18.4 Regeling van eiwitten in een cel2425
18.4 Regeling van eiwitten in een cel
Lesduur is: 50 minOnderdelen in deze les
18.4 Regeling van eiwitten in een cel
Doel 18.4 Regeling van eiwitvorming in een cel
- Je beschrijft de afbraak van eiwitten in de cel
- Je legt de remming van eiwitvorming door rna-interferentie uit
- Je legt uit hoe rna-interferentie beschermt tegen infectie door virussen
- Je legt uit hoe bacterien zich beschermen tegen bacteriofagen en beschrijft toepassingen van CRISPR-Cas.
begrippen: proteasoom, micro-RNA, si-RNA, spacer en....
Eiwit afvalverwerking
Eiwit afvalverwerking
Proteasoom: eiwitcomplex dat eiwitmoleculen vernietigt.
Ubiquitine wordt (door enzymen) aan eiwitten gekoppeld die vernietigd moeten worden. Dit wordt herkend door het proteasoom: het eiwit wordt afgebroken en ubiquitine komt weer vrij. Kost energie.
Hoe kan een cel de eiwitvorming remmen?
- oplossing: blokkeer het mRNA
- dit heet: RNA-interferentie
- dit gebeurt door een speciaal soort RNA: dit heet RNAi (interferentie RNA)
- er zijn 2 soorten: miRNA (micro RNA) en siRNA (small interfering RNA)
RNA interferentie
RNA interferentie: binden van kleine RNA fragmenten aan mRNA waardoor translatie niet meer mogelijk is
siRNA: small interfering RNA: wordt gebruikt als afweer tegen virus RNA
miRNA: micro-RNA gemaakt door de cel zelf om de translatie te remmen
1. siRNA
1. Cel wordt geinfecteerd door
een RNA virus (ss of ds)
ss = enkelstrengs
ds = dubbelstrengs
siRNA
2. (ssRNA wordt ds RNA)
als het RNA enkelstrengs is,
wordt het eerst dubbelstrengs
gemaakt (staat niet in het
plaatje)
siRNA
3. De cel bemerkt de aanwezig-
heid van dsRNA en maakt
enzym aan: dicer
Dicer is een nuclease, dit
verbreekt koppelingen tussen
nucleotiden (RNA)
siRNA
4. Dicer knipt het dsRNA in stukjes
siRNA (small interfering RNA's)
siRNA
5. Helicase verbreekt siRNA in
ssRNA
siRNA
6. Enkelstrengs siRNA bindt
aan een RISC eiwit (siRISC)
dat is een speciaal
eiwitcomplex, genaamd
RNA-induced silencing
complex
siRNA
7. Bij binding van het siRISC
aan virusRNA knipt het RISC
eiwit het virus RNA -> dat wordt
inactief
2. miRNA
1. Primair mi-RNA (microRNA)
wordt gemaakt in de celkern
(transciptie)
miRNA
2. miRNA heeft palindroom delen
die er voor zorgen dat er een
haarspeld vorm ontstaat
palindroom = gespiegeld
miRNA
2. miRNA heeft palindroom delen
die er voor zorgen dat er een
haarspeld vorm ontstaat
miRNA
3. primair miRNA verlaat
de celkern
miRNA
4. Dicer knipt het primair miRNA in
stukjes ds miRNA
miRNA
5. ds miRNA wordt door helicase omgezet in ss miRNA
miRNA
6. RISC bindt aan ss miRNA,
er ontstaat miRISC
miRNA
7. Bij binding van het miRISC
aan mRNA knipt het RISC
eiwit het mRNA -> inactief
Filmpjes siRNA en miRNA
Vond je dit nog lastig? Wil je extra uitleg? Wil je het allemaal graag voor je zien?
Kijk de filmpjes op de volgende dia's:
RNA intereferentie (5min)
Generation of siRNA en miRNA (7min)
Waarvoor staat de afkorting miRNA?
medium interfering RNA
micro RNA
messenger insert RNA
micro interfering RNA
Wat is NIET waar over siRNA
siRNA is afkomstig van een virus
siRNA wordt enkelstrengs gemaakt door het enzym helicase
siRNA kan zowel dubbelstrengs als enkelstrengs zijn
siRNA wordt afgebroken door het RISK eiwit
Wat is NIET waar over miRNA
Dicer knipt miRNA in stukjes enkelstrengs miRNA
Enkelstrengs miRNA bindt aan RISK
Het RISK-miRNA complex bindt aan mRNA en breekt mRNA af
miRNA wordt door de cel zelf gemaakt
Beschrijf zoveel mogelijk verschillen tussen regeling translatie door miRNA en door siRNA
Crispr-Cas
Bij crispr-cas worden gericht wijzigingen aangebracht in genen van een organisme. Dat noem je met een Engels woord gene editing.
