CRISPR CAS

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Vandaag

Herhaling

H15; CRISPR-Cas & Mutaties

Tentamen

H12, 13, 15* & 14**

*H15: 15.1 t/m 15.4, 15.5.1, 15.5.2, 15.5.6

** Tot zover we komen 

PCR

Nodig:

• losse nucleotides (A's, T's C's and G’s) (Mastermix)
• Korte enkelstrengs DNA moleculen de zogenaamde primers
  
• Een enzym met de naam Thermus aquaticus polymerase(Taq polymerase)
  
• Enzym dat zeer hoge temperaturen aan kan
  

Proces:

• Denaturatie: verwarmen tot een temp van ca 90-95
  
• Hybridisatie: primers krijgen de kans te binden
  
• Verlening: Taq polymerase maakt het proces af
  
• Proces herhaalt zich 30x: genoeg DNA deeltjes voor het verdere onderzoek
  

Stap 1: verhitten =  waterstofbruggen verbreken/ denaturatie

PCR

Stap 2: primers, TAQ polymerase (hittebestendig), losse nucleotiden toevoegen (annealing of hybridisatie)

PCR

Stap 3: nieuwe DNA strengen worden gevormd (extending of verlenging)

PCR

Leerdoelen

Aan het eind van deze les weet je wat genetische modificatie is

Aan het eind van deze les weet je het verschil tussen spontane en specifieke mutaties

Aan het eind van deze les ken je de drie vormen van mutaties

Aan het eind van deze les ben je bekend met CRISPR-Cas

Genetische modificatie

Het opzettelijk veranderen van het DNA

• Willekeurige genetische modificatie
  
• Specifieke genetische modificatie
  

Willekeurig: DNA bloot stellen aan straling of mutatie-veroorzakende (mutagene) chemicaliën. Op deze manier worden mutaties op een niet-specifieke manier aangebracht, waardoor je niet kunt voorspellen waar de genetische code wordt gemodificeerd.

Specifiek: CRISPR-Cas -> DNA-basen worden gemodificeerd

Waar denk je aan bij CRISPR-Cas9?

Met CRISPR-Cas kan DNA worden aangepast 

Oorspronkelijk: afweerreactie van een bacterie

CRISPR-Cas

CRISPR-Cas kan de fout in het gen opsporen. Dan wordt op die plek de streng doorgeknipt en het juiste DNA er in geplakt. Dan is de fout in het gen gerepareerd

CRISPR is namelijk een natuurlijk afweersysteem van bacteriën tegen virussen. De techniek bestaat uit twee componenten, het guide-RNA en het Cas9-eiwit

Het Cas9-eiwit kan een deel van het DNA ontvouwen om het gemuteerde gen te lokaliseren aan de hand van het guide-RNA dat Cas9-eiwit in zich draagt. Dit guide-RNA bevat een genetische code die overeenkomt met de code in het DNA op de precieze plek waar het DNA gemodificeerd wordt.

Als er een match is tussen het guide-RNA en het ontvouwen DNA, knipt Cas9 het DNA doormidden. De DNA breuk wordt door de cel hersteld. Op dit punt kan het gemuteerde CFTR-gen worden vervangen

OPDRACHT - 30 min

Zoek zelf een ziekte / aandoening op die zou kunnen worden genezen of voorkomen met behulp CRISPR-Cas9. Geef hierbij waar mogelijk ook aan welke aanpassing in het DNA er nodig is. 

Huiswerk

Opdracht 17

Blz 342