Literatuur Onderwijsgroepen
08-02-2021
Probleem 1. The Birds and the Bees
LD1: Welke vormen van celdeling bestaan er en hoe verschillen
deze?
Er bestaan twee vormen van celdeling:
Mitose: algemene celdeling van lichaamscellen;
Meiose: celdeling van de geslachtscellen in eicellen of spermacellen.
Er zitten verschillende fases in de interfase, de periode uit de celcyclus tussen twee mitoses:
G1-fase: groei van cellen en een toename in het aantal organellen;
S-fase: replicatie van chromosomen -> verdubbeling DNA;
G2-fase: verdere groei, toename van het aantal organellen, DNA condenseert en
vormt zichtbare chromosomen.
Elke cel in je lichaam, met uitzondering van de geslachtscellen, heeft 23 chromosomenparen
-> dus 46 chromosomen. Deze cellen reproduceren zichzelf tijdens de mitose. Hierbij wordt
de kern (nucleus) gesplitst, waarbij twee nieuwe cellen worden gevormd. De dochtercellen
bevatten hetzelfde DNA als de moedercel, in dezelfde 23 paar chromosomen.
De mitose is een eindeloze verdubbeling. Voor elke splitsing, worden de chromosomen
gedupliceerd tijdens de S-fase. Als de cel in de mitose komt, is het DNA dus al gekopieerd.
De mitose blijft het hele leven lang plaatsvinden. Mitose zorgt voor diploïde cellen (2n) met
46 chromosomen georganiseerd in 23 paar. Cytokinese is de uiteindelijke splitsing van de
moedercel in twee dochtercellen. Dit gebeurt aan het einde van de mitose.
Tijdens de meiose wordt uit één diploïde cel uit de geslachtsorganen (testis en ovarium), vier
haploïde eicellen of spermacellen gevormd. Een cel uit het geslachtsorgaan verdubbelt eerst
zijn chromosomen in de S-fase. Hierna vindt crossing-over plaats -> de chromosomen mixen
onderling, waardoor het genetische materiaal een unieke erfelijke combinatie vormt.
De paren gedupliceerde chromosomen splitsen in twee nieuwe cellen met elk 46
chromosomen. Na nog een splitsing blijven er vier geslachtscellen over met 23
chromosomen. Meiose heeft dus twee splitsingen en de meiose maakt ons genetisch uniek.
Het principe van independent assortment houdt in dat de chromosomen die in de
geslachtscellen belanden worden bepaald door kans. Elke ouder kan 2 23 verschillende
combinaties van 23 chromosomen ontwikkelen in hun spermacel of eicel.
Mitose Meiose
Celdeling die gebeurt in lichaamscellen Celdeling die gebeurt in geslachtscellen
Dochtercel is identiek aan de moedercel Dochtercel verschilt van de moedercel
46 chromosomen in de kern 23 chromosomen in de kern
Geen DNA-uitwisseling Wel DNA-uitwisseling
Bevruchting is het proces waarbij een eicel en een spermacel fuseren en één cel vormen: de
zygote. Hierin vormen de 23 chromosomen uit de eicel en de 23 chromosomen uit de
1
,Literatuur Onderwijsgroepen
spermacel weer 23 paar (dus 46) chromosomen. Het 23ste chromosomenpaar bepaalt of
iemand een man (X- en Y-chromosoom) is, of een vrouw (twee X-chromosomen).
LD2: Wat is DNA en hoe wordt dit gekopieerd tijdens celdeling?
Kan DNA veranderen?
De nucleus (kern) van elke lichaamscelcel bevat 23 paar chromosomen (2n = 46).
Chromosomen bestaan uit DNA (desoxyribonucleïnezuur). DNA bevat de erfelijke informatie
van een individu en bestaat uit een dubbele helix van nucleotiden. De erfelijke informatie ligt
vast in de volgorde van de vier nucleotiden: Adenine (A), Thymine (T), Guanine (G) en
Cytosine (C). De nucleotide A&T en C&G vormen paren met elkaar.
De meeste lichaamscellen zijn diploïde -> bevatten chromosomenparen (2n = 46). De
geslachtscellen, oftewel gameten, zijn haploïde -> bevat één enkel chromosoom (n = 23).
Van de 23 chromosomenparen in het lichaam, zijn er 22 autosome chromosomen en één sex
chromosoom -> bepaalt het geslacht.
