mensen van aliens afstammen. Zij zijn grote voorstanders van het klonen van mensen, omdat volgens hun theorie de mens zo ook is ontstaan.
In Italië is een baron die beweert dat zijn vrouw de draagmoeder van een kloon is. De meeste wetenschappers geloven daar echter niks van omdat de ontwikkelingen op het gebied van het klonen van mensen daarvoor nog lang niet ver genoeg zijn. Ze denken dat het gewoon een publiciteitsstunt is van de baron.
DNA voor misdaadbestrijding
DNA is zoals we nu weten bij iedereen verschillend, behalve dan bij een eeneiige tweeling.
Vaak lijken de DNA codes wel op elkaar, maar ze zijn toch niet helemaal hetzelfde.
Dit betekent dat iedereen zijn eigen speciale kenmerken heeft en met die kenmerken kan je veel misdaden oplossen. Je kan bijvoorbeeld nagaan, als iemand DNA achterlaat op de plek van de misdaad, van wie dit DNA afkomstig is. Deze informatie zal altijd kloppen, want de DNA code is bij iedereen verschillend. Het enige probleem is alleen dat je wel moet weten van wie dat DNA afkomstig is en om dat te achterhalen is een hele klus.
Een erg bekende zaak die niet met zekerheid is afgesloten is de zaak van O.J. Simpson.
Het bewijs wat ze tegen hem gebruikte bestond uit DNA bewijs, maar er was heel onkundig mee omgegaan. Ze hebben nu ook reeds om heropening van de zaak gevraagd, omdat ze toch nog wel is willen kijken naar de bewijsstukken. Ook in Nederland hebben wij een dubieuze zaak gehad, dit was de Puttense zaak. Ook hier was onkundig omgegaan met DNA onderzoek.
Het blijkt dus dat DNA onderzoek wel zorgvuldig gedaan moet worden om echt veel zekerheid te hebben. De misdaad bestrijden met behulp van DNA noemen we DNA-fingerprinting. Dit proces is niet echt makkelijk om te begrijpen, maar we zullen het zo duidelijk mogelijk proberen uit te leggen.
Hoe gaat DNA fingerprinting in zijn werk?
DNA fingerprinting gebeurt in een laboratorium en wordt uitgevoerd in zes stappen. We zullen deze zes stappen hieronder verder uitwerken.
Stap1 issolatie van DNA:
Het DNA moet eerst uit een cel worden gehaald van de misdadiger.
Er is niet veel voor nodig om DNA te kunnen vinden, het enige wat je nodig hebt is een haar of een nagel. De kans dat een misdadiger zoiets achterlaat is best groot.
Stap 2 doorhakken, op grote maken en sorteren:
In het laboratorium gaan ze vervolgens verder met het in stukjes hakken van het gevonden DNA. Ze doen dit met behulp van een enzym genaamd EcoR1. Deze stukjes worden dan vervolgens gesorteerd en dit noem je electrophoresis.
Stap 3 het weken van DNA op nylon:
Nadat ze alles gesorteerd hebben gaan ze verder met het weken van het DNA op een nylon papiertje. Na het weken zijn de DNA gegevens in het papiertje getrokken alleen ze zijn nog niet zichtbaar. Al dit gebeurt met een speciale gel.
Stap 4-5 zichtbaar maken van het DNA:
Ze gaan het stukje papier vervolgens bestralen met radioactieve deeltjes zodat het DNA zichtbaar wordt. Het patroon dat dan zichtbaar wordt noem je een DNA fingerprint.
Stap 6 DNA fingerprint:
En als laatste gaan ze het DNA lezen dat er dan als volgt uit ziet
Na deze stappen uitgevoerd te hebben kun je het DNA lezen en vergelijken met bestaande bestanden van misdadigers. Als er dan een exact hetzelfde DNA fingerprint in het bestand voorkomt dan heb je de schuldige gevonden. Het leuke van DNA is dat het er nooit naast kan zitten het enige wat je zeker moet weten is dat het DNA van de echte misdadiger is. Vaak blijkt dit al snel uit gewoon politie onderzoek dus een echt groot probleem is het niet.
Wat voor zaken zijn er opgelost met behulp DNA fingerprinting?
Zoals we inmiddels al lang weten, helpt DNA fingerprinting bij het bestrijden van misdaad.
Er zijn al heel wat zaken opgelost met het behulp van DNA. Een paar voorbeelden van dit soort zaken zijn moordzaken, grotere diefstallen en zedendelicten. In de toekomst zullen we alleen nog maar meer gebruik gaan maken van DNA en het zal dan ook wel erg moeilijk zijn om een misdaad te plegen en niet gepakt worden. De vraag is alleen of we van iedereen DNA mogen hebben want het is toch een inbreuk op je privacy. Hierover verschillen de meningen dan ook erg, maar er wordt wel veel over gesproken.
Vragen:
1) Leg uit wat het verschil is tussen in en ex vivo.
2) Zoek op internet of in de krant twee artikelen over de Franse kloon baby.
3) Wat is de juiste benaming voor het sorteren van DNA op een speciale manier?
4) Mogen wij van iedereen DNA vragen, ligt je antwoord toe?
5) Zoek op internet of in de krant een moord of misdaad waarbij DNA de oplossing gaf.
Hoofdstuk 4 DNA - DILLEMA
De ontdekking van het DNA geeft de mens ongelooflijk veel mogelijkheden. Alles lijkt nu of in de dichtbije toekomst mogelijk te zijn. Er zijn nu al; kloondieren, zoals Dolly het schaap, supergrote genetisch gemanipuleerde tomaten, transgene dieren, zoals Herman de stier, muizen met mensen oren op de rug en misschien zelfs al een eerste menselijke kloon. Afgrijselijk zeggen sommigen, een ‘nieuwe tijd’ noemen anderen het. Er zijn verschillende redenen om dit alles goed of af te keuren. In dit hoofdstuk gaan we een aantal argumenten op een rij zetten en laten we jou ook je eigen mening vormen.
Genmanipulatie
Genmanipulatie heeft vele voordelen voor de economie. Er kunnen grotere groenten worden verbouwd. Door een verandering van de genen van een paar planten, kun je zo een heel hectare vol met granen hebben, die meer graankorrels hebben. Of een hele kas vol met tomaten, die veel groter zijn dan de oude.
Planten kunnen immuun worden gemaakt voor bepaalde insecten of voor bepaald gif tegen insecten, waardoor er meer gespoten kan worden.
Natuurlijk lost dit ook de voedseltekorten in de wereld op, beweren de voorstanders. Er zal genoeg voedsel voor iedereen zijn.
Dit alles klinkt geweldig, maar is het dat ook?
Organisaties als Greenpeace zijn sterk tegen genmanipulatie. Het ‘echte’ uit de natuur verdwijnt en wordt vervangen door iets uit een laboratorium. Wat betekent dat voor de mens? Is het wel zo gezond om dit gemanipuleerde voedsel te eten? Dit is nog niet bekend, maar de uitkomst kan van groot belang zijn voor de mens. Het is nog niet bekend of dit voedsel op lange duur schadelijk voor een mens is. Heel veel mensen hebben al van dit voedsel gegeten, sommige zelfs zonder het te weten. Niet alle supermarkten vertellen dat ze gemanipuleerd voedsel verkopen.
Dan heb je ook nog genendiversiteit. Dit houdt in dat er in de natuur heel veel verschillende genencombinaties voorkomen. Dit is lastig voor plantentelers, die alleen de beste genen willen en daarvoor jarenlang moeten telen, maar het is goed voor de plant zelf. Door de diversiteit aan genen is de kans op uitsterven voor de plant kleiner. Als de leefomgeving van de soort verandert, dan is er een grotere kans dat er een paar planten overleven, dan als alle planten dezelfde genencombinaties zouden hebben. Wat dus gebeurt als je de genen gaat manipuleren. Een voorbeeld in de mensenwereld; mensen met de bloedsikkel ziekte zijn immuun voor de ziekte malaria.
Het tegenargument voor het oplossen van de voedseltekorten in de Derde Wereld landen is, dat er op dit moment ook genoeg voedsel in Europa en Amerika is. Toch wordt dit voedsel ook niet naar armere landen gestuurd.
In Nederland is genmanipulatie van planten toegestaan, maar de precieze afspraken zijn nog niet rond. Daar zal nog over gedebatteerd worden in de Tweede Kamer.
Klonen
Dieren worden er vandaag de dag al gekloond. Het bekendste dier is waarschijnlijk schaap Dolly, gekloond in 1996. Mensen klonen. Een sekte in Amerika, die gelooft dat de mens een kloon van een buitenaards ras is, beweert in december 2002 het eerste gekloonde mens te hebben gemaakt. Toch is in juli 2003 daar nog geen bewijs voor.
Mensen klonen. Mag dit? Veel mensen zijn tegen dieren klonen, nog meer mensen zijn tegen het klonen van mensen. Argumenten tegen klonen kunnen zijn: ieder mens heeft het recht om uniek te zijn. Natuurlijk zijn er ook tweelingen met dezelfde genencombinaties, maar dit is ontstaan in de natuur. Een mens klonen, betekent dat je absoluut geen rekening houdt met het kind. Die heeft geen keuze, die kan niet zeggen, ik wil niet hetzelfde als mijn mammie zijn. De redenen die door ouders worden gegeven, als ze uitleggen waarom ze een kloonkind willen, is: ´ik wil mezelf zien opgroeien.´ Tegenstanders van het klonen zullen bijvoorbeeld argumenten aandragen dat dit egoïstisch is.
