18.4 Regeling van eiwitten in een cel 6V 2122

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Paragraaf 1 Dierenwelzijn

Paragraaf 18.4 Regeling van eiwitten in een cel

Doel 18.4

18.4 Regeling van eiwitten in een cel

- Je kun beschrijven op welke manier een cel eiwitten opruimt; UPS.

- Je weet op welke manieren een cel voorkomt dat er ongewenste eiwitten ontstaan; RISC, miRNA, siRNA, CRISPR-Cas9.

Eiwit afvalverwerking

Eiwit afvalverwerking

Proteasoom: eiwitcomplex dat eiwitmoleculen vernietigt.

Ubiquitine wordt (door enzymen) aan eiwitten gekoppeld die vernietigd moeten worden. Dit wordt herkend door het proteasoom: het eiwit wordt afgebroken en ubiquitine komt weer vrij. Kost energie.

Leg uit waarvoor ubiquitine aan eiwitten bindt voordat ze afgebroken worden.

RNA interferentie

RNA intererentie: binden van kleine RNA fragmenten aan mRNA waardoor translatie niet meer mogelijk is

siRNA: small interfering RNA: wordt gebruikt als afweer tegen virus RNA

miRNA: micro-RNA gemaakt door de cel zelf om de translatie te remmen

siRNA

1. Cel wordt geinfecteerd door

een RNA virus (ss of ds)

ss = enkelstrengs

ds = dubbelstrengs

siRNA

2. (ssRNA wordt ds RNA)

siRNA

3. De cel bemerkt de aanwezig-

heid van dsRNA en maakt 

enzym aan: dicer

Dicer is een nuclease, dit

verbreekt koppelingen tussen

nucleotiden (RNA)

siRNA

4. Dicer knipt het dsRNA in stukjes

siRNA (small interfering RNA's)

siRNA

5. Helicase verbreekt siRNA in

ssRNA

siRNA

6. Enkelstrengs siRNA bindt 

aan RISC eiwit

siRNA

7. Bij binding van het siRNA

aan virusRNA knipt het RISC

eiwit het virus RNA -> inactief 

miRNA

1. Primair mi-RNA (microRNA)

wordt gemaakt in de celkern

(transciptie)

miRNA

2. miRNA heeft palindroom delen

die er voor zorgen dat er een

haarspeld vorm ontstaat

miRNA

2. miRNA heeft palindroom delen

die er voor zorgen dat er een

haarspeld vorm ontstaat

miRNA

3. miRNA verlaat de celkern

miRNA

4. Dicer knipt het primair miRNA in

stukjes ds miRNA

miRNA

5. ds miRNA wordt door helicase omgezet in ss miRNA

miRNA

6. RISK bindt aan ss miRNA

miRNA

7. Bij binding van het miRNA

aan mRNA knipt het RISC

eiwit het mRNA -> inactief 

Filmpjes siRNA en miRNA

Vond je dit nog lastig? Wil je extra uitleg? Wil je het allemaal graag voor je zien? 

Kijk de filmpjes op de volgende dia's:

Generation of siRNA en miRNA (7min)

RNA intereferentie (5min)

Waarvoor staat de afkorting miRNA?

1. medium interfering RNA
2. micro RNA
3. messenger insert RNA
4. micro interfering RNA

Wat is NIET waar over siRNA

1. siRNA is afkomstig van een virus
2. siRNA wordt enkelstrengs gemaakt door het enzym helicase
3. siRNA kan zowel dubbelstrengs als enkelstrengs zijn
4. siRNA wordt afgebroken door het RISK eiwit

Wat is NIET waar over miRNA

1. Dicer knipt miRNA in stukjes enkelstrengs miRNA
2. Enkelstrengs miRNA bindt aan RISK
3. Het RISK-miRNA complex bindt aan mRNA en breekt mRNA af
4. miRNA wordt door de cel zelf gemaakt

Beschrijf zoveel mogelijk verschillen tussen regeling translatie door miRNA en door siRNA

Crispr-Cas

 Bij crispr-cas worden gericht wijzigingen aangebracht in genen van een organisme. Dat noem je met een Engels woord gene editing.

Gen therapie

Bekijk 2 filmpjes over CRISPR-CAS (zelf kiezen)

Ging dat te snel?

CRISPR-CAS in kleine stapjes op de volgende dia's

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

Bacterie bewaart faag DNA

De spacers zijn stukken DNA van eerdere besmettingen.

Er tussenin zit palindroom DNA (CRISPR)

Bacterie bewaart faag DNA

Bij transcriptie van het CRISPR locus wordt CRISPR RNA gevormd

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

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

Bacterie bewaart faag DNA

Gids DNA gecombineerd met Cas9 vormt een bacteriogaaf herkennings- en afbraak complex. 

Bacterie bewaart faag DNA

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

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).

Dat gen kun je eruit knippen 

en indien gewenst een ander 

gen terug plaatsen.

CRISPR-Cas gentechnologie

Als een target gen wordt geknipt wordt het daarna door de cel hersteld maar meestal verkeerd: knock-out genen. Je kunt dan de functie van het gen onderzoeken.

Veel onderzoek bij muizen: knock-out muizen.

Leg uit hoe je de functie van een gen kunt onderzoeken met behulp van knock-out muizen

CRISPR-Cas en ethiek

Chinese wetenschapper claimt

bij een tweeling met HIV besmette 

vader het gen uitgeschakeld te 

hebben waar het HIV virus op bindt.

CRISPR-Cas gentechnologie

Je kunt zelfs een defect gen knippen en een nieuw gen toevoegen als gentherapie.

Wat is de biologische functie (oorspronkelijk) van het Crispr-Cas-systeem?

1. afweer van bacteriën
2. het verwijderen van ongewenst DNA
3. koppelen van DNA aan RNA
4. afweersysteem van virussen

Wat is crispr-cas voor techniek?

1. Bij crispr-cas worden wijzigingen aangebracht in bestaande genen van een organisme.
2. het gebruik van gene-editingtechnieken om kapotte genen te repareren.
3. organismen worden gebruikt om producten te maken voor de mens zonder DNA verandering.
4. test dat DNA uit cellen onderzoekt.

Wat is nu mogelijk met behulp van Crispr-Cas9? (meerdere antwoorden mogelijk)

1. Stimuleren van de menselijke afweer
2. Op elke gewenste plek knippen in DNA
3. 'foute' genen in DNA repareren
4. Virussen bestrijden die zich in ons DNA inbouwen

Wat doet CRISPR? En wat doet Cas?

1. CRISPR knipt het virale DNA, Cas zorgt voor gids-RNA
2. CRISPR bevat viraal DNA als gids, Cas knipt het virale DNA
3. CRISPR knipt het virale DNA, Cas plakt het virale DNA
4. Geen idee

Wat wordt er weggeknipt bij CRISPR-Cas?

1. Embryo
2. RNA
3. Gen
4. DNA-streng

Voor welk type enzymen codeert het CAS gen?

1. helicase en ligase
2. helicase en nuclease
3. ligase en nuclease
4. ligase en polymerase