Thema 4 DNA
1. Van genotype tot fenotype
Enzymen zijn eiwitten en zijn aanwezig bij de vorming van bijv. haarkleur of de kleur van je ogen. in ribosomen worden aminozuren aan elkaar gekoppeld in een specifieke volgorde. In een chromosoom komt een lange sliert van de stof DNA voor en veel eiwitmoleculen. Het DNA-molecuul ligt opgerold om de eiwitmoleculen en dit geheel is spiraalsgewijs opgebouwd. DNA bestaat uit twee ketens, die in een dubbele spiraal om elkaar heen gewonden liggen. Elke keten bestaat uit duizenden aan elkaar gekoppelde nucleotiden. Deze bestaan uit fosfaatgroepen, desoxyribose en stikstofbasen. In een DNA-molecuul komen vier verschillende stikstofbasen voor: adenine (A), thymine (T), cytosine (C) en guanine (G). A+T zijn samen verbonden en C+G.
2. Mitose en celdeling
Nieuwe cellen ontstaan door mitose en celdeling. Bij mitose deelt de cel zich in tweeën en door plasmagroei worden de twee dochtercellen net zo groot als de oorspronkelijke moedercel. De periode tussen twee mitosen wordt interfase genoemd, waarin het DNA wordt verdubbeld. de mitose en de interfase vormen samen de celcyclus. Voor de mitose wordt elk chromosoom gekopieerd, DNA-replicatie. De DNA-moleculen zijn hierbij identiek. Na de replicatie bestaat een chromosoom uit twee identieke delen, chromatiden. De plaats waar deze chromatiden aan elkaar vastzitten heet centromeer. Elke dochtercel ontvangt één van beide chromatiden. Mitose wordt schematisch weergegeven door 2n 2n + 2n.
Mitose verloopt in fasen:
1. interfase, de chromosomen zijn niet zichtbaar.
2. chromosomen hebben zich gespiraliseerd en zijn zichtbaar, elke chromosoom bestaat uit twee chromatiden, kernmembraan verdwijnt.
3. er ontstaat een spoelfiguur van trek- en steundraden vanuit de polen
4. de trekdraden trekken de chromatiden uit elkaar
5. er gaat één chromatide van iedere chromosoom naar iedere pool.
6. de chromosomen vormen twee celkernen
7. de spiralisatie verdwijnt, ontstaan twee kernmembranen en een celmembraan dat de cel in tweeën deelt.
8. chromosomen zijn weer draadvormig en niet zichtbaar en er zijn twee dochtercellen ontstaan.
3. Ongeslachtelijke voortplanting
Bij ongeslachtelijke voortplanting groeit een deel van een individu uit tot een nieuw individu. Dit kan op verschillende manieren: door deling, knollen, knoppen, uitlopers, enz. Ongeslachtelijke voortplanting kan op natuurlijke en kunstmatige wijze plaatsvinden. Het is kunstmatig wanneer een plant wordt gestekt of geënt. Ongeslachtelijke voortplanting vindt plaats door mitose. Een groep van individuen die door ongeslachtelijke voortplanting uit één individu zijn ontstaan, heten klonen.
Bij een weefselkweek wordt uit een gezonde, goed groeiende plant een stuikje deelvaardig weefsel gesneden. Dit wordt ontsmeten op een voedingsbodem met voedingsstoffen en hormonen gebracht. De cellen gaan zich delen en hieruit ontstaat een hoeveelheid ongedifferentieerd weefsel, het callus. Uit het callus ontstaan embryoïden, die weer apart opgekweekt worden.
4. Meiose
Bij de vorming van geslachtscellen vindt meiose plaats: een deling waarbij de chromosomen van een paar uit elkaar gaan. Meiose 1: uit een diploïde cel ontstaan twee haploïde cellen. Meiose 2: uit twee haploïde cellen ontstaan vier haploïde cellen. Meiose verloopt als volgt:
1. chromosomen zijn draadvormig en niet zichtbaar
2. chromosomen hebben zich gespiraliseerd en zijn zichtbaar, elke chromosoom bestaat uit twee chromatiden, kernmembraan verdwijnt.
3. chromosomen van een paar liggen tegenover elkaar, er ontstaan spoelfiguren van trek- en steundraden
4. de trekdraden trekken de chromosomen uit elkaar
5. er ontstaan twee cellen
6. chromosomen komen in het equatoriaalvlak te liggen
7. in beide ontstaan spoelfiguren
8. de spoeldraden trekken de chromosomen uit elkaar
9. er ontstaan kernmembranen en vier cellen
10. in de vier cellen zijn de chromosomen weer onzichtbaar en draadvormig.
