Bouw van DNA en RNA (Biologie vwo), les 1: Uitleg
MOLECULAIR · DNA EN RNA
Bouw van DNA en RNA
Examenstof biologie vwo
Lesduur is: 45 minIntroductie
Onderdelen in deze les
MOLECULAIR · DNA EN RNA
Bouw van DNA en RNA
Examenstof biologie vwo
Les 1 van 3: uitleg. Les 2 is de examentraining, les 3 de terugblik met quiz. Syllabus: M1.1 (B1). Image credit: Flocci Nivis / Wikimedia Commons, CC BY 4.0
MOLECULAIR · DNA EN RNA
Wat ga je kunnen?
Ik kan de bouw en functie van DNA, mRNA, tRNA en rRNA beschrijven en uitleggen hoe je een basenvolgorde bepaalt.
Deze slide heeft geen instructies
Welke woorden horen bij: de bouw van DNA en RNA?
Verwacht: DNA, RNA, nucleotide, dubbele helix, basen, A T C G, chromosoom, gen, eiwit, kern. Koppel de woorden aan de begrippen van de les: nucleotide, basenparing, histon, mRNA, tRNA, rRNA, PCR. Veelgemaakte misvatting: DNA en RNA zijn hetzelfde molecuul met een andere naam. Dat komt in blok 2 terug.
Een nucleotide en een keten van nucleotiden
MOLECULAIR · DNA EN RNA
Nucleotiden: de bouwstenen
DNA en RNA zijn nucleïnezuren: lange ketens van nucleotiden.
Een nucleotide heeft een fosfaatgroep, een suiker en een stikstofbase.
In DNA komen vier basen voor: A (adenine), T (thymine), C (cytosine) en G (guanine).
Het atoom fosfor (P) zit alleen in de fosfaatgroep. Suiker en fosfaat vormen de ruggengraat.
Syllabus M1.1 punt 1: nucleïnezuur, nucleotide, atoom en molecuul. Een nucleotide is een molecuul van de atoomsoorten C, H, O, N en P. Alleen de fosfaatgroep bevat fosfor. Nucleotiden hangen via suiker en fosfaatgroep aan elkaar in een suiker-fosfaatruggengraat; de stikstofbasen steken zijwaarts uit. Veelgemaakte fout: denken dat de basen de ruggengraat vormen. Image credit: Eigen schema, LessonUp
Dubbelstrengs DNA met basenparen en waterstofbruggen
MOLECULAIR · DNA EN RNA
Basenparing en de dubbele helix
Dubbelstrengs DNA bestaat uit twee strengen die samen een dubbele helix vormen (helixstructuur).
Basenparing: A zit tegenover T, C zit tegenover G.
Tussen gepaarde basen zitten waterstofbruggen: twee bij A en T, drie bij C en G.
De volgorde van de basen is de basenvolgorde. Daarin zit de genetische code.
Syllabus M1.1 punt 1: helixstructuur, basenparing, enkelstrengs en dubbelstrengs DNA, waterstofbrug. Een waterstofbrug is een zwakke binding tussen een H-atoom van de ene base en een N- of O-atoom van de andere. Samen houden de vele bruggen de strengen bij elkaar, maar ze kunnen ook worden verbroken. Veelgemaakte fout: A met C of G met T laten paren, of denken dat de strengen met atoombindingen aan elkaar zitten. Image credit: Eigen schema, LessonUp
Van dubbelstrengs DNA naar chromosoom
MOLECULAIR · DNA EN RNA
Van DNA naar chromosoom
Eukaryoot DNA zit in de celkern, verpakt in chromosomen.
Het DNA is opgewonden om eiwitten, de histonen.
Zo past een heel lang DNA-molecuul in een kleine celkern.
Syllabus M1.1 punt 1: chromosoom en histon. Op de afbeelding zijn de histonen de bruine ovalen waar het DNA omheen ligt. Verder opwinden geeft de compacte chromosomen. Veelgemaakte fout: denken dat histonen een deel van de basenvolgorde bevatten. Histonen zijn eiwitten, geen nucleïnezuren. Image credit: Eigen schema, LessonUp
Vul in
Een nucleotide bestaat uit een fosfaatgroep, een suiker en een stikstofbase.
Fosfaatgroep en suiker vormen de ruggengraat, de stikstofbase steekt zijwaarts uit. Verwachte fout: de stikstofbase als suiker aanduiden.
