Leerdoelen:
- Je kan de volgende begrippen uitleggen:
- Gen
- Allel
- Chromosoom
- Chromatide
- Fenotype
- Genotype
- Dominant allel
- Recessief allel
- Je kan uitleggen hoe de mitose en meiose verlopen.
In elke lichaamscel bevindt zich erfelijk materiaal. Het erfelijke materiaal ligt vast in het molecuul DNA. Dit is een van de meest grote en ingewikkelde moleculen die we kennen. Elke lichaamccel bevat namelijk ongeveer 2 meter DNA.
Om je DNA in je cellen te kunnen passen, is het heel goed opgevouwen. Ook is het opgeknipt in stukjes. Een stuk DNA noem je een chromosoom. Een mens heeft 46 chromosomen in elke cel zitten. De helft van deze chromosomen komt van je vader, de andere helft van je moeder. Dat betekent dat deze chromosomen heel erg op elkaar lijken. Je kunt dan ook chromosoomparen zien: twee chromosomen die heel sterk op elkaar lijken. Die 46 chromosomen kun je dus verdelen in 23 chromosoomparen.
Van deze 23 chromosoomparen zijn er 22 'normaal'. Het laatste paar noem je de geslachtschromosomen. Deze bepalen of je het uiterlijk van een man of een vrouw krijgt. Vrouwen hebben twee dezelfde geslachtschromosomen: XX. Mannen hebben twee verschillende geslachtschromosomen die samen een paar vormen: XY.
Op de chromosomen liggen stukken DNA waarin de informatie ligt voor jouw erfelijke eigenschappen. Erfelijke eigenschappen zijn eigenschappen zoals oogkleur of de vorm van je darmen, die vast liggen vanaf de bevruchting in het DNA. De stukken DNA die informatie bevatten voor erfelijke eigenschappen, noem je genen.
Je oogkleur wordt dus bepaald door een gen. Maar je hebt verschillende soorten oogkleur: bruin, blauw groen... Er bestaan dus verschillende varianten van zo'n gen. Een variant van een gen noem je allel. Heb je bruine ogen, dan heb je dus het allel voor bruine ogen van het gen voor oogkleur.
Al deze genen en allelen samen vormen je genotype. Het genotype is onveranderlijk en ligt vast sinds de bevruchting. In zeldzame gevallen, bijvoorbeeld door een mutatie, kan je genotype veranderen. Je genotype bepaalt samen met invloeden uit de omgeving je uiterlijk, het fenotype.
Van een gen kan je meerdere allelen hebben. Je hebt er sowieso minstens twee. Dit komt doordat de chromosomen binnen een chromsomenpaar dezelfde genen hebben. Maar omdat een van die chromosomen van je vader komt en de ander van je moeder, kunnen ze wel allebei een andere variant van dat gen hebben. Wanneer je twee dezelfde allelen van een gen hebt, ben je voor dat gen homozygoot. Wanneer je twee verschillende allelen van een gen hebt, ben je voor dat gen heterozygoot.
Sommige allelen zijn beter te zien in je fenotype dan andere allelen. Allelen die, als je ze hebt, altijd terug te zien zijn in je fenotype noem je dominante allelen. Allelen die je alleen ziet wanneer er geen dominant allel aanwezig is, noem je recessieve allelen.
Tijdens de bevruchting versmelten een zaadcel en een eicel met elkaar. Elk van deze cellen bevat de helft van het oorspronkelijke DNA van de vader en de moeder. Doordat zij versmelten, krijg je weer een volledig DNA-molecuul waardoor het genotype van het kind is bepaald.
Eicellen en zaadcellen noem je geslachtscellen. Geslachtscellen ontstaan, net als gewone lichaamscellen, door celdeling.
De celdeling die voor nieuwe lichaamscellen zorgt, heet de mitose. Dankzij mitose worden oude cellen vervangen, kan een organisme groeien en kan schade hersteld worden. Uit een cel, de moedercel, ontstaan twee nieuwe cellen, de dochtercellen. Dit proces duurt ongeveer 20 uur. Om er voor te zorgen dat de dochtercellen precies hetzelfde DNA hebben als de moerdercel, moet het DNA gekopiëerd worden: DNA-replicatie. Elk chromosoom krijgt een kopie aan zich gehecht. Dit kopie noemen we een chromatide. Wanneer DNA-replicatie klaar is, lost de celkern op. Hierdoor kunnen er draadjes vanuit elke kant van de cel naar de chromatiden worden gelegd. De draadjes trekken de chromatiden uit elkaar. Vervolgens vormt zich een celmembraan tussen beide helften van de moedercel waardoor twee cellen ontstaan. In de afbeeldingen hieronder zie je schematisch hoe mitose er uit ziet in een tekening, met daaronder een microscopische foto van mitose in actie.
Voor geslachtscellen is een andere celdeling nodig. Een geslachtscel bevat immers maar de helft van het DNA. Dit is nodig, want anders zou een zygote teveel chromosomen bevatten. Geslachtscellen ontstaan via meiose. Meiose wordt ook wel eens reductiedeling genoemd.
Ook de meiose begint met DNA-replicatie waarbij chromatiden ontstaan. Maar in plaats van dat de chromatiden uit elkaar worden gehaald, worden de chromosoomparen uit elkaar getrokken. Hierdoor ontstaan twee nieuwe cellen met elk 23 chromosomen (46 chromatiden), maar zonder chromosoomparen. Deze eerste fase heet meiose I. De meiose gaat nog verder, want de volgende stap is dat de chromatiden uit elkaar worden gehaald. Deze fase heet meiose II. Uiteindelijk onstaan er dus vier geslachtscellen met elk 1 chromosoom per chromosoompaar. In totaal dus slechts 23 chromosomen per geslachtscel.
Doordat de chromosoomparen uit elkaar worden gehaald, kunnen er vier zeer verschillende geslachtscellen ontstaan met elk een andere set allelen voor de aanwezige genen. Er ontstaan dus veel variatie. Dit verklaart ook waarom iedereen er anders uit ziet
Bij mannen is de meiose nu klaar: uit een moedercel zijn vier zaadcellen ontstaan. Bij de vrouw gebeurt er nog iets bijzonders: drie van de ontstane dochtercellen gaan dood. Slechts een dochtercel overleeft en wordt de eicel.
Soms gaat de meiose niet goed. Hierdoor komt er een chromosoom teveel terecht in een geslachtscel. Tijdens de bevruchting kan dit er voor zorgen dat het kind bij een chromosoompaar drie chromosomen heeft in plaats van twee. Dit is het geval bij Downsyndroom. Downsyndroom wordt ook wel trisomie 21 genoemd, wat betekent: er zijn drie chromosomen aanwezig bij het 21e chromosomenpaar. Ook bij andere chromosoomparen kan een trisomie ontstaan. Dit soort aandoeningen kunnen veel lichamelijke en geestelijke klachten geven. De kans op trisomie is het hoogst bij een erfelijke aanleg en bij vrouwen boven de 35 jaar.
In de afbeelding hieronder zie je schematisch de meiose weergegeven.
Chromosomen en genen https://www.youtube.com/watch?v=VK2OhxYmWgo