Inleiding
Deze wikiwijs en boekje gaan we gebruiken om de onderwerpen erfelijkheid en evolutie te behandelen.
Erfelijkheid betekent het overdragen van bepaalde eigenschappen van ouders op nakomelingen. Bij je geboorte heb je van allebei je ouders een aantal eigenschappen meegekregen.
Soms kun je deze eigenschappen heel goed zien maar soms is het ook minder duidelijk, zoals bij ziektes.
Evolutie gaat over het veranderen, uitsterven en ontstaan van soorten in de loop van (miljoenen) jaren.
Erfelijkheid theorie
Wat is erfelijk?
In de afbeedling hieronder zie je Sven Kramer. Sven Kramer is een beroemde Nederlandse schaatser. Als je kijkt naar zijn gezicht zie je een litteken, bruine ogen en je weet nu dat hij goed kan schaatsen. Dit zijn drie eigenschappen die bij hem horen. Het litteken heeft hij tijdens zijn leven een keertje opgelopen als gevolg van een val. Dat is dus niet erfelijk (of aangeboren). De bruine ogen die hij heeft zijn juist wel erfelijk. Zijn vader en moeder hebben allebei de helft van hun DNA doorgegeven en in dat DNA staat beschreven dat Sven de oogkleur bruin heeft. Dat hij zo goed is in schaatsen komt omdat hij daar aanleg voor heeft. Deze aanleg is erfelijk, maar dat hij uiteindelijk heel veel prijzen heeft gewonnen, komt ook omdat hij heel veel oefent/traint. Je zou dus kunnen zeggen dat het goed kunnen schaatsen een eigenschap is die deels erfelijk en deels niet erfelijk is.
Hoe ontstaan eigenschappen?
In (bijna) iedere cel van ons lichaam zit een kern. De kern is het regelcentrum van een cel. In de celkern van een mens zitten 46 chromosomen. Chromosomen zijn lange dunne draden gemaakt van DNA. Op het DNA staat je bouwbeschrijving geschreven. De bouwbeschrijving bestaat dus uit je erfelijke eigenschappen.
Heel sterk vergroot ziet een chromosoom er uit als een wenteltrap. De treden zijn gemaakt van verschillende stoffen, samen het DNA.
De volgorde van een stuk van de treden zijn een code voor een (deel van een ) eigenschap. Dit noem je een gen. Dat betekent dat elke eigenschap van jou wordt bepaald door een gen. Vaak worden eigenschappen bepaalt door meerdere genen.
Iedere eigenschap kan meerdere variaties hebben, dat noemen we een gen. Elk gen bestaat dus uit twee genen.
Zo kan de eigenschap oogkleur, bruin of blauw zijn. Op een chromosoom liggen heel veel genen. Ze hebben allemaal een vaste plaats. Wat op één of meerdere genen staat noem je het genotype. Het genotype bepaalt dus hoe je eruit ziet, dus bijvoorbeeld of je blauwe of bruine ogen hebt, of wel of geen krullend haar.
genotype en fenotype
Hoe je bent wordt niet alleen bepaald wat op je genen staat (je genotype). De omstandigheden of het milieu speelt ook een rol. Voor sommige eigenschappen is het genotype heel belangrijk, voor andere eigenschappen is het milieu veel belangrijker. Zo is je opvoeding voor je gedrag heel belangrijk, maar is voor je oogkleur je genotype weer heel belangrijk. Je genotype en de omstandigheden bepalen samen de uitkomst voor een eigenschap. Hiermee bedoelen we hoe de eigenschap eruit ziet. Dit noemen we met een biologisch woord het fenotype.
Hoe ontstaat je genotype?
Ieder mens is ontstaan tijdens de bevruchting: een zaadcel is een eicel binnen gedrongen. Beiden hebben ze 23 chromosomen.
Dit betekent dat in een lichaamscel 2 x 23 = 46 chromosomen zitten. Je bouwbeschrijving ligt dus bij de bevruchting al vast!
Hieronder zie je een chromosomenkaart (karyogram) van een mens met 46 chromosomen.
Het 23ste paar zijn je geslachtschromosomen, zij bepalen of je een jongen of een meisje wordt. heb je 2 verschillende (een grote X en een kleine Y) dan ben je een jongen, heb je 2 dezelfde grote X chromosomen dan ben je een meisje.
Vragen
- Wat is de bouwstof voor chromosomen?
- Wanneer wordt het genotype van een individu bepaald?
- Wat verstaan we onder fenotype?
- Wat bedoelen we met het genotype van een persoon?
- Hoeveel chromosomen bevat een lichaamscel van een mens?
- Hoeveel chromosomen bevat een zaadcel van een mens?
