V5 Thema 4 DNA B5 Genexpressie

Thema 4 DNA

B5
Genexpressie

1 / 36
next
Slide 1: Slide
BiologieMiddelbare schoolvwoLeerjaar 5

This lesson contains 36 slides, with interactive quizzes, text slides and 2 videos.

time-iconLesson duration is: 120 min

Items in this lesson

Thema 4 DNA

B5
Genexpressie

Slide 1 - Slide

Leerdoelen B5
  • Je kunt verschillende manieren van genregulatie beschrijven bij prokaryoten

  • Je kunt verschillende manieren van genregulatie beschrijven bij eukaryoten

  • Je kunt beschrijven wat het belang is van genexpressie voor zelfregulatie en zelforganisatie van een organisme

Slide 2 - Slide

Begrippen B5 Genexpressie
  • Genregulatie
  • Genexpressie
  • Structuurgenen
  • Regulatorgenen
  • Stamcellen: omnipotent, pluripotent, multipotent
  • Apoptose
  • Genregulatie volwassen eukaryoot: activator, repressor, histonbinding, DNA-methylering, RNA-processing (splicing), RNA-interferentie
  • Epigenetica

Slide 3 - Slide

Slide 4 - Video

genregulatie / genexpressie
Genregulatie
het aan- en uitzetten van een gen

Genexpressie
de informatie van het DNA wordt overgeschreven tot RNA, waarvan de code door translatie kan worden omgezet tot een eiwit

Slide 5 - Slide

doel van genregulatie
* variatie in intensiteit van genexpressie (tot uiting komen)

- enzymen nodig voor basisfunctie cel                    altijd expressie
- enzymen voor specifieke functie cel             niet altijd expressie

* voorkomen van verspilling grondstoffen en energie

Slide 6 - Slide

OPERON: 
- stuk DNA waarin regulatorgen, promotor en structuurgenen liggen 
- alle genen die vorming van eiwit reguleren 
- alleen bij prokaryoten

REPRESSIE:
- structuurgenen z, y, a
- geen lactose, geen transcriptie
- repressor blokkeert operator
- RNA polymerase geblokkeerd
- regulatorgen codeert voor repressor

Slide 7 - Slide



OPHEFFING REPRESSIE:
- inductor lactose bindt repressor
- repressor kan operator niet meer blokkeren
- RNA polymerase leest structuurgenen z, y, a
- transcriptie van mRNA 
- eiwitsynthese van enzymen voor vertering lactose

Slide 8 - Slide

genregulatie in een prokaryoot 
(structuur)-genen staan uit
genregulatie in een prokaryoot 
(structuur)-genen staan aan
structuurgenen bevatten de informatie voor eiwitten

Slide 9 - Slide

Repressor/corepressor
Repressors kunnen inactief worden gemaakt:
- Inductor bindt repressor waardoor operator vrijkomt

Of actief worden gemaakt:
- molecuul bindt aan corepressor
- repressor bindt aan operator

Slide 10 - Slide

Termen
Genregulatie:        het aan- of uitzetten van een gen
Genexpressie:      wanneer een gen aan staat, kan door transcriptie RNA
                                      ontstaan en door translatie een eiwit
Structuurgenen: genen in prokaryoten die de informatie bevatten voor vorming van eiwit
Regulatorgenen: genen die ervoor zorgen dat de juiste genen op het juiste moment en de juiste plaats tot expressie komen

- repressor (prokaryoot)
- activeren of remmen m.b.v. eiwitten (eukaryoot)

Slide 11 - Slide

Maak opdracht 28 en 29

Slide 12 - Slide

Slide 13 - Video

genexpressie is belangrijk voor specialisatie cellen
(= celdifferentiatie = elke cel zijn eigen vorm en functie)

Slide 14 - Slide

Genregulatie eukaryoot  stamcellen
Alle +/- 220 celtypen in een volwassen mens zijn ontstaan uit stamcellen - cellen die nog niet (volledig) zijn gespecialiseerd.
Zaadcelmoedercellen, eicelmoedercellen, stamcellen en kankercellen kunnen zich onbeperkt blijven delen door het enzym telomerase, wat een telomeer weer langer kan maken.

Typen: Omnipotent/totipotent, pluripotent, multipotent --> zie afbeelding.

