V5 Thema 10 DNA B6 Mutaties

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Thema 10 DNA

B6

Genetische variatie

https:

Lesprogramma

• Leerdoelen B5  (1 minuut)
• Uitleg deel 1: Mutaties: puntmutaties, genoommutaties (15 minuten)
• Zelfstandig opdracht 72 en 73 maken (5 minuten)
• Uitleg deel 2: Oorzaken en effecten van mutaties, DNA-reparatie, kanker (10m)
• Zelfstandig opdracht 74 t/m 80 maken (5 minuten)
• Oefen de Flitskaarten en maak Test Jezelf als laatste

• Lesafsluiter B6  (5 minuten)

Eerder klaar? 

• Neem context 'Progeria' door en maak opdracht 81

Leerdoelen B6

10.6.1 Je kunt de verschillende vormen en gevolgen van mutaties beschrijven.

Tijdens het leven van een cel kunnen kleine veranderingen in het DNA ontstaan. Soms heeft dit geen gevolgen voor de cel, maar soms kunnen de gevolgen ook heel groot zijn. Een kleine verandering in de nucleotidenvolgorde van een gen dat bij celdeling is betrokken kan bijvoorbeeld kanker veroorzaken.

Dus...

Je kunt benoemen......

..... wat een mutatie is.

..... welke mutaties voorkomen.

..... wat de oorzaken van mutaties kunnen zijn.

..... wat de gevolgen van mutaties kunnen zijn.

Begrippen B6 Genetische variatie

- mutatie

- substitutie

- deletie

- insertie

- puntmutatie

- leesraamverschuiving

- genoommutatie

- non-disjunctie

- trisomie-21

- mutagene straling

- mutagene stoffen

- DNA-repairsysteem

- nuclease

 - tumorsuppressorgen

- proto-oncogen

- oncogen

- goedaardige tumor

- kwaadaardige tumor

- metastase

Nog even herhalen...

DNA --> bestaat uit nucleotiden, 

Nucleotide (DNA) --> bestaat uit stikstofbase, desoxyribose en fosfaatgroep.

Nucleotide (RNA) --> bestaat uit stikstofbase, ribose en fosfaatgroep.

De volgorde van basen vormen een code

Codon (3 basen) --> codeert voor één aminozuur.

- Ribosoom leest de codons (in mRNA) en zet de aminozuren in de juiste volgorde --> productie van eiwitten

Mutaties

• Mutatie: een verandering in de nucleotidevolgorde van het DNA of RNA van een cel.
  
• Puntmutatie: een verandering in één nucleotidepaar

1. Substitutie: een of meer nucleotideparen in het chromosoom worden vervangen.
2. – Deletie: een of meer nucleotideparen worden uit het chromosoom verwijderd.
   
3. – Insertie: een of meer nucleotideparen worden aan het chromosoom toegevoegd.

Leesraam-verschuiving

Leesraamverschuiving (frame shift mutation):  codons verschuiven door een insertie of deletie.

• sem gaf een vis aan els die bij ans zat

Het maakt verschil in hoe codons worden afgelezen, als in deze zin een nucleotide (letter e uit woord 'een') wordt verwijderd:

• sem gaf env isa ane lsd ieb ija nsz at

Er wordt dan een ander eiwit gemaakt, of het gen wordt onleesbaar.

Voorbeelden: hemofilie en sikkelcelziekte

Genoommutatie

• Het aantal chromosomen in een cel is veranderd.
• Als bij mitose of meiose een genoommutatie optreedt, heeft een van de dochtercellen één chromosoom te veel en de andere dochtercel één te weinig.
• Tijdens meisose I blijft een paar homologe        chromosomen aan elkaar 
• Tijdens meiose II gaan de beide chromatiden van een chromosoom niet uit elkaar. 

--> Non-disjunctie:Meestal is de zygote niet levensvatbaar, wel bij bijvoorbeeld trisomie 21: . 

Normaal verloop

Mutatie tijdens meiose I

Mutatie tijdens meiose II

syndroom van Down

Chromosoommutatie

• Wanneer er tijdens de meiose delen van een chromosoom afbreken en zich aan een ander chromosoom hechten
• Elk chromosoom heeft zijn eigen haplotype, de unieke combinatie van allelen die op één chromosoom voorkomt. 
• Haplotype kan veranderen bij: crossing-over: twee chromatiden van homologe chromosomen kunnen tijdens meiose I stukken DNA uitwisselen, zie rood&blauw in de afbeelding -->

Maak opdracht 72 en 73

Oorzaken mutaties

De frequentie waarmee mutaties plaatsvinden, wordt verhoogd door mutagene factoren:

• mutagene straling (bijv. radioactieve straling, röntgenstraling, ultraviolette straling);
  
• mutagene stoffen (bijv. stoffen in sigarettenrook, alcohol);
  
• virussen.

