BI - H5 - TW3
Genen en eigenschappen
In elke celkern zitten 46 chromosomen (in 23 paren). De chromosomen bestaan voor het grootste deel uit DNA. Als een cel zich deelt, worden ook alle chromosomen gedeeld. Alle informatie over je erfelijke eigenschappen is je genotype. De informatie voor 1 eigenschap is een gen.
In elke celkern zitten dezelfde genen, maar deze zijn niet allemaal actief. Het tot uiting komen van een gen is genexpressie. Voor een cel in je darmen zijn bijvoorbeeld de genen voor oogkleur niet actief. Alle zichtbare eigenschappen vormen het fenotype. Deze wordt bepaald door het genotype en door het milieu/omgeving.
De chromosomen bestaan uit 23 paren. Elk paar geeft informatie over dezelfde eigenschappen. Per paar krijg je 1 chromosoom van je vader, en 1 van je moeder. Daarom kunnen de eigenschappen dus verschillen binnen een chromosomenpaar. Het 23e paar bepaalt het geslacht. Een geslachtschromosoom XX is van een vrouw, en XY van een man.
Voortplanting en allelen
Bij geslachtelijke voortplanting smelten de kernen van een eicel en een zaadcel samen. In deze geslachtscellen komen maar 23 chromosomen voor. Van elk chromosomenpaar wordt er 1 chromosoom “gekozen” om te delen naar de geslachtscel: meiose. Als een eicel en zaadcel (beide met 23 chromosomen, van elk paar 1) samensmelten, heb je dus weer 46 chromosomen in paren.
DNA bestaat uit de basen A, T, C en G. De A & T en C & G vormen altijd samen een paar. De verschillende volgordes van de basenparen bepalen je genen. Je gebruikt je DNA om eiwitten en hormonen te maken. Deze stoffen bepalen de werking van je lichaam.
De informatie in een gen is een allel. De twee allelen over dezelfde informatie, maar in een ander chromosoom vormen samen een allelenpaar. De allelen in een allelenpaar kunnen hetzelfde zijn. Die persoon is dan homozygoot voor die eigenschap. Als de allelen verschillen zijn iemand heterozygoot voor die eigenschap.
Bij een mutatie verandert het genotype. Dit heeft meestal geen effect, want je hebt heel veel cellen met hetzelfde genotype. Als de mutatie voorkomt in een geslachtscel kan het wel effect hebben, omdat de mutatie kan worden doorgegeven bij de versmelting met een eicel. Mutaties komen door straling, radioactiviteit, chemicaliën en andere mutagene invloeden. Bij een mutant komt de mutatie tot uiting in het fenotype, zoals bij albinisme. Bij spontane mutatie ontstaan er fouten bij het delen van het DNA. Als 1 allel gemuteerd is, kan het andere allel de taak overnemen. Door mutaties neemt de genetische variatie binnen een soort toe.
Sequentie en transcriptie
De volgorde van de basen in het DNA is de DNA-sequentie. De DNA-sequentie bepaalt de informatie voor de productie van eiwitten, die voor een groot deel de werking van je lichaam bepalen.
Bij het aflezen van de DNA-sequentie wordt RNA gemaakt. Alle genen die actief zijn worden afgelezen en gekopieerd. Vervolgens wordt in een ribosoom een eiwit gemaakt aan de hand van het RNA. Dit proces heet eiwitsynthese. Vervolgens gebruikt je lichaam het eiwit voor stoffen als hormonen, enzymen en antistoffen. Door het aan- en uitzetten van genen kunnen verschillende eiwitten worden gemaakt.
Bij een mutatie in de DNA-sequentie die bepaalt hoe cellen zich delen, kan er ongeremde celdeling ontstaan. Er ontstaat dan een tumor. Deze kan vervolgens uitzaaien (metastase) via je bloed- of lymfestelsel. Als de tumor goedaardig is, verstoort hij geen andere weefsels. Een kwaadaardige tumor doet dit wel.
