Biologische Psychologie 400147 Tilburg University
2017-2018
Inleiding
Reductionisme = moeilijk gedrag reduceren tot simpel gedrag en processen. Je gaat vanuit een
gedraging reduceren tot bijvoorbeeld de zenuwcellen.
Holisme = kijkt naar het hele organisme. We moeten kijken naar hoe het hele systeem van ons
lichaam werkt.
Hoorcollege 1 “Evolution and Genes”
Mitochrondrial Eve Mitochondriën erf je van je moeder basis moeder
Y-chromosomal Adam Y-chromosoom vader basis vader
Figuur 1: Three of life
Out of Africa hypothesis: we stammen af vanuit een mensachtige uit Afrika
Alle mensen zijn 99,9% aan elkaar gelijk. In totaal zijn er ongeveer 20,000 genen.
Waarom verschillen wij dan eigenlijk van chimpansees?
Er zijn grote verschillen in de eiwit sequenties. Ook zijn er verschillen bij het kopiëren van
DNA en bij deletion.
DNA
Elke cel ongeveer 5 cm DNA
Iedereen heeft ongeveer 10 trillion cellen.
DNA bestaat uit carbon, ribose, stikstofbase en een fosfaatgroep
Figuur 2: één nucleotide
,DNA wordt altijd van 3’ naar 5’ afgelezen en gekopieerd.
Figuur 3: Hier zie je hoe de twee enkele DNA
strengen aan elkaar gekoppeld worden en de
dubbele helix vormen.
Figuur 4: één nucleotide met
de nummering
Wat doet DNA?
Het repliceert en het zorgt voor de eiwitproductie.
DNA replicatie (In Nucleus)
Het enzym helicase splitst de twee strengen. DNA-polymerase schuift langs de enkele strengen en
maakt met behulp van losse nucleotiden uit het plasma allebei de strengen weer dubbel.
Eiwit synthese
Transcriptie
De nucleotide basen zijn als het ware de code voor het te produceren eiwit.
Transcriptie vindt plaats in de nucleus en betekent het vormen van mRNA. Dit begint wanneer RNA-
Polymerase bindt aan een specifieke volgorde van stikstofbasen dat een promotor wordt genoemd.
!!! Bij RNA is er geen Thymine base maar Uracil.
Als het mRNA gevormd is, is het nog niet helemaal klaar. Er vindt nog RNA-processing plaats. Dit
betekent dat de niet-coderende stukken DNA (introns) worden verwijderd en de exons bij elkaar het
mRNA vormen. Dit wordt ook wel splicing genoemd.
Nu gaat het mRNA uit de nucleus naar het cytoplasma.
Translatie
Dit is het werk van de ribosomen.
Het stuk mRNA gaat door een ribosoom heen. Hierbij worden steeds 3 nucleotiden bij elkaar
genomen die een aminozuur vormen. 3 opeenvolgende nucleotiden noem je ook wel een codon.
t-RNA binden aminozuren (21 soorten) uit het cytoplasma en vervoeren ze naar de ribosoom. Het
ribosoom stopt wanneer hij een stopcodon tegenkomt.
Een groot deel van de gevormde eiwitten gaat nog naar het Golgisysteem om daar verder bewerkt te
worden tot het uiteindelijke eiwit.
Serotonine is geen eiwit van DNA maar er zijn enzymen die ze maken.
Single nucleotide polymorphism (SNPs)
Een op de zoveel duizend letters in ons DNA is verschillend.
Is dat erg? Nee hoeft niet.
Aminozuren hebben soms meerdere codons die voor hetzelfde aminozuur coderen.
Maar sommige variaties kunnen tot ziektes leiden zoals sikkelcelanemie.
,Andere soorten van DNA verschillen
- Tandem repeat
Herhaling van een sequentie in de core van het DNA. Deze kunnen duizenden keren herhaald
worden.
- Satellite DNA
Dit zijn ook herhalingen maar ongeveer 10-100 baseparen. Mini satellieten (2-4 basenparen)
Ze kunnen ook ‘polymorphisms’ bevatten
- Insertions en deletions
Voorbeeld: Williams-Beuren syndrome
Deletion op chromosoom 7
- Inversion, translocation of duplication
Hele stukken van een chromosoom gaan mis
Het vinden van zo’n “foutje” is als een speld in een hooiberg zoeken. Daarom wordt er gebruik
gemaakt van een speciale methode Polymerase Chain Reaction (PCR).
