HAVO 5 Thema 2 DNA B6

• Biologie
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

Thema 5 DNA

B6 DNA-technieken

Lesprogramma B6

• Herhaling B5
• Leerdoel B6 (2 minuten)

• Uitleg B3 deel 1 DNA-analyse (10 minuten)

• Zelfstandig opdracht 51 en 52 maken (5 minuten)

Uitleg B3 deel 2 Genetische modificatie (10 minuten)

• Zelfstandig opdracht 53 t/m 58 maken (10 minuten)

Eerder klaar? 

Maak context Leefwereld 'Nederlands Forensisch Instituut'

• Oefen de Flitskaarten en maak Test Jezelf

• Lesafsluiter B6 (5 minuten)

Welke mutaties hebben veelal grotere gevolgen?

1. Mutaties in DNA van lichaamscellen
2. Chromosoommutaties in DNA van geslachtscellen
3. Mutaties in niet-coderend DNA
4. Puntmutaties in coderend DNA

Door mutaties ontstaat variaties in het genotype?

1. Juist
2. Onjuist

Startopdracht

Leerdoelen B6

• Je kunt uitleggen hoe DNA-analyse werkt en de toepassingen daarvan beschrijven.
  

• Je kunt verschillende DNA-technieken en toepassingen van biotechnologie beschrijven. 

DNA-analyse

• Nucleotidesequentie van het genoom van een organisme in kaart brengen
  

• Bepalen van de volgorde van de nucleotiden heet sequencen

• 3 miljard basenparen van mens waren na 15 jaar bekend

• PCR (polymerase chain reaction) --> stukje DNA in een machine kopiëren. 

DNA-analyse

Onderzoek naar:

• Verwantschap
• Risico ontwikkeling op/mogelijk voorkomen van bepaalde geestelijke/lichamelijke ziektes
• DNA-profiel misdrijven

Omdat DNA muteert met een 'constante' snelheid kan gekeken worden naar verwantschap.--> hoe meer verschil, hoe langer geleden. 

Evolutionaire stambom zoetwatervissen

Maak opdracht 51 en 52

Klassieke biotechnologie 

Gebruik van traditionele technieken

• gist (schimmel) voor brood, bier, wijn
  
• bacteriën voor kaas, yoghurt
  

Kunstmatige selectie: veredeling

• selecteren en kruisen van organismen met gunstige eigenschappen

Moderne biotechnologie

• Klonen (vanaf 1980 'Dolly')
• Genetische manipulatie

    > Recombinant DNA-techniek

        Zalm (groei), Muis (oor)

    > Organen kweken 

        aap met varkenshart, kweekvlees

    > Gentherapie

        CRISPR-CAS9

Voor- en nadelen?

Genetische modificatie

• Eigenschappen van organismen wijzigen.
• Recombinant-DNA-techniek = nieuwe erfelijke informatie aanbrengen in het DNA van een ander organisme.
• Organisme transgeen: gen van een organisme van een andere soort inbrengen.
• Organisme cisgeen: gen van een organisme van dezelfde soort inbrengen.
• GGO = genetisch gemodificeerd organisme

Recombinant 

DNA-techniek

Bacteriën die een recombinant-DNA-plasmide opnemen, gaan delen en specifieke eiwitten maken zoals insuline.

Doordat bacteriën zich daarna gaan delen ontstaan er nakomelingen met recombinant-DNA-plasmiden. 

BiNaS 71m

Iets gedetailleerder...

Genetische modificatie

met virussen

• Virussen gebruiken altijd gastheercellen voor de voortplanting.

• Het enzym dat virussen gebruiken voor het 

     synthetiseren van DNA uit hun RNA gebruiken mensen         voor genetische modificatie.

