Biologie VWO CCVX Examens
Biologie
Biologie CCVX Domein B: Zelfregulatie
B1 - Eiwitsynthese
B1.1 - DNA
DNA (deoxyribonucleic acid) is de code waarin al het erfelijk materiaal van organismen is
vastgelegd.
Genoom = de volledige genetische samenstelling van een organisme, levende cel of virus.
Chromosomen zijn opgebouwd uit DNA en eiwitten (histonen). Het DNA wordt als een draad rond
de histonen gewikkeld. Wanneer het DNA rond de kern van acht histonen is gewikkeld wordt dit
een nucleosoom genoemd. Allen nucleosomen draaien vervolgens tegen elkaar aan, zodat er een
dikke draad ontstaat dat chromatine heet. De chromatine bepaalt de vorm van het chromosoom.
DNA bestaat uit nucleïnezuren. Een nucleïnezuur is opgebouwd uit verschillende nucleotides en
de volgorde van deze nucleotides bepaalt de genetische code. Een nucleotide in het DNA is
opgebouwd uit een suikergroep (desoxyribose), een fosfaatgroep en een stikstofbase.
Vier verschillende stikstofbasen (DNA):
- Adenine (A)
- Thymine (T)
- Cytosine (C)
- Guanine (G)
DNA bestaat uit twee strengen van nucleotiden —> helixstructuur. De twee strengen zitten aan
elkaar vast door de waterstofbruggen van de basenparen.
Een groot deel van het DNA is niet-coderend. Repetitief DNA ligt tussen de genen in en codeert
zelf dus niet voor erfelijke eigenschappen. Repetitief DNA bestaat uit herhalingen van korte DNA-
sequenties achter elkaar. Het aantal herhalingen verschilt per persoon, wat dus een uniek patroon
geeft.
- Om het repetitief DNA te kunnen analyseren wordt het vermeerderd door middel van PCR
(polymerase chain reaction). Dit is een techniek om DNA in korte tijd veel te laten
verdubbelen.
• DNA-onderzoek bij een levend organisme
• Forensisch sporenonderzoek
• Aantonen van ziekteverwekkers
• Archeologisch en paleontologisch onderzoek naar fossiel DNA
Bij PCR wordt vaak gebruik gemaakt van complement DNA (cDNA). cDNA is DNA dat door
omgekeerde transcriptie uit mRNA is verkregen. cDNA bevat dus geen introns die vaak in een gen
te vinden zijn.
Een restrictie-enzym is een enzym dat DNA-moleculen op speci eke plaatsen kan knippen. Ze
herkennen de speci eke nucleotidenvolgorde en knippen het DNA op de goede plaatsen door.
Met behulp van sequencen kan dan uiteindelijk een DNA-pro el worden opgesteld.
—> DNA-sequencing is het proces waarbij de volgorde (sequentie) van nucleotiden in het DNA
wordt vastgesteld.
Plasmide = een stuk DNA dat codeert voor ‘extra’ eigenschappen
1
fi fi fi
, Biologie VWO CCVX Examens
RNA (ribonucleïnezuur) is ook een polynucleotide net zoals het DNA. Het is alleen een
enkelstrengse kopie, meestal van een speci ek stukje. Het RNA bestaat ook uit nucleotiden. Een
nucleotide in het RNA is opgebouwd uit een suikergroep (ribose) een fosfaatgroep en
stikstofbasen.
- Cytosine (C)
- Guanine (G)
- Adenine (A)
- Uracil (U)
Moleculaire verschillen tussen DNA en RNA
• Ribose ipv desoxyribose
• Uracil ipv thymine
• Enkele keten
Doel verschillen DNA en RNA —> Door een nét wat andere structuur te gebruiken, kan de cel
makkelijker onderscheid maken tussen het DNA en het RNA. Het is dus een manier om de kopie
en het origineel van elkaar te kunnen onderscheiden.
3 typen RNA:
- Messenger RNA —> vervoert de vertaalde DNA-code naar de ribosomen
- Transfer RNA —> brengt nucleotiden van het celplasma naar de ribosomen
- Ribosomaal RNA —> vormt de ribosomen
B1.2 - Eiwitsynthese
Eiwitten (Proteïnen) zijn bouwsto en die worden gebruikt voor de opbouw van cellen. Eiwitten zijn
opgebouwd uit aminozuren.