Voorargumenten kunnen zijn: klonen kan ook gebruikt worden om organen te kweken. Het zal in de toekomst mogelijk worden, volgroeide menselijke rompen te creëren en in leven te houden. De gemaakte organen zullen de organen van zieke mensen kunnen vervangen, die een moeilijk leven lijden of zelfs dood zullen gaan met de oude.
Verder zijn er mensen die geen kinderen kunnen krijgen. Met de kloontechnieken kan dit wel. De ouders leveren wat geneninformatie en 9 maanden later kunnen ze hun kind ophalen.
Veranderde dieren
Er is steeds meer informatie over genen beschikbaar. Elke dag ontdekken wetenschappers net weer iets meer. Veel wetenschappers willen de genenkennis gebruiken om de mens te helpen en dan vooral de zieke mensen. Dieren worden voor proefexperimenten gebruikt. Muizen worden zo veranderd dat er een mensenoor uit hun rug komt groeien. Mag dit? Veel mensen met oor problemen zullen er mee geholpen worden, maar de dieren zijn er de dupe van. Onderzoekers, die proefdieren gebruiken, krijgen steeds meer commentaar van actieorganisaties en van de maatschappij. Grenzen zullen moeten worden afgewogen. Wat is meer ‘waard’; een ziek kind of een arme muis. Voorstanders roepen: het kind! De tegenstanders van proefdieren roepen: er moet een andere manier zijn! Het is een dilemma en dat is dan ook de reden, dat de overheid er nog niet over uit is.
Naast veranderingen, die op het eerste oog meteen opvallen, heb je ook veranderingen in het lichaam van een dier. Er zijn zogenoemde transgene dieren. Dit zijn dieren, die bepaalde genen van andere dieren of van bacteriën hebben gekregen. Een waarschijnlijk bekend transgeen dier is de stier Herman. Zijn genen werden zo veranderd dat zijn vrouwelijke nakomelingen het menselijk antibiotica lactoferrine konden geven.
Vragen:
1) Bedenk waarom wetenschappers de genen van een mannelijk dier hebben veranderd en niet die van een vrouwelijk dier, als uiteindelijk alleen de vrouwtjes de melk kunnen geven.
2) Geef twee argumenten, waarom jij voor of tegen het genetisch manipuleren van voedsel bent.
3) Zou jij ooit een kloon van jezelf als kind willen? Ga in discussie met een klasgenoot om jullie meningen te ontdekken.
4) Zoek op het internet ingezonden e-mails, waarbij mensen discussiëren over een van de onderwerpen uit dit hoofdstuk. Haal alle argumenten uit de e-mail.
5) Noem de standpunten van twee politieke partijen van DNA technieken
Werkopdracht DNA
Als praktische opdracht moeten jullie een practicum DNA uitvoeren. DNA moet geisoleerd worden uit de cellen, geknipt worden met enzymen en op een gel gegaan worden. Na afloop is dan een DNA profiel te zien. De politie gebruikt dit om misdaden op te lossen. Wij geven een voorbeeld van een misdaad.
Vannacht is iemand het huis van de gehate docent Engels binnengeslopen en heeft hem koelbloedig vermoord met een ijspriem.
De ijspriem is gevonden naast het lichaam. Maar er is nog meer gevonden, onder de nagels van het slachtoffer zijn huid en bloedresten gevonden, die niet van het slachtoffer waren. Deze zijn naar het laboratorium gebracht. Andere sporen van de misdadiger zijn niet gevonden, aangezien er geen aanwijzingen van inbraak waren en er ook geen vingerafdrukken te vinden waren. Er zijn een aantal verdachten, waaronder enkele leerlingen van V5. Door middel van het DNA-onderzoek gaan jullie erachter proberen te komen wie van jullie de dader is.
Doel:
1. DNA te isoleren uit bloed
2. De moordenaar te zoeken van de leraar met behulp van DNA-fingerprinting
Benodigdheden:
- bloed of geïsoleerd DNA
- water
- kernlysisbuffer
- chloroform/isoamylalcohol
- isopropanol
- restrictie-enzymen en buffers
- epjes
- finn-pipet en puntjes
- centrifuge
- gel-apparatuur
- loadingbuffer
- UV-bak
- handschoenen
Werkwijze:
1. DNA-isolatie uit bloed
Het DNA wordt als volgt uit de kern verwijderd:
- 50 µl bloed
- voeg 300 µl water toe: goed schudden, de cellen knappen kapot
- voeg 300 µl kernlysisbuffer toe: goed schudden, de kernen gaan kapot
- 15 minuten bij 65 0 C in een waterbad
- voeg 600 µl Chlorophorm/isoamylalcohol toe: goed schudden, eiwitten ed. lossen in de
chloroform op, DNA lost in de waterfase op
- 15 minuten afdraaien 5000 rpm
- bovenstaande vloeistof (waterfase) in nieuw epje pipetteren
- voeg 600 µl ijskoude isopropanol toe: goed schudden, het DNA slaat neer
- 15 minuten afdraaien bij 13000 rpm
- bovenstaande vloestof afgieten en het epje op de kop op een doekje zetten
- het pellet 15 minuten drogen in stoof
- 25 µl water toevoegen
Dit DNA kan bekeken worden met behulp van een gel.
- Pipetteer 5 µl monster in een epje
- voeg 2 µl loadingbuffer toe
- centrifugeer het mengsel kort
- pipetteer het monster in een putje van de gel
- laat de gel 30 minuten runnen bij 70 Volt.
- Bekijk de gel mbv een UV-bak. Gebruik handschoenen voor het vervoer van de gel. Draag een bril of beschermkap bij het bekijken van de gel.
2. DNA-fingerprinting
Tevens is het mogelijk om DNA te bewerken met enzymen. Deze enzymen knippen DNA op verschillende plaatsen. Voor ieder individu zullen de knipplaatsten anders zijn. Wanneer het geknipte DNA op een gel wordt gescheiden ontstaat een bandenpatroon, wat karakteristiek is voor elk individu.
- Pipetteer 2 µl DNA in een epje
- Voeg 2 µl restrictie-enzym toe
- Vul dit aan met 14 µl buffermix
- Centrifugeer dit 15 seconden bij 13000 rpm
- Laat het geheel in de stoof bij 37 0 C 1 uur staan
- Pipetteer hierna 5 µl geknipt DNA in een epje
- Voeg 2 µl loadingbuffer toe
- 15 seconden afdraaien bij 13000 rpm
- Breng daarna het hele mengsel in een putje van de gel.
- Laat de gel 45 minuten runnen bij 60 Volt.
- Bekijk de gel mbv een UV-bak. Gebruik handschoenen voor het vervoer van de gel. Draag een bril of beschermkap bij het bekijken van de gel.
Resultaten:
Wanneer de gel met het geïsoleerde DNA wordt bekeken zullen witte banden te zien zijn. Als het goed is dan is er een band te zien net onder het putje. Dit is het DNA. Iets onder deze band is een wat vagere band te zien. Dit is RNA.
Wanneer de gel van het DNA-fingerprinting wordt bekeken dan is het belangrijk om het patroon, de streepjescode, van het bloed op het mes te vergelijken met het bloed van de verdachten.
Het DNA kun je nu vergelijken met je eigen DNA of met DNA van je medeleerlingen, zo kun je erachter komen wie het gedaan heeft.
Maak een kort verslag van je werkzaamheden. Lever deze in bij de leraar op een afgesproken datum.
Bibliografie
http://www.planet.nl/planet/show/id=74127/contentid=65150/sc=abe6fe
http://www.ornl.gov/TechResources/Human_Genome/resource/people.html
http://www.cs.brown.edu/~rbb/TPSsummsyll.html
http://neighbor.firn.edu/class/marion/westport_ms/jan_butterfield/istf/history/earlydiscoveries.htm
http://science.uniserve.edu.au/school/curric/stage6/biol/prntlife/famsci.html
http://www.ncbe.reading.ac.uk/DNA50/dance.html
http://www.nemeton.com/
http://www.ncbe.reading.ac.uk/DNA50/ephemera.html
http://www.DNAftb.org/DNAftb/1/concept/index.html
http://www.google.nl/search?q=cache:wQzsZbYLf6AJ:home.pi.be/~educat/scholennetwerk/biologie/lesmateriaal/practicum%2520DNA.doc+DNA&hl=nl&lr=lang_nl&ie=UTF-8
http://www.larenstein.nl/hbo/opl4/Studiehuis/DNA/DNAprofiel.pdf
http://proto.thinkquest.nl/~llb109/groot/links.html
http://archive.greenpeace.nl/ams/gmachtergrond.shtml
www.corporatewatch.org.uk
http://www.felissana.demon.nl/dutch/text/DNA.html
http://www.geocities.com/~koratworld.
http://www.katholieknieuwsblad.nl/actueel/kn1832z.htm
http://users.pandora.be/rudi.meekers/creabel/DNA-intro.htm
www.bioplek.org
http://www.ez.nl/home.asp?page=/technieuws/technws9/tn9904/9904vi1.htm
Solar algemene natuurwetenschappen deel 2
Nectar VWO bovenbouw biologie 1
DNA de maakbare mens, trouw
Antwoordenboekje
Hoofdstuk 1
Vraag 1
1859 Charles Darwin, On the Origin of Species by Means of Natural Selection of Favored Races.
1865 Gregor Mendel, Een eigenschap wordt in zijn geheel geërfd of helemaal niet.
1869 Johan Miesscher ontdekt een witte substantie in lichaamscellen, noemt dit nucleïne. Blijkt later DNA geweest te zijn.