Elk chromosoom bevat DNA. DNA zit gewikkeld om de histonen (speciale eiwitten). Genen
zijn korte delen van het DNA en sturen de cel aan om zichzelf te reproduceren. Als een gen
wordt geactiveerd, start de DNA-replicatie -> verdubbelen van het DNA.
De DNA-replicatie vindt plaats in het
cytoplasma van een cel. Helicase ontwindt
de dubbele helix van het DNA. Als een gen
wordt geactiveerd, koppelt RNA-polymerase
aan de start van dit gen. RNA-polymerase
bindt vrije basen aan de streng DNA, zodat
er weer een dubbele helix ontstaat ->
transcriptie. Het messenger-RNA verplaatst
zich vervolgens naar het cytoplasma en
wordt hier afgelezen door ribosomen.
De ribosomen zorgen ervoor dat er weer complementaire basen worden gevonden voor het
messenger-RNA. Elke groep van drie basen (triplet) codeert voor één aminozuur. Alle
aminozuren worden uiteindelijk aan elkaar gekoppeld en vormen een eiwit.
De genetische expressie is de activiteit van een gen -> of een gen aan of uit staat. De
genetische expressie wordt beïnvloed door de omgeving -> hormonen.
DNA staat in principe vast vanaf de geboorte. Bij DNA-replicatie wordt DNA letterlijk
gekopieerd. DNA kan echter wel veranderen door mutaties. Dit kan positieve of negatieve
effecten hebben op een individu -> vaker negatief.
LD3: Hoe werkt het erven van trekken in mensen? Hoe bereken je
het risico dat een kind een trek erft?
Het genotype van een individu bestaat uit alle genetische informatie van dat individu ->
wordt vaak aangeduid door twee letters (Bb). Het fenotype bestaat uit de observeerbare
karakteristieken of het gedrag -> combinatie van genotype en invloeden uit de omgeving.
2
,Literatuur Onderwijsgroepen
Homozygote individuen hebben twee identieke allelen van een gen. Heterozygote
individuen hebben twee verschillende allelen van een gen -> het allel van de moeder is
anders dan het allel van de vader. De locus is de plaats van een gen op een chromosoom
Dominante allelen komen altijd tot uiting in het fenotype en overheersen de invloed van de
recessieve genen -> dominant-recessive genes principle. Een recessief allel komt alleen tot
uiting als de beide genen van een paar recessief zijn. Een drager is iemand die een recessief
allel van een gen bevat, dat geen invloed heeft op het fenotype. Dit kan wel doorgegeven
worden aan de nakomelingen.
Er is sprake van codominantie als het fenotype van een individu een combinatie is van twee
genen. Hierbij wordt een intermediair fenotype gevormd, waarbij beide allelen tot uiting
komen in het fenotype. Vaak spreek je dan van multipele allelen: er bestaan meer dan twee
allelen voor hetzelfde gen -> bloedtypes.
Polygene karakteristieken worden beïnvloed door veel verschillende allelen -> lengte,
gewicht, intelligentie, huidskleur. Als het mogelijke aantal genen voor een karakteristiek
toenemen, neemt het aantal mogelijke genotypen en fenotypen ook toe. Pleiotropie is de
situatie waarin een gen meerdere eigenschappen aanstuurt.
De meeste gemuteerde genen zijn recessief. Als een gemuteerd gen wordt gedragen op het
X-chromosoom, kan er X-gekoppelde overerving ontstaan. Mannen hebben vaker een X-
gekoppelde ziekte omdat zij geen tweede X-chromosoom hebben om dit tegen te gaan.
Genomische imprinting komt voor als de genexpressie verschillende effecten heeft,
afhankelijk van of dit gen van de moeder of vader afkomstig is. Een chemisch proces zorgt
hierbij voor het onderdrukken van het andere gen van de andere ouder.
A a
Een Punnet Grid is een kruistabel die toont hoe de allelen van ouders zich A AA Aa
kunnen verdelen in hun geslachtcellen en hoe zo nieuwe combinaties van allelen (25%) (50%)
gevormd kunnen worden voor hun kinderen. a Aa aa
(50%) (25%)
Regulatory genes kunnen specifieke genen aan en uit zetten -> zorgen voor de genexpressie.
