18.4 Regeling van eiwitten in een cel 6V 2122

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Paragraaf 1 Dierenwelzijn

18.4 Regeling van eiwitten in een cel

Doel 18.4

Je leert hoe een cel eiwitten opruimt 

Je leert hoe een cel ongewenst virus RNA vindt en afbreekt

Je leert hoe een cel overbodig mRNA vindt en afbreekt

Je leert hoe bacteriën zich wapenen tegen bacteriofagen en hoe wij datzelfde principe kunnen inzetten voor gentechnologie

Doel 18.4

Je leert hoe een cel eiwitten opruimt 

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.

Doel 18.4

Je leert hoe een cel ongewenst virus RNA vindt en afbreekt

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)

siRNA

2. (ss RNA 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 dsRNA 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 

Doel 18.4

Je leert hoe een cel overbodig mRNA vindt en afbreekt

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. Helicase verbreekt dsRNA in

ssRNA

miRNA

6. Enkelstrengs siRNA bindt 

aan RISC eiwit

miRNA

7. Bij binding van het miRNA

aan mRNA knipt het RISC

eiwit het mRNA -> inactief 

Doel 18.4

Je leert hoe bacteriën zich wapenen tegen bacteriofagen en hoe wij datzelfde principe kunnen inzetten voor gentechnologie

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 RNA 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).

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.

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.

Doel 18.4

Je leert hoe een cel eiwitten opruimt 

Je leert hoe een cel ongewenst virus RNA vindt en afbreekt

Je leert hoe een cel overbodig mRNA vindt en afbreekt

Je leert hoe bacteriën zich wapenen tegen bacteriofagen en hoe wij datzelfde principe kunnen inzetten voor gentechnologie

Begrippen 18.4

proteasoom, ubiquitine, interferentie RNA, micro RNA, miRNA's, nuclease, dicer, RISC, siRNA's, bacteriofagen, lytische cyclus, lysogene cyclus, profaag-DNA, CRISPR-Cas, spacer-DNA, gids DNA, Cas-helicase, Cas-nuclease, knock-out muizen

Huiswerk

In de online methode.

Kies leerweg B.

18.4: alle vragen