Effect van mutaties

• Mutaties kunnen neutraal, positief of negatief zijn voor het organisme.
• Neutrale mutaties veranderen het genotype, maar hebben geen invloed op het fenotype:
• Mutaties hebben geen effect als:

       - maar één cel muteert 
       - het gemuteerde gen/allel niet gebruikt wordt
       - de puntmutatie codeert voor hetzelfde aminozuur
       - een recessieve mutatie ontstaat

•  Mutaties kunnen een grote uitwerking hebben als ze optreden tijdens het ontstaan van geslachtscellen of in cellen van een embryo.

Gevolgen mutaties

Mutant: een organisme waarbij een mutatie in het fenotype te zien is.

> Geen gevolg (neutrale mutatie)

> Positief gevolg (nieuwe eigenschap)

> Negatief gevolg (verlies van eigenschap)

Effecten:

- eiwit werkt niet meer (bv. bij albinisme)

- stoornissen (syndroom van Down)

- embryo niet meer levensvatbaar (miskraam)

- variatie in genotype van een soort (voordeel in veranderlijk milieu) cfr Darwin

DNA-repairsysteem

• Het aantal mutaties in een cel blijft beperkt door het DNA-repairsysteem: enzymen in een celkern die continu beschadigingen in het DNA opsporen en repareren.
  
• Eerder gaat een cel niet over tot celdeling
• DNA-polymerase merkt verkeerd ingebouwde of kapotte nucleotiden op en zorgt er vervolgens voor dat de juiste nucleotiden worden ingebouwd. Het enzym ligase plakt het nieuwe aan het oude DNA. 

DNA-repairsysteem (2)

• Wanneer DNA-replicatie in een cel plaatsvindt voordat de enzymen hun werk hebben voltooid, zorgt het suppressorgen (bv. P53-gen )dat de celcyclus stil komt te liggen en de dochtercellen niet ook dezelfde DNA-schade hebben. 

• Twee opties: 

       - óf diverse eiwitten, gemaakt door expressie van het         

          suppressorgen, voorkomen dat de cel zich deelt voor de 

       - schade is hersteld, óf een cel met teveel of onherstelbare 

          schade gaat door diezelfde eiwitten over tot apoptose.

Kanker

• Suppressorgenen en proto-oncogen reguleren celdeling van lichaamscellen
  
• Proto-oncogenen coderen voor eiwitten die de celgroei en de celdifferentiatie stimuleren.
• Na mutatie in suppressorgen geen rem meer op celcyclus en alle dochtercellen krijgen de mutatie mee.
• Door mutatie of toename genexpressie kan proto-oncogen veranderen in oncogen (zorgt voor abnormaal snel groeien en delen van de cel)
• Tumorsuppressorgenen: wanneer dit gen er niet voor zorgt dat cel overgaat tot apoptose, kan gezwel (tumor) ontstaan
  
• Tumor: cellen die zich ongecontroleerd delen
• goedaardig: geen verstoring omliggende weefsel  
• Kanker: kwaadaardige tumor, weefselstructuur kapot door  bloedtoevoer en cellen laten los (uitzaaiing)

Huiswerk

• Maak opdracht 74 t/m 80

• Oefen de Flitskaarten en controleer de leerdoelen 

van B6 met de Test Jezelf

Klaar?

• Neem de Context 'Progeria' door en 

maak opdracht 81

Lesafsluiter B6

10.6.1 Je kunt de verschillende vormen en gevolgen van mutaties beschrijven.

https:

In welke cellen kan een mutatie de grootste uitwerking krijgen, in lichaamscellen of in geslachtscellen?

1. in geslachtscellen
2. in lichaamscellen

Wat is geen mutatie?

1. albinisme
2. obesitas
3. dwerggroei
4. pigmentvlekken

Zijn pigmentvlekken erfelijk of niet?

1. Ja, erfelijk
2. nee, niet erfelijk

1. beide mutaties kunnen kwaadaardig zijn
2. enkel links is kwaadaardig
3. enkel rechts is kwaadaardig
4. beiden zijn niet kwaadaardig

Nog een video...

over recombinatie en crossing-over