Toegepaste biologie (samenvatting examen 1) PDF

Summary

This document appears to be a study guide or summary for an applied biology exam, covering topics such as the organization of the human organism, molecules within cells, and various examples of different types of molecules. It includes figures and diagrams, suggesting an emphasis on visual learning and practical applications.

Full Transcript

**HOOFDSTUK 1. Organisatie van het organisme** **[Opdracht:]** Bekijk de figuur hieronder. Benoem de verschillende niveaus in de organisatie van het menselijk lichaam. **a. atoom** - Voorbeeld: koolstofatoom, zuurstofatoom **b. (kleine) molecule** - Voorbeeld: water, O2, ureum **c. macromo...

**HOOFDSTUK 1. Organisatie van het organisme** **[Opdracht:]** Bekijk de figuur hieronder. Benoem de verschillende niveaus in de organisatie van het menselijk lichaam. **a. atoom** - Voorbeeld: koolstofatoom, zuurstofatoom **b. (kleine) molecule** - Voorbeeld: water, O2, ureum **c. macromolecule** - Voorbeeld: proteïne, lipide, saccharide, nucleïnezuur **d. celorganel** - Voorbeeld: celkern, mitochondrion **e. cel** - Voorbeeld: spiervezel **f. weefsel** - Voorbeeld: glad spierweefsel **g. orgaan** - Voorbeeld: maag **h. stelsel** **i. organisme** 1. **Atoom**: Dit is de **[kleinste bouwsteen van elke stof,]** inclusief cellen. Voorbeelden van atomen zijn koolstof (C), zuurstof (O), waterstof (H), en stikstof (N). 2. **Molecuul**: **[Moleculen]** ontstaan wanneer **[meerdere atomen met elkaar verbonden]** worden via chemische bindingen. Een molecuul kan bestaan uit dezelfde soort atomen, zoals zuurstofgas (O₂), of uit verschillende soorten, zoals water (H₂O). 3. **Macromolecuul**: **[Kleine moleculen]** kunnen samen **[grotere structuren vormen]**, genaamd macromoleculen. Deze zijn super belangtijk in levende wezens, zoals eiwitten, lipiden (vetten), koolhydraten, en nucleïnezuren (bijv. DNA). 4. **Een cel:** is het [kleinste deel van leven dat zelfstandig kan werken.] Het is [opgebouwd uit moleculen en macromoleculen] die [samen onderdelen vormen]. Deze moleculen worden georganiseerd in gespecialiseerde structuren, zoals organellen (bijv. de kern, mitochondriën), die elk een specifieke taak hebben. Samen maken deze onderdelen de cel tot een zelfstandig functionerend geheel. **Samenvatting:** - Atomen vormen moleculen. - Moleculen kunnen zich combineren tot grotere macromoleculen. - Macromoleculen vormen samen de bouwstenen van cellen. - ![](media/image2.png)Cellen zijn de basiseenheden van het leven. **1.2. Bestanddelen van de cel** Wat we eten, noemen we **voedingsmiddelen**, en deze bestaan uit verschillende **moleculen**. Deze moleculen worden aangeduid als **voedselbestanddelen** en zijn de stoffen die je terugvindt op de etiketten van voedingsmiddelen. Voorbeelden van voedselbestanddelen zijn **suikers**, **eiwitten**, en **vetten**. De belangrijkste voedselbestanddelen zijn: 1. **Vetten of lipiden (Opnemen van vitamines)** 2. **Koolhydraten (Energie)** 3. **Voedingsvezels (Ondersteunen spijsvertering)** 4. **Eiwitten of proteïnen (Bouw & herstel van cellen & weefsels)** 5. **Mineralen**, waaronder **zout (Belangrijk voor botten)** **Kenmerken van verschillende voedingsmiddelen:** - **Groenten**: Bevatten veel **vezels** en **polysacchariden** (langere suikermoleculen). - **Chips**: Bestaan voornamelijk uit **vet** en **vetzetmeel**. - **Vlees en vleesvervangers**: Zijn qua samenstelling **gelijkaardig**, vooral wat betreft **eiwitten** en **vetten**. - **Scampi**: Bestaan voornamelijk uit **eiwitten**. Spijsvertering \| Spijsvertering \| Menselijk Lichaam **[Opdracht:]** Uit welke soorten moleculen bestaan onze cellen? Benoem de belangrijkste moleculen in menselijke weefsels op basis van de structuurformules hieronder. Let op: deze lijst zal enigszins afwijken van de lijst die je hierboven maakte***.