2.4 Genexpressie

• Biologie
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

2.4   Genexpressie

Thema 2    DNA

Korte herhaling begrippen thema DNA

Je hebt een DNA-molecuul met volgorde:

TAC TCG TTC (streng 1)

ATG AGC AAG (streng 2)

1. Hoe ziet het DNA-molecuul eruit na de DNA-replicatie? 

2. Is het nieuwe molecuul enkel- of dubbelstrengs?

3. Hoe ziet het mRNA-molecuul eruit als streng 1 wordt afgelezen?

4. Hoe heet het proces waarbij dit stukje DNA (gen) wordt afgelezen?

5. Welke aminozuren worden ingebouwd op basis van de code van streng 1?

6. Hoe heet het proces waarbij het mRNA-molecuul wordt afgelezen?

Antwoorden

1. Na DNA-replicatie krijg je precies hetzelfde DNA-molecuul:

TAC TCG TTC (streng 1)

ATG AGC AAG (streng 2)

2. Het nieuwe molecuul is ook dubbelstrengs.

3. Het mRNA-molecuul ziet er zo uit:  AUG AGC AAG

4. Het proces waarbij DNA (gen) wordt gekopieerd heet: Transcriptie

5. De ingebouwde aminozuren zijn: MET - SER - LYS

6. Het proces waarbij het mRNA-molecuul wordt afgelezen heet: Translatie

Leerdoelen

- Je kunt verschillende manieren van genregulatie beschrijven bij prokaryoten.

- Je kunt verschillende manieren van genregulatie beschrijven bij eukaryoten.

- Je kunt beschrijven wat het belang is van genexpressie voor zelfregulatie en zelforganisatie van een organisme.

Inleiding

Alle cellen van een organisme hebben hetzelfde DNA in de celkern. Toch is de bouw en functie van bijvoorbeeld zenuwcellen, kraakbeencellen en spiercellen heel verschillend. Hoe is dat mogelijk?

Genregulatie

Het aan- en uitzetten van een gen

Genexpressie

Zodra een gen aan staat, kan door transcriptie en translatie een eiwit worden gevormd. 

Transcriptie: van een DNA molecuul wordt een RNA-molecuul gevormd.

Translatie: de vertaling van de nucleotide volgorde (AUG) in RNA naar de aminozuurvolgorde van een eiwit (door ribosoom).

Regulatorgenen

Prokaryoten (bacteriën & archaea):  Repressoren

Eukaryoten (planten, dieren, schimmels): remmende of stimulerende eiwitten

Structuurgenen

Genen in prokaryoten die de informatie bevatten voor het vormen van eiwit.

Genregulatie in een prokaryoot 

(structuur)-genen staan uit

Genregulatie in een prokaryoot 

(structuur)-genen staan aan

Genregulatie in een prokaryoot 

(gen staat uit)

Genregulatie in een prokaryoot 

(gen staat aan)

Genregulatie bij eukaryoten in ontwikkeling

Elk mens is ontstaan uit 1 bevruchte eicel

Deze cel is gaan delen 

de nieuwe cellen zijn gaan zich gaan specialiseren door cel differentiatie

Eukaryoten

Stamcellen zijn cellen die nog niet (volledig) gespecialiseerd zijn.

Embryonale stamcellen kunnen zich ontwikkelen tot elke type cel. 

Adulte stamcellen kunnen zich nog tot een aantal beperkte celtypen ontwikkelen

Mens bevat ongeveer 220 verschillende typen cellen

Genexpressie is belangrijk voor de specialisatie van cellen 

(= celdifferentiatie)

Celdifferentiatie: uit stamcellen ontstaan gespecialiseerde cellen

Celdifferentiatie

Gespecialiseerde cellen ontstaan door celdifferentiatie.

Celdifferentiatie ontstaat doordat in verschillende cellen verschillende eiwitten worden gemaakt.

Door genregulatie staan sommige genen uit en anderen aan. 

Genregulatie en celdifferentiatie in embryonale stamcellen

Regulatorgenen

Regulatorgenen: coderen voor regulatoreiwitten die de genexpressie (= aanmaak van RNA, dus aanmaak van een eiwit) van andere genen regelen.

Regulatorgenen schakelen structuurgenen aan of uit.

Structuurgenen zorgen voor genexpressie van specifieke genen.

Regulatie van de genexpressie tijdens ontwikkeling van een fruitvlieg

regulatie embryonale ontwikkeling

Epigenetica

Onderzoek naar beinvloeden genactiviteit.

Aangezette of uitgezette genen (methylering) blijken geërfd te kunnen worden.

Epigenetica

Door milieuomstandigheden kunnen bepaalde genen aan- of juist uitgezet worden. Hierdoor meer expressie van een gen.

Dit is wat de epigenetica inhoudt. De DNA code blijft identiek, alleen bijvoorbeeld hoeveel enzym geproduceerd wordt verschilt, dus invloed op snelheid van vertering.

Expressie van gen heeft te maken met methylering van DNA. Deze methylering kan doorgegeven worden aan kind.

Epigenetica

DNA-methylering of DNA-methylatie is een epigenetisch proces waarbij een methylgroep (CH3-groep) aan cytosine in een CG-groep binnen het DNA-molecuul wordt toegevoegd. Hierdoor verandert de structuur van het DNA, dat dan veranderd afleesbaar wordt tijdens bijvoorbeeld een transcriptie. 

Methylering van DNA lijkt een belangrijke rol te spelen bij de ontwikkeling van bepaalde ziekten zoals kanker, doordat het de expressie van bepaalde genen afremt. 

Epigenetica

• DNA-methylering vermindert genexpressie 
• Methylering wordt doorgegeven na celdeling en aan nageslacht
• ook histonwinding heeft invloed op genexpressie

Ik heb de volgende leerdoelen begrepen:
- Je kunt verschillende manieren van genregulatie beschrijven bij prokaryoten.
- Je kunt verschillende manieren van genregulatie beschrijven bij eukaryoten.
- Je kunt beschrijven wat het belang is van genexpressie voor zelfregulatie en zelforganisatie van een organisme.

😒🙁😐🙂😃

Aan de slag

2.4  Genexpressie

Opdracht 11 t/m 15