PGO taak 9 een laagstam appelboompje
Moeilijke woorden
transcriptie Transcriptie is het biologische proces
waarbij de nucleotidevolgorde van een
stuk DNA naar messenger-RNA wordt
overgeschreven.
translatie Translatie is het biologische proces
waarbij de eiwitcoderende sequentie
van een mRNA-molecuul gebruikt wordt
voor de synthese van een eiwit.
Probleemstelling: Wat is DNA en wat bepaald welke eigenschappen in een
plant tot uiting komen en welke niet?
Bronnen: 17, 18, 16, 15
Leervragen:
1. Bouw, werking, functie DNA? (FLAP MAKEN)
2. Bouw, werking functie RNA?
3. Bouw, werking functie mRNA?
4. Hoe werkt DNA-replicatie?
5. Hoe werkt eiwitsynthese?
6. Wat is het effect van mutaties op een gen?
7. Wat is genetische modificatie en hoe werkt het?
, 1. Bouw, werking, functie DNA?
DNA is een polymeer van nucleotiden, die elk uit drie componenten
bestaan: een stikstofhoudende (stikstofhoudende) base, een
pentosesuiker genaamd deoxyribose, en een fosfaatgroep (Figuur 16.5).
De base kan adenine (A), thymine (T), guanine (G) of cytosine (C) zijn. De
fosfaatgroep van het ene nucleotide is door een covalente binding aan de
suiker van het volgende verbonden en vormt een ‘ruggengraat’ van
afwisselende fosfaten en suikers waaruit de basen voortkomen. Een
polynucleotidestreng heeft directionaliteit, van het 5'-uiteinde (met de
fosfaatgroep) tot het 3'-uiteinde (met de -OH-groep van de suiker). 5'en 3'
verwijzen naar de getallen die zijn toegewezen aan de koolstofatomen in
de suikerring (zie magenta getallen).
De stikstofhoudende basen van de dubbele helix zijn in specifieke
combinaties gepaard: adenine (A) met thymine (T) en guanine (G) met
cytosine (C). Adenine en guanine zijn purines, stikstofbasen met twee
organische ringen, terwijl cytosine en thymine stikstofbasen zijn,
pyrimidines genaamd, die een enkele ring hebben. Het koppelen van een
purine aan een pyrimidine is de enige combinatie die resulteert in een
uniforme diameter voor de dubbele helix.
,Verschillende functies van DNA zijn
Opslag van genetische informatie, replicatie, genexpressie, mutatie en
evolutie, reparatie DNA en regulatie van genexpressie.
2. Bouw, werking functie RNA?
RNA is een polymeer van nucleotiden, die elk uit drie componenten
bestaan: een stikstofhoudende (stikstofhoudende) base, een suiker
genaamd ribose, en een fosfaatgroep (Figuur 16.5). De base kan adenine
(A), Uracil (U) guanine (G) of cytosine (C) zijn. De fosfaatgroep van het ene
nucleotide is door een covalente binding aan de suiker van het volgende
verbonden en vormt een ‘ruggengraat’ van afwisselende fosfaten en
suikers waaruit de basen voortkomen.
Er zijn verschillende functies zoals het vormen van de belangrijkste
functionele bestandsdelen van ribosomen.
3. Bouw, werking functie mRNA
De bouw van mRNA is hetzelfde als dat van RNA.
De primaire functie van mRNA is het overbrengen van genetische
informatie van DNA naar de ribosomen, waar het als sjabloon dient voor
eiwitsynthese. Dit proces is cruciaal voor de expressie van genen en de
productie van eiwitten, die essentieel zijn voor bijna alle cellulaire functies.
Genetische Informatie Overbrengen: mRNA brengt de
genetische code van de celkern (bij eukaryoten) naar het
cytoplasma waar de ribosomen zich bevinden.
Coderen voor Eiwitten: mRNA bevat codons, groepen van drie
nucleotiden, die elk coderen voor een specifiek aminozuur. Dit
bepaalt de volgorde van aminozuren in een polypeptideketen, wat
uiteindelijk leidt tot de vorming van functionele eiwitten.
Regulatie van Genexpressie: De hoeveelheid en stabiliteit van
mRNA in de cel kunnen de snelheid en hoeveelheid van
eiwitproductie reguleren, waardoor de cel de expressie van genen
nauwkeurig kan afstemmen op de behoeften van het organisme.
, 4. Hoe werkt DNA replicatie?
Erfelijke informatie in DNA stuurt de ontwikkeling van uw biochemische,
anatomische, fysiologische en, tot op zekere hoogte, gedragskenmerken.
Jouw gelijkenis met je ouders vindt zijn basis in de nauwkeurige replicatie
van DNA voorafgaand aan de meiose en daarom in de overdracht ervan
van de generatie van je ouders naar de jouwe. Replicatie voorafgaand aan
mitose zorgt voor een getrouwe overdracht van genetische informatie van
een oudercel naar twee dochtercellen.
