Periode 9 - deel 1 MOLECULAIRE GENETICA

Transcriptie

1 Periode 9 - deel 1 MOLECULAIRE GENETICA

2 Lesstof PW9 Toets 9.1 Boek: Biologie voor het MLO (zesde druk) Hoofdstuk 5 Biomoleculen blz. 89 t/m 106 Hoofdstuk 11 Klassieke genetica blz. 224 t/m 227 Hoofdstuk 12 Moleculaire genetica blz. 245 t/m 261 (dit is hoofdstuk 11 van de vijfde druk)

3 Moleculaire genetica DNA- wat is het eigenlijk? Proteïnen, Nucleïnezuren, H5 Biomoleculen, Biologie voor het MLO

4 Cel - CELKERN CELKERN is omgeven door een kernenvelop = dubbel kernmembraan Ribosomen Chromatine= DNA-Eiwitcomplex Chromatine zal zich spiraliseren = oprollen tot een spiraal

5 Chromosoom DNA Eiwitcomplex

6 Celorganellen - RIBOSOMEN Eiwitfabriekjes van de cel Celgroei Onderhoud van bestaande celstructuren Ribosomen Eiwitten gemaakt door de vrij liggende ribosomen fungeren als enzymen. Eiwitten gemaakt door de Gebonden ribosomen bouwen aan het ER.

7 Aminozuren bouwstenen eiwitten Aminozuren komen in drie opzichten met elkaar overeen: ze bezitten een hoofdketen; ze hebben twee zijketens die aan weerszijden van de hoofdketen er aan vastzitten. Aan de ene kant is dat de carboxylgroep (-COOH) en aan de andere kant de aminogroep (-HN2); de hoofdketen bestaat uit een C-atoom waaraan een variabele restgroep (in 20 varianten), zit Kijk in BINAS voor de verschillende structuren!!

8 Proteinen (Eiwitten) Ingewikkelde polymeren Bestaan uit een lange keten van een combinatie van aminozuren (bouwstenen) Meer dan verschillende eiwitten maar 28 verschillende aminozuren (22 voor opbouw eiwitten) Aminozuren bestaan C, H, O en N atomen (soms zwavel S) Peptidebinding (amino- en carboxylgroep) Grote variatie in di-, tri- en polypeptide Aantal en type aminozuur (22 verschillende)

9 Nucleïnezuren Zitten in de celkern en bevatten genetische informatie. DNA, desoxyribonucleïnezuur RNA, ribonucleïnezuur Een nucleïnezuur is een lange keten (polymeer) van vele nucleotiden (bouwsteentjes/ monomeren)

10 Nucleïnezuren Suiker: -Ribose (RNA) -Deoxyribose (DNA) Bouw van een nucleotide

11 Nucleïnezuren DNA RNA Stikstof base: Adenine (A) Thymine (T) Cytosine (C) Guanine(G) Stikstof base: Adenine (A) Uracil (U) Cytosine (C) Guanine(G)

12 Nucleïnezuren Adenine & Thymine (A tegenover T) 2 H-bruggen Cytosine & Guanine (C tegenover G) 3 H-bruggen Complementaire ketens Streng 1: GCCATAACGA Streng 2: CGGTATTGCT

13 Nucleïnezuren Aantal begrippen: Basenpaar Basenvolgorde= nucleotide keten= Nucleotiden sequentie Codon Gen Junk DNA Erfelijke (genetische) code

14 Nucleïnezuren Verschil DNA en RNA Opdracht Maak de vragen 1 t/m 5 uit Hfdst 12 Heb je ze gemaakt? Het RNA brengt de genetische informatie van het DNA over naar de ribosomen (waar de eiwitten worden gemaakt), dus verlaat de celkern DNA blijft in de celkern Drie verschillende soorten RNA (mrna, trna, rrna Test je kennis Met de Oefening DNA-1 op de Startme pagina pw9.

15 Eiwitsynthese genen sturen de aanmaak van eiwitten in de cel aan Animatie - De eiwitsynthese Samenvattend De volgorde van aminozuren (voor een type eiwit) ligt vast in een coderend stuk van het DNA De informatie van dat stuk coderend DNA wordt overgeschreven in een RNA molecuul De informatie in het RNA molecuul kan in het cytoplasma door een ribosoom worden gelezen Door het lezen van die informatie weet het ribosoom de juiste aminozuren in de juiste volgorde aaneen te rijgen De uiteindelijke keten aminozuren die ontstaat is een eiwit (primaire structuur)

16 Hoe kan de code in een gen (in de kern) leiden tot de aanmaak van eiwit moleculen (in het cytoplasma)? Kern (ook vorming rrna) Transcriptie kopie DNA in de vorm van mrna Ruw Endoplasmatisch reticulum (RER) Transport van mrna naar cytoplasma Ribosomen Translatie aflezen van het mrna en het vertalen naar een aminozuurvolgorde m.b.v. trna Golgi-apparaat Chemisch ombouwen van eiwitten (het eindproduct)

17 Celorganellen - ER Endoplasmatisch reticulum Ruwe ER (RER) - Is betrokken bij de aanmaak en transport van eiwitten - RER is bedekt met ribosomen. Glad ER (SER) - Is betrokken bij aanmaak en transport van vetten.