Hierbij wordt het deel van het DNA dat je wilt onderzoeken heel veel maal verdubbeld.
Hierna vindt er Elektroforese plaats. Hierbij wordt er een grote blok gel gebruikt waarin kleine
openingen zitten. DNA is negatief geladen en wordt daardoor aangetrokken door de positief geladen
gel. Grote stukken DNA gaan er slomer doorheen en eindigen dus minder ver.
Koppeling Huntington ziekte met meer repeats CAG.
Charles Darwin
Beagle Journey (5 jaar observatie)
Hij schreef een notitie die erg leek op de three of life. (1837)
Ook was Darwin de eerste die constateerde dat soorten voortkomen uit andere soorten natural
selection. Survival of the fittest.
Wallace
Hij zag dat er binnen één soort van dieren er meerdere soorten zijn.
Charles Darwin kreeg werk van Wallace binnen (ongeveer hetzelfde). Toen heeft Darwin een kort
boekje over zijn ideeën geschreven “Origin of Species”
,Mendalion Genetics
Mendel kruiste verschillende soorten erwten om onderzoek te doen naar overerving van
verschillende eigenschappen.
Dominant/recessief
Huntington’s disease (dominant allel)
De ziekte van Huntington is een erfelijke aandoening. De eerste symptomen meestal tussen
35e en 45e levensjaar. Zij uit zich o.a. in onwillekeurige (choreatische) bewegingen die
langzaam verergeren, verstandelijke achteruitgang en een verscheidenheid van psychische
symptomen. De ziekte leidt gemiddeld na een zestiental jaren tot de dood van de patiënt(e),
meestal door bijkomende oorzaken zoals longontsteking.
Biologisch: Mutatie op de HTT gen op chromosoom 4p 16.3
bij gezonde mensen is er een DNA segment met de code CAG en dit wordt ongeveer
10-35 keer herhaald. Bij Huntington patiënten wordt dit segment 36 tot 120 keer
herhaald. Mensen met 40 herhalingen of meer ontwikkelen bijna altijd Huntington.
Het probleem met Huntington is dat de symptomen pas optreden wanneer de persoon al
kinderen heeft, en heeft het dus een grote kans dat het al door is gegeven.
Phenylketonuria (PKU) (recessief allel)
Patiënten met PKU worden geboren met een gebrek aan een enzym in de lever met
de naam phenylalanine hydroxylase (PAH) die nodig is om een essentieel aminozuur
fenylalanine (uit ons eten) af te breken. Zonder het enzym hoopt dit aminozuur zich
op dat schadelijk is voor het CNS en de hersenen.
Symptomen: achterlopende mentale en sociale vaardigheden, klein hoofd, hyperactiviteit,
rare bewegingen, tremoren.
Basis voor theorie van Natural selection
- Er is variatie
- Variatie is erfelijk
- Strijd voor voedselbronnen, rovers, paren
- Overleving en reproductie ratio
Genoom = alle erfelijke informatie van een organisme
Chromosoom = lange opgerolde strand van DNA om Eiwitten (histonen)
Centromeer = plek in het midden waar de celdeling begint
Lange arm (q) korte arm (p)
Telomeer = uiteinde van DNA, elke keer bij het delen gaat er een stukje af tot cel dood gaat
Histonen = eiwitten waarom het DNA gekruld is zodat het niet in de war gaat
Genotype = alle informatie DNA
Fenotype = uiterlijke kenmerken
Heredity = erfelijke informatie die doorgegeven wordt
Kwalitatieve trekken = onder invloed van één enkel gen, simpel patroon van overerving. Geen
invloed van de omgeving.
Maar de aanwezigheid van een gen wil niet zeggen dat je ‘de ziekte’ altijd hebt. Het kan ook
zijn dat het gen niet tot uiting komt. Het gen heeft dan lage penetrantie.
Kwantitatieve trekken = geen simpele patronen van overerving, minder voorspelbaar. Bijvoorbeeld
ADHD heeft een spectrum.
,Mutaties
Cross-over
Uitwisseling tussen twee chromosomen variatie
Epigenetics = het vakgebied binnen de genetica dat de invloed bestudeert van de omkeerbare
erfelijke veranderingen in de genfunctie die optreden zonder wijzigingen in de sequentie (volgorde
van de basenparen) van het DNA in de celkern.