(Wij krijgen een foto op het examen & we benoemen het met de juiste naam)*** ![](media/image4.jpeg) a. **= Suiker -- monosaccharide** b. **= Suiker - polysaccharide** (onder andere voedingsvezels behoren tot deze groep) ![](media/image6.jpeg) c. **= eiwit of proteïne** ![](media/image8.png)d. **= water** e. **= vet of lipide** ![](media/image10.png) f. **= DNA = polynucleotide = nucleïnezuur** Deze molecule is te herkennen aan zijn dubbele spiraal, 5-hoekige suikers en waterstofbruggen g. **= Cholesterol** Deze molecule is te herkennen aan zijn ringen-structuur (6-6-6-5) (Enigste structuur die zo is) **Macromoleculen** zijn grote moleculen die voorkomen in levende wezens. Ze bestaan uit lange ketens van kleine bouwstenen, die we **monomeren** noemen. Als deze monomeren aan elkaar gekoppeld worden, vormen ze een **polymeer**. **Kenmerken:** - Macromoleculen herken je aan de **herhaling van dezelfde of vergelijkbare bouwstenen** (monomeren). - Ze zijn belangrijk voor het leven en vormen bijvoorbeeld: - **Polysachariden**: Ketens van suikers (zoals glucose). - **Eiwitten**: Gemaakt van aminozuren. - **DNA/RNA**: Gemaakt van nucleotiden. - **Vetten**: Gemaakt van glycerol en vetzuren. De belangrijkste atoomsoorten die het vaakst voorkomen in ons lichaam zijn: (ALLEMAAL KENNEN) 1. **[C - Koolstof]** 2. **[H - Waterstof]** 3. **[O - Zuurstof]** 4. **[N - Stikstof]** 5. **[P - Fosfor]** **1.3. MENSELIJKE ANATOMIE EN FYSIOLOGIE OP MOLECULAIR NIVEAU: INLEIDING** In het vorige hoofdstuk hebben we gezien uit welke moleculen ons lichaam bestaat. Deze moleculen hebben niet allemaal dezelfde functie. Hoe moleculen een rol spelen in de bouw en werking van ons lichaam zullen we hier kort bespreken, maar eerst en vooral moeten we twee belangrijke termen definiëren. Wanneer iemand bijvoorbeeld een konijn opensnijdt om te zien hoe het is opgebouwd, dan gaat het dus om **ANATOMIE** Maar wanneer iemand de bloeddruk meten **FYSIOLOGIE** of bv iemand zijn koorts meten. **[Opdracht:]** Moleculen in ons lichaam kunnen verschillende functies hebben. Zet een vinkje op de juiste plaats in onderstaande tabel. [Kennen !!!] +-----------+-----------+-----------+-----------+-----------+-----------+ | **Functie | **Proteïn | **sacchar | **lipide* | **cholest | **DNA** | | ** | e | ide** | * | erol** | | | | (alles | | | | | | | van | | | | | | | functies, | | | | | | | dus | | | | | | | makkelijk | | | | | | | )** | | | | | +===========+===========+===========+===========+===========+===========+ | Opbouw | **√** | | **√** | **√** | | | van de | | | | | | | cel | | | | | | | | | | | | | | (en dus | | | | | | | het | | | | | | | lichaam: | | | | | | | anatomie) | | | | | | +-----------+-----------+-----------+-----------+-----------+-----------+ | Chemische | **√** | | | | | | reacties | | | | | | | in het | | | | | | | lichaam, | | | | | | | zoals | | | | | | | vertering | | | | | | +-----------+-----------+-----------+-----------+-----------+-----------+ | Energiebr | **√** | **√** | **√** | | | | on | | | | | | +-----------+-----------+-----------+-----------+-----------+-----------+ | Transport | **√** | | | **√** | | | van | | | | | | | signalen | | | | | | +-----------+-----------+-----------+-----------+-----------+-----------+ | Transport | **√** | | | | | | van | | | | | | | stoffen | | | | | | +-----------+-----------+-----------+-----------+-----------+-----------+ | Beweging | **√** | | | | | +-----------+-----------+-----------+-----------+-----------+-----------+ | Opslag | | **√** | **√** | | | | van | | | | | | | stoffen | | | | | | +-----------+-----------+-----------+-----------+-----------+-----------+ | Opslag | | | | | **√** | | van | | | | | | | informati | | | | | | | e | | | | | | +-----------+-----------+-----------+-----------+-----------+-----------+ Ons lichaam **neemt stoffen op** bijvoorbeeld via voeding of ademhaling. Deze worden getransporteerd. Zo dat ze een **nuttige functies** hebben zoals energie leveren, bouwen, transport... Wat het lichaam **niet nodig heeft**, worden **afvalstoffen** en worden **verwijderd** door urine, uitwerpselen of ademen **Samenvatting:** - **Opname**: Het lichaam neemt stoffen in. - **Transport**: De nuttige stoffen worden door het lichaam getransporteerd. - **Functies**: Ze vervullen hun belangrijke rollen in het lichaam. - **Verwijdering**: Afvalstoffen worden uit het lichaam verwijderd. Samengevat kan je zeggen dat de werking van **ons lichaam bestaat uit twee samenwerkende processen:** a\. Het geheel van alle opbouwende chemische reacties in het lichaam: **[anabolisme]**. (opbouw) b\. Het geheel van alle afbrekende chemische reacties in het lichaam: **[katabolisme]**. (afbraak) Anabolisme en katabolisme vatten we meestal samen met de term **[metabolisme]** ![](media/image12.png) **Homeostase** is het proces waarbij ons lichaam zijn interne omstandigheden in balans houdt, zoals temperatuur, zuurstofgehalte en bloedsuikerspiegel. Dit zorgt ervoor dat alles in ons lichaam goed blijft functioneren. Als er iets misgaat (bijvoorbeeld je bloedsuikerspiegel) merkt het lichaam dit op en **reageert het automatisch om de balans (homeostase) te herstellen**. Dit gebeurt via een **fysiologisch geïntegreerde negatieve feedback-lus**. **Wat is een fysiologisch geïntegreerde negatieve feedback-lus?