Eiwitsynthese is het proces waarbij eiwitten worden gemaakt op basis van de informatie in het
DNA. De eiwitsynthese gebeurt in verschillende stappen:
Transcriptie (DNA —> RNA)
Translatie (RNA —> aminozuurketen)
De ruimtelijke structuur van een eiwitmolecuul kan in verschillende niveaus worden verdeeld:
• Primaire structuur —> is de volgorde van de aminozuren en het aantal van elke soort aminozuur
dat voorkomt in een eiwit. —> Bepaalt de bouw en werking van het eiwit.
• Secundaire structuur —> wordt bepaalt door de hoek die de aminozuren samen maken.
• Tertiaire structuur —> is de vouwing van het eiwit als geheel. Dit wordt bepaald door
restgroepen van aminozuren die andere restgroepen aantrekken of afstoten.
• Quaternaire structuur —> wordt gevormd doordat meerdere polypeptideketens samen één eiwit
vormen.
Denaturatie = het verliezen van de ruimtelijke structuur van eiwitten.
Transcriptie
—> Transcriptie is het proces waarbij de DNA-streng wordt afgelezen en er RNA wordt gevormd.
Het en gym dat het DNA a eest en er een RNA-streng van maakt heet RNA-polymerase. Van het
dubbelstrengs DNA wordt de ene helft wel afgelezen en de andere helft niet.
- Matrijsstreng = de streng die wordt afgelezen
- Coderende streng = de streng die niet wordt afgelezen
Transcriptie vindt plaats in de celkern. Het DNA-polymerase kan zich maar in één richting langs
een DNA-keten bewegen.
De stikstofbasen van DNA vormen codons. Een codon is een opeenvolging van 3 stikstofbasen in
het DNA die samen de code voor een aminozuur vormen.
2
fl ff fi
, Biologie VWO CCVX Examens
De a eesrichting is altijd van een 3’-uiteinde naar een 5’-uiteinde.
—> Er ontstaat een mRNA molecuul dat van 5’ naar 3’ loopt.
Het mRNA bevat in eerste instantie zowel coderende delen (exonen) en niet coderende delen
(intronen). Voordat het molecuul de kern kan verlaten worden de intronen eruit geknipt. Dit proces
heet splicing en wordt uitgevoerd door spliceosomen.
Translatie
—> Translatie is het proces waarbij de RNA-streng wordt afgelezen door een ribosoom die het
eiwit maakt. Zo worden er aminozuren gekoppeld in een volgorde die het mRNA bepaalt.
Translatie vindt plaats in het cytoplasma.
De bouwstenen van een eiwit zijn aminozuren. Er moet dus een lange keten aminozuren worden
gemaakt bij translatie. Een ribosoom kan het mRNA a ezen en de verbindingen tussen de
aminozuren maken, zodat uiteindelijk een eiwit ontstaat.
- Een ribosoom bestaat uit twee delen: een eiwitcomplex en rRNA (ribosomaal-RNA). In het
ribosoom wordt de informatie van het mRNA afgelezen.
Dit proces begint bij het startcocon (AUG) dat codeert voor het aminozuur methionine. Het rRNA
zorgt voor de vorming van peptidebindingen tussen aminozuren.
De juiste aminozuren worden aangedragen door het tRNA. Een tRNA molecuul heeft aan de ene
kant een bindingsplaats voor een speci ek aminozuur en aan de andere kant een anticodon.
- Anticodon = een groep van drie opeenvolgende basen in het tRNA, dat precies past op het
bijbehorende codon op een mRNA-molecuul.
—> Wanneer een tRNA bindt op het juiste codon in het mRNA, knipt het ribosoom het aminozuur
los en koppelt het vervolgens aan de groeiende keten.
Aan het eind van het mRNA zit een stopcodon. Een stopcodon geeft aan dat een keten van
aminozuren gereed is en de translatie kan worden beëindigd.
—> De eiwitten worden vervolgens via het ER naar het golgi-systeem vervoerd. Hier worden
eiwitten uit het ER verder bewerkt, opgeslagen en getransporteerd.
