4.6 Genetische Variatie

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Thema 4 DNA

B6 Genetische variatie:

mutatie en recombinatie

Leerdoel

• Je kunt de verschillende typen en uitwerkingen van mutaties beschrijven

Practicum DNA isoleren uit tomaten

Genetische variatie: Mutaties

Je kunt benoemen......

..... wat een mutatie is.

..... welke mutaties voorkomen.

..... wat de oorzaken van mutaties kunnen zijn.

..... wat de gevolgen van mutaties kunnen zijn.

Mutaties

Mutaties: veranderingen in basenvolgorde van DNA.

Varianten:

1. Puntmutatie (genmutatie) -->

2. Chromosoommutatie

3. Genoommutatie

1.Puntmutatie

verandering in één nucleotidepaar.

Substitutie: vervanging van nucleotiden door andere nucleotiden.

Insertie: nucleotiden zijn aan het DNA toegevoegd.

Deletie: nucleotiden zijn uit het DNA verwijderd.

sem gaf een vis aan els die bij ans zat

Een puntmutatie maakt verschil in hoe codons worden afgelezen.

Stel, in deze zin wordt een nucleotide (letter e uit het woord 'een') verwijderd:

dan krijg je na puntmutatie deletie:

sem gaf env isa ane lsd ieb ija nsz at

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

verandering van het leesframe. 

Maar dat hoeft niet

2. Chromosoommutatie

Chromosoommutatie

Tijdens de meiose breken delen van een chromosoom af en binden zich aan een ander chromosoom.

crossing-over
twee chromatiden van homologe chromosomen kunnen tijdens meiose I stukken DNA uitwisselen

Andere genen combinatie op een chromosoom.

3. Genoommutatie

Het het aantal chromosomen in een cel verandert. 

Oorzaken (bij het vormen van geslachtscellen):

Non-disjunctie

- Tijdens meiose I blijft een paar homologe        chromosomen aan elkaar 

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

bv trisomie 21

Oorzaken mutaties

- Fouten tijdens DNA-replicatie

- Virussen, bacterien en schimmels

DNA-schade door invloeden van buitenaf: 

- radioactieve-/röntgen-/

UV-straling 

- chemische, 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
• mutatie in een intron plaatsvindt

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)

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

Effecten

- embryo niet meer levensvatbaar (miskraam),

Syndroom van Patau, trisomie 13

- stoornissen (syndroom van Down)

Het DNA-repairsystemen

1. DNA- polymerase met nuclease

2. Tumorsuppressorgen

Apoptose, geprogrammeerde celdood, door activatie gen p53

 

 DNA-repairsysteem 1

Per dag vinden er een veel mutaties plaats:

1. DNA-polymerase 'ziet' verkeerd ingebouwde nucleotiden tijdens de replicatie

2. Nuclease knipt dit verkeerde nucleoride uit de DNA-streng

3. Ligase bindt de nucleotiden aan elkaar 

DNA-repairsysteem 2

Teveel fouten onopgemerkt? 

Tumorsuppressorgenen leggen celcyclus stil tot DNA gecontroleerd  is. 

Tumorsuppressorgenen coderen voor eiwitten die:

1. Voorkomen dat de cel zich deelt voor de schade is hersteld

2. Teveel of onherstelbare schade? Apoptose, geprogrammeerde celdood, door activatie gen p53

Rook je?

Onderzoekers van het Erasmus MC hebben een DNA-test ontwikkeld die aantoont of iemand rookt, niet rookt, of een ex-roker is. 

In het onderzoek is bloed van 232 Europeanen gebruikt: 

90 rokers,  71 ex-rokers en 71 had nooit gerookt.

De bloedmonsters zijn onderzocht op 13 metylatiemarkers, mutaties die oa door roken ontstaan. 

Door DNA analyse konden het rookgedrag correct worden vastgesteld. De test kan in de toekomst nuttig zijn bij politie onderzoek.

tijdschrift Forensic Science International: Genetics.

Ontstaan van kanker

Proto-oncogen: codeert voor celgroei en differentiatie

+ mutatie?

Oncogen: ongeremde celgroei en deling

Geen apoptose oiv tumorsuppressorgen?

Tumor

Ontstaan van kanker

- Goedaardige tumor: 

geen verstoring weefsel en uitzaaiing
- Kwaadaardige tumor?  

Tumor groeit bloedvat in, 

uitzaaiing naar ander orgaan: Kanker 

Recombinatie: Crossing-over meiose

Aan de slag