Zet op volgorde, van klein naar groot
Een nucleotide is de bouwsteen, de dubbele helix is een DNA-molecuul, dat wordt om histonen gewonden en vormt een chromosoom. Verwachte fout: de dubbele helix voor de nucleotide zetten.
DNA en RNA naast elkaar
MOLECULAIR · DNA EN RNA
RNA is anders gebouwd dan DNA
RNA is net als DNA een nucleïnezuur van nucleotiden.
Een RNA-molecuul is enkelstrengs. DNA is dubbelstrengs.
RNA bevat de suiker ribose, DNA de suiker deoxyribose.
In RNA staat de base uracil (U) op de plek van thymine (T).
Syllabus M1.1 punt 2: verschillen in de bouw van DNA en RNA. Drie verschillen: suiker, base (U in plaats van T) en aantal strengen. Veelgemaakte fout: denken dat RNA ook thymine bevat of dat RNA dubbelstrengs is. Image credit: Eigen schema, LessonUp
mRNA, tRNA en rRNA
MOLECULAIR · DNA EN RNA
Vier moleculen, vier functies
DNA bewaart de erfelijke informatie in de basenvolgorde.
mRNA is een kopie van een gen en brengt de informatie uit de kern naar een ribosoom.
tRNA voert aminozuren aan naar het ribosoom.
rRNA vormt samen met eiwitten het ribosoom.
Syllabus M1.1 punt 3: functies van DNA, mRNA, tRNA en rRNA. Hoe mRNA wordt gemaakt en hoe het wordt afgelezen komt in de les over eiwitsynthese aan bod; hier gaat het om de functie. Veelgemaakte fout: mRNA en rRNA verwisselen, of denken dat tRNA de informatie van het gen draagt. Image credit: Eigen schema, LessonUp
DNA in de kern, de mitochondrien en de chloroplasten
MOLECULAIR · DNA EN RNA
Bouw past bij functie
Dubbelstrengs DNA: elke streng bepaalt via basenparing de andere, dus de informatie is te kopiëren.
mRNA is enkelstrengs en kort: een tijdelijke kopie, terwijl het DNA zelf beschermd in de kern blijft.
tRNA is enkelstrengs maar vouwt terug op zichzelf: stukjes paren en geven het een vaste vorm.
Er bestaan ook mitochondriaal DNA en chloroplast-DNA: kleine ringen in mitochondriën en chloroplasten.
Syllabus M1.1 punt 4: verband tussen molecuulstructuur en functie, en kern-DNA, mitochondriaal DNA en chloroplast-DNA. Dit is vorm-functiedenken (A11). Kern-DNA zit in chromosomen in de kern; mitochondriaal DNA en chloroplast-DNA liggen in de mitochondriën en de chloroplasten en zijn meestal kleine ringvormige moleculen. Planten hebben alle drie, dieren hebben kern-DNA en mitochondriaal DNA. Veelgemaakte fout: denken dat al het DNA van een cel in de kern zit. Image credit: Eigen schema, LessonUp
Welk molecuul vormt samen met eiwitten een ribosoom?
mRNA
tRNA
mitochondriaal DNA
rRNA
Het ribosoom bestaat uit rRNA en eiwitten. Verwachte fout: mRNA kiezen omdat dat naar het ribosoom gaat.
Noem twee bouwverschillen tussen DNA en RNA.
Goed: twee van drie, namelijk dubbelstrengs tegenover enkelstrengs, deoxyribose tegenover ribose, thymine tegenover uracil. Verwachte fout: alleen een verschil in functie noemen.
Eén cyclus van de PCR
MOLECULAIR · DNA EN RNA
PCR: DNA vermenigvuldigen
PCR maakt in korte tijd veel kopieën van één stuk DNA.
Eerst verhit je het DNA tot ongeveer 95 °C: de waterstofbruggen verbreken en er ontstaat enkelstrengs DNA.
Primers hechten aan het begin van het gewenste stuk. Hittebestendig DNA-polymerase maakt de nieuwe strengen.
Elke cyclus verdubbelt het aantal kopieën: na 3 cycli 8, na 4 cycli 16.
