Werkcolleges Gezonde Zieke Cellen I
WC1 Extra oefenopdrachten
Opdracht 1: geef argumenten voor de (on)juistheden van de volgende uitspraken:
Bij de translatie van een eukaryotisch boodschapper RNA wordt elk codon van het boodschapper
RNA vertaald in een aminozuur
Niet elk codon wordt vertaald in een boodschapper molecuul. Er bestaan ook zogenaamde
stopcodons, dit is een codon (dus een aminozuursequentie van 3 aminozuren) waarbij geen
aminozuur past. In andere woorden, er bestaat geen tRNA molecuul met een gebonden aminozuur
dat kan binden aan dit codon. Dit wordt een stopcodon genoemd omdat het translatie proces stopt
nadat een ribosoom / tRNA zo’n stopcodon is tegengekomen. Dit codon wordt dus niet vertaalt in een
aminozuur.
Je hebt ook een bepaalde aminozuursequentie dat de initiatie van de translatie bepaalt, dit worden
startcodons genoemd. Het startcodon (AUG) wordt wel vertaalt in een aminozuur, namelijk
methionine, maak dit aminozuur wordt er vaak na de translatie afgeknipt.
,Een α-helix structuur met de aminozuurvolgorde ‘ile-his-val-asp-leu-asn-ile-arg-leu-lys-ala-ser-phe-
glu-gly-asp-ala-arg-leu’ is geschikt om een membraan te doorkruizen.
Ile = isoleucine niet-polair
His = histidine positief geladen
Val = valine niet polair
Asp = asparagine zuur negatief geladen
Leu = leucine niet polair
Asn = asparagine ongeladen polair
Arg = arginine positief geladen
Lys = lysine positief geladen
Ala = alanine niet-polair
Ser = serine ongeladen polair
Phe = fenylalanine niet-polair
Glu = glutamine zuur negatief geladen
Gly = glycine niet-polair
Het is een α-helix structuur dus er zal een waterstofbrug gevormd worden tussen elke 4 aminozuren
C=O groep van aminozuur 1 met N-H groep van aminozuur 4.
Een membraan is opgebouwd uit lipofielen en stoot water af. Als een α-helix dus een membraan wil
doorkruisen, moet het vooral niet-polaire / hydrofobe zijketens hebben. Alleen de aminozuren
isoleucine, valine, leucine, alanine, fenylalanine en glycine hebben niet-polaire en dus hydrofobe
zijketens. Als je kijkt naar de α-helix structuur in zijn geheel, zal de helix meer hydrofiele / polaire
zijketens hebben dan hydrofobe / niet-polaire zijketens. Een α-helix met deze aminozuurvolgorde zal
dus niet het celmembraan kunnen doorkruizen.
Uit het pre-mRNA (ook wel primair transcript genoemd) van een gen kunnen eiwitten gemaakt worden
die functioneel van elkaar verschillen
Het pre-mRNA is het mRNA dat zich nog in de kern bevindt voor het RNA-processing. Tijdens de
RNA-processing vinden de volgende handelingen plaats; allereerst wordt er een cap toegevoegd aan
het 5’ uiteinde, vervolgens vindt RNA splicing plaats waarbij de intronen uit het pre-mRNA worden
geknipt en de overgebleven exonen worden aan elkaar verbonden, als laatste vindt nog de
polyadenylatie plaats aan het 3’ uiteinde. De functie van RNA processing is vooral het stabiliseren en
het herkenbaar maken van het mRNA. Doordat het mRNA herkenbaar wordt gemaakt door de cap en
de adenine staart zorgt RNA processing ook voor de export van het RNA molecuul naar buiten de
kern. Met andere woorden, door de cap, verwijderde exonen en adenine staart wordt het molecuul
herkent als een gereed RNA molecuul en zal het uit de kern getransporteerd worden, waar het
getransleerd kan worden.
RNA splicing is het proces waarbij de intronen eruit worden geknipt en de exonen aan elkaar geplakt
worden. Het pre-mRNA wordt niet altijd op dezelfde manier geknipt en de exonen zullen dus ook niet
altijd op dezelfde manier aan elkaar gekoppeld worden. Als de volgorde van de exonen anders is, is
de sequentie van de nucleotiden ook anders. Dit leid tot een andere aminozuursequentie en
uiteindelijk een ander functioneel eiwit.
Uit het pre-mRNA van één gen kunnen dus verschillende soorten functionele eiwitten gemaakt
worden. Dit wordt alternatieve splicing genoemd
,Niet-covalente bindingen zijn te zwak om de drie-dimensionele structuur van een eiwit te beïnvloeden
Deze stelling is onjuist. De drie-dimensionele structuur van een eiwit wordt juist bepaald door de niet-
covalente bindingen. Ionbindingen (elektrostatische krachten), waterstofbruggen en van der Waals
krachten helpen mee met de vouwing van het eiwit. Een enkele niet-covalente binding is erg zwak,
maar alle deze bindingen samen tussen de zijketens van aminozuren zorgen voor een sterke binding.