** Dit betekent dat het lichaam een systeem heeft waarbij het automatisch veranderingen herkent en verbetert. Het lichaam herstelt zichzelf via een **terugkoppelingsmechanisme**: als iets uit balans is, zal het lichaam reageren om het weer normaal te maken. **[Voorbeeld van een negatief terugkoppelingssysteem:]** Uitleg foto: **Voorbeeld: Bloedsuikerspiegel (Bloedglucose)** Wanneer je eet, stijgt de hoeveelheid suiker (glucose) in je bloed. Je lichaam merkt dit op en reageert door het hormoon **insuline** aan te maken. Hierdoor daalt de bloedsuikerspiegel terug naar een normaal niveau. **Negatieve feedback**: Zodra de bloedsuikerspiegel weer normaal is, stopt je lichaam met het aanmaken van insuline omdat het probleem is opgelost. **Samenvatting:** - **Homeostase** houdt de bloedsuikerspiegel en andere interne omstandigheden in balans. - Wanneer de bloedsuikerspiegel stijgt na het eten, maakt het lichaam **insuline** aan om de suiker op te nemen in de cellen, wat de bloedsuikerspiegel verlaagt. - Zodra de bloedsuikerspiegel normaal is, stopt het lichaam met aanmaken van insuline en het probleem is opgelost via **negatieve feedback**. - Dit is een voorbeeld van **fysiologisch geïntegreerde negatieve feedback**: het lichaam merkt een verandering en reageert automatisch om het evenwicht (homeostase) te herstellen. **1.4. Eiwitten** Eiwitten spelen een een belangrijke rol in de opbouw van het lichaam en in heel wat belangrijke fysiologische processen --\> spijsvertering, transport van stoffen... De basisbouwstenen van eiwitten zijn de **[aminozuren]**. In het menselijk lichaam onderscheiden we 21 soorten aminozuren, die we indelen in essentiële en niet-essentiële aminozuren (niet van buiten kennen): ![](media/image14.jpeg) **[Noot:]** Het zeldzame aminozuur **[Selenocysteïne]** is niet opgenomen in deze tabel. Wat is het verschil tussen essentiële en niet-essentiële aminozuren? **Essentiële aminozuren** kunnen niet door het lichaam van de mens worden aangemaakt. Het is dus noodzakelijk dat ze via het voedsel worden opgenomen. **Niet-essentiële aminozuren** kunnen wel door het lichaam van de mens worden aangemaakt. **Essentiële aminozuren** kunnen gevonden worden **in vlees, vis, zuivel, eieren, tofu, soja, quinoa en boekweit.** **Niet-essentieel aminozuren** bijvoorbeeld: **glycine** (bouwsteen voor eiwitten). Zie tabel hier boven voor andere. !!! Hiernaast zie je de basisstructuur van een aminozuur: !!! We onderscheiden: a\. een centraal koolstofatoom (C) b\. een zijketen, bestaande uit een **waterstofatoom (H) !!!!!** c\. een zijketen, bestaande uit een **zuurgroep (COOH) !!!!** d\. een zijketen, bestaande uit een **aminegroep (NH~2~) !!!!** e\. een **restgroep** **[Dit kunnen mogelijke examen vragen zijn.]** a\. Geef een voorbeeld van een aminozuur waarvan de restgroep stikstof (N) bevat. **asparagine** b\. Geef een voorbeeld van een aminozuur waarvan de restgroep zwavel (S) bevat. **methionine** c\. Geef een voorbeeld van een aminozuur waarvan de restgroep bestaat uit een ringstructuur. **tyrosine** In onze cellen kunnen aminozuren met elkaar gecombineerd worden tot **[polypeptideketens]**. De binding tussen twee aminozuren noemen we de **[peptidebinding]**. !!! ![](media/image16.png) **[!!! Vraag:]** Welke stof komt vrij bij de vorming van een peptidebinding? **Water, H~2~0** Een **polypeptideketen** is **een keten van aminozuren, die verbonden zijn met peptidebindingen**. De volgorde van aminozuren in een polypeptideketen noemen we de **[primaire structuur]** of **[aminozuursequentie]**. Toch is dat nog geen eiwit. [Primaire structuur: Volgorde van aminozuren, polypeptideketen] Secundaire structuur: De **polypeptideketen** (de keten van aminozuren die een eiwit vormt) **vouwt zich** op bepaalde plekken omdat er **waterstofbruggen** worden gevormd tussen de verschillende delen van de keten. **Hoe werkt dit?