Syllabus M1.1 punt 5: PCR en primer; DNA-polymerase komt uit M1.2 punt 2. Een primer is een kort enkelstrengs stukje DNA dat past bij het begin van het stuk dat je wilt kopiëren. Omdat de cyclus steeds opnieuw verhit, moet het DNA-polymerase hittebestendig zijn. Veelgemaakte fout: denken dat de primers het DNA knippen. Image credit: Eigen schema, LessonUp
Een gen in een plasmide inbouwen
MOLECULAIR · DNA EN RNA
Restrictie-enzymen en plasmiden
Een restrictie-enzym herkent een bepaalde basenvolgorde en knipt het DNA op die plek.
Zo kun je een gen uit DNA knippen of een plasmide openknippen.
Een plasmide is een klein ringvormig DNA-molecuul van een bacterie, los van het chromosoom.
Zit het gen erin, dan kopieert de bacterie het plasmide bij elke celdeling mee.
Syllabus M1.1 punt 5: restrictie-enzym en plasmide. Het enzym knipt alleen waar de herkenningsvolgorde zit; daarom ontstaan er voorspelbare stukken. Het gen en het plasmide worden met hetzelfde enzym geknipt, zodat ze op elkaar passen. Veelgemaakte fout: denken dat een restrictie-enzym willekeurig knipt. Image credit: Eigen schema, LessonUp
Sequencers in een laboratorium in Shenzhen, China
MOLECULAIR · DNA EN RNA
Sequencen: de basenvolgorde lezen
Sequencen is het bepalen van de volgorde van de basen in een stuk DNA.
Een sequencer geeft de genetische code als reeks letters: A, T, C en G.
Eerst maak je vaak met PCR genoeg kopieën van het stuk DNA dat je wilt lezen.
Syllabus M1.1 punt 5: basenvolgorde, sequencen en genetische code. De basenvolgorde is de genetische code. Hoe die code in een eiwit wordt vertaald komt in de les over eiwitsynthese. Veelgemaakte fout: sequencen verwarren met PCR; PCR kopieert, sequencen leest. Image credit: Scotted400 / Wikimedia Commons, CC BY 3.0
Vul in
Voor PCR verhit je het DNA: de waterstofbruggen tussen de basen verbreken, zodat enkelstrengs DNA ontstaat.
Door verhitten verbreken de waterstofbruggen tussen de basen en vallen de strengen uit elkaar. Verwachte fout: de ruggengraat noemen.
Wat bepaal je bij sequencen?
De volgorde van de basen in een stuk DNA
De hoeveelheid DNA in een monster
Het aantal chromosomen in een cel
De vorm van het DNA-molecuul
Sequencen levert de basenvolgorde. Verwachte fout: denken dat sequencen het DNA kopieert.
Wat vond je vandaag het lastigst?
De bouw van nucleotide en dubbele helix
De verschillen tussen DNA en RNA
De functies van mRNA, tRNA en rRNA
PCR, restrictie-enzymen en sequencen
Gebruik de uitslag om het onderdeel met de meeste stemmen in de volgende les nog eens met een voorbeeld te doorlopen.
Welke vraag heb je nog over DNA en RNA?
Verzamel de vragen. Veel vragen gaan over hoe een eiwit wordt gemaakt; dat komt in de les over eiwitsynthese en genexpressie.
MOLECULAIR · DNA EN RNA
Begrippen (1/2)
nucleotide: Bouwsteen van DNA en RNA: een fosfaatgroep, een suiker en een stikstofbase. Ketens ervan zijn nucleïnezuren.
basenparing: A zit tegenover T (in RNA U) en C tegenover G. Zo vormen twee strengen een dubbele helix.
waterstofbrug: Zwakke binding tussen gepaarde basen: twee bij A en T, drie bij C en G.
histon: Eiwit waaromheen het DNA in een chromosoom is gewonden.
mRNA, tRNA en rRNA: mRNA is een kopie van een gen, tRNA voert aminozuren aan, rRNA vormt met eiwitten het ribosoom.
Deze slide heeft geen instructies
MOLECULAIR · DNA EN RNA
Begrippen (2/2)
kern-DNA, mitochondriaal DNA, chloroplast-DNA: DNA in de kern, in de mitochondriën en in de chloroplasten.
plasmide: Klein ringvormig DNA-molecuul van een bacterie, los van het chromosoom.
PCR en primer: PCR kopieert een stuk DNA. Een primer is een kort stukje DNA dat aan het begin van dat stuk hecht.
restrictie-enzym: Enzym dat DNA knipt op plekken met een bepaalde basenvolgorde.
sequencen: Het bepalen van de volgorde van de basen in een stuk DNA.
Deze slide heeft geen instructies
