De kern van de zaak

Inleiding

Korstmos

Een mens bestaat uit ongeveer 1015 cellen. Wij doen er zo’n 20 jaar over om dat aantal te bereiken. Bij korstmossen vergeleken zijn we razendsnel. Sommige korstmossen bestaan uit minder dan 100.000 cellen en hebben daar dan 1000 jaar over gedaan!

 

Celdelingen

Om te groeien en om versleten cellen te vervangen moet een organisme steeds nieuwe cellen maken. Dat gebeurt door middel van een celdeling.
Een celdeling bestaat uit twee gebeurtenissen. Kernverdeling en de verdeling van
het cytoplasma met alle andere celorganellen.

 

Celcyclus

Als cellen zich verdubbelen ontstaan er twee nieuwe cellen. Van de twee nieuwe cellen kan er zich één (of beide) nogmaals gaan verdubbelen. Dit proces kan zich meerdere keren herhalen.
Het proces waarbij cellen zich verdubbelen verloopt met een vaste volgorde, de celcyclus.
De celcyclus bestaat uit de G1-, S-, G2-, en de M-fase.
Na de celdeling ofwel cytokinese kan een cel opnieuw een celcyclus ingaan of gaan differentiëren.
Zonder opdracht uit de omgeving om te delen, belandt de cel in de G0-fase.

Fasen van celcyclus

Een stadium in de celcyclus is de verdeling van
de chromosomen

G1-fase
In de G1 fase groeit de cel door vermeerdering van het cytoplasma.
Er worden veel eiwitten bijgemaakt, onder andere voor de DNA-replicatie in de S-fase. Ook kan er water opgenomen worden (volume vergroting van de vacuole). De meeste celorganellen gaan delen (mitochondriën) of worden bijgemaakt (ribosomen en ER). Daarna gaat de betreffende cel zijn werk doen.

S-fase
Wanneer in de G1 fase voldoende nucleotiden zijn binnengehaald en de juiste enzymen zijn gemaakt komt de cel in de S-fase.
DNA replicatie (zie "Relaties tussen soorten") zorgt voor een zo zorgvuldig mogelijke verdubbeling van het DNA.
Aan het einde van de S-fase heeft de cel tweemaal zoveel DNA.
Allerlei controle- en reparatiemechanismen proberen te voorkomen dat er fouten bij de replicatie ontstaan.

G2-fase
In deze fase worden allerlei enzymen en eiwitten gemaakt die een rol spelen bij de mitose of meiose. Elke chromatine draad in de cel bestaat uit twee identieke DNA dubbele helices. Aan het einde van de G2-fase zijn ze opgerold en verkort. Op één punt, het centromeer, zitten ze aan elkaar. De twee dochterchromatiden vormen dan een chromosoom.
In de G2 fase kunnen ook remmende enzymen gemaakt worden die het proces stoppen en de dood van de cel (apoptose) tot gevolg hebben.

M-fase
In de M-fase volgt het uit elkaar trekken van de dochterchromosomen.
Dat gebeurt door speciale eiwitdraden die zich aan het centromeer hechten. Afhankelijk van het type celdeling, mitose of meiose worden de chromosomen op een speciale manier in het vlak tussen de twee celpolen (equatoriaalvlak) gerangschikt.

Mitose

Voorafgaande aan de celdeling is het erfelijk materiaal in de cel al verdubbeld. Dat is in de S-fase gebeurd.
In de G-2 fase worden uit het chromatine (verdubbeld erfelijk materiaal) de chromosomen gevormd. Samen met eiwitdraden die nodig zijn voor de kerndeling.
Tijdens de kerndeling zijn de chromosomen duidelijk te zien. Ze bestaan ieder uit twee chromatiden.
Het aantal chromosomen is halverwege de mitose (de metafase) heel goed te tellen. Een karyogram is een foto van de chromosomen in de metafase.