B2 - Stofwisseling van de cel
B2.1 - Homeostase
Organismen worden ingedeeld in 3 domeinen:
• Bacteriën
• Archaea
• Eukaryoten
- Een prokaryoot is een eencellig organisme zonder celkern. Het DNA ligt vrij in het cytoplasma
van de cel.
- Een eukaryoot is een organisme waarvan de cellen een celkern hebben.
- Planten
- Dieren
- Schimmels
Cel = de kleinste bouwsteen van een organisme dat nog alle genetische informatie van dat
organisme bevat.
3
fl fi fl
, Biologie VWO CCVX Examens
Celkern
—> In de celkern bevinden zich de chromosomen, waarin het DNA is opgeslagen.
- In de celkern bevinden zich ook één of meerdere kernlichaampjes (nucleoli). In de nucleoli
wordt rRNA aangemaakt, waarna dit wordt getransporteerd naar de ribosomen.
- Het kernmembraan bevat kernporiën. Dit zijn kleine gaatjes waardoor eiwitten, RNA en andere
moleculen de celkern in en uit kunnen.
Celmembraan
—> Elke cel is omgeven door een celmembraan. Een celmembraan is het beschermende
omhulsel van een cel en is verantwoordelijk voor het (selectief) doorlaten van sto en en water.
Een celmembraan is semi-permeabel. Dit houdt in dat celmembranen wat en kleine moleculen
doorlaten, maar geen grote moleculen of opgeloste sto en. Doordat celmembranen selectief
permeabel zijn, vervullen ze een transportfunctie.
Een permeabel membraan is volledig doorlaatbaar en laat dus alles door. De celwand in planten
en schimmels is bijvoorbeeld volledig permeabel.
Endoplasmatisch reticulum
—> Het endoplasmatisch reticulum bestaat uit twee delen: het glad endoplasmatisch reticulum en
het ruw endoplasmatisch reticulum.
• Het glad endoplasmatisch reticulum maakt lipiden, onder andere fosfolipiden voor het
plasmamembraan en steroïde hormonen zoals testosteron. En afhankelijk van het type cel kan
het ook nog heel speci eke acties uitvoeren, zoals alcohol afbreken en calcium (CA2+) opslaan.
• Het ruw endoplasmatisch reticulum zorgt voor het transport van eiwitten die bestemd zijn voor
buiten de cel. Alles wordt verzameld en via transportblaasjes richting het golgi systeem
gestuurd.
Ribosomen
—> Bolvormige structuren in cellen (celorganellen), die zorgen voor de productie van eiwitten in
cellen. Ribosomen kunnen vrij voorkomen in het cytoplasma, of gebonden aan het
endoplasmatisch reticulum. Ribosomen produceren eiwitten op basis van de erfelijke informatie
zoals deze staat op het DNA en RNA.
Mitochondriën
—> Bolvormige celorganellen met twee membranen. In de mitochondriën wordt met behulp van
zuurstof energie gemaakt uit de verbranding van glucose. De vrijgekomen energie wordt tijdelijk
opgeslagen in de vorm van ATP.
Golgi systeem
—> Het golgi-systeem staat in nauw contact met het endoplasmatisch reticulum (ER). De
eiwitsynthese vindt plaats in de ribosomen op het ruw endoplasmatisch reticulum (ER). In het ruw
ER worden de eiwitten een klein beetje gevouwen en in blaasjes gestopt voor transport naar het
golgi-systeem. Het golgi-systeem ontvangt van het glad ER de ruwe eiwitten uit de eiwitsynthese
en maakt van de ruwe eiwitten hier werkende eiwitten.
Lysosomen
—> Onderdeel van de cel dat enzymen bevat. Deze enzymen kunnen eiwitten, koolhydraten en
vetten afbreken.
Ciliën
—> Dunne draadachtige uitsteeksels buiten het celmembraan. Ze vervullen speci eke functies in
een cel, zoals beweging of het waarnemen van omgevingssignalen.
Celwand (planten, schimmels en bacteriën)
—> De celwand is een stevig omhulsel om het celmembraan heen. De celwand geeft de cel extra
stevigheid.