Deze sterke binding stabiliseert en bepaalt de drie-dimensionele structuur van het eiwit.
Opdracht 2: bepaling welk aminozuur aanwezig is aan het uiteinde van een gevormd stukje eiwit
De nucleotidevolgorde 5’-TTACGATCGAGCGACTGCATT-3’ in DNA wordt gebruikt als matrijs om
mRNA te synthetiseren, wat vervolgens in een eiwit wordt vertaald. Welk aminozuur zit er aan het C-
terminale uiteinde van het gevormde stukje eiwit?
Neem aan dat het mRNA wordt vertaald zonder noodzaak voor een startcodon. Maar verder voor het
vinden van het juiste antwoord gebruik van de getoonde genetische code hieronder:
A. Leucine (leu)
B. Isoleucine (ile)
C. Asparagine (asn)
D. Serine (ser)
De matrijsstreng is de streng die gebruikt wordt voor de synthese van mRNA. De andere
complementaire streng heet dan de coderende streng en die streng is bijna identiek aan het ontstane
mRNA.
De matrijsstreng wordt in de richting 3’ 5’ afgelezen, zodat het mRNA molecuul gesynthetiseerd
wordt in de richting 5’ 3’, een nieuwe nucleotide kan namelijk alleen ingebouwd worden aan de 3’
kant. Een nieuw aminozuur wordt altijd gekoppeld aan de C-terminus, want bij een
aminozuurkoppeling wordt de peptidebinding gemaakt tussen de C=O groep van de al bestaande
aminozuurketen en de N-H groep van het losse aminozuur. Het C-terminale uiteinde zal zich dus
bevinden aan het einde van het gevormde stukje eiwit.
Het mRNA molecuul ziet er als volgt uit:
5’-AAUGCAGUCGCUCGAUCGUAA-3’
Een mRNA molecuul en de codons worden afgelezen in de 5’ 3’ richting. Het aminozuur aan het C-
terminale uiteinde wordt dus gevormd door een codon aan de 3’ kant. Het laatste codon 5’-UAA-3’
codeert voor het stopcodon. Het codon voor dit stopcodon codeert voor het aminozuur aan het C-
terminale uiteinde. Dit is het codon 5’-UCG-3’ en in de tabel zien we dat het aminozuur serine bij dit
codon hoort.
, WC2 Gestructureerde zelfstudie over aandoeningen
- Osteogenesis imperfecta
- Marfan syndroom
- Sikkelcelanemie
- Erfelijke sferocytose
Beschrijf voor elk van deze aandoeningen:
1. Welk lichaamseiwit niet goed functioneert
2. Waardoor dat wordt veroorzaakt
3. Wat de normale functie van het defecte eiwit is
4. Hoe de afwijking in het eiwit leidt tot de ziekteverschijnselen
Ook gebruik maken van www.erfelijkheid.nl
Osteogenesis imperfecta:
1. Collageen eiwit
2. Mutaties in de genen die coderen voor de α1 en α2 ketens van collageen type 1
3. Normaal gesproken zorgt collageen voor de cohesie en regeneratie van bindweefsel
4. Collageen kan bindweefsel niet verstevigen / stabiliseren fragiel skelet
Marfan syndroom:
1. Fibrilline-1 eiwit
2. Een missense mutatie op het FBN1 gen en over-activering van TGF-β
3. Normale functie van fibrilline-1 is zorgen voor elasticiteit van weefsels & vasthouden van TGF-
β, normale functie TGF-β is het activeren van zelfafbraak systeem van de cel
4. Cardiovasculaire laesies doordat gladspierweefsel snel wordt afgebroken door overmatige
activering van TGF-β
Sikkelcelanemie
1. Hemoglobine A (HbA), dat wordt namelijk ‘overwonnen’ door hemoglobine S (HbS)
2. Puntmutatie in het gen dat codeert voor β-globine, ipv HbA ontstaat er HbS
3. Normale functie van hemoglobine is het vervoeren van zuurstof
4. ….
