CelBiologie - MODULE 2.
7) Moleculaire genetica
7.1 Genetica, vroeger en nu
*Prehistorie: eigenschappen overdragen van generatie op generatie: beste
planten en dieren geslecteerd voor verdere kweek.
*Moderne genetica: Mendel ontdekte dat overerving via bepaalde regels verliep.
(Kruisingsproeven)
® genen als eenheid van erfelijkheid.(1865)
Onderzoek naar de drager van erfelijkheid:
Avery in 1944: DNA is drager van erfelijke informatie.
Watson en Crick stelde het dubbele spiraalmodel van de DNA-structuur voor
(1953)
7.2 Overlappende disciplines
*Genetica: leer van de overerving van eigenschappen (erfelijkheidsleer) en het
tot stand komen ervan; --> analyse van: genotype: Informatie en code
Fenotype: expressie ervan (wildtype)
Overdracht van informatie
*Moleculaire genetica: analyse van de molculen die de erfelijke eigenschappen
bepalen, om zo de genetica tot op de molecule te verstaan; = moleculaire
biologie.
*Recombinant DNA-technologie: technieken waarbij DNA in de proefbuis gericht
veranderd wordt en daarna terug in een organisme binnengebracht wordt
(synoniem: gentechnologie)
7.3 Definities
*Fenotype: het geheel van waarneembare kenmerken van een organisme, of één
bepaald kenmerk dat specifiek bekeken wordt (bv rode bloemen).
*Genotype: het geheel van eigenschappen die chemisch vastliggen in de DNA-
sequentie van een organisme, of één bepaald stukje ervan dat specifiek bekeken
wordt.
Vb. aanwezigheid van een dominant”rode-bloemen-allel” en een recessief “witte-
bloemen-allel”.
*Gen: eenheid van overerving, expressie en mutatie, algemeen komt een gen
overeen met een DNA-stukje dat voor één eiwit codeert. Erfelijke informatie voor
één eiwit.
*Genoom: het geheel van het erfelijk materiaal van een organisme.
*Allel: Verschillende vorm van een gen (verschillende DNA-sequenties).eenzelfde
gen komt in een populatie onder verschillende vormen voor, met een
,verschillende DNA-sequentie; deze verschillende vormen worden allelen
genoemd.
*Klonen:
- Identieke nakomelingen/kopieën van één organisme , vb. bacteriën in een
kolonie, klonen van schapen die bekomen werden via meer gesofisticeerde
technieken.
- Identieke kopieën van DNA-moleculen bv kopieën van een plasmide met een
insert van het menselijk gen voor insuline.
*Epigenetica: de studie van mitotische/meiotische overerfbare variatie die niet te
wijten is aan veranderingen in de DNA-sequentie maar gebaseerd op gen
‘imprints’, RNA- of eiwitveranderingen.
Gencentrisme: focussen op genen en reductionisme: iemand reduceren tot
zijn genen.
‘contextualizing genomics’ = ook omgeving in rekening
brengen (= holisme).
*Genotype + omstandigheden = fenotype.
i) Genotype: alles dat wordt bepaald door het genetisch
programma --> vb. ontwikkeling &
differentiatie
ii) Milieu/omstandigheden: bv. periode in de baarmoeder.
--> eigenschappen zoals gewicht, gedrag, …
- niet op alle genotypes evenveel invloed, vb. zonlicht (op witte persoon t.o.v op
zwarte persoon)
® tijd kan ook cruciaal zijn op het fenotype bv. omgevingsconditie tijdens
embryonale ontwikkeling
® toeval: door toevallige chemische fluctuaties, die bij kritische waarden
singalen van ‘aan’/’uit’ kunnen geven.
ALGEMEEN: Onderlinge interacties van genen, omstandigheden, tijd en toeval.
!!! ‘erfelijk’ betekent niet altijd onvermijdbaar. (opvoeding<-->erfelijke aanleg)
‘nature<-->nurture’ !!!
Impact van elk onderdeel op een persoon?
Complex en niet te achterhalen, tijd, toeval, genen en omstandigheden zijn
extreem belangrijk!!!
Bv lengte 94% (bij identieke tweelingen); IQ 50%, …
Intelligentie: EE = enriched environment: LTP is maatstaf voor werking
geheugen.
--> stimulerende omgeving EE op muizen (2-4 weken) verbetert hun geheugen
tot 3 maanden erna
--> grf-muizen genetisch defect ==> slecht geheugen
7.4 Genetica en maatschappij
Moleculaire Genetica: Determineert cellulaire functies, beïnvloed de kenmerken
van een individu
, en verklaart band tussen verschillende generaties.