4
fi ff fffi
Biologie
Biologie CCVX Domein B: Zelfregulatie
B1 - Eiwitsynthese
B1.1 - DNA
DNA (deoxyribonucleic acid) is de code waarin al het erfelijk materiaal van organismen is
vastgelegd.
Genoom = de volledige genetische samenstelling van een organisme, levende cel of virus.
Chromosomen zijn opgebouwd uit DNA en eiwitten (histonen). Het DNA wordt als een draad rond
de histonen gewikkeld. Wanneer het DNA rond de kern van acht histonen is gewikkeld wordt dit
een nucleosoom genoemd. Allen nucleosomen draaien vervolgens tegen elkaar aan, zodat er een
dikke draad ontstaat dat chromatine heet. De chromatine bepaalt de vorm van het chromosoom.
DNA bestaat uit nucleïnezuren. Een nucleïnezuur is opgebouwd uit verschillende nucleotides en
de volgorde van deze nucleotides bepaalt de genetische code. Een nucleotide in het DNA is
opgebouwd uit een suikergroep (desoxyribose), een fosfaatgroep en een stikstofbase.
Vier verschillende stikstofbasen (DNA):
- Adenine (A)
- Thymine (T)
- Cytosine (C)
- Guanine (G)
DNA bestaat uit twee strengen van nucleotiden —> helixstructuur. De twee strengen zitten aan
elkaar vast door de waterstofbruggen van de basenparen.
Een groot deel van het DNA is niet-coderend. Repetitief DNA ligt tussen de genen in en codeert
zelf dus niet voor erfelijke eigenschappen. Repetitief DNA bestaat uit herhalingen van korte DNA-
sequenties achter elkaar. Het aantal herhalingen verschilt per persoon, wat dus een uniek patroon
geeft.
- Om het repetitief DNA te kunnen analyseren wordt het vermeerderd door middel van PCR
(polymerase chain reaction). Dit is een techniek om DNA in korte tijd veel te laten
verdubbelen.
• DNA-onderzoek bij een levend organisme
• Forensisch sporenonderzoek
• Aantonen van ziekteverwekkers
• Archeologisch en paleontologisch onderzoek naar fossiel DNA
Bij PCR wordt vaak gebruik gemaakt van complement DNA (cDNA). cDNA is DNA dat door
omgekeerde transcriptie uit mRNA is verkregen. cDNA bevat dus geen introns die vaak in een gen
te vinden zijn.
Een restrictie-enzym is een enzym dat DNA-moleculen op speci eke plaatsen kan knippen. Ze
herkennen de speci eke nucleotidenvolgorde en knippen het DNA op de goede plaatsen door.
Met behulp van sequencen kan dan uiteindelijk een DNA-pro el worden opgesteld.
—> DNA-sequencing is het proces waarbij de volgorde (sequentie) van nucleotiden in het DNA
wordt vastgesteld.
Plasmide = een stuk DNA dat codeert voor ‘extra’ eigenschappen
1
fi fi fi
, Biologie VWO CCVX Examens
RNA (ribonucleïnezuur) is ook een polynucleotide net zoals het DNA. Het is alleen een
enkelstrengse kopie, meestal van een speci ek stukje. Het RNA bestaat ook uit nucleotiden. Een
nucleotide in het RNA is opgebouwd uit een suikergroep (ribose) een fosfaatgroep en
stikstofbasen.
- Cytosine (C)
- Guanine (G)
- Adenine (A)
- Uracil (U)
Moleculaire verschillen tussen DNA en RNA
• Ribose ipv desoxyribose
• Uracil ipv thymine
• Enkele keten
Doel verschillen DNA en RNA —> Door een nét wat andere structuur te gebruiken, kan de cel
makkelijker onderscheid maken tussen het DNA en het RNA. Het is dus een manier om de kopie
en het origineel van elkaar te kunnen onderscheiden.
3 typen RNA:
- Messenger RNA —> vervoert de vertaalde DNA-code naar de ribosomen
- Transfer RNA —> brengt nucleotiden van het celplasma naar de ribosomen
- Ribosomaal RNA —> vormt de ribosomen
B1.2 - Eiwitsynthese
Eiwitten (Proteïnen) zijn bouwsto en die worden gebruikt voor de opbouw van cellen. Eiwitten zijn
opgebouwd uit aminozuren.