Turkheimer’s 3 laws
1. All human behavioural traits are heritable
2. The effect of being raised in the same family is smaller than the effect of genes
3. A substantial portion of the variation in complex human behavioural traits is not accounted
for by the effects of genes or families
Endophenotype
Meetbare, aan de aandoening gerelateerde, genetisch bepaalde kenmerken
Box 2.1 Turner’s syndrome
Chromosomale conditie die invloed heeft op vrouwen.
Gerelateerd aan het x chromosoom waarbij ze 1 X missen.
Sommige vrouwen hebben dit alleen in sommige cellen mosaic Turner Syndroom.
Uiterlijke kenmerken: platte borst als een schild, andere ogen, klein, geen menstruatie.
Box 2.2 Evolution of a disorder: ADHD
Kenmerken: extreme impulsiviteit, hyperactiviteit en weinig aandacht/kleine aandachtsspan.
Hoogstwaarschijnlijk genetisch bepaald maar ook sterke omgevingsinvloeden.
Hoe kan het dat ADHD overleeft? Is het adaptief geworden? Misschien toen we nog jagers waren
kwam het juist heel goed uit. Maar een plan maken om weg te komen van een leeuw lukt niet.. Het is
voordelig is sommige omgevingen maar zeker niet allemaal.
Hoorcollege 2 Boek Hoofdstuk 4 “the Endocrine System and Communication”
Hoe reageert je lichaam op stress, voedsel, temperatuur, ziekten, puberteit…. op celniveau
Hoofdcomponenten van een cel = zuurstof, koolstof, waterstof
Nucleus – DNA opslagplaats
Celmembraan –
,Ionotropic receptor – een stofje (bijv. een neurotransmitter) bindt aan de receptor, dan gaat de
poort open en er kunnen ionen passeren.
Metabotropic receptor – geen kanaal dat open en dicht gaat. Ze zijn gelinkt aan een “G-eiwit”.
Wanneer er een stofje bindt aan de metabotrope receptor, zal de receptor de G-eiwit activeren. de
G-eiwit activeert dan een ander eiwit (second messenger systeem)
Cytoskelet – eiwitstructuren die zorgen voor stevigheid van de cel.
Cell-cell connections
Desmosomes: bijv. je huid, erg flexibel
Tight junctions: bijv darmcellen, die moeten goed zichzelf afsluiten
Gap junctions: bijv. hartcellen, ze moeten samentrekken en met snelle communicatie
Endoplasmatisch Reticulum
Rough: waar de ribosomen in zitten
Smooth: niet perse ribosomen, maar meer opslag voor calcium etc.
Golgi apparaat
Laatste stap voor het bewerken van eiwitten
Mitochondriën
Hebben hun eigen DNA (van moeder)
Energie aanmaak (ATP)
Lysosomen
Blaasjes die enzymen met zich meedragen die veel moleculen kunnen afbreken. voor de
homeostatische balans in de cel.
,Box 4.1 Mitochondria. Disease and ageing
Mitochondriën voor energie (ATP) maar ook een rol in apoptosis.
Er zijn verschillende ziektes die te maken hebben met het niet goed functioneren van de
mitochondriën.
Typen neuronen
Multipolair: meerdere dendrieten
Bipolair: één dendriet, één axon
Unipolair: dendrieten die samenkomen in een soort van axon voordat ze naar het cellichaam gaan.
Gliacellen
Voor versteviging, aanmaak myeline, opruimen dode of kapotte cellen of neurotransmitters
opruimen, instandhouding bloed-hersen barrière.
Er zijn 5 soorten
- Astrocyten: multifunctioneel, controleren voor de extracellulaire ruimte van de neuron,
contact met haarvaten, CSF en de neuron zelf Homeostase behouden
Zorgen ook voor de behouding van de bloed-hersen barrière.
- Microglia: klein, belangrijk tijdens/na letsel. Ze kijken constant of er ergens letsel is of
cellulair letsel. Ze geven een stofje af die dode cellen opruimen en afbreken.
- Ependymal cellen: Maken en geven CSF af.
- Oligodendrocyten/ Schwann cellen: Zorgen voor de myeline rondom de axon
Oligodendrocyten in CNS en Schwann cellen in PNS. Alleen de Schwann cellen kunnen
opnieuw groeien.
