5V thema 4 BS 5

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Genregulatie

5 vwo

Thema 4

Basisstof 5

Vandaag

Leerdoel:

• Je kunt de verschillen uitleggen tussen DNA-replicaties, transcriptie en translatie
• Je kunt verschillende manieren van genregulatie bij prokaryoten beschrijven
• Je kunt verschillende manieren van genregulatie beschrijven bij eukaryoten

Programma:

1. Bespreken opdracht 26d , 29 en 33
2. Uitleg: genregulatie bij eukaryoten
3. Zelf werken aan BS 5

Bespreken opdracht 26d, 29, 33

	DNA-replicatie	Transcriptie	Translatie
Ontstaat bij het proces
Opgebouwd uit
Opgebouwd door
Hier begint het proces
Dit wordt afgelezen
Aflezen in deze richting
Het stopt als ...

Genregulatie eukaryoot: stamcellen

Alle +/- 220 celtypen in een volwassen mens zijn ontstaan uit stamcellen - cellen die nog niet (volledig) zijn gespecialiseerd.

Zaadcelmoedercellen, eicelmoedercellen, stamcellen en kankercellen kunnen zich onbeperkt blijven delen door het enzym telomerase, wat een telomeer weer langer kan maken.

Typen: Omnipotent/totipotent, pluripotent, multipotent --> zie afbeelding.

Celdifferentiatie

Celdifferentiatie van embryonale stamcellen wordt bepaald door de plaats van de cellen in het embryo.

Pluripotente stamcellen beïnvloeden elkaar, in hun DNA komen regulatorgenen tot expressie die coderen voor transcriptiefactoren.

 

Apoptose

= Geprogrammeerde celdood. 

Wanneer een cel ongewenst is, zullen enzymen de cel doden. Elke cel cel bevat deze enzymen, die hun werk doen zodra ze worden geactiveerd. 

Ongewenste cellen kunnen cellen zijn met een fout of in de embryonale ontwikkeling .

Het cytoskelet wordt afgebroken en het DNA van de cel wordt in stukjes geknipt.

Genregulatie volwassen organismen 1

Ook bij volwassen eukaryoten is de genexpressie afhankelijk van het milieu van de cel en de functie van de cel.

Alle stappen in de genexpressie kunnen worden gereguleerd. Enkele methodes:

• Activator en repressor
• Histonbinding
  
• DNA-methylering
  
• RNA-processing (splicing)
  
• RNA-interferentie met miRNA

Activator / Repressor

RNA-polymerase heeft de hulp nodig van transcriptiefactoren om de transcriptie te kunnen beginnen.

• Activators binden aan een specifieke DNA-sequentie genaamd enhancer.

• Repressors binden aan bepaalde sequenties in het DNA en blokkeren daardoor de transcriptie

Histonbinding +

DNA-methylering

Bepaalde stoffen kunnen de histonen ertoe aanzetten om het DNA steviger of juist losser te binden: dat bepaalt de mate waarin het DNA is af te lezen.

Als het DNA op bepaalde plaatsen niet meer is af te lezen omdat er methylgroepen (meestal aan cytosine) zijn gebonden, noem je dat DNA-methylering. De volgorde van nucleotiden verandert niet, dit kan wel worden doorgegeven aan het nageslacht!

Epigenetica

De wetenschap van de epigenetica houdt zich bezig met het bestuderen van omkeerbare veranderingen in de activiteit van genen, die niet het gevolg zijn van veranderingen in de nucleotidevolgorde in het DNA.

Dus o.a. de histonbinding en DNA-methylering uit de vorige slide. Een voorbeeld hiervan is de hongerwinter: kinderen die geboren zijn uit moeders die de hongerwinter doormaakten, kunnen spaarzamer omgaan met de voedingsstoffen die zij binnenkrijgen.

Alternatieve splicing

Er zijn verschillende mogelijkheden voor splicing van een pre-mRNA-molecuul. Hierdoor kunnen verschillende mRNA-moleculen worden gevormd uit één gen

 --> verschillende eiwitten. 

De omgeving en functie van de cel bepaalt welk eiwit er wordt gemaakt.

RNA-interferentie 

(RNAi)

= het onderbreken/voorkomen van de translatie. 

Een kort type RNA: micro-RNA (miRNA) blokkeert de translatie door ribosomen of breekt het mRNA in stukjes.

Hierbij zorgt het enzym dicer voor het ontstaan van miRNA door dubbelstrengs RNA te knippen. miRNA bindt aan een eiwitcomplex voordat er RNA-interferentie kan plaatsvinden.

Noem een verschil en overeenkomst tussen genexpressie bij prokaryoten en eukaryoten.

Sleep de juiste definitie naar de juiste uitleg....

Aan- of uitzetten van genen in een cel

DNA - RNA - eiwit

Cellen die zich kunnen ontwikkelen tot elk celtype

Geprogrammeerde celdood

Bestudeert omkeerbare veranderingen in DNA  zonder verandering in  nucleotiodevolgorde

Genregulatie

Genexpressie

Apoptose

Stamcellen

Epigenetica

Zelf werken

Lezen:

BS 5 (blz. 106 t/m 109)

Maken:

BS 5 opdr. t/m 37

Leerdoelen:

• Kun je de verschillen uitleggen tussen DNA-replicaties, transcriptie en translatie?
• Kun je verschillende manieren van genregulatie beschrijven bij prokaryoten?
• Kun je verschillende manieren van genregulatie beschrijven bij eukaryoten?

Heb je nog vragen?