1 Virus hecht aan gastheercel.

2 Viraal RNA dringt gastheercel binnen.

3 Met behulp van enzymen wordt een DNA-keten gevormd.

4 DNA-keten wordt ingebouwd in DNA van gastheercel.

5 Er vindt transcriptie van virus-DNA plaats.

6 Er vindt translatie plaats van virus-mRNA en er worden nieuwe virusdeeltjes gevormd.

7 Nieuwe virussen worden afgesnoerd door de gastheercel.

Levenscyclus van een RNA-virus dat DNA kan vormen

Genetische modificatie met virussen

 1. mRNA uit het cytoplasma van eukaryoten wordt geïsoleerd uit cellen die het gewenste eiwit maken.

2. M.b.v. het virusenzym wordt uit mRNA enkelstrengs DNA gevormd.

3. M.b.v. DNA-polymerase wordt een dubbele DNA streng gemaakt = copy DNA (cDNA) --> bevat alleen DNA van het gewenste gen. 

4. cDNA wordt ingebracht in een bacterie of virus. 

5. Replicatie (virus moet wel eerst worden ingebouwd in een gastheercel)

Nadelen

genetische modificatie 

Doordat genetische modificatie zo’n jonge wetenschap is, is er weinig bekend over lange termijn effecten.

• Gevolgen voor biodiversiteit?
• Risico op pandemie groter? 
• Er kan iets mis zijn met de techniek, is het onomkeerbaar? 
• Gaat men dodelijke virussen kweken en inzetten bij oorlog? 

Genetisch gemodificeerde rijst

Deze ggo-rijst heeft een hoger proVitamineA-gehalte en kan worden ingezet tegen het vitamine A-gebrek in Azië, een kwaal waar veel kinderen aan lijden. 

Per jaar worden wereldwijd 500.000 kinderen blind door een gebrek aan vitamine A en de helft van hen sterft binnen het jaar. 

De gouden rijst zou in 2013-2014 verwacht worden in de Filippijnen. 

Nadeel is dat er nog niet genoeg onderzoek is gedaan naar het effect op de omgeving, biodiversiteit en de overname van natuurlijke zaden door kunstmatige zaden.

Argumenten voor:

• producten kunnen goedkoper worden
• hogere opbrengsten in de landbouw (minder honger)
• milieuvriendelijkere gewassen
• medicijnen tegen ziektes

Argumenten tegen:

• mens heeft het recht niet om te knippen en plakken met genen van andere organismen
• maken van nieuwe soorten gaat tegen natuur in
• Angst voor schade van gemodificeerde organismen in de natuur 

Maak opdracht 53 t/m 58

Klaar?

Check of je de leerdoelen hebt gehaald met de flitskaarten en Test Jezelf

Klaar?

Lees de context 'Nederlands Forensisch Instituut' en 

maak de opdrachten 59 en 60

Lesafsluiter

Het toevoegen van gist in brood om het luchtig te maken is:

1. klassieke biotechnologie
2. geen biotechnologie
3. recombinant-DNA-techniek
4. moderne biotechnologie

wat is transgeen?

1. klassieke biotechnologie
2. er is geen trans aanwezig
3. een genetisch gemodificeerd dier
4. genetische modificatie

Is bij de toepassing van biotechnologie altijd sprake van genetische modificatie?

1. ja
2. nee

Bij de productie van bier en zuurkool wordt biotechnologie toegepast

1. Ja
2. Nee

Het toevoegen van gist in brood om het luchtig te maken is een vorm van....

1. klassieke biotechnologie
2. gen expressie
3. recombinant-DNA-techniek
4. moderne biotechnologie

Wat wordt er gedaan bij recombinant-DNA-techniek?

1. Met behulp van bacteriën wordt van melk yoghurt gemaakt.
2. In het DNA van een organisme wordt nieuwe erfelijke informatie aangebracht.
3. Door het gebruik van gisten wordt brood, bier en wijn bereid.
4. Nieuwe klonen worden gemaakt van gunstige organismen.

Wat is de verzamelnaam van technieken waarbij organismen worden gebruikt om producten te maken voor de mens?

1. DNA- recombinant techniek
2. Genetische modificatie
3. Biotechnologie
4. Klonen

Op de volgende pagina een uitgebreide uitleg over CRISPR-Cas9 voor de liefhebber...