Negatief geladen ion = anion
Positief geladen ion = cation
Rustpotentiaal
Er is een ongelijke verdeling van ionen tussen binnen en buitenkant van het celmembraan.
De Na+/K+ pomp pompt Na+ de cel uit en K+ de cel in (3:2)
Resultaat: potentiaal verschil -70mV (binnenkant negatief)
Na/K pomp kost energie!
Enzymen
Monoamine oxidase: breekt dopamine en noradrenaline af en veranderen ze in metabolieten. De
metabolieten verlaten dan het lichaam.
,Endocytosis
3 verschillende vormen
- Pinocytosis: kleine deeltjes worden in de cel gebracht d.m.v. invaginatie. Kleine
vloeistofdruppels met opgeloste stoffen, zoals suikers en eiwitten, worden vanuit de
extracellulaire ruimte opgenomen door levende cellen door middel van instulpingen
(pinocytoseblaasjes van de celmembraan of vesikels.)
- Phagocytose: Het proces waarbij het membraan van een cel vaste deeltjes, zoals andere
cellen, omsluit en zo een holte (fagosoom) binnen de cel vormt waarin de omsloten deeltjes
buiten het cytoplasma veilig opgeslagen worden.
- Receptor-mediated endocytose: Een proces waarbij cellen metabolieten, hormonen, andere
eiwitten - en in sommige gevallen virussen - absorberen door de inwendige ontploffing
van plasmameservesjes die proteïnen bevatten met receptoren die specifiek zijn voor de
moleculen die worden geabsorbeerd.
Heteroreceptors
Autoreceptoren (geactiveerd door de transmitter
die door het neuron zelf wordt afgegeven)
Heteroreceptoren (geactiveerd door een
neurotransmitter van een ander neuron)
Retrograde signalling
De post-synaptische neuron
communiceert met een pre-synaptische neuron.
Gap Junctions
Er is ook een soort van communicatie tussen
neuronen die elektrisch verloopt i.p.v. met
neurotransmitters. Deze worden gap junctions Figuur 5: ADP en ATP cyclus
genoemd. “the gap” tussen de pre en post-
synaptische membraan is erg klein 2-4nm. Je kunt de communicatie vergelijken met een
actiepotentiaal.
➢
Dit schema
kennen!
,Endocrine systeem - Hormonen
Pijnappelklier (niet op afbeelding maar boven cerebellum):
Produceert melatonine. Nacht: hoog Dag: laag
Hypothalamus: laat een releasing hormoon los gaat naar de
klier de klier produceert het hormoon.
Thyroid gland: laat thyroïde hormonen vrij basis functie =
metabolisme/ groei hersenen en zenuwstelsel/ seksueel gebied
Adrenal gland: verdeeld in adrenal cortex en adrenal medulla.
Adrenal cortex: corticosteroids, mineralcorticoids,
glucocorticoids
Hormonen
3 groepen: monoamines, peptides en proteïnen, steroïden.
Monoamines
Afgeleid van aminozuur Thyrosine (door eten te verteren)
Voorbeelden zijn: dopamine, noradrenaline, adrenaline
Note: noradrenaline en adrenaline kunnen zowel een
neurotransmitter als hormoon zijn.
Peptides and proteins
De meeste hormonen zijn peptide hormonen
Voorbeelden zijn: LH, GH, ADH, Insuline, Oxytocine
Steroïden
Vetten, geproduceerd in adrenal cortex & gonads: Cholesterol is het beginsel.
Voorbeelden zijn: cortisol, estrogen, testosteron
, Adrenal Gland
Medulla maakt verschillende
hormonen aan
Epinephrine = adrenaline
Norepifrine = nradrenaline
Cortex maakt cortisol aan.
Figuur 6: Mono-amines: Catecholamines afkomstig
van Thyrosine
Tyrosine Dopamine Norepinephrine
Epinephrine
Mono amines: Thyroid hormone pathyway
(schildklierhormoon)
Hypothalamus: release of TRH
Hypofyse: release of TSH
Thyroid gland: release of thyroid hormonen T3 en T4
Er is een negatieve feedback loop. (eigen aanmaak
kunnen remmen en het blijven tussen bepaalde niveaus)
Thyroid system heeft jodium nodig
Metamolisme effect: lage thyroid hormoon is
gerelateerd aan een laag metabolisme en meer gewicht
toename
Cardiovascular: toename van bloeddruk en hartslag,
versterkt het effect van adrenaline.
