Hoofdstuk 3: planten

kop Hoofdstuk 3: planten Blz. 80 Mendel Lang voordat de heren Watson en Crick in 1953 achter de structuur van DNA kwamen, onderzocht men al de erfelijkheid. DNA-­‐splitsing. Eén van die onderzoekers was Mendel (zie ook 2.4.12). Hij kweekte erwtensoorten met rode en witte bloemen net zolang tot hij hele percelen had met alleen witte of alleen rode erwten. Die noemde hij raszuiver. Uit de rode erwten kwamen uitsluitend erwten met rode bloemetjes, uit de wit-­‐ te uitsluitend witte bloemetjes. Toen hij echter de witte met de rode kruiste, kreeg hij alleen maar rode erwten. Het leek wel of wit verdwenen was. Echter, toen hij met die roodkleurige generatie verder kruiste, werd van die nakomelingen 25% weer wit. Wit was er nog! Hij stelde vast dat de rode kleur de baas was over wit en noemde dat dominant. Wit was blijkbaar ondergeschikt aan rood en dat noemde hij recessief. In het boek wordt verder uitgelegd hoe dat werkt. In sommige gevallen vond Mendel dat de overerving niet volgens één van zijn wetten ging. Hij had moeite deze gevallen te verklaren maar tegenwoordig hebben we daar een beter beeld over. DNA buiten de celkern Al in 1908 werd door Carl Correns ontdekt dat soms erfelijk materiaal niet via de celkern overerft maar via het cytoplasma. Hij was natuurlijk niet bekend met de eigenschappen van DNA en kon daar niet goed een verklaring voor geven. Hij kon het slechts observeren. Het blijkt dat ook bladgroenkorrels en mitochondriën DNA bezitten en de overerving van deze celorganellen gaan via de vrouwelijke lijn. Jouw mitochondriën (de energiefabriekjes van je cellen) heb jij gekregen van je moeder via de eicel. Je vader heeft via een spermacel alleen celkern-­‐DNA bijgedragen aan de bevruchting van de eicel waaruit jij gegroeid bent. De overerving van genetische eigenschappen die op het mitochondraal-­‐DNA liggen gaat dus niet via de wetten van Mendel. Genomic inprinting Het menselijk lichaam heeft maar 20.000 tot 25.000 genen die iets coderen. Dat is veel minder dan dat we verwacht hadden. Niet al die genen worden gebruik in elke cel want dan wordt het een rommeltje. In een huidcel worden anderen genen gebruikt dan in een Pagina 1 van 3 Natuur en techniek geven, 2015 Koninklijke Van Gorcum kop haarzakje. Mogelijkerwijs worden er in een haarzakje van een wenkbrauw haar dezelfde genen op een andere manier gebruikt dan in een oogwimper haar. Genen worden afhankelijk van interne en externe factoren aan en uit gezet. Dit heeft gevolgen voor de overerving van eigenschappen. Het gen erft wel over via Mendels wetten maar doordat de expressie veranderd zien we het niet verschijnen in de nakomelingen zoals we het zouden verwachten. Virussen Sommige bloemkleuren worden beïnvloed door virussen die in de cellen van de bloembladen zitten en daar de kleurexpressie veranderen. Een Tulp heeft over het algemeen 6 bloembladeren van dezelfde kleur. Door een virus kan dat echter variëren (zie figuur 1). In de Gouden eeuw had men al geprobeerd die kleurvariaties te kweken maar dat ging niet. Figuur 1: Tulp met virus in een gravure uit de 17de eeuw Gen-­‐verandering Het kopiëren van DNA gaat wonderbaarlijk goed en de cel heeft vele mechanismen om te controleren of het kopiëren van DNA goed verloopt. Soms gaat het fout en moet het gerepareerd worden waardoor alles weer in juiste banen geleid wordt. Maar ook dit mechanisme gaat niet altijd goed en dat kan leiden tot veranderingen in het genetische materiaal waardoor de weten van Mendel niet meer gevolgd worden. De biochemie achter deze processen is buitengewoon interessant maar gaat veel te ver voor de basisschool. Pagina 2 van 3 Natuur en techniek geven, 2015 Koninklijke Van Gorcum kop Figuur 2: Veel gekleurde ‘schildpadkat’, foto: wikipedia. Mozaïek Vrouwen hebben twee X-­‐chromosomen (XX) en mannen en X-­‐ en een Y-­‐chromosoom (XY). Voor een functioneel lichaam heb je dus maar één X chromosoom nodig want mannen hebben slechts één X-­‐chromosoom. Vroeg in de ontwikkeling van een vrouwelijk zygoot (nog voordat we de vrucht een embryo noemen) wordt in cellen één van de twee X-­‐
chromosomen uit gezet (bij mannen gebeurt dit niet aangezien zij slechts één X-­‐
chromosoom hebben). De cellen van de zygoot groeien verder uit tot een vrouwelijk lichaam waarbij een mozaïek ontstaat van grote groepen cellen die het ene X-­‐chromosoom gebruiken en andere groepen cellen het andere X-­‐chromosoom. Alle cellen bevatten bij een vrouwelijk lichaam twee X-­‐chromosomen maar er wordt er slechts één gebruikt. Als jij een vrouw bent dan is ook jouw lichaam zo opgebouwd. Verschillende gedeelten van jouw lichaam gebruiken het X-­‐chromosoom van je moeder en de andere gedeelten het X-­‐
chromosoom van je vader. Een fraai voorbeeld is te zien bij driekleurige lapjeskatten of schildpadkatten (figuur 2). De haarkleur van de kat ligt op het X-­‐chromosoom. Je kan precies zien waar de twee verschillende X-­‐chromosomen tot uiting komen. Zwart het ene chromosoom en bruin het andere. De witte haarkleur heeft een andere oorzaak. Pagina 3 van 3 Natuur en techniek geven, 2015 Koninklijke Van Gorcum