Verslag Biologie Drosophila Melanogaste

Transcriptie

1 Verslag Biologie Drosophila Melanogaste Verslag door A woorden 3 januari ,4 5 keer beoordeeld Vak Biologie Alles om ons heen leeft. We leven en planten ons voort. Bij die voortplanting worden er eigenschappen doorgegeven aan het kind. Je lijkt op je moeder, maar ook op je vader. Misschien heb je haar ogen en zijn neus. Dit heeft allemaal te maken met hoe eigenschappen worden doorgegeven. Om hier over te leren hebben wij met ons Biologie cluster gekeken naar fruitvliegjes, oftewel Drosophila Melanogaster. In dit experiment hebben wij gekeken naar de eigenschappen van deze diersoort in verschillende generaties. De Drosophila Melanogaster is een vliegje die eigenlijk altijd bekend heeft gestaan als de fruitvlieg of bananenvlieg. De Drosophila Melanogaster heeft vier stammen: Wild, Ebony, White en Vestigial. Ieder van deze stammen heeft zijn eigen kenmerken waaraan je ze kunt onderscheiden. Ook is het belangrijk om het verschil tussen een mannetjesvlieg en een vrouwtjesvlieg te kunnen onderscheiden. In de tekening zie je links een vrouwtje en rechts een mannetje. De twee vliegjes zijn makkelijk te onderscheiden aan het patroon op hun achterlijf en aan de vorm van hun achterlijf. Bij mannetjes is er een dikke zwarte ring onderop zijn lichaam met daarboven 2 ringen waar veel ruimte zit en heeft hij een rond achterlijf, terwijl bij vrouwtjes kun je zien dat er een heleboel ringen zijn en dat ze een spits achterlijf heeft. De levenscyclus van een fruitvliegje bestaat uit: ei, larve, pop, vlieg. Wij hebben al deze stadia bekeken en getekend. Deze tekeningen zijn achterin het verslag te vinden in de bijlage. Wij gebruiken in dit experiment deze vliegjes om een aantal redenen. Ten eerste, de tijd die het kost voor de vliegjes om zich voort te planten is heel weinig, in een paar weken kun je verschillende generaties bekijken. Ten tweede zijn de vliegjes makkelijk te houden op school, de vliegjes hebben weinig aandacht nodig en zijn makkelijk te verdoven (narcotiseren). Ten derde, deze vliegjes leggen heel veel eitjes: wel soms 100 per dag met een maximum van 2000). Met deze vliegjes gaan we kruisingen uitvoeren, maar om een kruising goed te kunnen begrijpen, is het belangrijk dat er een aantal begrippen uitgelegd worden: Het menselijk lichaam bestaat uit organen, zoals je longen of je lever. Al deze organen zijn weer opgebouwd uit weefsels, die weer uit miljarden cellen bestaan. Die cellen zorgen ervoor dat alles in goed werkt. Als een eicel van een vrouw bevrucht raakt met de zaadcel van een man, dan gaat er een kind ontstaan. Het kind gaat dan ook cellen ontwikkelen. Deze cellen krijgen ieder een eigen specifieke functie, bijvoorbeeld een hersencel of een huidcel. Elke cel bevat een volledige kopie van het erfelijkheidsmateriaal van de ouders. Dit materiaal is er in de vorm van chromosomen. Chromosomen zijn de dragers van de genen. Op de chromosomen ligt alle genetische informatie die nodig is voor het ontwikkelen van een individu. Een chromosoom bevindt zich in de celkern, zoals hiernaast te zien is. Je kunt je een chromosoom voorstellen als een hele lange streng. Deze streng bestaat uit die DNA (desoxyribonucleïnezuur) heet. Ons DNA bevat de code waarin onze erfelijke eigenschappen vastliggen. Elke Pagina 1 van 5