!!! Voedingsproducten zijn resultaat van eeuwige genetische selectie
Ontstaan van gentechnologie (verbeteringen van genetische code): DNA-analyse.
® DNA-fingerprinting: met kleine hoeveelheid materiaal zoals een haar een
verdachte van een misdaad bevestigen
DNA: bepaalt diversiteit in de populatie, genetische manipulatie leidt tot ethische
discussies !!
® mogen wij zomaar het DNA manipuleren.
® privacy over genetische eigenschappen.
Vb. GGO's (Genetisch Gemanipuleerde Organismen) in de landbouw: gewassen
genetisch manipuleren
® risico-analyse uitvoeren via veldproef.
8) DNA-structuur
8.1 chromosomen bestaan uit DNA & eiwitten
Voorwaarden genetisch materiaal:
- Dragers van erfelijk materiaal: vb. chromosomen tijdens celdeling, erfelijke
factoren doorgeven ® chromosomen zijn de dragers van erfelijk materiaal.
- Erfelijke informatie: stabiel en exact doorgegeven worden & mutatie en
evolutie toestaan.
- Informatie dragen en deze tot expressie brengen op een gereguleerde
manier.
Vereisten voor een molecule om gecodeerde informatie te kunnen dragen:
® tekens of symbolen
® combinatie van tekens
® lineariteit
® sleutel voor decodering
DUS: eiwitten of nucleïnezuren (componenten van chromosomen) waren de
dragers van het erfelijk materiaal. DNA = eentonige draad en proteinen =
complexe moleculen.
8.2 experimenten dat aantonen dat erfelijke informatie op DNA ligt
1928, Griffith: transformatie van Streptococcus pneumoniae (virus:
longontsteking). (Muizen)
1. de S-bacteriën (smooth): virulent wegens polysacharidekapsel
(pathogeen) (serotypes I, II,
--> verdere onderverdeling o.b.v. polysachariden die verschillende III)
antilichamen opwekken.
2. de R-bacteriën (rough): avirulent, geen kapsel en niet-pathogeen
==> S-stam en R-stam Kunnen naar elkaar omgezet worden door mutatie.
Besluit experiment: i) SI: sterven aan longontsteking
ii) RII: muizen leven, niet pathogeen
7) Moleculaire genetica
7.1 Genetica, vroeger en nu
*Prehistorie: eigenschappen overdragen van generatie op generatie: beste
planten en dieren geslecteerd voor verdere kweek.
*Moderne genetica: Mendel ontdekte dat overerving via bepaalde regels verliep.
(Kruisingsproeven)
® genen als eenheid van erfelijkheid.(1865)
Onderzoek naar de drager van erfelijkheid:
Avery in 1944: DNA is drager van erfelijke informatie.
Watson en Crick stelde het dubbele spiraalmodel van de DNA-structuur voor
(1953)
7.2 Overlappende disciplines
*Genetica: leer van de overerving van eigenschappen (erfelijkheidsleer) en het
tot stand komen ervan; --> analyse van: genotype: Informatie en code
Fenotype: expressie ervan (wildtype)
Overdracht van informatie
*Moleculaire genetica: analyse van de molculen die de erfelijke eigenschappen
bepalen, om zo de genetica tot op de molecule te verstaan; = moleculaire
biologie.
*Recombinant DNA-technologie: technieken waarbij DNA in de proefbuis gericht
veranderd wordt en daarna terug in een organisme binnengebracht wordt
(synoniem: gentechnologie)
7.3 Definities
*Fenotype: het geheel van waarneembare kenmerken van een organisme, of één
bepaald kenmerk dat specifiek bekeken wordt (bv rode bloemen).
*Genotype: het geheel van eigenschappen die chemisch vastliggen in de DNA-
sequentie van een organisme, of één bepaald stukje ervan dat specifiek bekeken
wordt.
Vb. aanwezigheid van een dominant”rode-bloemen-allel” en een recessief “witte-
bloemen-allel”.
*Gen: eenheid van overerving, expressie en mutatie, algemeen komt een gen
overeen met een DNA-stukje dat voor één eiwit codeert. Erfelijke informatie voor
één eiwit.
*Genoom: het geheel van het erfelijk materiaal van een organisme.
*Allel: Verschillende vorm van een gen (verschillende DNA-sequenties).eenzelfde
gen komt in een populatie onder verschillende vormen voor, met een
,verschillende DNA-sequentie; deze verschillende vormen worden allelen
genoemd.