1910 Vermoeden dat DNA erfelijkheidsdrager is.
1943 Röntgenstraling maakt DNA duidelijk..
1944 Ontdekking DNA is erfelijkheidsdrager.
1953 James Watson en Francis Crick onthullen naar aanleiding van röntgenfoto’s van Franklin het juiste DNA-model: het dubbele helix model. zij beweerden tevens dat de treden van de gedraaide touwladder bestonden uit de basencombinaties A-T of G-C.
1962 De Nobelprijs voor Watson, Crick en Wilkins.
1978 De eerste genetisch gemanipuleerde E.Colibacteriën maken een menselijk product: het hormoon somatostatine.
1982 Het eerste transgene dier; de supermuis wordt gecreëerd.
1983 Kary Banks Mullis ontdekt de PCR, polymerasekettingreactie, waarmee het mogelijk wordt om stukjes DNA onbeperkt te vermenigvuldigen, bijvoorbeeld gentechnologie is nu theoretisch mogelijk.
1990 Het transgene dier, stier Herman wordt geboren. Herman heeft een menselijk gen ingebouwd in zijn DNA.
Het Human Genome Projec begint en het menselijk DNA zal hierbij volledig uitgeschreven worden.
2001 Mensen bevatten minder genen dan verwacht, maar 30.000-35.000.
Vraag 2
Francis Crick, James Watson, Rosalind Franklin, Maurice Wilkins en Linus Pauling moeten opgezocht zijn.
Via http://www.ornl.gov/TechResources/Human_Genome/resource/people.html is aan informatie te komen.
Vraag 3
Dan is bekend, welk gen waarvoor staat. Door dan een gen te isoleren en ergens anders in te plakken kunnen mensen en dieren veranderd worden in wat me maar willen. Zelf creëren van organismes is mogelijk.
Vraag 4
De wetenschappers zelf en de sponsors. Zo kost het de minste tijd en levert het het meeste geld op. Verder natuurlijk de zieke mensen die baat hebben bij bijvoorbeeld gentherapie. Alle ziektes kunnen dan opgespoord worden en uitgeselecteerd na verloop van tijd. Theoretisch is een ‘perfecte’ samenleving mogelijk.
Vraag 5
Ja, zonder Darwin was DNA nooit ontdekt. Darwin heeft de discussie losgemaakt en de nieuwsgierigheid opgewekt.
Nee, Greogor Mendel had toch zijn ontdekking gemaakt en daarmee had hij dan voor de verdere ontwikkelingen kunnen zorgen.
Hoofdstuk 2
Vraag 1
A 6
B 4
C 1
D 5
E 2
F 3
G 7
Vraag 2a
D = deoxyribose
P = fosfaatgroep
A = adenine
G = guanine
T = theroxine
C = cytosine
b Tegenover elke A een T, tegenover elke G een C en andersom. Onderste regel is hetzelfde als de bovenste regel. (D-P-D enz)
c twee
d serine en alanine
Vraag 3
A 4
B 5
C 2
D 1
E 3
F 5
Vraag 4
thymine - nucleotide - triplet - DNA-molecuul - gen - genoom - chromosoom
Vraag 5
Het DNA zou een kopie van het RNA kunnen zijn, waartegen nog een keten is geplakt. Deze extra keten heeft een controlerend effect, zodat er van de goede codes de goede eiwitten worden gemaakt. Daarom zou het DNA een perfectionering van het RNA kunnen zijn
Hoofdstuk 3
Vraag 1
Bij Ex vivo wordt eerst de cel uit het organisme gehaald, dan wordt het gen in de cel ingebracht en vervolgens plaatst men de cel terug in het organisme.
In vivo wordt ook wel de directe methode genoemd, omdat hierbij het stukje DNA direct in de cel in het organisme wordt geplaatst.
Vraag 2
Verschillende antwoorden mogelijk, vraag docent.
Vraag 3
Electrophoresis
Vraag 4
Hiervoor zijn verschillende standpunten, maar momenteel mag het niet. Het wordt gezien als een inbreuk op de privacy.
Vraag 5
Verschillende antwoorden mogelijk, vraag docent.
Hoofdstuk 4
Vraag 1
Een mannetjes dier kan snel meerdere vrouwtjes bevruchten. Een vrouwtjes dier zou eerst door de hele zwangerschap moeten gaan, voordat ze een nieuw kind kan krijgen.
Vraag 2
Controle door docent, maar argumenten tegen kunnen zijn:
- de wetenschap weet er nog te weinig over
- je schend de natuur, door het te vervuilen met niet ‘natuurlijke’ genen
Argumenten voor kunnen zijn:
- Het voedselprobleem in de wereld kan worden opgelost.
- De oogst heeft meer kans goed te zijn, omdat de planten bijvoorbeeld bestand zijn tegen insecten.
Vraag 3
Controle door je docent.
Vraag 4
Controle door je docent.
Vraag 5
PVDA
Geen standpunt in partijprogramma.
CDA
Menswaardigheid uitgangspunt bij medische technologie, anders verbieden. Verbod op klonen en selectie op niet-medische gronden. Verbod op alle niet-therapeutische genetische manipulatie en op gebruik informatiegenetische tests door bijvoorbeeld verzekeraars.
VVD
Geen standpunt in partijprogramma.
D66
Tegen het klonen van mensen. Genetisch materiaal alleen met toestemming van betrokkenen gebruiken voor medisch onderzoek. Privacy waarborgen. Genetische modificatie van gewassen niet principieel verwerpelijk, wel strenge toetsing nieuwe producten nodig.
GroenLinks
Verbod op klonen van mensen en dieren. Genetische manipulatie van dieren en planten strikt aan banden leggen. Dierproeven en genetische manipulatie van dieren slechts toestaan als alleen zo een substantiële verbetering van de volksgezondheid is te bereiken.
RPF
Ik elk geval is genetische manipulatie van menselijke geslachts- en hersencellen volstrekt verwerpelijk. Tegen klonen van mensen, ook in embryonaal stadium. Verbod op gentherapie in de kiembaan. Klonen van dieren, zowel embryo’s als volwassen, verbieden.
GPV
Genetische manipulatie met organen, gericht op het genezen van erfelijke ziekten, kan veelbelovend zijn. Hersenen en voortplantingsorganen hiervan uitsluiten. ’Nee tenzij’ ten aanzien van genetische manipulatie bij planten en dieren.
SGP
Tegen genetische manipulatie in de kiembaan en (onderzoek naar) klonen van mensen. Zeer huiverig voor genetische manipulatie van dieren en planten. Alleen in bijzondere gevallen toestemming daarvoor. Klonen van dieren en vermengen van diersoorten verbieden.
SP
Niet alles wat met genetische manipulatie kan, is wenselijk. Menselijke waardigheid, gelijkwaardigheid en solidariteit voorop. ’Nee, tenzij’ tegen genetische manipulatie in akkerbouw en veeteelt. Alleen bij aanwijsbare en onmisbare voordelen voor de samenleving
Biologische wetenschappen is een nieuw vak dat een samenvoeging is van Biologie en ANW. Dit deel van boek gaat over DNA. Hierin wordt DNA meer exact behandeld via een biologisch oogpunt, maar toch komt het uitgebreider aanbod via de invalshoeken van ANW. Uit leservaringen is gebleken dat jongeren behoefte hebben aan een uitgebreide aanpak. Met deze lessenserie hopen wij dan aan deze wensen te voldoen. Wij willen dit bereiken door een goed inzicht te geven in het verloop van de ontwikkelingen van DNA en de gevolgen ervan voor iedereen.
Dit vak moet naar behoren worden beheerst en de kennis wordt getoetst door middel van dossiertoetsen. Door het uitvoeren van praktische opdrachten train je je vaardigheden.
Hoofdstuk 1 De weg naar het geheim van het leven
DNA, dat klinkt modern. Maar in feite is het een oeroud molecuul. DNA kwam ongeveer drieëneenhalf miljard jaar geleden op aarde. Hij omringde zich toen met slechts een paar zelfgemaakte eencelligen. Sindsdien is het molecuul doorgegeven van organisme op organisme. Daarbij werd het DNA steeds gevarieerder. Gaandeweg heeft DNA een compleet planten- en dierenrijk om zich heen gemaakt, met als hoogtepunt de mens.
Hoe zijn wij hier nu achter gekomen? Wie begon de prikkeling om achter ‘het geheim van het leven’ te komen?
De eerste die de zoektocht naar DNA in beweging heeft gebracht is Charles Darwin. Hij publiceerde in 1859 het boek: On the Origin of Species by Means of Natural Selection of Favored Races. Het boek is gebaseerd op een evolutietheorie en “survival of the fittest”. Het boek zorgde voor discussie onder de mensen en zorgde voor nieuwsgierigheid naar het genoom. Een woord wat toen nog niet bestond, maar waarmee al het DNA van een organisme wordt bedoeld, inclusief zijn genen.
In 1865 ontdekt Gregor Mendel, een Oostenrijkse monnik, dat bij de voortplanting een eigenschap in zijn geheel geërfd wordt of niet. Hij beschrijft zijn kruisingen met erwtenplanten en ontdekt dan hoe bepaalde eigenschappen, zoals de kleur van de zaden van ouderplanten, aan een volgende generatie doorgegeven worden. Hierbij haalde hij het oude idee dat de eigenschappen van nakomelingen een volledig mengsel was van de eigenschappen van Gregor Mendel
de ouders, finaal onderuit.