** - De **ruggengraat** van de polypeptide bestaat uit een **CO-groep** (een zuurstofatoom) en een **NH-groep** (een waterstofatoom). - Het zuurstofatoom van de CO-groep trekt het waterstofatoom van de NH-groep aan, waardoor ze **aan elkaar trekken** en de keten **opvouwt**. **Wat gebeurt er door de vouwing?** - Door deze aantrekkingskrachten ontstaat een specifieke vorm van het eiwit, zoals een **spiraal** (α-helix) of een **gevouwen zigzag** (β-plaat), die belangrijk is voor hoe het eiwit werkt. **Samenvatting:** De **polypeptideketen** vouwt door **waterstofbruggen** tussen zuurstof- en waterstofatomen in de keten, wat helpt om de juiste vorm voor de functie van het eiwit te krijgen. Het opvouwen van de ruggengraat van de polypeptideketen zal leiden tot het ontstaan van driedimensionale structuren: dit noemen we de **[secundaire structuur]** van een proteïne. De twee meest voorkomende secundaire vouwstructuren zijn de **α-helix (draai zoals DNA)** en **β-plaat (een plaat)**. !!!!!! [Secundaire structuur:] ![](media/image18.png) β-platen bestaan uit **polypeptideketens die tegen elkaar gaan aanliggen**, waardoor ze min of meer plat zijn. Een α-helix heeft **een spiralige structuur (= een helix of schroeflijn).** Ook de **[restgroepen]** kunnen mekaar beïnvloeden. Ze kunnen a\. elkaar aantrekken b\. elkaar afstoten c\. met elkaar bindingen vormen d\. zich samen groeperen De interacties tussen restgroepen zorgen voor de typische driedimensionele structuur van een eiwit. Deze duiden we aan als de **[tertiaire structuur]**. [Tertiaire structuur: (hydrofobe interacties en interacties tussen restgroepen)] ![](media/image20.png)[Enkele voorbeelden:] **a. Het verteringsenzym amylase:** **b. Een antilichaam:** De **meeste eiwitten hebben enkel een primaire, secundaire en tertiaire structuur**. Sommige eiwitten bestaan echter uit **[verschillende polypeptideketens]** (**[subunits]**)!!!, die samen een eiwitcomplex vormen. De combinatie van twee of meer subunits duiden we aan als de **[quaternaire structuur]** van dat eiwit(complex). [Quaternaire structuur: (subunits, hemoglobine)] ![](media/image22.png) De tertiaire en quaternaire driedimensionale structuur van eiwitten bepaalt ook hun functie. Dit is vooral duidelijk wanneer we gaan kijken naar de werking van **[enzymen]**. Enzymen zijn (meestal) eiwitten die werken als **[katalysator]** bij chemische reacties, bv. in ons lichaam. **[Vraag:]** Wat is een katalysator? **Een katalysator is een stof die reacties sneller laten lopen, zonder zelf deel te nemen aan die reactie** Een **substraat** is de stof die een enzym helpt afbreken of veranderen, zoals suiker of eiwit in je voedsel. Enzymen zijn als sleutels die precies passen op stoffen (substraten) en helpen deze afbreken, bijvoorbeeld bij de spijsvertering. ![](media/image24.jpeg)De interactie tussen enzym en substraat duiden we dan ook als het **[sleutel-slot-principe]**: **[Opdracht:]** Hieronder zie je het enzym pepsine. Waar zou het actieve centrum zich bevinden? Omcirkel. Een **eiwit** kan zijn **vorm** verliezen, wat betekent dat het zijn **functie** niet meer goed kan uitvoeren. Dit gebeurt bij een proces dat we **denaturatie** noemen. (zie foto hieronder) **Wat gebeurt er tijdens denaturatie?** - De **secundaire**, **tertiaire**, en **quaternaire structuren** van het eiwit (de manieren waarop het eiwit is gevouwen) worden **afgebroken**. - Hierdoor **verliest het eiwit zijn functie**, omdat de vorm belangrijk is voor de werking. - Maar de **primaire structuur**, de volgorde van de **aminozuren** (de bouwstenen van het eiwit), blijft **behouden**. Dit komt omdat de **peptidebindingen** die de aminozuren aan elkaar houden, niet worden verbroken tijdens denaturatie. **Samenvatting:** ![](media/image26.jpeg)Bij **denaturatie** verliest het eiwit zijn specifieke vorm en functie, maar de volgorde van aminozuren blijft hetzelfde. **[Opdracht:]** Zoek op welke enzymen zorgen voor de enzymatische katalyse van volgende substraten. **Substraat -ose** **Enzym +ase** ---------------------------- ---------------- amylose (zetmeel) amylase saccharose (kristalsuiker) Saccharase lactose (melkzuiker) Lactase lipiden lipase **[Vraag:]** Wat valt er op als je de naam van