Eiwitsynthese is het proces waarbij eiwitten worden gemaakt op basis van de informatie in het
DNA. De eiwitsynthese gebeurt in verschillende stappen:
Transcriptie (DNA —> RNA)
Translatie (RNA —> aminozuurketen)
De ruimtelijke structuur van een eiwitmolecuul kan in verschillende niveaus worden verdeeld:
• Primaire structuur —> is de volgorde van de aminozuren en het aantal van elke soort aminozuur
dat voorkomt in een eiwit. —> Bepaalt de bouw en werking van het eiwit.
• Secundaire structuur —> wordt bepaalt door de hoek die de aminozuren samen maken.
• Tertiaire structuur —> is de vouwing van het eiwit als geheel. Dit wordt bepaald door
restgroepen van aminozuren die andere restgroepen aantrekken of afstoten.
• Quaternaire structuur —> wordt gevormd doordat meerdere polypeptideketens samen één eiwit
vormen.
Denaturatie = het verliezen van de ruimtelijke structuur van eiwitten.
Transcriptie
—> Transcriptie is het proces waarbij de DNA-streng wordt afgelezen en er RNA wordt gevormd.
Het en gym dat het DNA a eest en er een RNA-streng van maakt heet RNA-polymerase. Van het
dubbelstrengs DNA wordt de ene helft wel afgelezen en de andere helft niet.
- Matrijsstreng = de streng die wordt afgelezen
- Coderende streng = de streng die niet wordt afgelezen
Transcriptie vindt plaats in de celkern. Het DNA-polymerase kan zich maar in één richting langs
een DNA-keten bewegen.
De stikstofbasen van DNA vormen codons. Een codon is een opeenvolging van 3 stikstofbasen in
het DNA die samen de code voor een aminozuur vormen.
2
fl ff fi
, Biologie VWO CCVX Examens
De a eesrichting is altijd van een 3’-uiteinde naar een 5’-uiteinde.
—> Er ontstaat een mRNA molecuul dat van 5’ naar 3’ loopt.
Het mRNA bevat in eerste instantie zowel coderende delen (exonen) en niet coderende delen
(intronen). Voordat het molecuul de kern kan verlaten worden de intronen eruit geknipt. Dit proces
heet splicing en wordt uitgevoerd door spliceosomen.
Translatie
—> Translatie is het proces waarbij de RNA-streng wordt afgelezen door een ribosoom die het
eiwit maakt. Zo worden er aminozuren gekoppeld in een volgorde die het mRNA bepaalt.
Translatie vindt plaats in het cytoplasma.
De bouwstenen van een eiwit zijn aminozuren. Er moet dus een lange keten aminozuren worden
gemaakt bij translatie. Een ribosoom kan het mRNA a ezen en de verbindingen tussen de
aminozuren maken, zodat uiteindelijk een eiwit ontstaat.
- Een ribosoom bestaat uit twee delen: een eiwitcomplex en rRNA (ribosomaal-RNA). In het
ribosoom wordt de informatie van het mRNA afgelezen.
Dit proces begint bij het startcocon (AUG) dat codeert voor het aminozuur methionine. Het rRNA
zorgt voor de vorming van peptidebindingen tussen aminozuren.
De juiste aminozuren worden aangedragen door het tRNA. Een tRNA molecuul heeft aan de ene
kant een bindingsplaats voor een speci ek aminozuur en aan de andere kant een anticodon.
- Anticodon = een groep van drie opeenvolgende basen in het tRNA, dat precies past op het
bijbehorende codon op een mRNA-molecuul.
—> Wanneer een tRNA bindt op het juiste codon in het mRNA, knipt het ribosoom het aminozuur
los en koppelt het vervolgens aan de groeiende keten.
Aan het eind van het mRNA zit een stopcodon. Een stopcodon geeft aan dat een keten van
aminozuren gereed is en de translatie kan worden beëindigd.
—> De eiwitten worden vervolgens via het ER naar het golgi-systeem vervoerd. Hier worden
eiwitten uit het ER verder bewerkt, opgeslagen en getransporteerd.
