18.4-2 Regeling van eiwitten in een cel 6V 2425

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Paragraaf 1 Dierenwelzijn

18.4 Regeling van eiwitten in een cel - CRISPR-Cas

Lesdoel 18.4-2 Je kunt

11a. beschrijven hoe bacteriën zich wapenen tegen bacteriofagen met CRISPR-Cas.

11b. beschrijven hoe wij het CRISPR-Cas principe kunnen inzetten voor gentechnologie.

Bacteriofagen/fagen

Bacteriofagen zijn virussen die in staat zijn om bacteriën te infecteren.

Virussen (en dus ook bacteriofagen) vermeerderen zich door het gen-apparaat van een cel (in dit geval een bacterie) te gebruiken voor het maken van nieuwe virussen.

2 methodes.

Faag infecteert bacterie

Lytische cyclus

Faag DNA blijft gescheiden van het bacterie DNA

Faag infecteert bacterie

Lysogene cyclus

Faag DNA wordt geïntegreerd in het bacterie DNA

Immuunsysteem bacterie

Sommige bacteriën hebben een afweersysteem tegen bacteriofagen. Hierbij bewaren ze ná een virusinfectie een stukje van het virus DNA in hun eigen DNA.

Bacterie bewaart faag DNA

Bacterie bewaart faag DNA

Het CRISPR-locus (met de spacers en het de CRISPR stukjes) wordt afgelezen en vormt RNA

Bacterie bewaart faag DNA

Het CRISPR-RNA wordt geknipt in stukjes met steeds een spacer en een palidroom stuk: gids RNA

Bacterie bewaart faag DNA

Bij transcriptie en translatie van het de Cas (CRISPR ASsiciated) genen worden een helicase en een nuclease Cas9 gevormd

Bacterie bewaart faag DNA

Gids RNA gecombineerd met Cas9 vormt een bacteriofaag herkennings- en afbraak complex. 

Bacterie bewaart faag DNA

Helicase splitst het virus RNA naar enkelstrengs, het gidsRNA herkent een specifiek stuk bacteriofaag DNA en Nuclease Cas9 knipt het faag DNA stuk.

Bacterie bewaart faag DNA

De spacers zijn stukken faag DNA van eerdere besmettingen.

Er tussenin zit palindroom DNA (CRISPR)

Bacterie DNA

CRISPR-Cas gentechnologie

Door het injecteren van een CRISPR-Cas complex in een cel kun je specifieke genen opsporen (doordat je een specifiek gidsDNA gebruikt).

CRISPR-Cas gentechnologie

Gids DNA - knock-out gen - gentherapie

CRISPR-Cas gentechnologie

Als een target gen wordt geknipt door CRISPR-Cas wordt het daarna door de cel hersteld maar meestal verkeerd: knock-out genen (het gen is uitgeschakeld)

Je kunt dan de functie van het gen onderzoeken.

Veel onderzoek bij muizen: knock-out muizen.

CRISPR-Cas gentechnologie

Als je samen met het CRISPR CAS complex een goede versie van het gen toevoegt zal in sommige gevallen het goede gen ingebouwd worden tijdens de reparatie: gentherapie.

Genetische modificatie en ethiek

Kind geboren met genetische aandoening: moet in een steriele tent leven.

• Maakte tweeling-babies resistent voor HIV door het DNA van de bevruchte eicel aan te passen
• De vader van de babies had HIV

Lesdoel 18.4-2 Je kunt

11a. beschrijven hoe bacteriën zich wapenen tegen bacteriofagen met CRISPR-Cas.

11b. beschrijven hoe wij het CRISPR-Cas principe kunnen inzetten voor gentechnologie.

Huiswerk

In de online methode.

Kies leerweg B.

18.4: alle vragen