TW1 - Les 3: Genetische variatie

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

Nectar H2, H4 & H5

Samenhang: wat maakt wie we zijn?

• Cellen delen en maken eiwitten
• Het maken van geslachtscellen
• Genetische variatie
• Erfelijkheidsvraagstukken

Genoom

Alle erfelijke informatie uit de cel:

• DNA in celkern
• DNA in mitochondrien
• DNA in chloroplasten (planten)

Gen/allel

Stukje DNA met een bepaalde nucleotide volgorde = gen
Varianten op een gen noem je een allel
Hetzelfde stukje DNA kan is dan iets anders zijn qua nucleotiden volgorde.

Je haplotype zijn welke allelen je hebt liggen op 1 chromosoom.

Iedereen heeft een uniek haplotypen (door recombinaties bij meiose)

Leg uit uit dat je per chromosomenpaar twee verschillende haplotypen hebt.

Fenotype

Hoe je eruitziet wordt niet alleen bepaald door genotype, maar ook door milieu factoren 

Genotype en milieufactoren samen vormen het uiteindelijke fenotype

Methylering van DNA

Genregulatie

-Methylering: toegevoegd van een methyl molecuul op delen van DNA. Gen wordt niet aflezen .

-Ook versterking kan ook doormiddel van acetyl molekuul die aan een histon wordt gekoppeld. 

Genetische variatie

Ieder mens is uniek door: 

• mutaties
• recombinatie
• crossing over

Mutaties

Mutaties: veranderingen in basenvolgorde van DNA.

Varianten:

Puntmutatie (genmutatie) -->

chromosoommutatie

genoommutatie

Puntmutaties

sem gaf een vis aan els die bij ans zat

Het maakt verschil in hoe codons worden afgelezen, als in deze zin een nucleotide (letter e uit woord 'een') wordt verwijderd:

dan krijg je na mutatie:

sem gaf env isa ane lsd ieb ija nsz at

Er wordt dan een ander eiwit gemaakt, of het gen wordt onleesbaar.

Genoommutatie

Hierbij verandert het aantal chromosomen in een cel. Oorzaken, bij het ontstaan van geslachtscellen:

- Tijdens meisose I blijft een paar homologe        chromosomen aan elkaar 

- Tijdens meiose II gaan de beide chromatiden    van een chromosoom niet uit elkaar. 

--> Non-disjunctie

Meestal is de zygote niet levensvatbaar, wel bij bijv Trisomie 21: syndroom van Down.

Genoommutatie

Karyogram Syndroom van Down

Trisomie 21

Hierdoor een kenmerkend uiterlijk en vaak een achterstand in geestelijke ontwikkeling.

Chromosoommutatie

Wanneer er tijdens de meiose delen van een chromosoom afbreken en zich aan een ander chromosoom hechten, spreken we van een chromosoommutatie.

Elk chromosoom heeft zijn eigen haplotype, de unieke combinatie van allelen die op één chromosoom voorkomt. Dit haplotype kan veranderen bij crossing-over: twee chromatiden van homologe chromosomen kunnen tijdens meiose I stukken DNA uitwisselen, zie rood&blauw in de afbeelding->

Mutaties

Chromosoommutaties  -->

chromosoom wordt korter/langer; een stukje chromosoom wordt verplaatst

Oorzaken mutaties

- Fouten tijdens DNA-replicatie

- Virussen, bacterien en schimmels

- DNA-schade door invloeden van buitenaf: 

- radioactieve-/röntgen-/

UV-straling 

- chemische stoffen (= mutagene stoffen)

- kanker (carcinogene stoffen)

Effect van mutaties

Mutaties kunnen in elke cel optreden. 

Maar de mutaties hebben geen effect als:

• maar één cel muteert 
  
• het gemuteerde gen/allel niet gebruikt wordt
  
• de puntmutatie codeert voor hetzelfde aminozuur
• een recessieve mutatie ontstaat

Gevolgen mutaties

Mutant: een organisme waarbij een mutatie in het fenotype te zien is.

> Geen gevolg (neutrale mutatie)

> Positief gevolg (nieuwe eigenschap)

> Negatief gevolg (verlies van eigenschap)

Effecten:

- eiwit werkt niet meer (bv. bij albinisme)

- stoornissen (syndroom van Down)

- embryo niet meer levensvatbaar (miskraam)

- variatie in genotype van een soort (voordeel in veranderlijk milieu) cfr Darwin

Effecten mutaties

Soms positief effect ->vergroting van levenskans.

Evolutie komt door positieve mutaties.

Negatief effect: Geslachtscel, bevruchte eicel of cel van embryo-> groot effect.

In tumorsupressorgen of in proto-oncogen (oncogen)

Oorzaak mutaties

• Spontaan
• Mutagene stoffen: asbest, sigaret
• Mutagene straling: rontgenstraling, UV straling
• 2011: fukushima explosie in kerncentrale -> radioactieve straling

Ontstaan van kanker

• Mutatie in een suppressorgen 
• Geen rem meer op de celcyclus 
• Schade aan DNA niet meer hersteld

De cel ondergaat geen apoptose en zo komen er steeds meer cellen met DNA-schade bij.

Kwaadaardige tumor

• Een kwaadaardige tumor kan doorgroeien en daarmee omliggende weefsels en organen beschadigen.
  
• Cellen kunnen losraken van een kwaadaardige tumor en via het bloed en/of de lymfe ergens anders in het lichaam terechtkomen en uitgroeien tot nieuwe tumoren. Dit noemen we uitzaaiingen, of metastasen.
  
• Maligne

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

In welke cellen kan een mutatie de grootste uitwerking krijgen, in lichaamscellen of in geslachtscellen?

1. in geslachtscellen
2. in lichaamscellen

En waarom?

Wat is geen mutatie?

1. albinisme
2. obesitas
3. dwerggroei
4. pigmentvlekken

1. beide mutaties kunnen kwaadaardig zijn
2. enkel links is kwaadaardig
3. enkel rechts is kwaadaardig
4. beiden zijn niet kwaadaardig

Genetische variatie

Ieder mens is uniek door: 

• mutaties
• recombinatie
• crossing over

Wat maakt ieder mens uniek?

Tijdens de meïose kunnen 2²³ verschillende combinaties van chromosomen worden gemaakt.

Ook nog crossing-over.

Recombinatie

Tijdens de meiose ontstaat genetische variatie door recombinatie van allelen. In deze cel zijn 6 chromosomen te zien, 3 paren (3 rood, 3 blauw, zie dezelfde vorm = homologe chromosomen). Bij de mens kunnen er uit 23 chromosomenparen 2^23 = 8 388 608 verschillende combinaties van geslachtscellen ontstaan.

Door crossing-over (volgende dia) neemt de recombinatie toe en ontstaan er meer verschillende geslachtscellen.

Recombinatie tijdens meiose

Genetische variatie

Ieder mens is uniek door: 

• mutaties
• recombinatie
• crossing over

Crossing over tijdens meiose

• chromatiden twee homologe chromatiden verstrengelen
• ontstaan breuken
• afgebroken chromosoomdeel hecht aan andere chromatiden van paar
• chromosoom bevat allelen van twee verschillende ouders

Wanneer vindt crossing-over plaats?

1. Voortplanting
2. Meiose
3. Celdeling
4. Mitose

Nectar H2, H4 & H5

Samenhang: wat maakt wie we zijn?

• Cellen delen en maken eiwitten
• Het maken van geslachtscellen
• Genetische variatie
• Erfelijkheidsvraagstukken