Erfelijke sferocytose:
1. Actine, spectrine en ankyrine in het membraanskelet
2. Door mutaties in de genen die coderen voor deze eiwitten, zijn vaak mutaties waardoor het
stopcodon vroegtijdig wordt bereikt waardoor er helemaal geen eiwit ingebouwd wordt
3. Normale functie van de eiwitten zijn het behouden van de normale vorm van een rode
bloedcel
4. Doordat het membraanskelet afgebroken wordt, ….
WC1 Extra oefenopdrachten
Opdracht 1: geef argumenten voor de (on)juistheden van de volgende uitspraken:
Bij de translatie van een eukaryotisch boodschapper RNA wordt elk codon van het boodschapper
RNA vertaald in een aminozuur
Niet elk codon wordt vertaald in een boodschapper molecuul. Er bestaan ook zogenaamde
stopcodons, dit is een codon (dus een aminozuursequentie van 3 aminozuren) waarbij geen
aminozuur past. In andere woorden, er bestaat geen tRNA molecuul met een gebonden aminozuur
dat kan binden aan dit codon. Dit wordt een stopcodon genoemd omdat het translatie proces stopt
nadat een ribosoom / tRNA zo’n stopcodon is tegengekomen. Dit codon wordt dus niet vertaalt in een
aminozuur.
Je hebt ook een bepaalde aminozuursequentie dat de initiatie van de translatie bepaalt, dit worden
startcodons genoemd. Het startcodon (AUG) wordt wel vertaalt in een aminozuur, namelijk
methionine, maak dit aminozuur wordt er vaak na de translatie afgeknipt.
,Een α-helix structuur met de aminozuurvolgorde ‘ile-his-val-asp-leu-asn-ile-arg-leu-lys-ala-ser-phe-
glu-gly-asp-ala-arg-leu’ is geschikt om een membraan te doorkruizen.
Ile = isoleucine niet-polair
His = histidine positief geladen
Val = valine niet polair
Asp = asparagine zuur negatief geladen
Leu = leucine niet polair
Asn = asparagine ongeladen polair
Arg = arginine positief geladen
Lys = lysine positief geladen
Ala = alanine niet-polair
Ser = serine ongeladen polair
Phe = fenylalanine niet-polair
Glu = glutamine zuur negatief geladen
Gly = glycine niet-polair
Het is een α-helix structuur dus er zal een waterstofbrug gevormd worden tussen elke 4 aminozuren
C=O groep van aminozuur 1 met N-H groep van aminozuur 4.
Een membraan is opgebouwd uit lipofielen en stoot water af. Als een α-helix dus een membraan wil
doorkruisen, moet het vooral niet-polaire / hydrofobe zijketens hebben. Alleen de aminozuren
isoleucine, valine, leucine, alanine, fenylalanine en glycine hebben niet-polaire en dus hydrofobe
zijketens. Als je kijkt naar de α-helix structuur in zijn geheel, zal de helix meer hydrofiele / polaire
zijketens hebben dan hydrofobe / niet-polaire zijketens. Een α-helix met deze aminozuurvolgorde zal
dus niet het celmembraan kunnen doorkruizen.
Uit het pre-mRNA (ook wel primair transcript genoemd) van een gen kunnen eiwitten gemaakt worden
die functioneel van elkaar verschillen
Het pre-mRNA is het mRNA dat zich nog in de kern bevindt voor het RNA-processing. Tijdens de
RNA-processing vinden de volgende handelingen plaats; allereerst wordt er een cap toegevoegd aan
het 5’ uiteinde, vervolgens vindt RNA splicing plaats waarbij de intronen uit het pre-mRNA worden
geknipt en de overgebleven exonen worden aan elkaar verbonden, als laatste vindt nog de
polyadenylatie plaats aan het 3’ uiteinde. De functie van RNA processing is vooral het stabiliseren en
het herkenbaar maken van het mRNA. Doordat het mRNA herkenbaar wordt gemaakt door de cap en
de adenine staart zorgt RNA processing ook voor de export van het RNA molecuul naar buiten de
kern. Met andere woorden, door de cap, verwijderde exonen en adenine staart wordt het molecuul
herkent als een gereed RNA molecuul en zal het uit de kern getransporteerd worden, waar het
getransleerd kan worden.
RNA splicing is het proces waarbij de intronen eruit worden geknipt en de exonen aan elkaar geplakt
worden. Het pre-mRNA wordt niet altijd op dezelfde manier geknipt en de exonen zullen dus ook niet
altijd op dezelfde manier aan elkaar gekoppeld worden. Als de volgorde van de exonen anders is, is
de sequentie van de nucleotiden ook anders. Dit leid tot een andere aminozuursequentie en
uiteindelijk een ander functioneel eiwit.
Uit het pre-mRNA van één gen kunnen dus verschillende soorten functionele eiwitten gemaakt
worden. Dit wordt alternatieve splicing genoemd
,Niet-covalente bindingen zijn te zwak om de drie-dimensionele structuur van een eiwit te beïnvloeden
Deze stelling is onjuist. De drie-dimensionele structuur van een eiwit wordt juist bepaald door de niet-
covalente bindingen. Ionbindingen (elektrostatische krachten), waterstofbruggen en van der Waals
krachten helpen mee met de vouwing van het eiwit. Een enkele niet-covalente binding is erg zwak,
maar alle deze bindingen samen tussen de zijketens van aminozuren zorgen voor een sterke binding.