Van alle moleculen in de natuur zijn nucleïnezuren uniek in hun vermogen
om hun eigen replicatie uit monomeren te dicteren. De relatie tussen
structuur en functie is duidelijk zichtbaar in de dubbele helix: de specifieke
complementaire koppeling van stikstofbasen in DNA heeft een functionele
betekenis.
Elke somatische cel heeft 46 DNA-moleculen in de kern, één lang dubbel-
helixmolecuul per chromosoom. In totaal vertegenwoordigt dat ongeveer 6
miljard nucleotideparen, of meer dan 1000 keer meer DNA dan er in de
meeste bacteriële cellen wordt aangetroffen. Het kost een cel slechts een
paar uur om al dit DNA te kopiëren tijdens de S-fase van de interfase. Deze
replicatie van een enorme hoeveelheid genetische informatie wordt
bereikt met zeer weinig fouten: slechts ongeveer één per 10 miljard
nucleotiden. Het kopiëren van DNA is opmerkelijk qua snelheid en
nauwkeurigheid.
, Eerste fase
De replicatie van chromosomaal DNA begint op bepaalde plaatsen die de
oorsprong van replicatie worden genoemd, korte stukken DNA met een
specifieke sequentie van nucleotiden. Het E. coli-chromosoom is, net als
veel andere bacteriële chromosomen, cirkelvormig en heeft één
oorsprong. Eiwitten die DNA-replicatie initiëren, herkennen deze sequentie
en hechten zich aan het DNA, waardoor de twee strengen worden
gescheiden en een replicatie-‘bubbel’ wordt geopend (Figuur 16.13a). De
replicatie van DNA verloopt vervolgens in beide richtingen totdat het hele
molecuul is gekopieerd. In tegenstelling tot een bacterieel chromosoom
kan een eukaryotisch chromosoom honderden of zelfs enkele duizenden
replicatieoorsprongen hebben. Er vormen zich meerdere replicatiebubbels
Figuur 16.13a
die uiteindelijk samensmelten, waardoor het kopiëren van de zeer lange
DNA-moleculen wordt versneld (Figuur 16.13b). Net als bij bacteriën
verloopt de eukaryotische DNA-replicatie vanuit elke oorsprong in beide
richtingen
Aan elk uiteinde van een replicatiebel bevindt zich een replicatievork, een
Y-vormig gebied waar de ouderlijke DNA-strengen worden afgewikkeld.
Verschillende soorten eiwitten nemen deel aan het afwikkelen (Figuur
Moeilijke woorden
transcriptie Transcriptie is het biologische proces
waarbij de nucleotidevolgorde van een
stuk DNA naar messenger-RNA wordt
overgeschreven.
translatie Translatie is het biologische proces
waarbij de eiwitcoderende sequentie
van een mRNA-molecuul gebruikt wordt
voor de synthese van een eiwit.
Probleemstelling: Wat is DNA en wat bepaald welke eigenschappen in een
plant tot uiting komen en welke niet?
Bronnen: 17, 18, 16, 15
Leervragen:
1. Bouw, werking, functie DNA? (FLAP MAKEN)
2. Bouw, werking functie RNA?
3. Bouw, werking functie mRNA?
4. Hoe werkt DNA-replicatie?
5. Hoe werkt eiwitsynthese?
6. Wat is het effect van mutaties op een gen?
7. Wat is genetische modificatie en hoe werkt het?
, 1. Bouw, werking, functie DNA?
DNA is een polymeer van nucleotiden, die elk uit drie componenten
bestaan: een stikstofhoudende (stikstofhoudende) base, een
pentosesuiker genaamd deoxyribose, en een fosfaatgroep (Figuur 16.5).
De base kan adenine (A), thymine (T), guanine (G) of cytosine (C) zijn. De
fosfaatgroep van het ene nucleotide is door een covalente binding aan de
suiker van het volgende verbonden en vormt een ‘ruggengraat’ van
afwisselende fosfaten en suikers waaruit de basen voortkomen. Een
polynucleotidestreng heeft directionaliteit, van het 5'-uiteinde (met de
fosfaatgroep) tot het 3'-uiteinde (met de -OH-groep van de suiker). 5'en 3'
verwijzen naar de getallen die zijn toegewezen aan de koolstofatomen in
de suikerring (zie magenta getallen).
De stikstofhoudende basen van de dubbele helix zijn in specifieke
combinaties gepaard: adenine (A) met thymine (T) en guanine (G) met
cytosine (C). Adenine en guanine zijn purines, stikstofbasen met twee
organische ringen, terwijl cytosine en thymine stikstofbasen zijn,
pyrimidines genaamd, die een enkele ring hebben. Het koppelen van een
purine aan een pyrimidine is de enige combinatie die resulteert in een
uniforme diameter voor de dubbele helix.
,Verschillende functies van DNA zijn
Opslag van genetische informatie, replicatie, genexpressie, mutatie en
evolutie, reparatie DNA en regulatie van genexpressie.