het bijhorende enzym bekijkt? **Deel 1 = functie / naam substraat** **Deel 2 = -ase** Uiteraard zijn niet alle eiwitten enzymen. Eiwitten kunnen een groot aantal functies hebben in het lichaam: Hormonen Beschermen Transport Enzymen **[!!! Opdracht:]** Hieronder worden deze functies samengevat in een tabel. **Functie** **Voorbeeld** --------------------------------------- --------------------- Beweging / contractie (samentrekking) **Actine** Receptoren **Rodopsine** Structureel (bouwsteen) **Collageen** Opslag **Gluten** Enzymen **Amylase** Transport **Hemoglobine** Bescherming (immuunsysteem) **Immunoglobuline** Hormonen **Insuline** **HOOFDSTUK 2. Genetica** **2.1.** **Hoe is ons erfelijk materiaal opgebouwd?** DNA en RNA, de **basisbouwstenen van ons erfelijk materiaal**, **behoren tot een groep macromoleculen** die we de **[nucleïnezuren]** noemen. Deze term verwijst naar de celkern, waarin ons DNA zich bevindt. **[2.1.1. De drie bouwstenen]** **[1) De suikers]** **[Vraag:]** Waarvoor staan DNA en RNA? DNA = **desoxyribonucleïnezuur** RNA = **ribonucleïnezuur** In de naam van elke molecule bevindt zich ook **de naam van de basissuiker waar zij uit is opgebouwd:** \- DNA: **desoxyribose** \- RNA: **ribose** **Intermezzo: een beetje extra informatie over de structuur en naamgeving van suikers.** Er is heel wat verwarring over de precieze betekenis van de termen koolhydraten, sacchariden en suikers. De meest algemene term is "koolhydraten". Dit woord kan je ontleden in "kool" en "hydraten". "Kool" verwijst naar het element koolstof. "Hydraat" verwijst naar water (Grieks: hydro-). De brutoformule van een koolhydraat kan je namelijk vaak schrijven als: **(CH~2~O)~n~ of C~n~H~2n~O~n~** n = een bepaald getal, afhankelijk van het soort molecule. **KENNEN !!!!** Hierbij betekent: - C: Koolstof. - H: Waterstof. - O: Zuurstof. - n: Het aantal koolstofatomen in de suiker. [Voorbeelden:] a\. Ribose heeft als brutoformule C~5~H~10~O~5~. "n" is hier dus gelijk aan...5........... b\. Glucose (druivensuiker) heeft als brutoformule C~6~H~12~O~6~. "n" is hier dus gelijk aan......6........ Dit noemen we **[monosacchariden]**. Ze bestaan uit precies één saccharide. - **Mono** = één. - **Saccharide** = suiker. Een **monosaccharide** bestaat uit precies één molecuul suiker. Saccharose (kristalsuiker) heeft als brutoformule C~12~H~22~O~11~. (KENNEN) **[Vraag:]** Voldoet saccharose aan de algemene brutoformule? (KENNEN) **Nee (zou C~12~H~24~O~12~ moeten zijn)** **[Vraag:]** Welke molecule is er uit saccharose verdwenen, in vergelijking met de algemene brutoformule? (KENNEN) **H~2~O** Dit noemen we een **[disaccharide]**. Disacchariden bestaan uit precies twee sacchariden (zoals de naam ook suggereert). - **Di** = twee. - **Saccharide** = suiker. Aangezien ribose (**basissuiker waar RNA uit is opgebouwd**) en desoxyribose (**basissuiker waar DNA uit is opgebouwd**) beiden monosacchariden zijn, bespreken we dit type koolhydraten hieronder nog wat meer in detail. **Monosacchariden** Dit zijn dus **koolhydraten die opgebouwd zijn uit één saccharide**. Hier klopt de basisformule (CH~2~O)~n~ wel altijd (n ligt meestal tussen 3 en 7). De naam van een monosaccharide eindigt op -ose. Men kan groepen onderscheiden op basis van het aantal C-atomen dat ze bevatten: men schrijft dan dat aantal C-atomen (in het Grieks) voor de -ose. **Wat is een C-atoom?** - Een **C-atoom** staat voor een koolstofatoom. Koolstof is een bouwsteen van veel moleculen in ons lichaam, zoals suikers, vetten en eiwitten. - Het aantal **[C-atomen]** bepaalt hoe groot een suiker is. [Voorbeelden:] a\. Ribose is dus een **pentose** b\. Glucose is dus een **hexose** Monosachariden hebben een ringstructuur, maar ze kunnen soms ook voorkomen als lineaire moleculen. De molecule kan dan ook op verschillende manieren voorgesteld worden. Hieronder zie je **[glucose]** als voorbeeld: (De nummers duiden de plaatsen aan waar een C-atoom zich bevindt) De volledige Lewis-notatie van glucose is: ![](media/image28.png) Hier zie je duidelijk dat er 6 C-atomen zijn. Deze worden volgens een vaste afspraak genummerd, zoals je op de figuur bovenaan deze pagina kan zien. Deze aanduiding is echter niet volledig correct, want achter elk cijfer moet een ' staan. Dus: 1', 2', 3', 4', 5', 6'. Andere bekende monosacchariden met **dezelfde brutoformule (C~6~H~12~O~6~):** a\. **[fructose]** of fruitsuiker. b\. **[galactose]**, een monosaccharide die je in melk vindt. Hieronder zie je de basissuikers van DNA en RNA. **[Opdracht:]** Plaats de naam van het suiker en het bijhorende nucleïnezuur onder de juiste figuur. Naam van het suiker **Desoxyribose** **Ribose** ------------------------------ ------------------ ------------ Acronym van het nucleïnezuur **DNA** **RNA** **[Opdracht:]** Construeer beide molecules met het ball-and-stickmodel in het labo. **[Opdracht:]** Nummer de C-atomen van beide moleculen. **[Vraag:]** Wat is de brutoformule van ribose? !!! C~5~H~10~O~5~ **[Vraag:]** Wat is de brutoformule van desoxyribose? !!! C~5~H~10~O~4~ **[2) De fosfaatgroep]** De **suiker-fosfaatketens** van DNA en RNA vormen de **\"ruggengraat\" van het molecuul**, zoals de stam van een boom. De **suikers en fosfaatgroepen** **verbinden de bouwstenen van DNA of RNA met elkaar en zorgen voor de stevige structuur.** - **Fosfaatgroepen**: Dit zijn **kleine stukjes die afkomstig** zijn van **fosforzuur** en **verbinden de suikers in de keten.** - **Suiker**: Elke bouwsteen van DNA of RNA heeft een suiker, en deze suikers verbinden de fosfaatgroepen. De keten heeft een richting (polariteit), zodat je altijd weet welk uiteinde het begin is en welk uiteinde het einde. Kort gezegd: de suiker en fosfaat vormen een stevig en geordend \"touw\", met een duidelijk begin en einde, waaraan de genetische informatie vastzit. **[Vraag:]** Wat is de **brutoformule** van fosforzuur? !!! H~3~PO~4~ **[Vraag:]** Wat is de **formule** van een fosfaatgroep? !!! PO~4~^3-^ Hieronder zie je de Lewis-notatie van een fosfaatgroep. ![](media/image30.png) Hiernaast zie je hoe een fosfaatgroep gebonden is aan een ribose-molecule: Hieronder zie je hoe twee suikers verbonden worden d.m.v. een fosfaatgroep: ![](media/image32.jpeg) **[Vraag:]** Aan welk **twee C-atomen** is deze fosfaatgroep gebonden? 3' C en 5' C **[Vraag:]** Welke stof komt vrij bij deze binding? H~2~O Een RNA-molecuul bestaat uit **één keten** van suikers en fosfaten. Dit betekent dat er maar **1 streng** is in het molecuul. Je kunt het vergelijken met een enkele lijn van bouwstenen die aan elkaar zijn verbonden. Een DNA-molecuul bestaat uit **twee ketens** van suikers en fosfaten die naast elkaar liggen en met elkaar verbonden zijn. Dit betekent dat er **2 strengen** zijn. De twee **strengen draaien om elkaar heen,** als een **spiraal** of **dubbele helix**. Dus in het kort: - **RNA = 1 streng** (1 keten) - **DNA = 2 strengen** (2 ketens die samen een dubbele helix vormen) **[3) Stikstofbase]** We zien op de figuur hierboven dat de ribose (RNA) of desoxyribose (DNA) ook nog gebonden is aan een ander type molecule, aangeduid met verschillende letters. **[Vraag:]** Welke letters vinden we terug bij DNA? **ACGT** **[Vraag:]** Welke letters vinden we terug bij RNA? **ACGU** Deze letters komen overeen met de **[stikstofbasen]** of **[nucleobasen]** die deel uitmaken van de structuur van nucleïnezuren. Zij bestaan uit een ringstructuur die het element stikstof bevat. We onderscheiden [twee "families" van stikstofbasen]. In DNA & RNA zijn dat: **'Famillie' 1: De pyrimidines (6-ringen)** [RNA HEEFT GEEN THYMINE ALLEEN DNA] **'Familie' 2 :De purines (5+6-ringen)** Dus wat ik daarnet zei in RNA komt geen Thymine voor, maar wel een molecule met een gelijkaardige structuur: **[[Uracil (U)]]{.smallcaps}** ![](media/image38.png) **[2.1.2. Nucleotiden]** Elke combinatie van a\. Een pentose (ribose of desoxyribose) b\. Een stikstofbase (purine of pyrimidine) c\. Eén of meerdere fosfaatgroepen noemen we een **[nucleotide]**. **[Vraag:]** Aan **welk C-atoom is de organische base gebonden?** 1' C Een nucleotide **bestaat eigenlijk uit de combinatie van een fosfaatgroep en een [nucleoside]**. Een **nucleoside** **bestaat** dus uit: **a. een pentose** **b. een stikstofbas** De nucleotide is de **basisbouwsteen van elke molecule DNA en RNA.** Deze nucleïnezuren vormen in feite ketens van nucleotiden. **[Vraag:]** Hoe noemen we een **organische molecule die bestaat uit een keten van identieke bouwstenen?