5. Geslachtelijke voortplanting
Een chromosomenpaar bevat veel genenparen. Daarom kun je ervan uit gaan dat er bij de splitsing van cellen de dochtercellen een ander genotype hebben. Welke chromosomen de geslachtscellen bevatten die na bevruchting een nieuw individu opleveren, is afhankelijk van toeval. Het ontstaan van nieuwe combinaties van genen wordt recombinatie genoemd. Hierdoor ontstaat een grote verscheidenheid aan genotypen binnen een soort.
Bij een bloem zijn de meeldraden en stamper de voortplantingsorganen. De bevruchting van bloemen kan door zelfbestuiving en kruisbestuiving. Bij het kweken van landbouwgewassen kunnen de gewassen veredelt worden, sterker of vruchtbaarder gemaakt worden. Dit kan ook door genetische modificatie.
Een zuivere lijn is een groep planten, dat homozygoot is voor een of meer (gewenste) eigenschappen. Deze planten zijn zaadvast.
6. Mutaties
Een verandering in de volgorde van stikbasen wordt mutatie genoemd. RNA brengt de informatie voor de eiwitsynthese over van het DNA in de celkern naar de ribosomen in het cytoplasma. De RNA-molecuul wordt in de celkern gevormd, langs de delen van een DNA-molecuul. De in gecodeerde vorm van informatie in de RNA-molecuul, wordt de genetische code genoemd. In een gewone cel heeft een mutatie geen (grote) gevolgen. Echter in een geslachtscel kan dit wel een grote uitwerking hebben. Meestal zijn de gemuteerde genen reccesief en komen ze niet tot uiting. Als ze niet tot uiting komen, is de individu een wildtype. Als ze wel tot uiting komen wordt het individu een mutant genoemd. Door het optreden van mutaties ontstaat er een grote verscheidenheid binnen een soort. Mutaties kunnen spontaan plaatsvinden. Door blootstelling aan kortgolvige stralen of virussen komen mutaties vaker voor. Deze invloeden worden mutageen genoemd.
Bij chemotherapie wordt de patiënt cytostatica toegediend, om de deling van cellen tegen te gaan. Alle invloeden uit het milieu die mutageen zijn, zijn in principe ook carcinogeen (kankerverwekkend)
7. Erfelijkheidsonderzoek
We spreken van prenatale diagnostiek wanneer er voor de geboorte getracht wordt om eventuele afwijkingen bij een kind vast te stellen. Door dit erfelijkheidsadvies kunnen man en vrouw bepalen hoe verder te gaan met de zwangerschap. Het onderzoek kan op een aantal manieren:
- d.m.v. een echoscoop
- vlokkentest, waarbij een klein beetje vlokkenweefsel uit de groeiende placenta wordt weggenomen
- vruchtwaterpunctie
Het syndroom van Down kan ontdekt worden door een vlokkentest en een vruchtwaterpunctie, waarbij een chromosomenonderzoek plaatsvindt. Bij het Downsyndroom zijn er 22 paren van 2 chromosomen en 1 paar van 3 chromosomen, een trisomie. Bij de deling is er dan iets mis gegaan. Men spreekt dan van non-disjunctie.
8. Biotechnologie
Biotechnologie is de tak van de biologie waarbij organismen worden gebruikt om producten te vervaardigen voor de mens. Voorbeelden hiervan zijn brood, bier, wijn en kaas. Kaas wordt bereid met behulp van chymosine, een stof uit de maag van pasgeboren kalveren. Men kwam er ook achter dat door de stof polyploïde de opbrengst van de oogst verhoogd kon worden.
De recombinant-DNA-techniek is een techniek waarbij erfelijk materiaal uit vellen van het ene individu wordt weggehaald, eventueel veranderd en vervolgens bij een ander individu in de cellen ingebracht. Genetische modificatie is de verandering die bij een individu aangebracht kunnen worden door het te kruisen met een individu van een andere soort. Het individu dat hieruit ontstaat wordt transgeen genoemd.
De toepassing van recombinant-DNA-techniek in de voedselindustrie lijkt veel voorbeelden te bieden. Het geeft minder milieuvervuiling, het voedsel kan een betere samenstelling aan voedingsstoffen hebben die geen problemen opleveren m.b.t. allergiën. Maar er wordt toch nog veel over gediscussieerd.
Andere technieken zijn: celfusietechniek (waarbij twee cellen versmelten tot één cel) en DNA-fingerprinting.
REACTIES
1 seconde geleden
B.
B.
Goed
14 jaar geleden
Antwoorden