2. Bouw, werking functie RNA?
RNA is een polymeer van nucleotiden, die elk uit drie componenten
bestaan: een stikstofhoudende (stikstofhoudende) base, een suiker
genaamd ribose, en een fosfaatgroep (Figuur 16.5). De base kan adenine
(A), Uracil (U) guanine (G) of cytosine (C) zijn. De fosfaatgroep van het ene
nucleotide is door een covalente binding aan de suiker van het volgende
verbonden en vormt een ‘ruggengraat’ van afwisselende fosfaten en
suikers waaruit de basen voortkomen.
Er zijn verschillende functies zoals het vormen van de belangrijkste
functionele bestandsdelen van ribosomen.
3. Bouw, werking functie mRNA
De bouw van mRNA is hetzelfde als dat van RNA.
De primaire functie van mRNA is het overbrengen van genetische
informatie van DNA naar de ribosomen, waar het als sjabloon dient voor
eiwitsynthese. Dit proces is cruciaal voor de expressie van genen en de
productie van eiwitten, die essentieel zijn voor bijna alle cellulaire functies.
Genetische Informatie Overbrengen: mRNA brengt de
genetische code van de celkern (bij eukaryoten) naar het
cytoplasma waar de ribosomen zich bevinden.
Coderen voor Eiwitten: mRNA bevat codons, groepen van drie
nucleotiden, die elk coderen voor een specifiek aminozuur. Dit
bepaalt de volgorde van aminozuren in een polypeptideketen, wat
uiteindelijk leidt tot de vorming van functionele eiwitten.
Regulatie van Genexpressie: De hoeveelheid en stabiliteit van
mRNA in de cel kunnen de snelheid en hoeveelheid van
eiwitproductie reguleren, waardoor de cel de expressie van genen
nauwkeurig kan afstemmen op de behoeften van het organisme.
, 4. Hoe werkt DNA replicatie?
Erfelijke informatie in DNA stuurt de ontwikkeling van uw biochemische,
anatomische, fysiologische en, tot op zekere hoogte, gedragskenmerken.
Jouw gelijkenis met je ouders vindt zijn basis in de nauwkeurige replicatie
van DNA voorafgaand aan de meiose en daarom in de overdracht ervan
van de generatie van je ouders naar de jouwe. Replicatie voorafgaand aan
mitose zorgt voor een getrouwe overdracht van genetische informatie van
een oudercel naar twee dochtercellen.
Van alle moleculen in de natuur zijn nucleïnezuren uniek in hun vermogen
om hun eigen replicatie uit monomeren te dicteren. De relatie tussen
structuur en functie is duidelijk zichtbaar in de dubbele helix: de specifieke
complementaire koppeling van stikstofbasen in DNA heeft een functionele
betekenis.
Elke somatische cel heeft 46 DNA-moleculen in de kern, één lang dubbel-
helixmolecuul per chromosoom. In totaal vertegenwoordigt dat ongeveer 6
miljard nucleotideparen, of meer dan 1000 keer meer DNA dan er in de
meeste bacteriële cellen wordt aangetroffen. Het kost een cel slechts een
paar uur om al dit DNA te kopiëren tijdens de S-fase van de interfase. Deze
replicatie van een enorme hoeveelheid genetische informatie wordt
bereikt met zeer weinig fouten: slechts ongeveer één per 10 miljard
nucleotiden. Het kopiëren van DNA is opmerkelijk qua snelheid en
nauwkeurigheid.
, Eerste fase
De replicatie van chromosomaal DNA begint op bepaalde plaatsen die de
oorsprong van replicatie worden genoemd, korte stukken DNA met een
specifieke sequentie van nucleotiden. Het E. coli-chromosoom is, net als
veel andere bacteriële chromosomen, cirkelvormig en heeft één
oorsprong. Eiwitten die DNA-replicatie initiëren, herkennen deze sequentie
en hechten zich aan het DNA, waardoor de twee strengen worden
gescheiden en een replicatie-‘bubbel’ wordt geopend (Figuur 16.13a). De
replicatie van DNA verloopt vervolgens in beide richtingen totdat het hele
molecuul is gekopieerd. In tegenstelling tot een bacterieel chromosoom
kan een eukaryotisch chromosoom honderden of zelfs enkele duizenden
replicatieoorsprongen hebben. Er vormen zich meerdere replicatiebubbels
Figuur 16.13a
die uiteindelijk samensmelten, waardoor het kopiëren van de zeer lange
DNA-moleculen wordt versneld (Figuur 16.13b). Net als bij bacteriën
verloopt de eukaryotische DNA-replicatie vanuit elke oorsprong in beide
richtingen
Aan elk uiteinde van een replicatiebel bevindt zich een replicatievork, een
Y-vormig gebied waar de ouderlijke DNA-strengen worden afgewikkeld.
Verschillende soorten eiwitten nemen deel aan het afwikkelen (Figuur