De bioloog Johann Miesscher neemt zonder het zelf te beseffen als eerste in 1869 het DNA molecuul waar. Miesscher ontdekte, toen hij experimenteerde met cellen afkomstig uit etter van ziekenhuisverband, in de kern van lichaamscellen een witte substantie die hij nucleïne noemde. Omdat deze stof in grote hoeveelheden aanwezig bleek in het sperma van vissen, werd hij later spermine genoemd. Miesscher zocht naar een molecuul dat erfelijke eigenschappen kon overbrengen, maar vond het stofje te bescheiden en eenvoudig.
In 1910 wordt er vermoed dat het DNA-molecule de drager is van de erfelijke eigenschappen. Het jaar daarop demonstreert Thomas Hunt Morgan met fruitvliegjes dat genen op de chromosomen liggen en dat het erfelijkheidsmateriaal is. Wat in 1910 al vermoed werd, wordt pas ontdekt in 1944. Het eenvoudige stofje bleek toch ingewikkeld te zijn. De witte substantie kon erfelijke eigenschappen overbrengen van de ene bacterie op de andere. Daarmee was het DNA ontmaskerd als drager van de erfelijke informatie. In DNA is dus, in codevorm, de erfelijke aanleg van organismen vastgelegd. Dit betekent dat DNA de informatie bevat voor jouw eigenschappen, zoals je bloedgroep. De witte substantie kreeg een ingewikkelde naam toegewezen: deoxyribonucleic acid, in het Nederlands desoxyribonucleïnezuur, oftewel DNA.
Nu wist men dat alles beschreven stond in het DNA. Maar hoe deze zich kopieerde en op welke manier de informatie opgeslagen is, wist men niet. Om dit uit te vinden, moest eerst de structuur bepaald worden. Door middel van röntgenstraling kon de structuur in 1943 al aardig duidelijk getoond worden. Deze liet een spiraalvorm zien. Dit hadden Francis Crick en James Watson ook al bedacht, maar dit idee hadden ze verworpen. Door toedoen van Linus Pauling, Rosalind Franklin en Maurice Wilkins, die ook allen probeerden de structuur te ontdekken, Francis Crick begonnen Crick en Watson aan een nieuwe poging. Het was een race om
Dan op 21 februari 1953, na een aantal mislukte pogingen, onthullen Watson en Crick het juiste DNA-model: het dubbele helix model. Ook beweerden zij dat de treden van de gedraaide touwladder bestonden uit de basencombinaties A-T of G-C. Men wist dat DNA in de kern van een cel zat en ook kende men de chemische bouwstenen van het DNA al. Met deze kennis gewapend, probeerden Watson en Crick een goed model te bouwen, totdat alle onderdelen in elkaar zouden passen. Toen dit lukte, moest er alleen nog een controle gemaakt worden. Dit moest gebeuren door middel van röntgenopnames, die Franklin had. Zij wilde die niet geven, maar Wilkins wel. Die had weer eens ruzie met Franklin en uit woede gaf ze de andere twee onderzoekers de opnames. Het model bleek juist te zijn en hiervoor ontvingen ze in 1962 de Nobelprijs. Deze moesten ze James Watson
delen met Wilkins. Voor Franklin kwam de prijs te laat, zij overleed
in 1958. Dit model rekende niet alleen af met vele raadsels rond het molecuul, maar opende ook de weg die genetica en de biotechnologie zouden gaan bewandelen.
Vanaf nu is het DNA zijn alleenheerschappij kwijt en neemt de mens het over. Door fundamentele ingrepen in de natuur wordt de evolutie voor een deel door de mens overgenomen. In 1978 maken de eerste genetisch gemanipuleerde E.Colibacteriën een menselijk product: het hormoon somatostatine. Snel volgde het produceren van insuline en groeihormoon door genetisch gemanipuleerde bacteriën. Het eerste transgene dier; de supermuis wordt gecreëerd in 1982.
In 1983 ontdekt Kary Banks Mullis de PCR, (Polymerase Chain Reaction) (Dat betekent in het Nederlands: polymerasekettingreactie) waarmee het mogelijk werd om stukjes DNA in principe onbeperkt te vermenigvuldigen, wat de weg naar vele toepassingen van gentechnologie opende. Nu was het namelijk mogelijk van minieme hoeveelheden DNA voldoende kopieën te maken om er tests op te doen of ze als reagens te gebruiken.
Dan komt het jaar van de belangrijke veranderingen die voor discussie zorgen en versnelling van de andere ontwikkelingen: 1990. Het transgene dier, stier Herman wordt na genetische manipulatie via reageerbuisbevruchting geboren. Herman heeft een menselijk gen ingebouwd in zijn DNA en zijn nakomelingen kunnen melk produceren met het menselijk hormoon lacoferrine. Vanaf nu wordt geprobeerd transgene runderen te maken die elk gewenst eiwit in hun melk kunnen uitscheiden.
In 1990 begon ook het Human Genome Project (HUGO). Dit project, waaraan vijfduizend wetenschappers uit meer dan dertig landen meewerken, is erop gericht om alle genen op de 23 chromosomenparen in kaart te brengen en uiteindelijk de juiste basenvolgorde van het menselijk DNA te bepalen. Het project zou 15 jaar duren, maar door technologische ontwikkelingen is dit proces versneld en is de verwachting alles af te krijgen in dit jaar. In 2001 is ontdekt dat mensen veel minder genen hebben als aangenomen werd: ongeveer 35.000 in plaats van tussen de 50.000 en 100.000. Dat zijn er maar 300 meer dan een muis. De ontdekking bewijst volgens sommige wetenschappers dat naast genen vooral ook de omgeving cruciaal is in de menselijke ontwikkeling. Hierdoor is nu duidelijk dat er maar 30.000-35.000 genen geïdentificeerd moeten worden. Verder moet de opeenvolging van de drie biljoen chemische basenparen vastgelegd worden. Dan moet deze informatie in databases geplaatst worden en de data zo ontwikkelen dat er wat met de informatie gedaan kan worden. Wanneer dit ontdekt is, zijn de mogelijkheden grenzeloos. Wel moet er met de ethiek: Mag alles wat kan? rekening gehouden worden. De dieren die voor dit onderzoek worden gebruikt zijn: de laboratoriummuis, de Escherichia coli bacterie en het fruitvliegje.
De verdere ontwikkelingen die ermee gedaan worden behalve degenen die hier al kort genoemd zijn komen verderop aan bod. Nu eerst een visualisatie van het begrip DNA. Watson en Crick hebben het model uitgevonden, maar hoe ziet het er dan echt uit en hoe werkt het?
Vragen
1) Maak een lijstje van alle rode data en bijbehorende ontdekkingen om een duidelijk overzicht te krijgen van alle ontwikkelingen.
2) Zoek op internet informatie op over alle wetenschappers die te maken hadden met de ontdekking van het DNA-model.
3) Waarom zijn de mogelijkheden onbegrensd als het HUGO project klaar is?
4) Wie hebben er baat bij dat het project zo snel mogelijk afgerond is?
5) Denk je dat zonder Charles Darwin de zoektocht naar ‘het geheim van het leven’ gestart zou zijn? Of zou de ontdekking van het DNA nooit realiteit geworden zijn. Beargumenteer je antwoord aan de hand van de tekst.
Hoofstuk 2 Structuur van DNA
DNA is de afkorting van desoxyribonucleïnezuur, een zuur dat in de celkern aanwezig is. DNA bevat de informatie voor jouw eigenschappen, zoals je bloedkleur en de kleur van je ogen. Voor elke menselijke cel met kern geldt dat het DNA verdeel is over 46 chromosomen. Elk chromosoom bestaat uit één groot DNA molecuul en uit een aantal eiwitten.
cytosine
guanine
thymine
adenine
Een suikermolecuul + een fosfaatgroep + een stikstofbase vormen samen een zogenaamde nucleotide. Er zijn dus 4 verschillende nucleotiden waaruit DNA opgebouwd is.
De basen Adenine en Thymine en de basen Cytosine en Guanine vormen paren. Tegenover een nucleotide met Adenine (A) in de ene keten zit altijd een nucleotide met thymine (T) in de andere. Tegenover een nucleotide met Cytosine (C) zit altijd een nucleotide met Guanine (G).
Een keten van honderden van deze paren vormen een DNA-molecuul.
Het DNA is niet recht, zoals het op de afbeelding hiernaast lijkt, maar het heeft de vorm van een spiraal, doordat twee ketens DNA om elkaar heen wentelen. Dit wordt ook wel een dubbele helix genoemd.
De reden dat DNA de vorm heeft van een dubbele helix, is dat DNA zich hierdoor kan delen. De DNA ketens gaan dan uit elkaar. Tegenover elke base komt dan de bijbehorende nieuwe base.
DNA is de drager van genen. Elk gen is de code voor een eiwit dat noodzakelijk is om genetische eigenschap tot stand te brengen. Want eiwitten zijn onmisbaar in de besturing van het lichaam. Elk eiwit is opgebouwd uit aminozuren. Elk groepje van drie basen op het DNA vormt de code voor één van die aminozuren. Eén zo'n groepje wordt een triplet genoemd. CTC bijvoorbeeld, is de code voor het aminozuur leucine. Een gen bestaat uit een groot aantal triplets die samen voor een compleet eiwit zorgen. Het gen begint altijd met TAC (het aminozuur methionine) en eindigt altijd met een stoptriplet; ATT, ATC of ACT.
Voordat er van het DNA werkelijk een aminozuur wordt gemaakt, wordt er eerst nog een kopie van gemaakt, het zogenaamde RNA. Het RNA wordt echt gebruikt om aminozuren mee te maken.
Vragen en opdrachten.
