Oefenen Afweer, Stofwisseling en DNA

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Examentraining afweer, stofwisseling en DNA

Zorg ervoor dat je je BINAS bij de hand hebt

www.examenblad.nl

Diarreebacterie slaat toe door antibioticagebruik (2019-I)

De bouw en werking van onderdelen van het spijsverteringsstelsel vormen
bij een gezond mens een natuurlijke bescherming tegen ziekte-
verwekkende bacteriën zoals C. difficile.

Beschrijf van deze bescherming:
1. een werkingsmechanisme op moleculair niveau;
2. een ander werkingsmechanisme op orgaan- of orgaanstelselniveau.

De darmbacteriën die deel uitmaken van een gezonde darmflora dragen
bij aan de bescherming tegen ziekteverwekkende bacteriën.
C. difficile is bij veel mensen aanwezig in de darmflora, zonder
ziekteverschijnselen te veroorzaken.
Leg uit dat door een bepaalde eigenschap van C. difficile het gebruik van
breedspectrum-antibiotica bij ziekenhuispatiënten een gevaarlijke
vermeerdering van juist deze bacterie in hun darmen mogelijk maakt.

De toxinen van C. difficile beschadigen in darmepitheelcellen het
buitenmembraan van de mitochondriën. Dit leidt tot apoptose van deze
darmcellen en dus tot verlies van darmepitheel. Hoe leidt deze schade aan de mitochondriën tot apoptose?

1. Cytochroom-c komt in het cytoplasma terecht en activeert enzymen die het DNA afbreken.
2. H + -ionen komen in het cytoplasma terecht, waardoor de cel verzuurt.
3. NADH en FADH 2 komen in het cytoplasma terecht , waardoor geen ATP meer kan worden gevormd.

- Noteer de naam van de methode (afbeelding 2) waarmee het DNA
kunstmatig wordt vermenigvuldigd.
- Beschrijf de functie van de biotine in deze test (afbeelding 3).

Welke bindingen worden gevormd tijdens de hybridisatie (stap 1 in
afbeelding 3)?

1. deoxyribose-fosfaatbindingen
2. peptidebindingen
3. waterstofbruggen

Het resultaat van zo’n test met een DNA-strip is in afbeelding 4 als voorbeeld weergegeven, met daarbij aangegeven de plaats en betekenis van de verschillende bandjes.

In dit voorbeeld zijn zes bandjes donker gekleurd. Daaruit blijkt dat in het fecesmonster van de patiënt een ongevaarlijke stam van C. difficile zit, die gevoelig is voor het antibioticum moxifloxacine.

Van deze patiënt is de test onbetrouwbaar.

Deze patiënt is besmet met een pathogene, moxifloxacine-
resistente stam van C. difficile

eze patiënt is besmet met een pathogene stam van C. difficile,
die bestreden kan worden met moxifloxacine.

Bij deze patiënt wordt de diarree niet veroorzaakt door C. difficile.

In het VU Medisch centrum in Amsterdam 'werkt' de beagle Cliff
(afbeelding 6), een speurhond die ruikt of een patiënt besmet is met
C. difficile. Testen met hond Cliff gaat veel sneller dan de test met de DNA-strip,
waardoor de behandeling van de patiënt ook snel kan beginnen.

Noteer nog een biomedisch voordeel van het gebruik van Cliff om
C. difficile in het ziekenhuis op te sporen

Ziekte van Leigh (2012-II)

In de ademhalingsketen worden de energierijke moleculen NADH en FADH2 omgezet.

Bij welke (deel)processen zijn NADH en FADH2 ontstaan?

1. NADH: glycolyse FADH2: citroenzuurcyclus
2. NADH: glycolyse FADH2: glycolyse en citroenzuurcyclus
3. NADH: glycolyse en citroenzuurcyclus FADH2: citroenzuurcyclus
4. NADH: glycolyse en citroenzuurcyclus FADH2: glycolyse en citroenzuurcyclus

extra uitleg

Het antwoord op deze vraag kun je halen uit BINAS tabel 68A. In deze tabel zie je precies bij welke processen er NADH en FADH2 gevormd worden.

Wat is de bijdrage van de ademhalingsketen aan de netto ATP-opbrengst van de

aerobe dissimilatie van glucose?

1. ongeveer 70%
2. ongeveer 75%
3. ongeveer 90%
4. bijna 100%

Oxidatieve fosforylering (BINAS 68D)

Zonder de oxidatieve fosforylering vindt er  geen omzetting van NADH en FADH2 naar ATP plaats. Als de aerobe dissimilatie van glucose dus zonder oxidatieve fosforylering plaatsvindt, krijg je maar 4 ATP (2 ATP door de glycolyse en 2 door de citroenzuurcyclus).

Netto zou normaal gesproken 38 ATP geproduceerd worden.

De oxidatieve fosforylering zorgt dus voor de productie van 34 van de 38 ATP. DIt komt neer op een percentage van 89%, dus bijna 90 procent.

Bij Leigh patiënten is er soms een verhoogd lactaatgehalte (melkzuurgehalte) in
het bloed. Patiënten met een variant van de ziekte van Leigh, die veroorzaakt
wordt door een deficiëntie in het pyruvaat dehydrogenase complex, kunnen
gebaat zijn bij een dieet dat arm is aan koolhydraten en rijk is aan vet
- Leg uit waardoor een koolhydraatrijk dieet niet geschikt is voor deze Leigh
patiënten.
- Waardoor kunnen ze wel gebaat zijn bij een dieet met veel vet? (3pt!)

De meest voorkomende mutatie van het mitochondriaal DNA (mtDNA) die de
ziekte van Leigh veroorzaakt is een mutatie in het ATP-synthase-gen: op positie
8993 is in de coderende streng thymine vervangen door guanine. Hierdoor wordt
er in plaats van leucine een ander aminozuur in het ATP-synthase ingebouwd.

1. arginine of tryptofaan
2. fenylalanine of cysteïne
3. valine of glycine

n enkele gevallen is er bij de ziekte van Leigh sprake van mutant-tRNA-genen.
Over de gevolgen van een mutatie in tRNA worden twee beweringen gedaan:
1 Het anticodon van mutant-tRNA kan veranderd zijn, zodat een verkeerd
aminozuur aan een aminozuurketen wordt gekoppeld;
2 Het mutant-tRNA past door de veranderde ruimtelijke vorm niet meer in het
ribosoom.

Welke bewering kan of welke beweringen kunnen juist zijn?

1. geen van beide
2. alleen 1
3. alleen 2
4. zowel 1 als 2

Complex I van de ademhalingsketen (zie afbeelding 1 op pagina 9) bestaat uit
46 subeenheden. Het mtDNA bevat informatie voor de aminozuurvolgorde van
slechts 7 van deze subeenheden. De genen die coderen voor de overige 39
subeenheden liggen in het kDNA (kern DNA)

- Waar vindt transcriptie van deze 39 genen plaats?
- Waar vindt de translatie ervan plaats?

1. transcriptie: in de kern translatie: in de kern
2. transcriptie: in de kern translatie: in het cytoplasma
3. transcriptie: in het cytoplasma translatie: in de kern
4. transcriptie: in het cytoplasma translatie: in het cytoplasma