hoofdstuk DEEL 1
Hoofdstuk 1 – Evolutie
1. Wat is volgens Darwin het mechanisme achter evolutie?
Syllabus: Hoofdstuk 1, p. 20
Synopsis: p. 5
• Volgens Charles Darwin is natuurlijke selectie het mechanisme
achter evolutie.
• Natuurlijke selectie betekent dat erfelijke eigenschappen die de
overlevingskans en voortplantingssucces van een organisme
verhogen, vaker voorkomen in volgende generaties.
• Dit proces wordt samengevat als “survival of the fittest” — waarbij
“fit” slaat op de geschiktheid binnen een bepaalde omgeving, niet
noodzakelijk de fysieke sterkte.
• Populaties met meer genetische variatie hebben meer kans dat
bepaalde individuen beter aangepast zijn aan veranderende
omstandigheden en dus hun genetisch materiaal succesvol
doorgeven.
• Een celbiologisch voorbeeld is de ontwikkeling van resistentie bij
kankercellen tegen chemotherapie: de cellen die beter bestand zijn
tegen het medicijn overleven en delen verder.
2. Geef een celbiologisch voorbeeld van Darwiniaanse selectie.
,Syllabus: Hoofdstuk 2.4.3, p. 102–103
Synopsis: p. 22–23
• Een celbiologisch voorbeeld van Darwiniaanse selectie is de
resistentie van kankercellen tegen chemotherapeutica.
• In een populatie van kankercellen is er variatie in de expressie van
ABC-transporters, zoals het MDR-eiwit (multidrug resistance
protein).
• Sommige cellen drukken meer van deze transporters uit in hun
plasmamembraan, waardoor zij beter in staat zijn om hydrofobe
chemotherapeutica uit de cel te pompen.
• Tijdens een behandeling met chemotherapie zullen de meeste cellen
sterven, maar de cellen met hoge MDR-expressie overleven.
• Deze cellen hebben dus een selectief overlevingsvoordeel en zullen
verder prolifereren.
• Dit leidt tot een populatie van therapieresistente kankercellen —
een duidelijk voorbeeld van natuurlijke selectie op cellulair niveau.
Syllabus: Hoofdstuk 2.4.3, p. 102–103
Synopsis: niet vermeld
, • Chloroquine is een medicijn dat gebruikt wordt tegen malaria
veroorzaakt door Plasmodium falciparum.
• Eenmaal opgenomen door de parasiet beïnvloedt chloroquine de pH
van intracellulaire organellen van de parasiet.
• Dit verstoort de normale werking van deze compartimenten, wat
leidt tot de dood van de parasiet.
• Sommige stammen van P. falciparum zijn echter resistent geworden
tegen chloroquine.
• Deze resistentie ontstaat doordat deze parasieten een
geamplificeerd gen voor een ABC-transporter bezitten, waardoor
ze in staat zijn om het medicijn uit hun intracellulaire organellen te
pompen.
• Op die manier verlaagt de intracellulaire concentratie van
chloroquine, waardoor het zijn toxisch effect verliest.
• De mutanten met verhoogde expressie van deze transporters
hebben hierdoor een selectief groeivoordeel, wat leidt tot de
expansie van resistente parasieten in endemische regio’s waardoor
chloroquine hier niet meer van toepasssing is .
3. Wat is de theorie van de protocel? Beschrijf het ontstaan van de eerste
cel.
Syllabus: Hoofdstuk 1, p. 12–13
Synopsis: niet vermeld
, • De theorie van de protocel stelt dat het leven is ontstaan uit een
zelf-replicerend RNA-molecuul dat omsloten werd door een
fosfolipidenmembraan.
• Fosfolipiden (amfipatisch: hydrofobe staart en hydryofiele kop)
vormen in water spontaan een dubbele laag, waardoor een stabiele
barrière ontstaat tussen binnen- en buitenmilieu.
• Wanneer een zelf-replicerend RNA werd omsloten door zo’n
membraan, kon een primitieve cel ontstaan die in staat was tot
reproductie en evolutie.
• Deze eenheid wordt een protocel genoemd.
• In experimentele modellen blijkt dat protocellen met actief
replicerend RNA een hogere osmotische druk genereren.
• Dit zorgt voor de overdracht van membraanmateriaal van
“inactieve” protocellen (cellen zonder zelf-replicerend RNA) naar
actieve protocellen, wat hun membraangroei en overleving
bevordert.
• Bovendien ontstaat in zulke protocellen een transmembranaire pH-
gradiënt, wat als energiebron kan dienen — een evolutionair
geconserveerd principe dat ook terug te vinden is in moderne
mitochondriën en dat aan de basis ligt van de ATP-synthese.