LD4: Welke periodes zijn er in prenatale ontwikkeling en wat
ontwikkelt wanneer?
De prenatale ontwikkeling begint met de bevruchting en eindigt met de geboorte. Deze
ontwikkeling duurt tussen de 266 en 280 dagen (38 tot 40 weken). Een eicel kan maar drie
tot vijf dagen overleven zonder bevruchting te worden. Bevruchting vindt dus meestal plaats
tijdens de periode van de ovulatie van een vrouw.
Er zijn drie perioden met hun bijbehorende fase te onderscheiden, namelijk:
Germinale Periode: de baby wordt een zygote genoemd;
Embryonale Periode: de baby wordt een embryo genoemd;
Foetale Periode: de baby wordt een foetus genoemd.
De Germinale Periode (zygote) begint bij de bevruchting van de eicel door het sperma.
Tijdens deze periode ontwikkelt de zygoot zich door snelle celdeling (cleavage). Eén week na
3
, Literatuur Onderwijsgroepen
de bevruchting start de specialisatie van cellen. Er ontstaan gespecialiseerde cellen die
bestaan uit twee lagen cellen:
Blastocyt: de binnenste laag cellen die zich ontwikkelen tot het embryo;
Trophoblast: de buitenste laag cellen die zorgt voor voeding van het embryo.
De hechting (implantation) van de bevruchte eicel in de baarmoederwand vindt 11 tot 15
dagen na de bevruchting plaats en dit is het einde van de Germinale Periode en de start van
de Embryonale Periode.
De Embryonale Periode (embryo) vindt plaats vanaf twee tot acht weken na de bevruchting.
Deze periode start bij de innesteling van het embryo in de baarmoederwand. Tijdens deze
periode versnelt de celdeling en ontstaan organen. Het embryo bestaat uit drie lagen:
Endoderm: binnenste laag cellen die zich ontwikkelt tot het spijsverteringsstelsel en
het ademhalingssysteem;
Mesoderm: middelste laag cellen die zich ontwikkelt tot de bloedsomloop, botten,
spieren en het uitscheidings- en voortplantingssysteem;
Ectoderm: buitenste laag cellen die zich ontwikkelt tot het zenuwstelsel, brein,
receptoren en de huid.
Gedurende de Embryonale Periode ontwikkelen zich de:
Vruchtvlies (amnion): omhulsel van de vruchtzak waarin het vruchtwater en het
embryo zich bevinden -> het vruchtwater zorgt voor een gecontroleerde omgeving;
Vruchtzak (amniotic sac): omhulsel waarin het vruchtwater en het embryo liggen ->
het vruchtwater zorgt voor een gecontroleerde, stabiele omgeving;
Placenta: een groep weefsels met kleine bloedvaten van de moeder en haar kind ->
bepaalt welke voedingsstoffen en afvalstoffen uitgewisseld worden;
Navelstreng (umbilical cord): verbindt de baby met de placenta via bloedvaten;
De organogenese is het ontwikkelen van organen uit verschillende weefseltypes tijdens de
eerste twee maanden van de prenatale ontwikkeling.
Derde week: neurale buis (later de ruggengraat) ontwikkelt zich;
21 dagen: de ogen ontwikkelen zich;
24 dagen: de ontwikkeling van het hart begint;
Vierde week: urogenitale systeem (nieren + voortplantingssysteem) wordt zichtbaar,
de armen en benen starten met ontwikkelen en het hart vormt zich;
Vijfde - achtste week: armen en benen groeien verder, interne organen krijgen vorm
en het gezicht ontwikkelt zich -> herkenbaar als mens.
Er zijn twee richtingen waarin men zich ontwikkelt (gebeurt tegelijkertijd):
Cephalocaudaal: van boven naar beneden -> hoofd naar staart;
Proximaal - distaal: van binnen naar buiten -> centrale gebieden naar buiten.
Tijdens de Embryonale Periode is het embryo erg kwetsbaar, omdat de belangrijkste
structuren voor het overleven van het lichaam worden gevormd. Acht weken na de
bevruchting noemt men het embryo een foetus en eindigt de Embryonale Periode.
De Foetale Periode (foetus) start na de 8e week van de zwangerschap (derde maand) en
duurt gemiddeld genomen zeven maanden. Dit is de periode tussen twee maanden na de
4
