Examen Voorbereiding DNA Teylingen College Leeuwenhorst 2015/2016 Thema 2 DNA
Begrippenlijst: Begrip mtdna kerndna Plasmiden Genoom DNA-replicatie DNA-polymerase Eiwitsynthese RNA-molecuul Codon Genregulatie Genexpressie Regulatorgenen Structuurgenen Puntmutatie Genetische modificatie Transgeen Verklaring Mitochondriaal DNA. Het DNA dat zich in de mitochondriën van elke cel bevind. Bij planten bevind zich ook DNA in de chloroplasten. Het DNA dat zich, bij eurkaryoten, in de celkern van een cel bevind in de vorm van chromosomen. Korte stukjes circulair DNA in het cytoplasma van een prokaryoot. Het totaal van al het DNA in een cel. Het kopiëren van DNA in de S-fase van de celcyclus. Een enzym dat langs een enkelvoudige keten van het DNA schuift en vrije nucleotiden uit de cel bind aan de vrijgekomen basen. Het maken van eiwitten door aminozuren aan elkaar te binden in ribosomen volgens de informatie op een RNA molecuul. Een molecuul dat wordt aangemaakt langs één keten van het DNA (bestaat zelf dus ook uit maar één keten) en vervolgens via de kernporiën in de ribosomen codeert voor de aanmaak van een eiwit. Drie opeenvolgende nucleotiden in een RNA molecuul die de code vormen voor één aminozuur. Het aan- of uitzetten van genen in een cel. Wanneer een gen aan staat, wordt de informatie van het DNA overgeschreven naar het RNA en vertalen ribosomen de informatie op het RNA in een eiwit. Hierdoor komt het gen tot expressie (uiting). Regelen de genexpressie in een cel. Bevatten informatie voor de eiwitsynthese. De delen van het DNA die worden afgelezen tijdens de RNA-transcriptie en coderen voor een eiwit. Een plotselinge verandering van één nucleotidepaar in het DNA. Hierdoor kan een stuk DNA plotseling coderen voor een ander codon in het RNA waardoor een eiwit minder werkzaam wordt of zelfs onwerkzaam doordat er andere aminozuren worden gebonden. Het overbrengen van een gen van een bepaald organisme naar het DNA van een ander organisme. GGO (Genetisch gemodificeerd organisme). Een organisme waarbij het DNA is veranderd door genetische modificatie. Belangrijke feiten: Adenosine en Thymine worden altijd aan elkaar gebonden. Net als Cytosine en Guanine. Bij RNA neemt Uracil de plaats in van Thymine. 2
Bij de DNA-replicatie wordt een DNA molecuul opgebroken waardoor twee losse strengen ontstaan. Deze worden door DNA-polymerase afgelezen en wordt er telkens een vrije nucleotide gekoppeld (A aan T, C aan G). Hierdoor ontstaan twee volledig identieke dubbele strengen en is het DNA gekopieerd. Bij de eiwitsynthese wordt één van de twee strengen van het DNA afgelezen waarbij een RNA-molecuul wordt gevormd. Dit RNA-molecuul wordt in een ribosoom afgelezen. Elk codon codeert voor een aminozuur. De volgorde van aminozuren maakt het totale eiwit. Het tot uiting komen van genen (genexpressie) wordt gereguleerd door regulatorgenen. Deze kunnen de RNA-transcriptie blokkeren of juist activeren waardoor er wel of geen RNA molecuul gemaakt kan worden van een structuurgen en het eiwit dus wel of niet gemaakt kan worden. Belangrijke afbeeldingen: Bij DNA-replicatie schuift de DNA-polymerase langs de strengen en maakt, van vrije nucleotiden, een nieuwe keten. De oude en nieuwe keten samen vormen een volledig DNA molecuul wat een identieke kopie is van het oorspronkelijke molecuul. Bij de eiwitsynthese wordt de DNAhelix opengebroken en wordt de code op het DNA omgezet in een RNA molecuul. Het RNA-molecuul verlaat de celkern en wordt in de ribosomen vertaald naar een eiwit. 3
Elke drie nucleotiden op het RNA molecuul vormen één codon dat codeert voor één aminozuur. De aminozuurketen die ontstaat wordt in het golgisysteem opgevouwen tot een actief eiwit. BINAS tabellen: Tabel Informatie 70 Chromosomen, karyogram 71 A + B De verschillende nucleotiden (Adenine, Thymine, etc.) 71 D + E Replicatie, Transcriptie, Translatie 71 G Genetische code aminozuren (eiwitten) 71 J Eiwitsynthese 71 M DNA Technieken 77 Virussen (DNA en RNA) 79 D Eiwitsynthese in een cel Tips: Gebruik de afbeeldingen uit de BINAS voor het beantwoorden van vragen over de DNA-replicatie of eiwitsynthese. Zorg er voor dat je het verschil goed weet tussen replicatie (kopiëren), transcriptie (omzetten van DNA in RNA) en translatie (vertalen/aflezen van het RNA tot een eiwit). Examenvragen: Hulp voor de diabetespatiënt 4