18 Celorganellen GOLGI APPARAAT Stapeltjes platte blaasjes omgeven door ronde blaasjes. Functie van het golgi apparaat: Chemisch ombouwen van eiwitten naar complexe eiwitstructuren Functie geven aan een eiwit

19 Chemisch ombouwen eiwitten Primair - Gemaakt in ribosomen Eén lange keten Variërend in aantal en type Gemaakt in het golgi-apparaat Secundair Schroefvormig Waterstofbruggen Tertair Opgevouwen ruimtelijke structuur Waterstofbruggen en Zwavelbruggen (disulfide bindingen) Quarternair Ingewikkelde ruimtelijk structuur Meer grote polypetide ketens

20 Celorganellen GOLGI APPARAAT Exocytose: membraan van een blaasje versmelt met celmembraan en er wordt een stof afgegeven. Endocytose: opname van blaasjes door het celmembraan.

21 Eiwitsynthese Animatie - De eiwitsynthese Opdracht Maak de vragen 6 t/m 20 uit Hfdst 12 Heb je ze gemaakt? Test je kennis Met de Oefening verschil DNA en RNA en met de Oefening genetische code RNA op de Startme pagina pw9.

22 Transcriptie transcriptie translatie Wat is 3 of 5? Het enzym RNA Polymerase herkent het begin van de gen-> de promoter

23 Translatie Voor extra info naast het boek: Bekijk deze animatie of het artikel 'van DNA naar eiwit' of YouTube

24 Codons (triplets) aflezen

25 DNA replicatie (verdubbeling) Voordat de kerndeling van start gaat, is het DNA in de chromosomen verdubbeld. De verdubbeling van het DNA(replicatie) gebeurt in de fase in de celcyclus tussen twee delingen in. Dat is de interfase, een schijnbare rustfase, waarin het DNA draadvormig is en niet als chromosomen zichtbaar is. animatie DNA replicatie Opdracht Maak de vragen 21t/m 25 uit Hfdst 12 Het opbouwen van de nieuwe DNA-strengen gaat razendsnel. zoogdieren, 50 nucleotiden per seconde, bacteriën 500 nucleotiden per seconde! Heb je ze gemaakt? Test je kennis Met de Oefening puzzel DNA op de Startme pagina pw9.

26 Genetische variatie basis begrippen video: erfelijke eigenschappen selecteren Opdracht Lees van Hoofdstuk en Maak vervolgens de vragen 9 t/m 13 op blz 227

27 Genetische variatie basis begrippen Genotype= gezamenlijke erf factoren van een organismen voor een of meer eigenschappen. (ligt vast bij versmelting eicel-zaadcel van de ouders) Fenotype= verzameling van alle (waarneembare) eigenschappen van een individu, tot stand gekomen door de gezamenlijke invloed van genen en milieufactoren (fenotype = genotype +milieu ligt niet vast komt de wisselvalligheid van het milieu Modificatie= factoren waarbij alleen het milieu een rol speelt Aangeboren= fenotypisch, bij de geboorte aanwezige eigenschappen die niet erfelijk zijn komen door milieu invloeden tijden de zwangerschap, nicotine, drugs alcohol bepaalde medicijnen

28 Genetische variatie basis begrippen Erfelijke informatie ligt in de celkern in de chromosomen. Chromosomen bestaan weer uit DNA. Chromosomen worden zichtbaar als cel gaat delen Lichaamscel van mens heeft 46 chromosomen = 23 paar Chromosomen komen in lichaamscellen voor in paren, in geslachtscellen zijn de chromosomen enkelvoudig Geslachtscel mens bevat 23 chromosomen

29 Genetische variatie basis begrippen Gen = deel van een chromosoom met de info voor 1 erfelijke eigenschap Een chromosoom bevat meerdere genen. Genen kunnen aan of uit staan in een cel Voor een eigenschap (bijv oogkleur) heb je dus altijd twee genen in een lichaamscel. De variant van het gen kan verschillen (bijv bruine en blauwe variant) In een geslachtscel komt een gen maar 1x voor, oftewel slechts 1 van de chromosomen van het chromosomenpaar