Slide 15 - Slide

Telomerase
  • Zaadcelmoedercellen, eicelmoedercellen, stamcellen en kankercellen blijven onbeperkt delen
  • Telomerase maakt telomeer weer lang
  • Gebruikt RNA-deel om DNA te vormen
  • In meeste cellen onderdrukt

Slide 16 - Slide

Genregulatie en celdifferentiatie in embryonale stamcellen

Slide 17 - Slide

Regulatie van de genexpressie tijdens ontwikkeling van een fruitvlieg

Slide 18 - Slide

regulatie embryonale ontwikkeling

Slide 19 - Slide

Apoptose
= Geprogrammeerde celdood. 
Wanneer een cel ongewenst is, zullen enzymen de cel doden. Elke cel cel bevat deze enzymen, die hun werk doen zodra ze worden geactiveerd. 

Ongewenste cellen kunnen cellen zijn met een fout of in de embryonale ontwikkeling --> afbeelding.
Het cytoskelet wordt afgebroken en het DNA van de cel wordt in stukjes geknipt.

Slide 20 - Slide

Voorbeelden apoptose

Slide 21 - Slide

Maak opdracht 30 t/m 34

Slide 22 - Slide

Genregulatie bij volwassen organismen

Ook bij volwassen eukaryoten is de genexpressie afhankelijk van het milieu van de cel en de functie van de cel.

Slide 23 - Slide

Genregulatie bij eiwitsynthese

Alle stappen in de genexpressie kunnen worden gereguleerd, belangrijkste is het wel/niet laten plaatsvinden van RNA-transcriptie (transcriptional control in de afbeelding hiernaast).


Slide 24 - Slide

Andere manieren van genregulatie bij volwassen organisme
Volgende typen genregulatie komen nu aan bod: 

- Activator 
- Repressor 
- Histonbinding 
- DNA-methylering 
- RNA-processing (splicing) 
- RNA-interferentie met miRNA

Slide 25 - Slide

Activator / repressor
RNA-polymerase heeft de hulp nodig van transcriptiefactoren om de transcriptie te kunnen beginnen.

-Activators binden aan een specifieke DNA-sequentie genaamd enhancer.

-Repressors binden aan bepaalde sequenties in het DNA en blokkeren daardoor de

Slide 26 - Slide

Histonbinding +
DNA-methylering
Bepaalde stoffen kunnen de histonen ertoe aanzetten om het DNA steviger of juist losser te binden: dat bepaalt de mate waarin het DNA is af te lezen.

Als het DNA op bepaalde plaatsen niet meer is af te lezen omdat er methylgroepen (meestal aan cytosine) zijn gebonden, noem je dat DNA-methylering. De volgorde van nucleotiden verandert niet, dit kan wel worden doorgegeven aan het nageslacht!

Slide 27 - Slide

Slide 28 - Slide

Epigenetica
De wetenschap van de epigenetica houdt zich bezig met het bestuderen van omkeerbare veranderingen in de activiteit van genen, die niet het gevolg zijn van veranderingen in de nucleotidevolgorde in het DNA.
Dus o.a. de histonbinding en DNA-methylering uit de vorige slide. Een voorbeeld hiervan is de hongerwinter: kinderen die geboren zijn uit moeders die de hongerwinter doormaakten, kunnen spaarzamer omgaan met de voedingsstoffen die zij binnenkrijgen

Slide 29 - Slide

Alternatieve splicing
Zoals al in Basisstof 3 genoemd, zijn er verschillende mogelijkheden voor splicing van een pre-mRNA-molecuul. Hierdoor kunnen verschillende mRNA-moleculen worden gevormd en kan één gen coderen voor verschillende eiwitten. 
De omgeving en functie van de cel bepaalt welk eiwit er wordt gemaakt.

Slide 30 - Slide

RNA-interferentie 
(RNAi)
Ten slotte het laatste type genregulatie: RNA-interferentie of RNAi. Een kort type RNA: micro-RNA (miRNA) remt de expressie van genen door het afbreken of blokkeren van mRNA-moleculen zodat geen translatie kan plaatsvinden.

Hierna komen nog twee opdrachten, een korte samenvatting en twee filmpjes. Vervolgens het huiswerk voor dinsdag 12/01.

Slide 31 - Slide

Maak opdracht 35 t/m 37

Neem daarna Leefwereldcontext 'Verandering van 
vachtkleur' door en maak opdracht 38 

Oefen de flitskaarten en controleer je leerdoelen met Test Jezelf

Slide 32 - Slide

Het aan- en uitzetten van een gen
A
genexpressie
B
genregulatie

Slide 33 - Quiz

wanneer een gen aan staat, kan door transcriptie RNA ontstaan en door translatie een eiwit
A
genexpressie
B
genregulatie

Slide 34 - Quiz

Wat zijn regulatorgenen?

Slide 35 - Open question

Wat zijn structuurgenen?

Slide 36 - Open question