BS5: Genexpressie

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Goedemorgen!

This is the place to   Bio

Wat gaan we doen?

- Heb je de kennis en begrippen over replicatie, transcriptie en translatie opgehaald

- Kan je een voorbeeld van genregulatie bij bacteriën bestuderen en omschrijven. 

Wat brengt aminozuren naar de ribosomen?

1. mRNA
2. rRNA
3. tRNA

In de afbeelding hiernaast zie je een tRNA-molecuul. Welk aminozuur bindt aan dit tRNA?

1. Lysine
2. Glutaminezuur
3. Leucine
4. Fenylalanine

Testje (5 vragen)

Hieronder staan een aantal combinaties van begrippen. Welke hebben het minste met elkaar te maken?

1. Helicase en DNA-polymerase
2. Helicase en RNA-polymerase
3. DNA-polymerase en primer
4. Helicase en replicatie

Hieronder staan een aantal combinaties van begrippen. Welke hebben het minste met elkaar te maken?

1. Stopcodon en eindsignaal
2. Intron en exon
3. mRNA en thymine
4. Startcodon en methionine

Hieronder staan een aantal combinaties van begrippen. Welke hebben het minste met elkaar te maken?

1. RNA-polymerase en transcriptiefactoren
2. RNA-polymerase en mRNA
3. Transcriptie factoren en stopcodon
4. mRNA en splicing

Thema 4: DNA

Basisstof 5:

Genexpressie

Leerdoelen

1. Je kunt verschillende manieren van genregulatie beschrijven bij prokaryoten.
2. Je kunt verschillende manieren van genregulatie beschrijven bij eukaryoten.
   
3. Je kunt beschrijven wat het belang is van genexpressie voor zelfregulatie en zelforganisatie van een organisme.

Genexpressie is het omzetten van info in het DNA tot een eiwit.

Genregulatie is het aan- en uitzetten van bepaalde genen. 

Regulatorgenen

Regulatorgenen: coderen voor regulatoreiwitten die de genexpressie van andere genen regelen.

Bij prokayoten coderen deze voor een repressor en bij eukaryoten voor transcriptiefactoren.

 

Genregulatie bij prokaryoten

Een inductor is een stof die helpt om de genexpressie op gang te brengen.

Genexpressie bij prokaryoten

Een repressor is een stof die genexpressie uitschakelt. 

Structuurgenen bevatten informatie voor het vormen van RNA en eiwitten.

Een regulatorgen codeert voor stoffen die de genexpressie van andere genen regelt. Bijvoorbeeld een repressor.

Lactose werkt hier als een inductor. Een inductor is een stof die helpt de genexpressie op gang te brengen. In dit geval bindt lactose aan de respressor, waadoor deze loslaat van het DNA.

De promotor is een bindingsplek voor RNA-polymerase.

Een operator is een mogelijke bindingsplek voor een repressor.

Al deze genen regelen de vorming van een eiwit dat lactose af kan breken. Dit is het lactose operon (= het deel van het DNA dat alle genen bevat die de vorming van een eiwit regelen)

Repressors kunnen inactief worden gemaakt:

- Inductor bindt repressor waardoor operator vrijkomt (46.2)

Of actief worden gemaakt:

- molecuul bindt aan corepressor

- repressor bindt aan operator (46.1)

OPERON: 

- stuk DNA waarin regulatorgen, promotor en structuurgenen liggen 

- alle genen die vorming van eiwit reguleren 

- alleen bij prokaryoten

REPRESSIE:

- structuurgenen z, y, a

- geen lactose, geen transcriptie

- repressor blokkeert operator

- RNA polymerase geblokkeerd

- regulatorgen codeert voor repressor

OPHEFFING REPRESSIE:

- inductor lactose bindt repressor

- repressor kan operator niet meer blokkeren

- RNA polymerase leest structuurgenen z, y, a

- transcriptie van mRNA 

- eiwitsynthese van enzymen voor vertering lactose

genregulatie in een prokaryoot 

(structuur)-genen staan uit

genregulatie in een prokaryoot 

(structuur)-genen staan aan

structuurgenen bevatten de informatie voor eiwitten

Genregulatie is belangrijk voor specialisatie cellen

(= celdifferentiatie = elke cel zijn eigen vorm en functie)

Genregulatie bij eukaryoten

Gespecialiseerde cellen ontstaan door celdifferentiatie.

Celdifferentiatie ontstaat doordat in verschillende cellen verschillende genen tot expressie komen en dus verschillende eiwitten worden gemaakt.

Gespecialiseerde cellen ontstaan uit stamcellen.

Stamcellen

Uni-/ multipotente stamcellen

beperkt aantal opties. gelimiteerd door het weefsel waar de cel in ligt.

Pluripotente stamcellen

Kunnen zich ontwikkelen tot elk celtype van het organisme.

Omni-/ totipotente stamcellen

Kunnen zich ontwikkelen tot elk celtype, ook tot cellen die niet bij het embryo horen (bijv. placenta).

Telomerase

• Telomerase maakt telomeer weer lang
• Gebruikt RNA-deel om DNA te vormen
• In meeste cellen onderdrukt
• Komt tot expressie in stamcellen, maar ook in bijv. kankercellen

Apoptose

Apoptose is de geprogrammeerde zelfdoding van een cel.

Dit heeft een belangrijke functie tijdens de embryonale ontwikkeling en bij het voorkomen van bijv. kanker.

Genregulatie in volwassen organismen

Belangrijk om RNA-transcriptie te reguleren.

Activator: binden aan enhancers. Bij binding, buigt het DNA en kunnen transcriptiefactoren en DNA-polymerase binden.

RNAi

• Streng niet-coderend miRNA (= micro RNA) complementair aan doel-mRNA
  
• Binding aan eiwitcomplex
• Binding aan doelDNA
• Voorkomt translatie
  
• vorm van RNA-interferentie (RNAi)

microRNA bindt aan een eiwitcomplex en zorgt ervoor dat het mRNA niet kan worden afgelezen. 

Methylering

Methylering: methylgroepen binden aan DNA waardoor het DNA niet meet kan worden afgelezen --> genen kunnen worden aan en uit gezet 

Methylering van cytosine (stikstofbase) wordt beïnvloed door invloeden van buitenaf (stress/ eetpatroon). 

Epigenetica

Epigenetica is de wetenschap die zich bezighoudt met het bestuderen van omkeerbare veranderingen in de activiteit van genen, die NIET het gevolg  zijn van veranderingen in de nucleotidevolgorde van het DNA

Epigenetica

• DNA-methylering vermindert genexpressie 
• Methylering wordt doorgegeven na celdeling en aan nageslacht
• ook RNAi is een voorbeeld van epigenetica

Aan de slag

Lees BS 5

Maak opdracht 58 t/m 69

Heb je de leerdoelen onder de knie?

😒🙁😐🙂😃

Waren er lastige onderdelen?
Of heb je nog vragen over bepaalde onderdelen?