30 Genetische variatie basis begrippen Elk gen heeft een bepaalde plaats op een chromosoom. Locus = de plaats waar een gen in het chromosoom te vinden is Twee homologe chromosomen vormen samen een paar. Zij hebben dezelfde genensamenstelling; Voor een bepaalde eigenschap coderen dus altijd twee genen. Elk gen heeft dus een 'tweeling-gen' op het homologe chromosoom. allelenpaar = een paar overeenkomstige genen Allelen (enkelvoud = allel) komen dus in precies dezelfde volgorde op precies dezelfde plaatsen (loci) in de homologe chromosomen voor. Twee homologe chromosomen met verschillende allelen voor bloemkleur

31 Genetische variatie Mechanismen die genetische variatie verhogen: Onafhankelijke overerving Crossing-over bevruchting

32 Onafhankelijke overerving animatie dihybride kruising Overerving van genen vindt plaats bij geslachtelijke voortplanting (dieren)tijdens meiose Tijdens meiose worden mannelijke of vrouwelijke gameten (geslachtscellen) gevormd In gameten (geslachtcellen) zitten chromosomen De grote hoeveelheid betrokken chromosomen bij onafhankelijke overerving zorgen er voor dat er veel verschillende gameten, met verschillende allelen samenstellingen kunnen worden gevormd

33 Onafhankelijk Overerving Een vader die heterozygoot is voor beide erfelijke eigenschappen kan na twee meiotische delingen vier verschillende gameten (zaadcellen) maken met steeds een andere allelen samenstelling. Vader geeft bij onafhankelijke overerving 4 combi s door van ogen en neuzen Bijvoorbeeld: Blauw ogen grote neus Blauwe ogen kleine neus Bruine ogen grote neus Bruine ogen kleine neus

34 Gekoppelde overerving Vader geeft bij gekoppelde overerving 2 combi s door van ogen en neuzen Samengevat Vader kan dus meer verschillende combi s van neuzen en ogen doorgeven aan zijn kinderen bij onafhankelijke overerving dan bij gekoppelde overerving Let wel op: De gameten van vader en moeder bepalen uiteindelijk het genotype + fenotype

35 Crossing over Nieuwe allelen combinatie ontstaan tijdens meiose door verkleven van chromosomen. Crossing over: Tijdens de metafase van de meiose I kunnen twee chromatiden van de twee homologe chromosomen die in dit stadium zo dicht tegen elkaar aan liggen (lijken ook elkaar )dat er verklevingen kunnen optreden, waardoor hele stukken van de chromatiden uitgewisseld kunnen worden. Alle chromatiden identiek? -> geen nieuwe allelen video crossing over tijdens meiose (ENG) animatie crossing over tijdens meiose animatie Crossing over (NED) Maar tussen de homologe chromosomen, en dus hun wederzijdse chromatiden, bestaan wel kleine verschillen. Het ene chromosoom is immers door het organisme geërfd van de vader en het andere van de moeder. (denk aan dominante genen en recessieve genen) Verschillende chromatiden? -> nieuwe allelen combinaties

36 Bevruchting De geslachtelijke bevruchting (geslachtelijke voortplanting) levert al heel wat nieuwe genetische variatie. Een eicel en een zaadcel bevatten elk +/- 8 miljoen chromosoomcombinaties 8 miljoen x 8 miljoen = 64 biljoen diploide chromosoom combinaties Voorbeeld geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting : generatie op generatie Men wil ook wel eens de genetische variatie beperken.. Dat wordt vaak gedaan als men een zuivere genetische lijn wil van bv. Planten (zaadzuiver) of dieren (fokzuiver) Bij planten doen ze dat door ongeslachtelijke voortplanting

37 Modificatie Verschillen in het fenotype door invloeden van het milieu. Voorbeeld: Berkenspanner milieu zonder roet/ milieu met roet

38 Mutatie Mutatie = een verandering in het DNA die een verandering in de genetische informatie tot gevolg heeft. Meeste mutaties worden hersteld door DNA herstel mechanismen (b.v. DNA polymerase) Puntmutatie zie oefening + animatie puntmutaties op start.me Een enkele nucleotide veranderd binnen een gen en kan leiden tot de aanmaak van andere eiwitten Chromosoommutatie = veranderingen in de structuur van een chromosoom, bijvoorbeeld door het verkrijgen, verdubbelen, omkeren, verliezen of verplaatsen van een chromosoomsegment. Wanneer er niets verandert aan de samenstelling van het genoom (alle genen zijn er nog), alleen de locus is gewijzigd, zijn er geen ernstige gevolgen. Andere typen chromosoommutaties kunnen wel ernstige gevolgen hebben. Gevolgen van Mutaties ernstige genetische problemen (gebeurt dan in dominante genen dan worden ze ook zichtbaar in het fenotype) Maar ook nieuwe genotypen, soorten en rassen -> evolutie! video Evolutie

39 Genetische variatie Opdracht Maak de laatste vragen 26 t/m 40 van Hoofdstuk 12