1) Combineer de omschrijving aan de linkerkant met het juiste woord aan de rechterkant.
Noteer de letter van de omschrijving en het bijbehorende cijfer van het woord.
A complementair met thymine 1 deoxyribose
B de vorm van het DNA-molecuul 2 fosfaatgroep
C de suiker in DNA 3 guanine
D de treden van de DNA-wenteltrap 4 dubbele helix
E zit om en om met deoxyribose 5 nucleotide
F complementair met cytosine 6 adenine
G een eenheid van het DNA 7 stikstofbasen
D-P-D-P-D-P-D-P-D-P-D-P
A G T C G A
… … … … … …
..-...-.. -...-..-…-..-…-..-..-..-…
a) Geef de betekenis van elk van de letters
b) Vul de open plaatsen in
c) Uit hoeveel tripletten bestaat dit stukje DNA?
d) Zoek in Binas op voor welke aminozuren dit stukje DNA codeert.
3) Combineer de omschrijving aan de linkerkant met het woord aan de rechterkant. Noteer de letter van de omschrijving en het bijbehorend cijfer van het woord.
A Bouwstenen van eiwitmoleculen 1 Gen
B Drie opeenvolgende basen 2 Aminozuren
C Informatie voor één eiwit 3 Stikstofbasen
E De letters van de DNA-code 5 Triplet
F De bouwstenen van DNA-moleculen 6 Triplet
4) Rangschik de volgende begrippen naar grootte, van klein naar groot:
genoom - nucleotide - gen - DNA-molecuul - thymine - chromosoom - triplet
5) Een RNA-molecuul is vergelijkbaar met een DNA-molecuul. Een belangrijk verschil is echter dat RNA uit één keten en DNA uit twee ketens bestaat. Evolutiebiologen denken dat het eerste leven op aard over RNA als drager van erfelijke informatie beschikte. DNA zou een perfectionering van het RNA-molecuul zijn en pas later in de evolutie zijn ontstaan. Leg uit waarom je DNA een perfectionering van RNA zou kunnen noemen.
Hoofdstuk 3 Toepassingen van DNA
Je weet nu hoe DNA werkt. Maar wat kan je nou eigenlijk met DNA?
Sinds kort kunnen we wereldwijd op verschillende gebieden DNA toepassen. Je kan hier bijvoorbeeld aan klonen denken, maar ook aan misdaad bestrijding en genetische manipulatie. Als je vroeger een genetische ziekte had, kon je het niet bestrijden. Maar tegenwoordig kunnen we met behulp van DNA deze ziektes wel behandelen. Dit heeft voor een grote verandering in de wereld gezorgd. Ook bij misdaad bestrijding draagt DNA zijn steentje bij. Vele misdaden, die vroeger niet opgelost konden worden, kunnen nu met behulp van DNA wel opgelost worden. Maar we kunnen nog veel meer met DNA, denk bijvoorbeeld maar aan het beroemde schaap Dolly. Zij is gekloond uit haar moeders DNA. Zo werd ze een exacte kopie van haar moeder. Klonen is sinds kort ook toepasbaar op de mensheid.
Wat is genetische manipulatie?
Genetische manipulatie vindt eigenlijk al jaren plaats door verschillende rassen te kruisen. Dat proces duurde voorheen alleen lang en lukte niet bij alle kruisingen. Men kon bijvoorbeeld een wortel niet met een hond kruisen. In de moderne biotechnologie kan dat wel.
Men knipt bij genetische manipulatie een stukje DNA (1 of meerdere genen) uit een organisme met biologische scharen (restrictie enzym). Dit gen wordt vervolgens in het DNA van de bacteriën gebracht. Deze bacteriën planten zich snel voort. Zo kunnen er in korte tijd honderden kopieën bijkomen van het gen. Het gen wordt vervolgens aan het DNA van een organisme toegevoegd.
Op het gebied van het gen toevoegen aan een organisme zijn twee begrippen belangrijk:
1. Ex vivo: hierbij wordt eerst de cel uit het organisme gehaald, dan wordt het gen in de cel ingebracht en vervolgens plaatst men de cel terug in het organisme.
2. In vivo: dit wordt ook wel de directe methode genoemd, omdat hierbij het stukje DNA direct in de cel in het organisme wordt geplaatst.
Om dit te doen hebben ze momenteel twee veel gebruikte manieren:
1. het gen wordt aangebracht op kleine gouddeeltjes die met een speciaal soort pistool in een laag cellen van het organisme geschoten worden. Hiervoor gebruikt men heel veel van die deeltjes waarvan er met geluk enkelen in een cel, en met nog meer geluk eentje in de celkern en met nog veel meer geluk eentje bij het DNA terechtkomt.
2. het gen wordt vervoerd door een virus of bacterie. Die smokkelen vervolgens het gen mee naar binnen de cel in. De bacterie Agrobacterin tumefaciem wordt hier vaak voor gebruikt.
Omdat deze technieken niet echt succesvol zijn, wordt aan zo'n gen een marker-gen geplakt. Zo kunnen ze erachter komen of het gen echt in de plant zit. Dat marker-gen geeft bijvoorbeeld een resistentie tegen antibiotica. De plant wordt vervolgens op een bodem vol met antibiotica geplant. De planten die opgroeien hebben het gen en worden verder gekweekt.
Toepassing van genetische manipulatie
Genetische manipulatie kent veel toepassingen en in de toekomst zullen er alleen maar meer bij komen. De meeste toepassingen zijn te vinden in de medische wereld of in de voedselproductie.
In de voedselindustrie wordt genetische manipulatie al enkele jaren toegepast. Met deze techniek hoeft men niet meer lang te kweken en allerlei planten te kruisen. Men pakt gewoon het stukje DNA wat hoort bij de eigenschap van die plant en doet dat in een andere plant. Zo kan men bepaalde planten immuun maken voor bepaalde ziekten en bestrijdingsmiddelen. Met behulp van genetische manipulatie kan men een aardappel kweken die tegen schadelijke aardappelziektes bestand is door afweerstoffen tegen die ziekte in de aardappel in te bouwen. Hierdoor zijn chemische bestrijdingsmiddelen overbodig, dat is dan weer beter voor het milieu. Toch zijn deze aardappelen voorlopig nog niet op de markt, omdat wetenschappers de veiligheid nog niet kunnen waarborgen. Vooral op lange termijn zijn de gevolgen nog niet bekend. Om de gevolgen op lange termijn een beetje weg te nemen is er een zo geheten 'terminator' technologie ontwikkeld. Dit zijn een soort genetische schakelaars waarmee men de voortplanting van een plant uit kan zetten. Hierdoor kan worden voorkomen dat een gemanipuleerde plant zich kan kruisen met een gewone plant, want als dat gebeurd kunnen er onverwachte effecten optreden. Hierdoor worden de boeren wel afhankelijk van de bedrijven die dit soort zaad ontwikkelen, omdat ze zelf geen zaad meer kunnen kweken, zoals ze nu nog doen, maar het steeds opnieuw moeten kopen.
Medische toepassingen van genetische manipulatie
Als je denkt aan het voorkomen of genezen van ziekten met genetische manipulatie denk je waarschijnlijk snel aan erfelijke ziekten. De oorzaak van deze ziekten zit namelijk in het DNA. Genetische manipulatie is ook toepasbaar in de productie van medicijnen. Zo kunnen koeien bijvoorbeeld zodanig worden gemanipuleerd dat ze melk geven met minder cholesterol. Of bacteriën zodanig manipuleren zodat ze stoffen produceren die nodig zijn voor de productie van medicijnen. Ook zal het in de toekomst mogelijk zijn om met behulp van genen het afweersysteem van je lichaam te versterken door DNA uit iemand met een sterk afweersysteem te halen. Gentherapie is waarschijnlijk een zeer effectieve nieuwe therapievorm. Met gentherapie genees en voorkom je ziekten met behulp van genetische manipulatie.
Hiervoor zijn wel een aantal dingen nodig:
- kennis van de ziekte
- kennis van de cell en die genetisch worden gemanipuleerd
- identificatie en klonering van de genen die belangrijk zijn op dat gebied
- gentransport
- kennis van bijwerkingen
Met het wereldwijde HUGO-project hebben wetenschappers de menselijke genen in kaart gebracht. Hierdoor kan duidelijk worden welke genen met welke ziekten te maken hebben en welke genen waarvoor dienen. Het inbrengen van de genen in de doelcel is ook belangrijk. Dit moet namelijk doelmatig en gecontroleerd verlopen. Op dit moment is dat nog niet echt het geval. Twee veel gebruikte technieken zijn:
- het DNA op een bacterie zetten; maar dat veroorzaakt weer een reactie van het afweersysteem
Wat is biotechnologie?
Biotechnologie is een van de zo genaamde sleuteltechnologieën. Hij houdt zich bezig met het analyseren en bewerken van levende dingen voor industriële, maatschappelijke of agrarische toepassingen. Onder biotechnologie vallen technieken als genetische manipulatie, bioinformatica en orgaan- en weefselkweek. Er komen steeds meer mogelijkheden op het gebied van biotechnologie. Biotechnologie kun je verdelen in twee groepen:
1. klassieke biotechnologie
2. moderne biotechnologie
Klassieke biotechnologie
In deze vorm van biotechnologie worden organismen gebruikt voor het maken van bepaalde stoffen. Dit zijn stoffen die van nature door het organisme worden gemaakt. Bij bijvoorbeeld de productie van alcohol of penicilline wordt hiervan gebruik gemaakt.