*Klonen:
- Identieke nakomelingen/kopieën van één organisme , vb. bacteriën in een
kolonie, klonen van schapen die bekomen werden via meer gesofisticeerde
technieken.
- Identieke kopieën van DNA-moleculen bv kopieën van een plasmide met een
insert van het menselijk gen voor insuline.
*Epigenetica: de studie van mitotische/meiotische overerfbare variatie die niet te
wijten is aan veranderingen in de DNA-sequentie maar gebaseerd op gen
‘imprints’, RNA- of eiwitveranderingen.
Gencentrisme: focussen op genen en reductionisme: iemand reduceren tot
zijn genen.
‘contextualizing genomics’ = ook omgeving in rekening
brengen (= holisme).
*Genotype + omstandigheden = fenotype.
i) Genotype: alles dat wordt bepaald door het genetisch
programma --> vb. ontwikkeling &
differentiatie
ii) Milieu/omstandigheden: bv. periode in de baarmoeder.
--> eigenschappen zoals gewicht, gedrag, …
- niet op alle genotypes evenveel invloed, vb. zonlicht (op witte persoon t.o.v op
zwarte persoon)
® tijd kan ook cruciaal zijn op het fenotype bv. omgevingsconditie tijdens
embryonale ontwikkeling
® toeval: door toevallige chemische fluctuaties, die bij kritische waarden
singalen van ‘aan’/’uit’ kunnen geven.
ALGEMEEN: Onderlinge interacties van genen, omstandigheden, tijd en toeval.
!!! ‘erfelijk’ betekent niet altijd onvermijdbaar. (opvoeding<-->erfelijke aanleg)
‘nature<-->nurture’ !!!
Impact van elk onderdeel op een persoon?
Complex en niet te achterhalen, tijd, toeval, genen en omstandigheden zijn
extreem belangrijk!!!
Bv lengte 94% (bij identieke tweelingen); IQ 50%, …
Intelligentie: EE = enriched environment: LTP is maatstaf voor werking
geheugen.
--> stimulerende omgeving EE op muizen (2-4 weken) verbetert hun geheugen
tot 3 maanden erna
--> grf-muizen genetisch defect ==> slecht geheugen
7.4 Genetica en maatschappij
Moleculaire Genetica: Determineert cellulaire functies, beïnvloed de kenmerken
van een individu
, en verklaart band tussen verschillende generaties.
!!! Voedingsproducten zijn resultaat van eeuwige genetische selectie
Ontstaan van gentechnologie (verbeteringen van genetische code): DNA-analyse.
® DNA-fingerprinting: met kleine hoeveelheid materiaal zoals een haar een
verdachte van een misdaad bevestigen
DNA: bepaalt diversiteit in de populatie, genetische manipulatie leidt tot ethische
discussies !!
® mogen wij zomaar het DNA manipuleren.
® privacy over genetische eigenschappen.
Vb. GGO's (Genetisch Gemanipuleerde Organismen) in de landbouw: gewassen
genetisch manipuleren
® risico-analyse uitvoeren via veldproef.
8) DNA-structuur
8.1 chromosomen bestaan uit DNA & eiwitten
Voorwaarden genetisch materiaal:
- Dragers van erfelijk materiaal: vb. chromosomen tijdens celdeling, erfelijke
factoren doorgeven ® chromosomen zijn de dragers van erfelijk materiaal.
- Erfelijke informatie: stabiel en exact doorgegeven worden & mutatie en
evolutie toestaan.
- Informatie dragen en deze tot expressie brengen op een gereguleerde
manier.
Vereisten voor een molecule om gecodeerde informatie te kunnen dragen:
® tekens of symbolen
® combinatie van tekens
® lineariteit
® sleutel voor decodering
DUS: eiwitten of nucleïnezuren (componenten van chromosomen) waren de
dragers van het erfelijk materiaal. DNA = eentonige draad en proteinen =
complexe moleculen.
8.2 experimenten dat aantonen dat erfelijke informatie op DNA ligt
1928, Griffith: transformatie van Streptococcus pneumoniae (virus:
longontsteking). (Muizen)
1. de S-bacteriën (smooth): virulent wegens polysacharidekapsel
(pathogeen) (serotypes I, II,
--> verdere onderverdeling o.b.v. polysachariden die verschillende III)
antilichamen opwekken.
2. de R-bacteriën (rough): avirulent, geen kapsel en niet-pathogeen
==> S-stam en R-stam Kunnen naar elkaar omgezet worden door mutatie.
Besluit experiment: i) SI: sterven aan longontsteking
ii) RII: muizen leven, niet pathogeen
