2.2 DNA en specialisatie van cellen

• Biologie
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

2.2 DNA en specialisatie van cellen

Leerdoelen:

• Ik ken de verschillen in bouw tussen DNA en RNA.
• Ik kan de code vertalen van een stukje DNA via RNA naar aminozuren en andersom.
• Ik kan de gevolgen van verschillende typen mutaties in het DNA voorspellen.
• Ik kan de verschillende stappen van de celcyclus beschrijven.
• Ik kan beschrijven hoe cellen met hetzelfde DNA kunnen verschillen in vorm en functie.

Organisme

Orgaanstelsel

Orgaan

Weefsel

Cellen

Verschillende weefsels bestaan uit verschillende gespecialiseerde cellen. 

Celdifferentiatie/celspecialisatie:

Celdifferentiatie/celspecialisatie:

Verschillende cellen maken verschillende eiwitten.

 
Functies eiwitten binnen en buiten de cel, onder andere:

• bouwstoffen
• brandstof
• regelstof (hormoon)
• enzym (versnelling reactie)
• transport van stoffen
• stollingsfactoren
• afweerstoffen
• recepteren (communicatie tussen cellen)

Er bestaan zo'n 30.000 verschillende eiwitten in het menselijk lichaam. Hierdoor kunnen veel verschillende cellen bestaan.

Eiwitten bestaan uit aminozuren

Er bestaan 20 verschillende  aminozuren.  Hiermee kunnen zeer veel verschillende aminozuurketens gemaakt worden. Deze kunnen op veel verschillende manieren gevouwen worden wat zorgt voor verschillende eiwitten. 

Binas 67H

Aminozuurketen

Het DNA in de celkern bepaalt welke eiwitten gemaakt worden. Hiermee bepaalt het DNA dus het celtype. 

Elke cel heeft hetzelfde DNA: 46 lange DNA-moleculen met de genetische code voor de eiwitten.

Binas tabel 71C

DNA heeft de bouw van een 'gedraaide touwladder' (helix). 

Zijkanten 'touwladder': suiker (deoxyribose) en fosfaat.

Treden 'touwladder': 2 stikstofbasen (Adenine, Cytosine, Guanine of Thymine)

Combinaties: A-T of C-G

Gen = een stukje DNA dat codeert voor één eiwit. 
Een gen bestaat uit duizenden basenparen. 

Menselijk DNA bevat ongeveer 23.000 genen. 

eiwit

Stap 1: Het DNA opent op de plek van het gen. 

Stap 2: een RNA-molecuul wordt gemaakt langs één DNA-streng.

Stap 3: Het RNA verlaat de kern en gaat naar een ribosoom. 

Stap 4: De ribosoom leest de code en koppelt de juiste aminozuren aan elkaar. 

Van DNA naar eiwit

Stap 1 en 2: 

RNA-molecuul

In plaats van Thymine (T) heeft RNA Uracil (U). Dus tegenover een A komt een U. 

De code in het RNA bestaat uit codons: drie opeenvolgende basenparen.

Elk codon hoort bij een bepaald aminozuur.

Binas tabel 71G

AUG = startcodon. Codeert voor het aminozuur Methionine.

De code in het RNA bestaat uit codons: drie opeenvolgende basenparen.

Elk codon hoort bij een bepaald aminozuur.

Binas tabel 71G

AUG = startcodon. Codeert voor het aminozuur Methionine.

Stap 4: 

vertaling door ribosoom

RNA

aminozuren

Van DNA naar eiwit

Specialisatie van cellen = celdifferentiatie =

het veranderen van een cel wat betreft vorm en functie

Door het 'aan' en 'uitzetten' van bepaalde genen. 

Aan: vorming eiwit

Uit: geen vorming eiwit

Informatie hiervoor in 99% van het DNA dat geen genen bevat.

Puntmutatie:

verandering in één basenpaar

Door een kleine mutatie kan een eiwit sterk veranderen. 

Cys

stopcodon

Genoommutatie:

Aantal DNA-moleculen in de celkern gewijzigd. 

G1-fase: celgroei en eiwitsynthese.

S-fase: DNA verdubbelt zich

G2-fase: celgroei, synthese eiwitten en organellen. 

M-fase (mitose): celkerndeling, het DNA wordt verdeeld in 2 identieke delen.

Tijdens de S-fase wordt het DNA verdubbeld (replicatie). 

De strengen gaan uiteen door verbreking van de verbindingen tussen de stikstofbasen. 

Nieuwe stikstofbasen binden zich aan de oude strengen, samen met een suikermolecuul en een fosfaatgroep (zijkanten touwladder).