Meiose

Door de meiose of reductiedeling ontstaan cellen met de helft van het aantal chromosomen. In ons geval zitten in een lichaamscel 46 chromosomen en door de meiose ontstaan voortplantingscellen met maar 23 chromosomen.
De voortplantingscellen noemen we ook wel gameten.
De meiose begint na een G2 fase en bestaat uit twee delen.
In de meiose I komen de chromosomen per paar tegenover elkaar te liggen.
Dan gaan deze homologe chromosomen uit elkaar net als bij de mitose.
Er ontstaan twee cellen met elk de helft van het totale aantal chromosomen.
In de meiose II gaan de chromatiden van elke cel uit elkaar. De Meiose II lijkt dus op een mitose van een cel met de helft van het ‘normale’ aantal chromosomen.

 

Genotype en fenotype

Je fenotypen als resultaat van genotype
en milieu-invloeden.

Uit een bevruchte eicel kan een organisme groeien.
Tijdens de bevruchting is het erfelijk materiaal van de ouders bij elkaar gebracht.
Dat totale erfelijke materiaal noemen we het genotype van een organisme.
Onder invloed van het milieu (de omgeving) worden bepaalde erfelijke eigenschappen wel of niet tot uitdrukking gebracht.
Het zichtbare eindresultaat is het fenotype.

Genotype en chromosomen

De oorlel kan zowel los van de schedel staan als ermee vergroeid zijn.
Deze eigenschap is erfelijk bepaald. Niet-vergroeide oorlellen komen
vaker voor dan vergroeide oorlellen. Het gen voor niet-vergroeid is
dominant, het gen voor vergroeid recessief.

Erfelijke eigenschappen van een organisme zijn gecodeerd in DNA. Al het DNA van een organisme noemen we het genoom.
Dat genoom bevat bij de mens ongeveer 30.000 genen. Een gen is een stukje DNA dat de code bevat voor een eigenschap.
De eigenschap oogkleur kent verschillende verschijningsvormen.
Er zijn mensen met blauwe of bruine ogen. Het gen voor oogkleur heeft dan twee allelen. Een alle voor blauwe en een allel voor bruine oogkleur.

De verzameling genen ofwel allelen wordt het genotype genoemd. Meestal wordt dit begrip gebruikt voor een deel van de verzameling. Zo kun je het hebben over het genotype voor de huidskleur.
Dit zijn alleen de genen die de informatie bevatten voor de huidskleur. De meeste eigenschappen worden bepaald door samenwerking van verschillende genen.

Het ontstaan van het genotype

Bij de mens zitten  in alle lichaamscellen 46 chromosomen.
Die cellen bevatten het diploïde(2n) chromosomen aantal.
Een geslachtscel heeft de helft van het ‘gewone’ aantal chromosomen.
Het haploïde(n) aantal. Bij ons is 2n=46 en dan is n gelijk aan 23.

Een gen voor een bepaalde eigenschap, bijvoorbeeld huidskleur, bevindt zich op een specifieke plaats (locus) op het chromosoom. Een kind krijgt van beide ouders één allel van het gen dat codeert voor een bepaalde eigenschap. Op die manier krijgt een kind zijn unieke combinatie van genen. Wanneer een eigenschap wordt bepaald door meerdere genen, ontvangt het kind dus ook meerdere allelen van die genen.

Man of vrouw

Het menselijke X-chromosoom
en het veel kleinere Y-chromosoom.

Mensen hebben 23 paren chromosomen in hun lichaamscellen.
Een paar daarvan (het 23e) bepaalt het geslacht. Bij mannen zijn de chromosomen van dat 23e paar verschillend. Bij vrouwen zijn de chromosomen van dat specifieke paar wél gelijkvormig. Vrouwen hebben twee X-chromosomen. Mannen hebben één X-chromosoom en
één Y-chromosoom. Het X- en Y-chromosoom bepalen zo het geslacht.

De kans dat een eicel met een X-zaadcel of met een Y-zaadcel versmelt, is even groot. Het aantal jongens dat geboren wordt, is ongeveer even groot als het aantal meisjes.