7. Juist of onjuist?
a) het gen voor oogkleur komt alleen voor in de ogen
b) in elke cel komen evenveel genen voor
c) in een geslachtscel heb je voor iedere eigenschap slechts 1 gen
d) een geslachtscel bevat 2 geslachtschromosomen
Celdeling
Mitose
Bij de bevruchting heb je dus in de bevruchte eicel een set chromosomen. Van de bevruchte eicel worden kopieën gemaakt. Hij gaat zich dus delen in twee, vier, acht, zestien enz.enz… Het maken van deze kopieën noemen we de gewone celdeling. Het biologische woord dat we gebruiken is mitose. Hiermee worden cellen gemaakt waarbij de nieuwe cellen kopieën zijn van de eerste cel. ze hebben precies dezelfde erfelijke informatie.
Een mitose gaat in de volgende stappen:
- de chromosomen spiraliseren. Hierdoor kan je ze zien.
- de chromosomen kopiëren zich en gaan naast elkaar in het midden van de cel liggen. Dat zie je in B en C.
- de 2 chromosoomdraden gaan zich delen. Ze worden door dunne draadjes naar de polen getrokken. Dat zie je in D en E.
- Er ontstaat een nieuwe celmembraan en er zijn nu twee cellen gevormd met exact dezelfde erfelijke informatie, een kopie dus. Dat zie je in E en F.
Mitosedelingen heb je nodig om te groeien, om cellen te vervangen en om wonden te herstellen.Aan het begin van de zwangerschap kunnen de cellen nog allerlei soorten cellen worden. Dit noemen we stamcellen. Alle genen in de cel zijn nog bruikbaar.Tijdens de zwangerschap worden verschillende soorten cellen gemaakt. cellen gaan zich specialiseren. Voor ieder gen zit een “knopje” van aan of uit. Op het moment dat deze knopjes worden uitgezet zijn die genen niet meer bruikbaar. Het is dan bijvoorbeeld een spiercel geworden. Alle cellen die hieruit voortkomen zijn dan ook spiercellen. Iedere cel heeft dus wel alle erfelijke informatie maar kan maar een klein gedeelte gebruiken.
Meiose
In een geslachtscel, een eicel of een zaadcel, zitten 23 chromosomen, waarvan er dus één (namelijk nummer 23) een geslachtschromosoom is Om een geslachtscel te maken is dus een andere celdeling nodig. Deze deling noemen we de reductiedeling of meiose. Deze lijkt veel op de mitose maar is net even anders.
Een meiose gaat in de volgende stappen:
- de chromosomen spiraliseren
- de chromosomen kopiëren zich
- de chromosomen gaan soort bij soort liggen. Vergelijk C van de onderstaande figuur maar eens met die van de meiose. De chromosomen gaan paarsgewijs in het midden van de cel liggen.
- de chromosomen worden verdeeld. Dat zie in E.
- er zijn nu twee cellen gevormd met de helft van het aantal chromosomen met de kopie er nog aan. De chromosomen gaan nu naast elkaar liggen in het midden van de cel.
- de twee chromosomen gaan zich delen. Ze worden door dunne draden naar de polen getrokken.
- er zijn nu 4 cellen gevormd die twee aan twee gelijk zijn iedere cel heeft één chromosoom van iedere soort. We zijn in dit voorbeeld met 4 chromosomen begonnen in één cel begonnen en eindigen met vier cellen met elk 2 chromosomen.
Doordat je bij de meiose de chromosomen verdeelt, kun je heel veel verschillende soorten geslachtscellen maken. Bij de bevruchting ontstaat dan weer een nieuwe combinatie van genen en zo is iedereen anders en heeft een unieke combinatie van eigenschappen.
mutaties
Een mutatie is een verandering van DNA door bijvoorbeeld UV straling, röntgenstraling of giftige stoffen.
Tijdens het kopiëren van de cellen bij de mitose worden soms fouten gemaakt. Zit zo’n fout in een gedeelte van de genen dat de cel niet gebruikt dan merk je er niets van. Kanker wordt bijvoorbeeld veroorzaakt doordat door een mutatie de rem op de celdeling wegvalt.
Als er tijdens de meiose een fout wordt gemaakt , dan zal dit als deze geslachtscel wordt gebruikt altijd zichtbaar zijn in het genotype van een organisme.
Erfelijkheidsonderzoek
Met erfelijkheidsonderzoek wordt onderzoek aan het DNA bedoeld. Dit kun je gebruiken voor verschillende doeleinden.
Bij een onderzoek naar een erfelijke afwijking bij een foetus kun je gericht gaan zoeken naar het gen dat deze afwijking veroorzaak. Dit kan met een echoscopie, vlokkentest of vruchtwaterpunctie. Blijkt dat de foetus het “zieke gen” te hebben dan kan een abortus overwogen worden Als een ziekte in de familie zit, kun je ook onderzoek laten doen of je drager bent voor dit gen en de kans laten berekenen op een kind met deze erfelijke ziektes. (stamboomonderzoek)