Mensen die niet in staat zijn om het suikergehalte van het bloed op peil te houden, lijden aan diabetes of suikerziekte. Er worden twee vormen van suikerziekte onderscheiden. Als cellen van de eilandjes van Langerhans in de alvleesklier niet in staat zijn om insuline aan te maken, spreken we van diabetes type 1. Als het lichaam niet op een effectieve manier kan reageren op insuline, spreken we van diabetes type 2. Mensen die lijden aan diabetes regelen door middel van pillen of een injectie het insulinegehalte van hun bloed kunstmatig. Er is een aantal typen insuline. We onderscheiden een langwerkende (werkt 24 uur) en een kortwerkende insuline (werkt 1 à 2 uur). 1pt Vroeger gebruikte men kalverinsuline. Deze is qua aminozuursamenstelling niet helemaal identiek aan die van de mens, maar heeft wel dezelfde werking. Op dit moment kan men insuline produceren die volkomen identiek is aan die van de mens. Het wordt gemaakt door gistcellen. In het genoom van deze gistcellen heeft men het gen van de mens dat codeert voor insuline, ingebouwd. 54. Hoe noemt men de techniek waarbij men een gen van het ene organisme inbrengt in het genoom van ander organisme? In het lichaam van een gezond mens onderscheidt men een groot aantal verschillende cellen. Voorbeelden hiervan zijn: 1 alvleeskliercellen 2 levercellen 3 spiercellen 55. Welk van deze cellen bevat of welke cellen bevatten het insulinegen? A alleen 1 B alleen 2 C alleen 3 D alleen 1 en 2 E alleen 2 en 3 F zowel 1, 2 als 3 Roken Voor veel scholieren betekent het weekend uitgaan. Sinds 1 juni 2008, toen het Ministerie van Volksgezondheid de antirookwet voorstelde, lijkt dat een stuk prettiger en gezonder geworden. Door het rookverbod in de horeca hangt op de meeste uitgaansplekken geen walm van sigarettenrook meer. Natuurlijk weet iedereen dat roken ongezond is, maar toch blijkt het roken onder jongeren eerder toe- dan af te nemen. Bij 87% van de longkankerpatiënten is roken de oorzaak van de ziekte. Bestanddelen uit sigarettenrook beschadigen het DNA en daardoor het functioneren van genen. Sommige van deze genen coderen voor eiwitten die cellen verhinderen ongeremd te gaan delen. Dergelijke eiwitten worden tumorsuppressors genoemd. Een voorbeeld is het eiwit p53. 5
1pt 56. Hoe worden die beschadigingen van het DNA genoemd, waardoor p53 niet meer wordt aangemaakt? Een lichaamscel kan pas in een tumorcel veranderen als beide allelen voor p53 in die cel beschadigd zijn. 57. Leg dit uit. CSI in het menselijk lichaam Televisieseries zoals CSI en NCIS hebben het beroep van moleculair analist op een positieve manier onder de aandacht gebracht. Door onderzoek van onder andere bloedsporen en gevonden haren wordt in elke aflevering de dader geïdentificeerd. Het werk op laboratoria voor wetenschappelijk onderzoek is eigenlijk net zo spannend. Ook hier wordt vaak jacht gemaakt op aanranders en serial killers. Bij wijze van spreken dan, want het gaat hier niet om personen maar om genen die erfelijke aandoeningen veroorzaken, niet zelden met dodelijke afloop. Bij deze speurtocht worden de volgende zaken onderzocht: Locatie van de misdaad; Waar in het lichaam gaat er iets fout? Sporenonderzoek op de plek van de misdaad; Welke cellen of celonderdelen zijn aangetast? Verdachten opsporen; Welke genen kunnen de oorzaak zijn? Achtergrond van de dader onderzoeken; Welke mutatie in het gen leidt tot de aandoening? Bij het AMC in Amsterdam doet men onderzoek naar een belangrijke veroorzaker van erfelijke nachtblindheid. Mensen met nachtblindheid kunnen zeer slecht zien in het schemerduister en hebben ook overdag verminderd zicht. Om erachter te komen welke genen als verdachten aangemerkt kunnen worden, worden micro-arraychips gebruikt. Een micro-arraychip bevat kleine stukjes van een groot aantal genen uit het menselijk genoom. Hiermee wordt de activiteit van genen in cellen bepaald. 58. De aanwezigheid van welk nucleïnezuur in de cel geeft informative over de activiteit van een gen? Welk process wordt daarmee aangetoond? molecuul activiteit A. DNA differentiatie B. DNA genexpressie C. RNA differentiatie D. RNA genexpressie 6
Examenvragen DNA Opdracht Hulp voor de diabetespatiënt - Blz. 84 1pt 54. Recombinant DNA techniek / genetische modificatie / genetische manipulatie 55. F Opdracht Roken - Blz. 85 1pt 56. Mutatie 57. Uit het antwoord moet blijken dat: * als er nog één allel intact is, het p53-eiwit nog steeds geproduceerd kan worden * waardoor er nog steeds een tumorsupressoractiviteit is -of- * een onbeschadigd gen dominant is, waardoor alleen homozygoot recessieve personen de aandoening hebben. * heterozygote personen kunnen dus altijd nog het p53-eiwit maken Opdracht CSI in het menselijk lichaam - Blz. 85 58. D 7