Moderne biotechnologie
Moderne biotechnologie is een verzamelnaam voor verschillende technieken gebaseerd op moleculaire biologische kennis. Eventueel samen met andere technologieën. Hierbij houdt men het niet bij een heel organisme, maar analyseert of modificeert men bepaalde eigenschappen van een organisme voor industrieel gebruik. Zo wordt het mogelijk stoffen te maken die het organisme van nature niet of weinig maakt. Ook is het mogelijk cellen iets te laten doen wat ze normaal nooit doen. Je kunt dan bij voorbeeld buiten het lichaam weefsels kweken.
Er werden in de jaren zeventig twee belangrijke ontdekkingen gedaan die de basis vormen voor de bio-pharmaceutische industrie:
2. recombinant DNA technologie (genetic enginering)
In de monoklonale-antilichaam technologie worden twee cellen gekruist. De ene cel produceert antilichamen en de andere cel is onsterfelijk. Bijvoorbeeld een witte bloedcel en een kankercel. Op die manier wordt het mogelijk een grote hoeveelheid antilichamen te maken. Antilichamen hebben specifieke aangrijpingspunten op bepaalde eiwitten, dit is toepasbaar in de diagnostiek (bijvoorbeeld zwangerschapstesten of aidstesten).
In de recombinant-DNA technologie wordt een stukje DNA van het ene naar het andere organisme over geplaatst. Dit heeft recombineren. Dit is van belang bij het ontwikkelen van medicijnen en vaccins. Een organisme wat een stukje DNA van een ander organisme heeft heet een GGO (genetisch gemodificeerd organisme).
Toepassingen van biotechnologie
Biotechnologie kan worden toegepast in de volksgezondheid en in de voedselproductie.
In de geneeskunde kan er bijvoorbeeld naar het DNA gekeken worden om te zien of iemand belast is met een erfelijke ziekte. Mogelijk kan in de toekomst het DNA zo aangepast worden dat die ziekte zich niet meer ontwikkelt. Het wereldwijde HUGO project kan daarbij helpen, want dit project heeft als doel de menselijke genen in kaart te brengen. Ook kunnen er met behulp van biotechnologie nieuwe medicijnen worden ontwikkeld en geproduceerd. Met behulp van Recombinant DNA technologie is het ook mogelijk om op grote schaal snel geneesmiddelen te produceren.
Ook hele organen kunnen met behulp van biotechnologie worden vervangen door die van dieren (xenotransplantatie) of zelfs door een orgaan te klonen.
Door biotechnologie in de voedselindustrie kunnen er bijvoorbeeld groenten worden gemaakt die minder snel rotten of sappiger zijn met behulp van genetische manipulatie.
Wat is klonen?
Wetenschappers kunnen al lang embryo's klonen. Dat houdt in dat ze het embryo opsplitsen in twee of meer delen die ieder uitgroeien tot een volwassen dier. In een vroeg stadium kunnen cellen nog alles worden, maar bij een volwassen dier staat dat voor alle cellen al vast. Dan hebben de cellen hun keuze gemaakt. Wetenschappers hebben nu aangetoond, met een kloon zoals Dolly, dat een volwassen cel kan 'vergeten' wat hij is. Als men er dan eenmaal achter is hoe de cellen hun keuze maken kunnen de wetenschappers daar invloed op uitoefenen. Zo kunnen er organen worden gekweekt.
Klonen kun je onderverdelen in twee categorieën:
- Reproductief klonen
Therapeutisch klonen
Bij therapeutisch klonen neemt men een bevruchte eicel. Daar haalt men de kern uit. Men doet er in plaats van die kern het DNA van een volwassen cel in. Deze eicel laten ze dan in een reageerbuis uitgroeien tot een embryo. Uit het embryo worden de stamcellen gehaald. Die stamcellen groeien in een reageerbuis uit tot weefsels, die dan weer gebruikt kunnen worden om bij iemand te implanteren.
Schematische weergave van het therapeutisch kloonproces:
Het implanteren van weefsels uit embryo's is niet nieuw. Het werd eerder alleen vaak afgestoten omdat ze een ander DNA hadden, want ze waren afkomstig van een anonieme moeder. Nu krijgt het weefsel hetzelfde DNA als de patiënt
Reproductief klonen
Bij reproductief klonen wordt net als bij therapeutisch klonen eerst de kern uit een bevruchte eicel gehaald en vervangen door het DNA van de te klonen persoon. De eicel groeit in een reageerbuis uit tot een embryo alleen worden nu niet net als bij therapeutisch klonen de stamcellen uit het embryo gehaald, maar wordt het embryo in de baarmoeder van een draagmoeder geplaatst. Hier groeit het uit tot een baby, die identiek is aan de persoon waar ze het DNA vandaan gehaald hebben, als het kloonproces goed verloopt.
Dolly was het eerste reproductief gekloond dier. Dit wil echter niet zeggen dat klonen altijd goed gaat. Om één dier te klonen, worden soms wel een paar honderd mislukkingen gedaan voordat het een keer goed gaat. Indien het gekloonde dier al levend geboren wordt, leidt het vaak aan veel afwijkingen. Dit komt vaak omdat het DNA wat het dier krijgt al oud is.
Omdat er bij het klonen nog veel mislukkingen zijn, zijn er nog geen menselijke klonen gemaakt. Er is een groepering van mensen die gelooft dat mensen van aliens afstammen. Zij zijn grote voorstanders van het klonen van mensen, omdat volgens hun theorie de mens zo ook is ontstaan.
In Italië is een baron die beweert dat zijn vrouw de draagmoeder van een kloon is. De meeste wetenschappers geloven daar echter niks van omdat de ontwikkelingen op het gebied van het klonen van mensen daarvoor nog lang niet ver genoeg zijn. Ze denken dat het gewoon een publiciteitsstunt is van de baron.
DNA voor misdaadbestrijding
DNA is zoals we nu weten bij iedereen verschillend, behalve dan bij een eeneiige tweeling.
Vaak lijken de DNA codes wel op elkaar, maar ze zijn toch niet helemaal hetzelfde.
Dit betekent dat iedereen zijn eigen speciale kenmerken heeft en met die kenmerken kan je veel misdaden oplossen. Je kan bijvoorbeeld nagaan, als iemand DNA achterlaat op de plek van de misdaad, van wie dit DNA afkomstig is. Deze informatie zal altijd kloppen, want de DNA code is bij iedereen verschillend. Het enige probleem is alleen dat je wel moet weten van wie dat DNA afkomstig is en om dat te achterhalen is een hele klus.
Een erg bekende zaak die niet met zekerheid is afgesloten is de zaak van O.J. Simpson.
Het bewijs wat ze tegen hem gebruikte bestond uit DNA bewijs, maar er was heel onkundig mee omgegaan. Ze hebben nu ook reeds om heropening van de zaak gevraagd, omdat ze toch nog wel is willen kijken naar de bewijsstukken. Ook in Nederland hebben wij een dubieuze zaak gehad, dit was de Puttense zaak. Ook hier was onkundig omgegaan met DNA onderzoek.
Het blijkt dus dat DNA onderzoek wel zorgvuldig gedaan moet worden om echt veel zekerheid te hebben. De misdaad bestrijden met behulp van DNA noemen we DNA-fingerprinting. Dit proces is niet echt makkelijk om te begrijpen, maar we zullen het zo duidelijk mogelijk proberen uit te leggen.
Hoe gaat DNA fingerprinting in zijn werk?
DNA fingerprinting gebeurt in een laboratorium en wordt uitgevoerd in zes stappen. We zullen deze zes stappen hieronder verder uitwerken.
Stap1 issolatie van DNA:
Het DNA moet eerst uit een cel worden gehaald van de misdadiger.
Er is niet veel voor nodig om DNA te kunnen vinden, het enige wat je nodig hebt is een haar of een nagel. De kans dat een misdadiger zoiets achterlaat is best groot.
Stap 2 doorhakken, op grote maken en sorteren:
In het laboratorium gaan ze vervolgens verder met het in stukjes hakken van het gevonden DNA. Ze doen dit met behulp van een enzym genaamd EcoR1. Deze stukjes worden dan vervolgens gesorteerd en dit noem je electrophoresis.
Stap 3 het weken van DNA op nylon:
Nadat ze alles gesorteerd hebben gaan ze verder met het weken van het DNA op een nylon papiertje. Na het weken zijn de DNA gegevens in het papiertje getrokken alleen ze zijn nog niet zichtbaar. Al dit gebeurt met een speciale gel.
Stap 4-5 zichtbaar maken van het DNA:
Ze gaan het stukje papier vervolgens bestralen met radioactieve deeltjes zodat het DNA zichtbaar wordt. Het patroon dat dan zichtbaar wordt noem je een DNA fingerprint.
Stap 6 DNA fingerprint:
Na deze stappen uitgevoerd te hebben kun je het DNA lezen en vergelijken met bestaande bestanden van misdadigers. Als er dan een exact hetzelfde DNA fingerprint in het bestand voorkomt dan heb je de schuldige gevonden. Het leuke van DNA is dat het er nooit naast kan zitten het enige wat je zeker moet weten is dat het DNA van de echte misdadiger is. Vaak blijkt dit al snel uit gewoon politie onderzoek dus een echt groot probleem is het niet.
Wat voor zaken zijn er opgelost met behulp DNA fingerprinting?
Zoals we inmiddels al lang weten, helpt DNA fingerprinting bij het bestrijden van misdaad.