2 lichaamscel heeft 23 paar chromosomen, 22 normale chromosomen en één paar dat je geslachtschromosomen zijn. Er zijn twee soorten geslachtschromosomen, een X en een Y. Een vrouw heeft twee X-chromosomen en een man heeft een X-chromosoom van zijn moeder en een Y-chromosoom van zijn vader. In die eicel en zaadcel die samensmelten om een kind te maken, bevinden zich bij beiden 23 chromosomen (niet paren, losse chromosomen). Tijdens de bevruchting komen uit de beide cellen 23 chromosomen. De eerste 23 zijn van de vader, de andere 23 van de moeder. Als deze samensmelten, heb je weer netjes 46 chromosomen, dat 23 paar is. Dus in alle lichaamscellen zitten 2 kopieën van elk chromosoom. De ene kopie is van de moeder, de andere van de vader. Die kopie nomen we een allel (meervoud: allelen). Al deze chromosomen bevatten genen: Een gen is een stukje afgebakend DNA, te zien in de tekening op de vorige pagina. Een gen bevat informatie voor al onze erfelijke eigenschappen, bijvoorbeeld de kleur van ons haar en onze ogen. Ook zorgen de genen verder voor de overerving van eigenschappen. Vaak bepalen meerdere genen samen een eigenschap. Dit is ook het geval bij oogkleur of haarkleur. Eén paar genen kan verschillende soorten allelen hebben: Als je twee keer hetzelfde allel hebt, noemen we dit homozygoot. Dit geldt als je van beide ouders dus dezelfde kopie hebt gekregen, bijvoorbeeld bruin haar of juist blond. Als je twee verschillende allelen hebt, dan noemen we dit heterozygoot. Je hebt van ieder van je ouders dan een ander allel gekregen, bijvoorbeeld het allel voor bruin haar van je vader en het allel voor blond haar van je moeder. Maar welke haarkleur krijg je dan als je ouders je twee verschillende allelen geven? Blond of bruin? Dit hangt af van het type allel dat je hebt gekregen. Er zijn twee verschillende typen allelen: dominante en recessieve. Een dominant allel bepaalt bijna altijd de eigenschap. Het overheerst namelijk het andere allel. Een recessief allel wordt dus onderdrukt door het andere (dominante) allel. De eigenschap van het recessieve allel komt daarom meestal niet tot uiting omdat het feitelijk weggedrukt wordt door het dominante allel. De eigenschap van het recessieve allel komt alleen tot uiting wanneer er twee recessieve allelen aanwezig zijn. Voor haarkleur is het bruine allel dominant over het blonde allel. Het kind in voorbeeld krijgt dus bruin haar. De verschillende combinaties van allelen noemen we genotypen. Genotypen zijn eigenschappen aangegeven in symbolen. Verschillende genotypen kunnen leiden tot dezelfde eigenschap. Wat je dan ziet als je die twee allelen tot uiting brengt, heet het fenotype. Bijvoorbeeld bruin haar, zoals in het voorbeeld hierboven. Het dominante allel bepaalt dus de eigenschap, oftewel het fenotype. Maar als er helemaal geen dominante allelen aanwezig zijn, bijvoorbeeld bij twee ouders met blond (recessief) haar, dan krijg je een recessief fenotype. Allelen kunnen weer op 2 manieren overerven: autosomaal of geslachtsgebonden (X-chromosomaal): Autosomale overerving houdt in dat het gen zich bevindt op chromosoom 1 tot 22 (chromosomenpaar 23 is het geslachtspaar). Dit betekent dus dat het allel zich niet op een X of Y chromosoom bevindt. Geslachtsgebonden (oftewel X-chromosomale) overerving betekent dat het allel zich juist wel op een geslachtschromosoom bevindt, dus op X of Y. De eigenschap erft dus over via het X chromosoom, aangezien het Y Pagina 2 van 5