** **Een polymeer** Om die reden noemen we DNA en RNA ook polynucleotiden Een lineaire keten van nucleotiden in een molecule DNA of RNA (een deel ervan dus) noemen we een **[nucleotidesequentie]**. **[2.1.3. De DNA dubbelstreng]** We weten nu dat: 1\. DNA is **opgebouwd uit 2 strengen** 2\. Dat **elke streng is opgebouwd uit een lineaire keten van nucleotiden** 3\. Dat **elke nucleotide is opgebouwd uit een desoxyribose (basissuiker) , een fosfaatgroep en een stikstofbase** **[Opdracht:]** Bekijk de figuur hieronder en beantwoord de vragen over het DNA. ![](media/image40.png) De figuur hierboven stelt een stukje van een DNA-molecule voor. 1\. Uit hoeveel nucleotiden is elke streng hier opgebouwd? **2** 2\. Omcirkel een nucleotide. 3\. Wat kan je zeggen over de oriëntatie van de beide strengen? Antiparallel (zie extra uitleg hieronder) - In de afbeelding zie je twee strengen van DNA die tegenover elkaar staan. Dit wordt **antiparallel** genoemd. - **Antiparallel** betekent dat de twee strengen van DNA in tegengestelde richtingen liggen. De ene streng heeft de richting van **5\' naar 3\'** (vanaf de fosfaatgroep naar de suiker), terwijl de andere streng de richting van **3\' naar 5\'** heeft. Deze oriëntatie is belangrijk omdat het de manier beïnvloedt waarop de basenparen (zoals T-A en C-G) zich kunnen verbinden. 4\. Hoe zijn de twee strengen met elkaar verbonden? De twee strengen van DNA zijn via H-bruggen (waterstofbruggen) tussen de stikstofbasen met elkaar verbonden 5\. Hoeveel H-bruggen zijn er tussen A en T? 2 6\. Hoeveel H-bruggen zijn er tussen G en C? 3 Op de foto hieronder zien we **[James Watson en Francis Crick]**. In 1953 stelden zij op basis van hun eigen onderzoek en het onderzoek van heel wat andere wetenschappers voor hen het model van DNA voor zoals we dat nu kennen (hoewel we ondertussen uiteraard nog véél meer weten). **Watson en Crick (alleen achternaam) hebben een model van het DNA gemaakt. Het model dat we nu kennen is gebaseerd op die van hun. (VRAAG EXAMEN)** Extra uitleg: Wat Watson en Crick ontdekten, is dat [bepaalde basen in het DNA altijd samenkomen in een specifiek paar.] Dit wordt **complementaire basen** genoemd. - **Adenine (A)** komt altijd samen met **Thymine (T)**. A= T - **Guanine (G)** komt altijd samen met **Cytosine (C)**. G=C Ze passen als een soort **slot en sleutel** in elkaar, waardoor de twee strengen van het DNA goed aan elkaar blijven zitten. **Eenvoudige uitleg:** - A en T, G en C zijn altijd gekoppeld, dit noemen we **basisparen**. - Deze paren vormen de \"treden\" in de **trap** van de DNA-structuur. - In elke menselijke cel zijn er **6 miljard van deze baseparen**! Dit systeem zorgt ervoor dat de genetische informatie correct wordt overgedragen tijdens bijvoorbeeld de celdeling. **[Opdracht:]** Bouw een molecule DNA met de onderdelen van het model in het labo. **[Opdracht:]** Benoem de onderdelen van de DNA molecule. KENNEN !!!!! S = desoxyribose P = fosfaatgroep A = adenine T = thymine G = guanine C = cytosine ![](media/image43.png) In [elke cel van het menselijk lichaam] zit ongeveer **2 meter DNA**. Dit is best veel, maar gelukkig is het DNA heel slim opgerold zodat het in de cel past. Het **DNA** is opgerold in de vorm van een **dubbele helix**, wat helpt om het compacter te maken. Maar het blijft niet alleen in die helixvorm. Het DNA wikkelt zich ook rond **eiwitten** die **histonen** worden genoemd. Deze wikkeling rond histonen vormt **nucleosomen**, die een soort \"pakketjes\" van DNA zijn. Hierdoor wordt het **DNA nog kleiner en compacter**, zodat het allemaal **netjes in de celkern past**. Dus, door het DNA op te rollen en in pakketjes te verpakken, kan het op een georganiseerde manier in de cel blijven. Ketens van nucleosomen vormen de **stof** **[chromatine]**, die op een TEM foto van de celkern herkenbaar is als donkere vlekken: **Chromatine** zal zich **tijdens de celdeling** nog verder gaan opkrullen tot **[chromosomen]**. ![](media/image45.jpeg) [Ter info] In het **DNA** zitten **lange ketens** van bouwstenen die **sequenties** vormen. Sommige van deze sequenties geven instructies om eiwitten en RNA te maken, die **nodig zijn voor processen in het lichaam**. Dit noemen we een **gen**. Genen bevatten de informatie om eiwitten te maken. De **grootte van een gen kan** verschillen, van zo\'n **1000 tot meer dan 2 miljoen bouwstenen**. **[2.1.4. Chromosomen]** Chromosomen **zijn lange stukjes DNA die in de celkern zitten**. In de meeste **eukaryote cellen** (cellen met een celkern) is het DNA verdeeld over meerdere chromosomen. Het aantal chromosomen wordt aangeduid met de letter *n*. De **meeste eukaryote organismen** hebben twee sets van elk chromosoom in hun lichaamscellen. Dit **betekent dat ze twee kopieën van elk chromosoom hebben**, één van hun moeder en één van hun vader. Cellen met twee sets chromosomen noemen we **diploïd** (2n). **Geslachtscellen** (zoals zaadcellen en eicellen) hebben maar **één set chromosomen**, en zijn dus **haploïd** (n). **[Vraag:]** Waarom hebben deze organismen twee sets van chromosomen? **Eén set afkomstig van de moeder, één van de vader.