B2 - Stofwisseling van de cel
B2.1 - Homeostase
Organismen worden ingedeeld in 3 domeinen:
• Bacteriën
• Archaea
• Eukaryoten
- Een prokaryoot is een eencellig organisme zonder celkern. Het DNA ligt vrij in het cytoplasma
van de cel.
- Een eukaryoot is een organisme waarvan de cellen een celkern hebben.
- Planten
- Dieren
- Schimmels
Cel = de kleinste bouwsteen van een organisme dat nog alle genetische informatie van dat
organisme bevat.
3
fl fi fl
, Biologie VWO CCVX Examens
Celkern
—> In de celkern bevinden zich de chromosomen, waarin het DNA is opgeslagen.
- In de celkern bevinden zich ook één of meerdere kernlichaampjes (nucleoli). In de nucleoli
wordt rRNA aangemaakt, waarna dit wordt getransporteerd naar de ribosomen.
- Het kernmembraan bevat kernporiën. Dit zijn kleine gaatjes waardoor eiwitten, RNA en andere
moleculen de celkern in en uit kunnen.
Celmembraan
—> Elke cel is omgeven door een celmembraan. Een celmembraan is het beschermende
omhulsel van een cel en is verantwoordelijk voor het (selectief) doorlaten van sto en en water.
Een celmembraan is semi-permeabel. Dit houdt in dat celmembranen wat en kleine moleculen
doorlaten, maar geen grote moleculen of opgeloste sto en. Doordat celmembranen selectief
permeabel zijn, vervullen ze een transportfunctie.
Een permeabel membraan is volledig doorlaatbaar en laat dus alles door. De celwand in planten
en schimmels is bijvoorbeeld volledig permeabel.
Endoplasmatisch reticulum
—> Het endoplasmatisch reticulum bestaat uit twee delen: het glad endoplasmatisch reticulum en
het ruw endoplasmatisch reticulum.
• Het glad endoplasmatisch reticulum maakt lipiden, onder andere fosfolipiden voor het
plasmamembraan en steroïde hormonen zoals testosteron. En afhankelijk van het type cel kan
het ook nog heel speci eke acties uitvoeren, zoals alcohol afbreken en calcium (CA2+) opslaan.
• Het ruw endoplasmatisch reticulum zorgt voor het transport van eiwitten die bestemd zijn voor
buiten de cel. Alles wordt verzameld en via transportblaasjes richting het golgi systeem
gestuurd.
Ribosomen
—> Bolvormige structuren in cellen (celorganellen), die zorgen voor de productie van eiwitten in
cellen. Ribosomen kunnen vrij voorkomen in het cytoplasma, of gebonden aan het
endoplasmatisch reticulum. Ribosomen produceren eiwitten op basis van de erfelijke informatie
zoals deze staat op het DNA en RNA.
Mitochondriën
—> Bolvormige celorganellen met twee membranen. In de mitochondriën wordt met behulp van
zuurstof energie gemaakt uit de verbranding van glucose. De vrijgekomen energie wordt tijdelijk
opgeslagen in de vorm van ATP.
Golgi systeem
—> Het golgi-systeem staat in nauw contact met het endoplasmatisch reticulum (ER). De
eiwitsynthese vindt plaats in de ribosomen op het ruw endoplasmatisch reticulum (ER). In het ruw
ER worden de eiwitten een klein beetje gevouwen en in blaasjes gestopt voor transport naar het
golgi-systeem. Het golgi-systeem ontvangt van het glad ER de ruwe eiwitten uit de eiwitsynthese
en maakt van de ruwe eiwitten hier werkende eiwitten.
Lysosomen
—> Onderdeel van de cel dat enzymen bevat. Deze enzymen kunnen eiwitten, koolhydraten en
vetten afbreken.
Ciliën
—> Dunne draadachtige uitsteeksels buiten het celmembraan. Ze vervullen speci eke functies in
een cel, zoals beweging of het waarnemen van omgevingssignalen.
Celwand (planten, schimmels en bacteriën)
—> De celwand is een stevig omhulsel om het celmembraan heen. De celwand geeft de cel extra
stevigheid.
4
fi ff fffi