Er zijn al heel wat zaken opgelost met het behulp van DNA. Een paar voorbeelden van dit soort zaken zijn moordzaken, grotere diefstallen en zedendelicten. In de toekomst zullen we alleen nog maar meer gebruik gaan maken van DNA en het zal dan ook wel erg moeilijk zijn om een misdaad te plegen en niet gepakt worden. De vraag is alleen of we van iedereen DNA mogen hebben want het is toch een inbreuk op je privacy. Hierover verschillen de meningen dan ook erg, maar er wordt wel veel over gesproken.
Vragen:
1) Leg uit wat het verschil is tussen in en ex vivo.
2) Zoek op internet of in de krant twee artikelen over de Franse kloon baby.
3) Wat is de juiste benaming voor het sorteren van DNA op een speciale manier?
4) Mogen wij van iedereen DNA vragen, ligt je antwoord toe?
5) Zoek op internet of in de krant een moord of misdaad waarbij DNA de oplossing gaf.
Hoofdstuk 4 DNA - DILLEMA
De ontdekking van het DNA geeft de mens ongelooflijk veel mogelijkheden. Alles lijkt nu of in de dichtbije toekomst mogelijk te zijn. Er zijn nu al; kloondieren, zoals Dolly het schaap, supergrote genetisch gemanipuleerde tomaten, transgene dieren, zoals Herman de stier, muizen met mensen oren op de rug en misschien zelfs al een eerste menselijke kloon. Afgrijselijk zeggen sommigen, een ‘nieuwe tijd’ noemen anderen het. Er zijn verschillende redenen om dit alles goed of af te keuren. In dit hoofdstuk gaan we een aantal argumenten op een rij zetten en laten we jou ook je eigen mening vormen.
Genmanipulatie
Genmanipulatie heeft vele voordelen voor de economie. Er kunnen grotere groenten worden verbouwd. Door een verandering van de genen van een paar planten, kun je zo een heel hectare vol met granen hebben, die meer graankorrels hebben. Of een hele kas vol met tomaten, die veel groter zijn dan de oude.
Natuurlijk lost dit ook de voedseltekorten in de wereld op, beweren de voorstanders. Er zal genoeg voedsel voor iedereen zijn.
Dit alles klinkt geweldig, maar is het dat ook?
Organisaties als Greenpeace zijn sterk tegen genmanipulatie. Het ‘echte’ uit de natuur verdwijnt en wordt vervangen door iets uit een laboratorium. Wat betekent dat voor de mens? Is het wel zo gezond om dit gemanipuleerde voedsel te eten? Dit is nog niet bekend, maar de uitkomst kan van groot belang zijn voor de mens. Het is nog niet bekend of dit voedsel op lange duur schadelijk voor een mens is. Heel veel mensen hebben al van dit voedsel gegeten, sommige zelfs zonder het te weten. Niet alle supermarkten vertellen dat ze gemanipuleerd voedsel verkopen.
Dan heb je ook nog genendiversiteit. Dit houdt in dat er in de natuur heel veel verschillende genencombinaties voorkomen. Dit is lastig voor plantentelers, die alleen de beste genen willen en daarvoor jarenlang moeten telen, maar het is goed voor de plant zelf. Door de diversiteit aan genen is de kans op uitsterven voor de plant kleiner. Als de leefomgeving van de soort verandert, dan is er een grotere kans dat er een paar planten overleven, dan als alle planten dezelfde genencombinaties zouden hebben. Wat dus gebeurt als je de genen gaat manipuleren. Een voorbeeld in de mensenwereld; mensen met de bloedsikkel ziekte zijn immuun voor de ziekte malaria.
Het tegenargument voor het oplossen van de voedseltekorten in de Derde Wereld landen is, dat er op dit moment ook genoeg voedsel in Europa en Amerika is. Toch wordt dit voedsel ook niet naar armere landen gestuurd.
In Nederland is genmanipulatie van planten toegestaan, maar de precieze afspraken zijn nog niet rond. Daar zal nog over gedebatteerd worden in de Tweede Kamer.
Klonen
Dieren worden er vandaag de dag al gekloond. Het bekendste dier is waarschijnlijk schaap Dolly, gekloond in 1996. Mensen klonen. Een sekte in Amerika, die gelooft dat de mens een kloon van een buitenaards ras is, beweert in december 2002 het eerste gekloonde mens te hebben gemaakt. Toch is in juli 2003 daar nog geen bewijs voor.
Mensen klonen. Mag dit? Veel mensen zijn tegen dieren klonen, nog meer mensen zijn tegen het klonen van mensen. Argumenten tegen klonen kunnen zijn: ieder mens heeft het recht om uniek te zijn. Natuurlijk zijn er ook tweelingen met dezelfde genencombinaties, maar dit is ontstaan in de natuur. Een mens klonen, betekent dat je absoluut geen rekening houdt met het kind. Die heeft geen keuze, die kan niet zeggen, ik wil niet hetzelfde als mijn mammie zijn. De redenen die door ouders worden gegeven, als ze uitleggen waarom ze een kloonkind willen, is: ´ik wil mezelf zien opgroeien.´ Tegenstanders van het klonen zullen bijvoorbeeld argumenten aandragen dat dit egoïstisch is.
Voorargumenten kunnen zijn: klonen kan ook gebruikt worden om organen te kweken. Het zal in de toekomst mogelijk worden, volgroeide menselijke rompen te creëren en in leven te houden. De gemaakte organen zullen de organen van zieke mensen kunnen vervangen, die een moeilijk leven lijden of zelfs dood zullen gaan met de oude.
Veranderde dieren
Er is steeds meer informatie over genen beschikbaar. Elke dag ontdekken wetenschappers net weer iets meer. Veel wetenschappers willen de genenkennis gebruiken om de mens te helpen en dan vooral de zieke mensen. Dieren worden voor proefexperimenten gebruikt. Muizen worden zo veranderd dat er een mensenoor uit hun rug komt groeien. Mag dit? Veel mensen met oor problemen zullen er mee geholpen worden, maar de dieren zijn er de dupe van. Onderzoekers, die proefdieren gebruiken, krijgen steeds meer commentaar van actieorganisaties en van de maatschappij. Grenzen zullen moeten worden afgewogen. Wat is meer ‘waard’; een ziek kind of een arme muis. Voorstanders roepen: het kind! De tegenstanders van proefdieren roepen: er moet een andere manier zijn! Het is een dilemma en dat is dan ook de reden, dat de overheid er nog niet over uit is.
Naast veranderingen, die op het eerste oog meteen opvallen, heb je ook veranderingen in het lichaam van een dier. Er zijn zogenoemde transgene dieren. Dit zijn dieren, die bepaalde genen van andere dieren of van bacteriën hebben gekregen. Een waarschijnlijk bekend transgeen dier is de stier Herman. Zijn genen werden zo veranderd dat zijn vrouwelijke nakomelingen het menselijk antibiotica lactoferrine konden geven.
Vragen:
1) Bedenk waarom wetenschappers de genen van een mannelijk dier hebben veranderd en niet die van een vrouwelijk dier, als uiteindelijk alleen de vrouwtjes de melk kunnen geven.
2) Geef twee argumenten, waarom jij voor of tegen het genetisch manipuleren van voedsel bent.
3) Zou jij ooit een kloon van jezelf als kind willen? Ga in discussie met een klasgenoot om jullie meningen te ontdekken.
4) Zoek op het internet ingezonden e-mails, waarbij mensen discussiëren over een van de onderwerpen uit dit hoofdstuk. Haal alle argumenten uit de e-mail.
5) Noem de standpunten van twee politieke partijen van DNA technieken
Werkopdracht DNA
Als praktische opdracht moeten jullie een practicum DNA uitvoeren. DNA moet geisoleerd worden uit de cellen, geknipt worden met enzymen en op een gel gegaan worden. Na afloop is dan een DNA profiel te zien. De politie gebruikt dit om misdaden op te lossen. Wij geven een voorbeeld van een misdaad.
Vannacht is iemand het huis van de gehate docent Engels binnengeslopen en heeft hem koelbloedig vermoord met een ijspriem.
Doel:
1. DNA te isoleren uit bloed
2. De moordenaar te zoeken van de leraar met behulp van DNA-fingerprinting
Benodigdheden:
- bloed of geïsoleerd DNA
- water
- kernlysisbuffer
- chloroform/isoamylalcohol
- isopropanol
- restrictie-enzymen en buffers
- epjes
- finn-pipet en puntjes
- centrifuge
- gel-apparatuur
- loadingbuffer
- UV-bak
- handschoenen
Werkwijze:
1. DNA-isolatie uit bloed
Het DNA wordt als volgt uit de kern verwijderd:
- 50 µl bloed
- voeg 300 µl water toe: goed schudden, de cellen knappen kapot
- voeg 300 µl kernlysisbuffer toe: goed schudden, de kernen gaan kapot
- 15 minuten bij 65 0 C in een waterbad
chloroform op, DNA lost in de waterfase op
- 15 minuten afdraaien 5000 rpm
- bovenstaande vloeistof (waterfase) in nieuw epje pipetteren
- voeg 600 µl ijskoude isopropanol toe: goed schudden, het DNA slaat neer
- 15 minuten afdraaien bij 13000 rpm
- bovenstaande vloestof afgieten en het epje op de kop op een doekje zetten
- het pellet 15 minuten drogen in stoof
- 25 µl water toevoegen
Dit DNA kan bekeken worden met behulp van een gel.
- Pipetteer 5 µl monster in een epje
- voeg 2 µl loadingbuffer toe
- centrifugeer het mengsel kort
- pipetteer het monster in een putje van de gel
- laat de gel 30 minuten runnen bij 70 Volt.