Evolutie
Het veranderen, verdwijnen en ontstaan van soorten (organismen die door voortplanting vruchtbare nakomelingen kunnen krijgen) heet evolutie. De evolutietheorie (van Charles Darwin) gaat over een periode van miljoenen jaren, variatie in genotypen en een natuurlijke selectie van soorten.
Nieuwe fenotypen kunnen ontstaan door variatie in genotypen bij geslachtelijke voortplanting en door mutaties.
De soorten die zich het beste aan hun milieu kunnen aanpassen, hebben de grootste overlevingskans. Deze dieren kunnen zich dus ook meer voortplanten, en geven het gunstige genotype dus door aan hun nakomelingen. Dit verschijnsel heet natuurlijke selectie.
Een soort heeft een hoge overlevingskans als er veel variatie is. Dan is er namelijk een grotere kans op een groep die zich goed kan aanpassen aan nieuwe omstandigheden.
Nieuwe soorten kunnen ontstaan door een plotselinge verandering in het milieu en isolatie van groepen. Bij deze isolatie gaan de organismen in andere omstandigheden leven, waarna ze zich aanpassen aan de omstandigheden.
De geschiedenis van het leven
Als een gestorven dier wordt bedekt door sediment (zand en klei), kan er een fossiel ontstaan. Door het onderzoeken van fossielen kunnen we bepalen hoe het leven op aarde is veranderd.
Ongeveer 4,6 miljard jaar geleden was er geen leven mogelijk door de hoge temperaturen. 3,6 miljard jaar geleden ontstonden bacteriën in het water die zuurstof konden produceren. Ongeveer 700 miljoen jaar geleden ontstonden de eerste dieren in de zee. De eerste landdieren waren vooral geleedpotigen. 251 miljoen jaar geleden ontstonden allerlei soorten amfibieën en reptielen, zoals dinosauriërs. Ook ontstonden de eerste zoogdieren en vogels.
De dinosauriërs stierven 65 miljoen jaar geleden massaal uit, door een abrupte klimaatverandering na de inslag van een meteoriet. De eerste mensensoort ontstond ongeveer 3 miljoen jaar geleden.
Veel soorten zijn aan elkaar verwant, want (een deel van) het DNA komt overeen. Ze hebben dan een gemeenschappelijke voorouder: een soort die aan beide soorten verwant is.
Hoe meer DNA overeenkomt tussen soorten, hoe korter geleden de gemeenschappelijke voorouder leefde.
Doordat organismen zich aanpassen, kunnen organen (een deel van) hun functie verliezen. Soms blijft een nutteloos orgaan wel aanwezig. Dit zijn dan rudimentaire organen. Bij de mens zijn dit bijvoorbeeld verstandskiezen en kippenvel.
Dominant en recessief en kruisingen
Bij personen die heterozygoot zijn, komt vaak het dominante allel tot uiting. Het andere allel is dan het recessieve allel. Een dominant allel noteer je met een hoofdletter, en een recessief allel met een kleine letter.
Een rode vacht is bij koeien een recessief. Een koe met een rode vacht moet dus wel homozygoot recessief zijn, want als er een dominante allel voorkomt, is de koe niet meer rood.
Bij een kruising geef je de ouders aan met de letter P. De eerste nakomelingen zijn de F1. Als de nakomelingen zich onderling voortplanten, krijg je de F2.
Bij koeien is een zwarte vacht (A) een dominante eigenschap, en een rode vacht recessief (a).
Als een homozygote zwarte koe (AA) zich voortplant met een homozygote rode stier (aa), krijg je kinderen met het genotype Aa, want de in de eicel van de moeder zit een A, en in de zaadcel van de vader zit een a. Deze koeien zullen dus zwart zijn.
Als je deze kinderen onderling kruist, zijn er meerdere mogelijkheden voor het allel van de vachtkleur in de zaad- of eicel. In de tabel hiernaast zie je dat er 3 verschillende genotypes zijn als 2 koeien met genotype Aa kruist. Er is dus 75% kans op een zwarte koe, want AA en Aa resulteren beide in een zwarte koe, en 25% kans op een rode koe.