** **[Opdracht:]** Zoek op. Wat is het aantal chromosomen (2n) bij volgende diploïde organismen? a**. De mens: 46** **b. *Myrmeca pilosula* (een mierensoort): 2** **c. Fruitvliegje: 8** **d. Erwt: 14** **e. Resusaap: 42** **f. Bruine rat: 42** **g. Olijfboom: 46** **h. Aardappel: 48** **i. Gorilla: 48** **j. Chimpanzee: 48** **k. Zebravis: 50** **l. ananas: 50** **m. Duif: 80** **n. Zwarte moerbei: 308** **o. Atlasturkooisblauwtje: 448--452** **p. *Oxytricha trifallax* (een ééncellige): 16000** **[Vraag:]** Is het aantal chromosomen recht evenredig met de complexiteit van een organisme? **Nee** Het aantal chromosomen heeft niet per se te maken met hoe complex een organisme is. Bijvoorbeeld: - Mensen hebben 46 chromosomen, maar een aardappel heeft er 48, wat meer is, maar een aardappel is niet ingewikkelder dan een mens. - Sommige dieren, zoals een garnaal, hebben veel meer chromosomen dan mensen, maar dat maakt ze niet complexer. De complexiteit van een organisme komt meer door de **soort genen** en hoe die werken, niet door het aantal chromosomen. Dus, meer chromosomen betekent niet altijd een complexer organisme. ![](media/image47.jpeg)Hieronder zie je alle chromosomen (dit zijn foto's!) van een menselijke cel. Zo een geordende voorstelling noemen we een **[karyogram]**. (De foto dus hierboven) - In het **karyogram** zie je twee chromosomen die het geslacht bepalen, de **X** en **Y** chromosomen. Deze worden de **heterosomen** genoemd. - De overige chromosomen (1-22) zijn **autosomen**, die de **lichaamskenmerken** bepalen. Als je kijkt naar het karyogram: - Een **man** heeft één **X** en één **Y** chromosoom (XY), en dat is hier te zien. - Een **vrouw** heeft twee **X** chromosomen (XX). We onderscheiden **[geslachtschromosomen]** of **[heterosomen]**, die het geslacht bepalen (man of vrouw), en chromosomen die de informatie (code) voor de lichaamskenmerken bevatten: de **[autosomen]**. ( de nummers van 1 tot 22) **[Vraag:]** Wat zijn hier de heterosomen? **X en Y** **[Vraag:]** Zijn dit de chromosomen van een man of van een vrouw? **een man, anders XX** **[Vraag:]** Welk geslachtschromosoom bevat de meeste informatie? **Het X-chromosoom** Meer uitleg: Hier is waarom: - Het **X-chromosoom** bevat meer dan 1.000 genen die verantwoordelijk zijn voor allerlei lichaamsfuncties, zoals de werking van het immuunsysteem, de hersenen, en de ogen. - Het **Y-chromosoom** bevat veel minder genen en is vooral verantwoordelijk voor de mannelijke geslachtskenmerken, zoals de ontwikkeling van de testes. Daarom bevat het **X-chromosoom** de meeste informatie. [Hieronder zie je een overzicht van de genen op het X-chromosoom:] [Hieronder zie je een overzicht van de genen op het Y-chromosoom:] ![](media/image49.png) **[Vraag:]** Bepalen geslachtschromosomen enkel het geslacht? **Nee** **[Vraag:]** Welke **ziektes worden bepaald door genen op het X-chromosoom**? Geef een voorbeeld van a\. Een **spierziekte**: Duchenne spierdystrofie b\. Een **bloedziekte**: Hemofilie A c\. een **ziekte van de zintuigen:** Albinisme -- doofheid **[Vraag:]** Hoeveel **sets van autosomen** zijn **er bij de mens**? 22 Hieronder zie je **beide chromosomen van autosoom nummer 1:** De streepjes zijn geselecteerde genen die (voor wetenschappelijke doeleinden, bv. voor herkenning) gekleurd zijn. **[Vraag:]** Liggen de genen van beide nummer 1-chromosomen op dezelfde plaats? **Ja** **[Vraag:]** Zijn de genen van beide nummer 1-chromosomen identiek? Met andere woorden: bevatten ze identiek dezelfde informatie? **Nee** **[Vraag:]** Waarom wel/niet? **Het ene chromosoom is afkomstig van de moeder, het andere van de vader**

Use Quizgecko on...
Browser
Browser