3 chromosoom veel korter is dan het X-chromosoom, wat betekent dat het bij een man vaak op de X-chromosoom ligt. Nu je dit allemaal weet, zullen we een voorbeeld geven van een kruising. Stel: Een vrouw met groene ogen (groen is recessief, dus de vrouw is homozygoot voor groene ogen) wil een kind krijgen met een man met bruine ogen (bruin is een dominant allel, de man kan dus heterozygoot of homozygoot zijn voor het bruine allel. In beide gevallen heeft hij bruine ogen, omdat bruin dominant is). Oogkleur erft autosomaal over. Wat is de kans dat hun kind ook groene ogen heeft? Dit pak je als volgt aan: Je weet dus: Heterozygoot autosomaal dominant man + homozygoot autosomaal recessief vrouw Om dit in symbolen op te schrijven, gebruik je letters. In dit geval bijvoorbeeld de letter B of b: waarbij B=bruine ogen (dominant) en b= groene ogen (recessief). Het genotype van de man is dan: Bb Het genotype van de vrouw is dan: bb Als je deze twee kruist, kun je een tabel maken, die een kruisingstabel heet: Vrouw/Man B b b Bb bb b Bb bb Hoe groot is dus de kans dat hun kind groene ogen heeft? In percentages: 50% van kinderen krijgt genotype Bb (bruine ogen omdat bruin dominant is) en 50% krijgt genotype bb (groene ogen). Er is 0% kans dat het kind homozygoot wordt voor bruine ogen omdat de vrouw geen bruin allel heeft. Maar het kan ook zijn dat het genotype van de man BB is. Dan heeft hij nog steeds bruine ogen, alleen bezit hij geen recessief allel. De kruising is dan: Genotype man: BB Genotype vrouw: bb Er vormt zich dan een andere kruistabel met andere percentages. Die ziet er dan als volgt uit: Vrouw/Man B B b Bb Bb b Bb Bb Hoe groot is de kans nu dat hun kind groene ogen heeft? Pagina 3 van 5

4 In percentages: 0%. Dit komt omdat B dominant is en in ieder geval de b overheerst. Het kan niet dat het kind groene ogen heeft, dit zou alleen kunnen als de man een recessief allel b heeft, zoals bij het vorige voorbeeld. Beide voorbeelden zijn autosomale overerving. Maar als het gaat om geslachtsgebonden overerving liggen de percentages anders, omdat het allel alleen maar op het X chromosoom kan voorkomen (het Y chromosoom bij de man is te kort). Vrouwen hebben genotype XX en mannen hebben genotype XY. Omdat mannen alleen maar 1 X-chromosoom hebben zal het allel op deze chromosoom altijd tot expressie komen, ook als deze recessief is. Een voorbeeld van geslachtsgebonden overerving: Stel: Een man is kleurenblind (kleurenblindheid is geslachtsgebonden en recessief) en zijn vrouw is niet kleurenblind (maar kan nog wel drager zijn). In symbolen wordt dit: Genotype man: xy (x: recessief allel op x chromosoom, X: dominant (normaal) allel) Genotype vrouw: XX of Xx (in het ene geval homozygoot voor normale gen, in andere geval heterozygoot (drager)) Er zijn hieruit dan 2 verschillende kruistabellen mogelijk: Als je ervanuit gaat dat de vrouw homozygoot is voor het normale gen (XX) dan wordt de tabel: Vrouw/Man x Y Hier is dan de uitkomst: Alle dochters zijn dragers (Xx) maar zullen niet kleuren blind zijn. Alle zonen hebben normale genen (XY) en zijn dus geen drager van het kleurenblindheidsgen. Er is in totaal dus 0% kans dat het kind kleurenblind is. In het tweede geval ga je er dan vanuit dat de vrouw heterozygoot is voor het gen en is ze dus drager. Dan wordt de tabel: Vrouw/Man x Y x xx xy In de tweede tabel zijn de resultaten: 50% van dochters is drager (Xx), 50% dochters is kleurenblind (xx). Bij de zonen: 50% van de zonen mankeert niets (XY) en 50% zonen is kleurenblind. In totaal zijn dus 50% van kinderen kleurenblind. Het komt er dus op neer dan mannen nooit drager kunnen zijn (ze Pagina 4 van 5

5 zijn of gezond of ze zijn kleurenblind). Je kunt alleen drager zijn (en het dus niet hebben) als je twee X-chromosomen hebt. Dit is een voorbeeld van X-chromosomale overerving. Nu je dit begrijpt, kun je ons verslag makkelijker begrijpen. Wij hebben onderzoek gedaan naar de Drosophila Melanogaster en hoe drie verschillende eigenschappen zich daarbij overerven. Wij hebben gekeken naar de eigenschap oogkleur, lichaamskleur en vleugelvorm. Bij ieder van deze eigenschappen hebben wij ook aan gegeven of ze autosomaal of X-chromosomaal overerven. Wij hebben dit onderzoek gedaan om zelf meer te weten komen over erfelijkheid en om te leren hoe je werkt bij biologie met levend materiaal. In dit verslag is te lezen hoe wij dit uitgevoerd hebben en wat onze resultaten waren. Pagina 5 van 5