Eeneiige en twee-eiige tweeling

Een eeneiige tweeling ontstaat als na de eerste celdeling van de bevruchte eicel de twee ontstane cellen van elkaar losraken en vervolgens allebei uitgroeien tot individu. De twee individuen van een eeneiige tweeling hebben exact dezelfde genen. Uiterlijke verschillen (fenotype) kunnen alleen toegeschreven worden aan milieufactoren.

Twee-eiige tweelingen zijn genetisch niet identiek, ze verschillen net zoveel als gewone broers en/of zussen. Twee-eiige tweelingen kunnen ontstaan als er tegelijk twee (of meer) eicellen rijpen, die allebei bevrucht worden. Vrouwen die op latere leeftijd zwanger worden, hebben een verhoogde kans op een tweeling (en andere meerlingen). Dit komt doordat vrouwen boven de 35 jaar meer hormonen aanmaken, die de rijping van eicellen stimuleren. Ook na een IVF-behandeling komen meerlinggeboorten vaker voor.
Het optreden van een dubbele eisprong lijkt erfelijk bepaald te zijn. Zowel de vader als de moeder kan het gen hiervoor dragen. Als de vader dit gen overdraagt aan zijn dochter, heeft deze een verhoogde kans op een tweelingzwangerschap.

Bekijk de video en lees de tekst over een Siamese tweeling op: www.geschiedenis24.nl

Bekijk hiernaast het overzicht van de verschillende manieren,
waarop een eeneiige tweeling zich kan ontwikkelen.

Klonen

De erfelijk identieke nakomelingen van een individu noem je een kloon.
Bij dezelfde omstandigheden zijn individuen met hetzelfde genotype ook fenotypisch gelijk. In de land- en tuinbouw wordt veelvuldig gebruik gemaakt van ongeslachtelijke voortplanting. Bollen en knollen ontstaan door ongeslachtelijke voortplanting.
Er zijn verschillende manieren waarop je planten ongeslachtelijk kunt vermeerderen, zoals stekken, enten en splitsen.

Bij geslachtelijke voortplanting zijn de nakomelingen niet identiek aan de ouders. Bij de reductiedeling ofwel meiose kan er steeds andere informatie in de eicel en zaadcel terechtkomen. Verschillende zaadcellen kunnen verschillende eicellen bevruchten. Er zijn dus steeds nieuwe combinaties van chromosomen mogelijk.

De weerbaarheid van een populatie met verschillende genotypes is groter dan die van een populatie met één genotype. Bij meerdere genotypes is de kans dat een paar individuen een ziekte of slechte periode overleven groter.

Fenotype

Het fenotype bestaat uit alle waarneembare eigenschappen van een organisme. Hoe je er uiteindelijk uitziet dus. Het fenotype wordt meestal bepaald door genotype en milieufactoren samen. Genetische onderzoekingen richten zich over het algemeen op eigenschappen die voor een belangrijk deel door de genen worden bepaald.

Soms kan een verschil in fenotype bijna geheel ontstaan door een verschil in genotype: een Afrikaan is niet bruiner dan een Europeaan doordat hij vaker in de zon heeft gezeten, maar doordat zijn genen anders zijn.
Als een blanke in de zon gaat zitten, verandert wel zijn fenotype, maar niet zijn genotype.

  • Het arrangement De kern van de zaak is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    VO-content
    Laatst gewijzigd
    2021-04-28 16:20:55
    Licentie

    Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie onder dezelfde licentie vrij bent om:

    • het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
    • het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
    • voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

    Meer informatie over de CC Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie.

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Toelichting
    De Kennisbanken bevatten de theorie bij de opdrachten.
    Leerinhoud en doelen
    Biologie;
    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld

  • Downloaden

    Het volledige arrangement is in de onderstaande formaten te downloaden.

    Metadata

    LTI

    Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI koppeling aan te gaan.

    Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.

    Arrangement

    IMSCC package

    Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.

    Voor developers

    Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op onze Developers Wiki.

  • Gebruik
    Weergave
  • Wikiwijs is een dienst van