4.5 Genexpressie

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

4.5 Genexpressie

doel van genregulatie

* variatie in intensiteit van genexpressie 

enzymen nodig voor basisfunctie cel                    altijd expressie
enzymen voor specifieke functie cel             niet altijd expressie

* voorkomen van verspilling grondstoffen en energie

Prokaryoten

OPERON: 

- stuk DNA waarin regulatorgen, promotor en structuurgenen liggen alle genen die vorming van eiwit reguleren 

- bij prokaryoten codeert het regulatorgen voor een repressor

- bij eukaryoten codeert het regulatorgen voor transcriptiefactoren

genregulatie in een prokaryoot 

(structuur)-genen staan uit

genregulatie in een prokaryoot 

(structuur)-genen staan aan

structuurgenen bevatten de informatie voor eiwitten

Voorbeeld van genexpressie: Lac-operon

1. Inductor lactose bindt repressor
2. repressor kan operator niet meer blokkeren
3. RNA polymerase leest structuurgenen z, y, a transcriptie van mRNA eiwitsynthese van enzymen (B-galactosidase) voor vertering lactose

structuurgenen

Regulatorgen

Lactose

Transcriptie

Translatie

Repressor

Lactase

Wat is een mogelijke functie van een regulatorgen bij prokaryoten?

1. Het codeert voor een stof die RNA-polymerase blokkeert
2. Het codeert niet voor een stof maar bindt transcriptie factoren
3. Het leidt RNA-polymerase naar promotor
4. Het codeert voor stofwisselingsenzymen

Opdracht

Hiernaast staat het lac-operon schematisch weergegeven. Elk onderdeel is genummerd. Geef aan wat elk onderdeel moet voorstellen door de naam naar het juiste nummer te slepen.

Repressor

Operator

LacA

LacZ

RNA polymerase

Promotor

LacY

Lactose

Genregulatie door: Activator / repressor

RNA-polymerase heeft de hulp nodig van transcriptiefactoren om de transcriptie te kunnen beginnen.

-Activators binden aan een specifieke DNA-sequentie genaamd enhancer. --> AAN

-Repressors binden aan bepaalde sequenties in het DNA en blokkeren daardoor RNA-polymerase.  --> UIT

Hoe noem je transcriptiefactoren die leiden tot meer genexpressie?

1. enhancer
2. repressor
3. activator

.... cel heeft ... DNA en ... genexpressie

1. Elke - hetzelfde - andere
2. Elke - ander - andere
3. Bijna elke - hetzelfde - andere
4. Bijna elke - ander -andere

Paragraaf 1 Dierenwelzijn

 Genregulatie

Stamcellen

Alle +/- 220 celtypen in een volwassen mens zijn ontstaan uit stamcellen 

Bij eukaryoten is de regulatie van genexpressie ingewikkelder. Wij hebben als mens ongeveer 220 verschillende celtypen, die allemaal zijn ontstaan uit één zygote. Om zoveel verschillende celtypen te kunnen vormen is complexe regulatie nodig.

Genregulatie eukaryoot  stamcellen

Stamcellen - cellen die nog niet (volledig) zijn gespecialiseerd en zich onbeperkt kunnen delen. 

Stamcellen (en kanker-,  zaadcelmoeder-  en eicelmoedercellen)  kunnen zich onbeperkt blijven delen door het enzym telomerase, wat een telomeer weer langer kan maken.

Typen: Omnipotent/totipotent, pluripotent, multipotent 

Telomerase

• Telomerase maakt telomeer weer lang
• Gebruikt RNA-deel om DNA te vormen
• In meeste cellen onderdrukt

Genregulatie en celdifferentiatie in embryonale stamcellen

Apoptose

= Geprogrammeerde celdood. 

Wanneer een cel ongewenst is, zullen enzymen de cel doden. Elke cel cel bevat deze enzymen, die hun werk doen zodra ze worden geactiveerd. 

Het cytoskelet wordt afgebroken en het DNA van de cel wordt in stukjes geknipt.

Voorbeelden apoptose

Genregulatie door: Alternatieve splicing

Er verschillende mogelijkheden voor splicing van een pre-mRNA-molecuul. 

Hierdoor kunnen verschillende mRNA-moleculen worden gevormd en kan één gen coderen voor verschillende eiwitten. 

Genregulatie door:

RNA-interferentie (RNAi)

• Kort type RNA: micro-RNA (miRNA) 
• miRNA bindt eiwitcomplex en vormt miRNA-eiwit complex
• miRNA-eiwitcomplex remt genexpressie door het afbreken of blokkeren van mRNA-moleculen zodat geen translatie kan plaatsvinden.

Sleep de juiste definitie naar de juiste uitleg....

Aan- of uitzetten van genen in een cel

DNA - RNA - eiwit

Cellen die zich kunnen ontwikkelen tot elk celtype

Geprogrammeerde celdood

Bestudeert omkeerbare veranderingen in DNA  zonder verandering in  nucleotiodevolgorde

Genregulatie

Genexpressie

Apoptose

Stamcellen

Epigenetica