Deze sterke binding stabiliseert en bepaalt de drie-dimensionele structuur van het eiwit.
Opdracht 2: bepaling welk aminozuur aanwezig is aan het uiteinde van een gevormd stukje eiwit
De nucleotidevolgorde 5’-TTACGATCGAGCGACTGCATT-3’ in DNA wordt gebruikt als matrijs om
mRNA te synthetiseren, wat vervolgens in een eiwit wordt vertaald. Welk aminozuur zit er aan het C-
terminale uiteinde van het gevormde stukje eiwit?
Neem aan dat het mRNA wordt vertaald zonder noodzaak voor een startcodon. Maar verder voor het
vinden van het juiste antwoord gebruik van de getoonde genetische code hieronder:
A. Leucine (leu)
B. Isoleucine (ile)
C. Asparagine (asn)
D. Serine (ser)
De matrijsstreng is de streng die gebruikt wordt voor de synthese van mRNA. De andere
complementaire streng heet dan de coderende streng en die streng is bijna identiek aan het ontstane
mRNA.
De matrijsstreng wordt in de richting 3’ 5’ afgelezen, zodat het mRNA molecuul gesynthetiseerd
wordt in de richting 5’ 3’, een nieuwe nucleotide kan namelijk alleen ingebouwd worden aan de 3’
kant. Een nieuw aminozuur wordt altijd gekoppeld aan de C-terminus, want bij een
aminozuurkoppeling wordt de peptidebinding gemaakt tussen de C=O groep van de al bestaande
aminozuurketen en de N-H groep van het losse aminozuur. Het C-terminale uiteinde zal zich dus
bevinden aan het einde van het gevormde stukje eiwit.
Het mRNA molecuul ziet er als volgt uit:
5’-AAUGCAGUCGCUCGAUCGUAA-3’
Een mRNA molecuul en de codons worden afgelezen in de 5’ 3’ richting. Het aminozuur aan het C-
terminale uiteinde wordt dus gevormd door een codon aan de 3’ kant. Het laatste codon 5’-UAA-3’
codeert voor het stopcodon. Het codon voor dit stopcodon codeert voor het aminozuur aan het C-
terminale uiteinde. Dit is het codon 5’-UCG-3’ en in de tabel zien we dat het aminozuur serine bij dit
codon hoort.
, WC2 Gestructureerde zelfstudie over aandoeningen
- Osteogenesis imperfecta
- Marfan syndroom
- Sikkelcelanemie
- Erfelijke sferocytose
Beschrijf voor elk van deze aandoeningen:
1. Welk lichaamseiwit niet goed functioneert
2. Waardoor dat wordt veroorzaakt
3. Wat de normale functie van het defecte eiwit is
4. Hoe de afwijking in het eiwit leidt tot de ziekteverschijnselen
Ook gebruik maken van www.erfelijkheid.nl
Osteogenesis imperfecta:
1. Collageen eiwit
2. Mutaties in de genen die coderen voor de α1 en α2 ketens van collageen type 1
3. Normaal gesproken zorgt collageen voor de cohesie en regeneratie van bindweefsel
4. Collageen kan bindweefsel niet verstevigen / stabiliseren fragiel skelet
Marfan syndroom:
1. Fibrilline-1 eiwit
2. Een missense mutatie op het FBN1 gen en over-activering van TGF-β
3. Normale functie van fibrilline-1 is zorgen voor elasticiteit van weefsels & vasthouden van TGF-
β, normale functie TGF-β is het activeren van zelfafbraak systeem van de cel
4. Cardiovasculaire laesies doordat gladspierweefsel snel wordt afgebroken door overmatige
activering van TGF-β
Sikkelcelanemie
1. Hemoglobine A (HbA), dat wordt namelijk ‘overwonnen’ door hemoglobine S (HbS)
2. Puntmutatie in het gen dat codeert voor β-globine, ipv HbA ontstaat er HbS
3. Normale functie van hemoglobine is het vervoeren van zuurstof
4. ….
Erfelijke sferocytose:
1. Actine, spectrine en ankyrine in het membraanskelet
2. Door mutaties in de genen die coderen voor deze eiwitten, zijn vaak mutaties waardoor het
stopcodon vroegtijdig wordt bereikt waardoor er helemaal geen eiwit ingebouwd wordt
3. Normale functie van de eiwitten zijn het behouden van de normale vorm van een rode
bloedcel
4. Doordat het membraanskelet afgebroken wordt, ….