- Bekijk de gel mbv een UV-bak. Gebruik handschoenen voor het vervoer van de gel. Draag een bril of beschermkap bij het bekijken van de gel.
2. DNA-fingerprinting
- Pipetteer 2 µl DNA in een epje
- Voeg 2 µl restrictie-enzym toe
- Vul dit aan met 14 µl buffermix
- Centrifugeer dit 15 seconden bij 13000 rpm
- Laat het geheel in de stoof bij 37 0 C 1 uur staan
- Pipetteer hierna 5 µl geknipt DNA in een epje
- Voeg 2 µl loadingbuffer toe
- 15 seconden afdraaien bij 13000 rpm
- Breng daarna het hele mengsel in een putje van de gel.
- Laat de gel 45 minuten runnen bij 60 Volt.
- Bekijk de gel mbv een UV-bak. Gebruik handschoenen voor het vervoer van de gel. Draag een bril of beschermkap bij het bekijken van de gel.
Resultaten:
Wanneer de gel met het geïsoleerde DNA wordt bekeken zullen witte banden te zien zijn. Als het goed is dan is er een band te zien net onder het putje. Dit is het DNA. Iets onder deze band is een wat vagere band te zien. Dit is RNA.
Wanneer de gel van het DNA-fingerprinting wordt bekeken dan is het belangrijk om het patroon, de streepjescode, van het bloed op het mes te vergelijken met het bloed van de verdachten.
Maak een kort verslag van je werkzaamheden. Lever deze in bij de leraar op een afgesproken datum.
Bibliografie
http://www.planet.nl/planet/show/id=74127/contentid=65150/sc=abe6fe
http://www.ornl.gov/TechResources/Human_Genome/resource/people.html
http://www.cs.brown.edu/~rbb/TPSsummsyll.html
http://neighbor.firn.edu/class/marion/westport_ms/jan_butterfield/istf/history/earlydiscoveries.htm
http://science.uniserve.edu.au/school/curric/stage6/biol/prntlife/famsci.html
http://www.ncbe.reading.ac.uk/DNA50/dance.html
http://www.nemeton.com/
http://www.ncbe.reading.ac.uk/DNA50/ephemera.html
http://www.DNAftb.org/DNAftb/1/concept/index.html
http://www.larenstein.nl/hbo/opl4/Studiehuis/DNA/DNAprofiel.pdf
http://proto.thinkquest.nl/~llb109/groot/links.html
http://archive.greenpeace.nl/ams/gmachtergrond.shtml
www.corporatewatch.org.uk
http://www.felissana.demon.nl/dutch/text/DNA.html
http://www.geocities.com/~koratworld.
http://www.katholieknieuwsblad.nl/actueel/kn1832z.htm
http://users.pandora.be/rudi.meekers/creabel/DNA-intro.htm
www.bioplek.org
http://www.ez.nl/home.asp?page=/technieuws/technws9/tn9904/9904vi1.htm
Solar algemene natuurwetenschappen deel 2
Nectar VWO bovenbouw biologie 1
DNA de maakbare mens, trouw
Hoofdstuk 1
Vraag 1
1859 Charles Darwin, On the Origin of Species by Means of Natural Selection of Favored Races.
1865 Gregor Mendel, Een eigenschap wordt in zijn geheel geërfd of helemaal niet.
1869 Johan Miesscher ontdekt een witte substantie in lichaamscellen, noemt dit nucleïne. Blijkt later DNA geweest te zijn.
1910 Vermoeden dat DNA erfelijkheidsdrager is.
1943 Röntgenstraling maakt DNA duidelijk..
1944 Ontdekking DNA is erfelijkheidsdrager.
1953 James Watson en Francis Crick onthullen naar aanleiding van röntgenfoto’s van Franklin het juiste DNA-model: het dubbele helix model. zij beweerden tevens dat de treden van de gedraaide touwladder bestonden uit de basencombinaties A-T of G-C.
1962 De Nobelprijs voor Watson, Crick en Wilkins.
1978 De eerste genetisch gemanipuleerde E.Colibacteriën maken een menselijk product: het hormoon somatostatine.
1982 Het eerste transgene dier; de supermuis wordt gecreëerd.
1990 Het transgene dier, stier Herman wordt geboren. Herman heeft een menselijk gen ingebouwd in zijn DNA.
Het Human Genome Projec begint en het menselijk DNA zal hierbij volledig uitgeschreven worden.
2001 Mensen bevatten minder genen dan verwacht, maar 30.000-35.000.
Vraag 2
Francis Crick, James Watson, Rosalind Franklin, Maurice Wilkins en Linus Pauling moeten opgezocht zijn.
Via http://www.ornl.gov/TechResources/Human_Genome/resource/people.html is aan informatie te komen.
Vraag 3
Dan is bekend, welk gen waarvoor staat. Door dan een gen te isoleren en ergens anders in te plakken kunnen mensen en dieren veranderd worden in wat me maar willen. Zelf creëren van organismes is mogelijk.
Vraag 4
De wetenschappers zelf en de sponsors. Zo kost het de minste tijd en levert het het meeste geld op. Verder natuurlijk de zieke mensen die baat hebben bij bijvoorbeeld gentherapie. Alle ziektes kunnen dan opgespoord worden en uitgeselecteerd na verloop van tijd. Theoretisch is een ‘perfecte’ samenleving mogelijk.
Vraag 5
Nee, Greogor Mendel had toch zijn ontdekking gemaakt en daarmee had hij dan voor de verdere ontwikkelingen kunnen zorgen.
Hoofdstuk 2
Vraag 1
A 6
B 4
C 1
D 5
E 2
F 3
G 7
Vraag 2a
D = deoxyribose
P = fosfaatgroep
A = adenine
G = guanine
T = theroxine
C = cytosine
b Tegenover elke A een T, tegenover elke G een C en andersom. Onderste regel is hetzelfde als de bovenste regel. (D-P-D enz)
c twee
d serine en alanine
Vraag 3
A 4
B 5
C 2
D 1
E 3
F 5
Vraag 4
thymine - nucleotide - triplet - DNA-molecuul - gen - genoom - chromosoom
Vraag 5
Het DNA zou een kopie van het RNA kunnen zijn, waartegen nog een keten is geplakt. Deze extra keten heeft een controlerend effect, zodat er van de goede codes de goede eiwitten worden gemaakt. Daarom zou het DNA een perfectionering van het RNA kunnen zijn
Hoofdstuk 3
Bij Ex vivo wordt eerst de cel uit het organisme gehaald, dan wordt het gen in de cel ingebracht en vervolgens plaatst men de cel terug in het organisme.
In vivo wordt ook wel de directe methode genoemd, omdat hierbij het stukje DNA direct in de cel in het organisme wordt geplaatst.
Vraag 2
Verschillende antwoorden mogelijk, vraag docent.
Vraag 3
Electrophoresis
Vraag 4
Hiervoor zijn verschillende standpunten, maar momenteel mag het niet. Het wordt gezien als een inbreuk op de privacy.
Vraag 5
Verschillende antwoorden mogelijk, vraag docent.
Hoofdstuk 4
Vraag 1
Een mannetjes dier kan snel meerdere vrouwtjes bevruchten. Een vrouwtjes dier zou eerst door de hele zwangerschap moeten gaan, voordat ze een nieuw kind kan krijgen.
Vraag 2
Controle door docent, maar argumenten tegen kunnen zijn:
- de wetenschap weet er nog te weinig over
Argumenten voor kunnen zijn:
- Het voedselprobleem in de wereld kan worden opgelost.
- De oogst heeft meer kans goed te zijn, omdat de planten bijvoorbeeld bestand zijn tegen insecten.
Vraag 3
Controle door je docent.
Vraag 4
Controle door je docent.
Vraag 5
PVDA
Geen standpunt in partijprogramma.
CDA
Menswaardigheid uitgangspunt bij medische technologie, anders verbieden. Verbod op klonen en selectie op niet-medische gronden. Verbod op alle niet-therapeutische genetische manipulatie en op gebruik informatiegenetische tests door bijvoorbeeld verzekeraars.
VVD
Geen standpunt in partijprogramma.
D66
Tegen het klonen van mensen. Genetisch materiaal alleen met toestemming van betrokkenen gebruiken voor medisch onderzoek. Privacy waarborgen. Genetische modificatie van gewassen niet principieel verwerpelijk, wel strenge toetsing nieuwe producten nodig.
GroenLinks
RPF
Ik elk geval is genetische manipulatie van menselijke geslachts- en hersencellen volstrekt verwerpelijk. Tegen klonen van mensen, ook in embryonaal stadium. Verbod op gentherapie in de kiembaan. Klonen van dieren, zowel embryo’s als volwassen, verbieden.
GPV
Genetische manipulatie met organen, gericht op het genezen van erfelijke ziekten, kan veelbelovend zijn. Hersenen en voortplantingsorganen hiervan uitsluiten. ’Nee tenzij’ ten aanzien van genetische manipulatie bij planten en dieren.
SGP
Tegen genetische manipulatie in de kiembaan en (onderzoek naar) klonen van mensen. Zeer huiverig voor genetische manipulatie van dieren en planten. Alleen in bijzondere gevallen toestemming daarvoor. Klonen van dieren en vermengen van diersoorten verbieden.
SP
Niet alles wat met genetische manipulatie kan, is wenselijk. Menselijke waardigheid, gelijkwaardigheid en solidariteit voorop. ’Nee, tenzij’ tegen genetische manipulatie in akkerbouw en veeteelt. Alleen bij aanwijsbare en onmisbare voordelen voor de samenleving
REACTIES
:name
:name
:comment
1 seconde geleden