Gen therapie
Ging dat te snel?
CRISPR-CAS in kleine stapjes op de volgende dia's
CRISPR-Cas en ethiek
Chinese wetenschapper claimt
bij een tweeling met HIV besmette
vader het gen uitgeschakeld te
hebben waar het HIV virus op bindt.
Faag infecteert bacterie
Lytische cyclus
Faag DNA blijft gescheiden van het bacterie DNA
Faag infecteert bacterie
Lysogene cyclus
Faag DNA wordt geïntegreerd in het bacterie DNA
Bacterie bewaart faag DNA
De spacers zijn stukken DNA van eerdere besmettingen.
Er tussenin zit palindroom DNA (CRISPR)
Bacterie bewaart faag DNA
Bij transcriptie van het CRISPR locus wordt CRISPR RNA gevormd
Bacterie bewaart faag DNA
Bij transcriptie en translatie van de Cas (Crispr ASsociated) genen worden een helicase en een nuclease Cas9 gevormd
Bacterie bewaart faag DNA
Het CRISPR-RNA wordt geknipt in stukjes met steeds een spacer en een palindroom stuk: gids RNA
Bacterie bewaart faag DNA
Gids-RNA gecombineerd met Cas9 vormt een bacteriofaag herkennings- en afbraakcomplex.
Bacterie bewaart faag DNA
Helicase splitst het virus DNA naar enkelstrengs, het gidsRNA herkent een specifiek stuk bacteriofaag DNA en Nuclease Cas9 knipt het faag-DNA stuk.
CRISPR-Cas gentechnologie
Door het injecteren van een
CRISPR-Cas complex in een
cel kun je specifieke genen
opsporen (doordat je een
specifiek gidsDNA gebruikt).
Dat gen kun je eruit knippen
en indien gewenst een ander
gen terug plaatsen.
CRISPR-Cas gentechnologie
Als een target-gen wordt geknipt wordt het daarna door de cel hersteld maar meestal verkeerd: er ontstaat een knock-out gen. Je kunt dan de functie van het gen onderzoeken.
Veel onderzoek bij muizen: knock-out muizen.
Leg uit hoe je de functie van een gen kunt onderzoeken met behulp van knock-out muizen
CRISPR-Cas gentechnologie
Je kunt zelfs een defect gen knippen en een nieuw gen toevoegen als gentherapie.
Wat is de biologische functie (oorspronkelijk) van het Crispr-Cas-systeem?
afweer van bacteriën
het verwijderen van ongewenst DNA
koppelen van DNA aan RNA
afweersysteem van virussen
Wat is crispr-cas voor techniek?
Bij crispr-cas worden wijzigingen aangebracht in bestaande genen van een organisme.
het gebruik van gene-editingtechnieken om kapotte genen te repareren.
organismen worden gebruikt om producten te maken voor de mens zonder DNA verandering.
test dat DNA uit cellen onderzoekt.
Wat is nu mogelijk met behulp van Crispr-Cas9? (meerdere antwoorden mogelijk)
Stimuleren van de menselijke afweer
Op elke gewenste plek knippen in DNA
'foute' genen in DNA verwijderen en vervangen
Virussen bestrijden die zich in ons DNA inbouwen
Wat doet CRISPR? En wat doet Cas?
CRISPR knipt het virale DNA, Cas zorgt voor gids-RNA
CRISPR bevat viraal DNA als gids, Cas knipt het virale DNA
CRISPR knipt het virale DNA, Cas plakt het virale DNA
Geen idee
Wat wordt er weggeknipt bij CRISPR-Cas?
Embryo
RNA
Gen
DNA-streng
Voor welk type enzymen codeert het CAS gen?
helicase en ligase
helicase en nuclease
ligase en nuclease
ligase en polymerase
Doel 18.4 Regeling van eiwitvorming in een cel
- Je beschrijft de afbraak van eiwitten in de cel
- Je legt de remming van eiwitvorming door rna-interferentie uit
- Je legt uit hoe rna-interferentie beschermt tegen infectie door virussen
- Je legt uit hoe bacterien zich beschermen tegen bacteriofagen en beschrijft toepassingen van CRISPR-Cas.
begrippen: proteasoom, micro-RNA, si-RNA, spacer en....
Maak paragraaf 18.4 af