Stap 1. Van DNA naar eiwit

Van DNA naar eiwit
In een cel verlopen duizenden chemische reacties. Al die reacties worden gekatalyseerd door enzymen.
Daarbij gaat er natuurlijk wel eens iets mis, en de gevolgen daarvan kunnen groot zijn.
Zo komt het voor dat mensen een bepaald enzym niet kunnen maken, waardoor een bepaalde reactie niet kan verlopen.
Dat kan gevolgen hebben voor een hele reactieketen.

Opdracht 1 Wat gaat er mis?
In tweetallen.
Kies elk een van deze onderstaande ziektebeelden. Zoek informatie over de symptomen.
Noteer ook wat er mis gaat op het niveau van het DNA.
Wissel de gegevens uit. 

  1. Sikkelcelanemie
  2. Familiaire hypercholesterolemie
  3. Spierdystrofie van Duchenne
  4. Hemofilie

Opdracht 2 Nucleotiden en aminozuren
De vier ziekten uit opdracht 1 zijn het gevolg van een genmutatie in het DNA.
Blijkbaar is er een verband tussen het DNA en het eiwit dat ontstaat. Een logische veronderstelling is dat de volgorde van de nucleotiden de code bevat voor het maken van de eiwitten.
De duizenden eiwitten die een cel nodig heeft, bestaan uit ongeveer twintig verschillende aminozuren.
In een DNA-molecuul zitten vier verschillende nucleotiden.
Beantwoorden de volgende vragen.

  1. Hoeveel aminozuren kun je coderen als elke nucleotide de plaats van één aminozuur bepaalt?
    1. 1
    2. 2
    3. 4
    4. 16
  2. Hoeveel aminozuren kun je coderen wanneer je per code twee nucleotiden gebruikt?
    1. 2
    2. 4
    3. 16
    4. 32

De logische volgende stap is naar een code van drie nucleotiden te gaan kijken. Theoretisch kun je 64 codes maken en dat is meer dan voldoende.
In 1965 deed de Japanner Khorana het onderzoek waarmee de juistheid van de veronderstelling, om drie nucleotides als code te gebruiken, werd bewezen. In een eerste experiment gebruikte hij een m-RNA-keten van Uracil en Cysteine aan elkaar. We noemen dat een poly-UC-keten (UCUCUCUCUCUC). Waarom hij mRNA gebruikte en geen DNA zal je in de volgende stap duidelijk worden.

  1. Beredeneer uit hoeveel verschillende aminozuren het eiwit zal bestaan als uitgaat van een code van 1,2 of 3 letters.
    Maak de eerste vraag van oefening "Aminozuren" onderaan deze pagina.
  2. Uit de experimenten bleek dat er een reeks van twee verschillende aminozuren aan elkaar werden gekoppeld (serine en leucine).
    Welke conclusie trek je uit het experiment?
  3. Om zeker te zijn van zijn zaak deed Khorana vervolgens een proef met een poly-AAG-keten (AAGAAGAAG etc).
    Welk resultaat verwacht je van dit experiment om aan te tonen dat er inderdaad een triplettencode gebruikt wordt?
  4. Leg uit dat het vinden van een polypeptide met 1 soort aminozuur de mogelijkheid van het gebruik van een 4-letterige code uitsluit.


Opdracht 3 Nucleotiden
In tweetallen.