Genen en ethiek

In 1994 moesten Amerikaanse onderzoekers
enkele haren analyseren die zogenaamd
afkomstig waren van de yeti, een mythisch
dier uit de Himalaya. Ze hebben hiervoor
een genetische analyse toegepast door
DNA te onttrekken aan de haarwortels. Hun
conclusie: het zou om paardenhaar gaan…
5/Wanneer werd voor het eerst de aandacht
gevestigd op DNA? Van welke technologie
hebben Watson en Crick minder dan een
eeuw later gebruikgemaakt om de vorm
van DNA te bestuderen?
In 1871. In 1953 analyseren Watson en Crick
de röntgendiffractiegegevens en stellen ze
een driedimensionale structuur in elkaar
om de bouw van de dubbele helix beter te
begrijpen…
De nucleotide... / Gele structuur
1/Uit welke 4 letters bestaat de genetische
code? Waarmee stemmen ze overeen?
ACTG, deze letters staan voor Adenine,
Thymine, Cytosine en Guanine.
2/Wat is een mutatie? Geef een voorbeeld
van een ziekte die door een mutatie werd
veroorzaakt. Hetzij door weglating of door
inversie van een letter. Voorbeeld van een
ziekte: mucoviscidose.
4/Ga naar de lessenaars achteraan en
raadpleeg de biografieën van de grote
onderzoekers. Welke Belg ontving in 1974
de Nobelprijs voor Geneeskunde? Vertel
over zijn onderzoeken. Christian de Duve.
Zijn onderzoeken zijn gericht op cellen.
Samen met twee andere onderzoekers
kreeg hij de Nobelprijs voor een aantal
ontdekkingen over de structurele en
functionele organisatie van de levende cel.
5/Noem een aantal transgene wijzigingen
die de mens een meerwaarde zouden
kunnen bieden. Men kan planten creëren die
meer bestand zijn tegen insecten, die minder
water verbruiken, die minder snel rotten,
maar ook planten met meer vitamines…
Naar jouw mening… Waarom is men
volgens jou wantrouwig tegenover GGO’s,
genetisch gemodificeerde organismen?
Luister naar wat professor Dommes over
dit onderwerp te zeggen heeft…
Gezondheidsrisico’s
(voorzorgsprincipe)
maar ook sociaal-economische risico’s (bv.
landbouwers uit het Zuiden die redelijk duur
zaad zouden moeten aankopen in plaats van
de vorige kiemen te hergebruiken)…
Eiwitten... / Paarse structuur
1/Wat is het verband tussen een gen en
een eiwit? Raadpleeg het scherm van de
paarse structuur, maar ook de lessenaars
achteraan, en meer bepaald het hoofdstuk
“Eiwitten”. Genen leveren de informatie
die noodzakelijk is voor de synthese van
eiwitten. Eiwitten zijn de “uitdrukking” van
onze genen.
2/Stel de zijden van de kubus opnieuw
samen zodat hij oplicht en laat hem draaien:
wat zijn de vier belangrijkste functies van
eiwitten? Geef voor elk van deze functies
een voorbeeld van een eiwit.
Structuureiwitten die instaan voor de
opbouw en het onderhoud van het weefsel,
bv.: collageen, keratine.
Transporteiwitten bv.: hemoglobine, dat
in het bloed vier zuurstofmoleculen
tegelijkertijd transporteert.
Eiwitten die chemische reacties versnellen,
bv.: enzymen.
Eiwitten met de functie van “boodschapper”,
bv.: hormonen, insuline.
3/Waar of niet waar
• Er bestaan tienduizenden verschillende
eiwitten: waar
• Alleen menselijke wezens hebben
eiwitten: niet waar
• Enzymen zijn eiwitten die chemische
reacties versnellen: waar
• Elke cel kan alle soorten eiwitten
produceren: niet waar, elke familie van
cellen produceert slechts een beperkt
aantal, en voor zeer specifieke taken.
4/Ga in het labo beneden naar de vitrine
“Wijzigen” en raadpleeg meer in het
bijzonder het hoofdstuk “Geneeskunde”.
Wat was het eerste medicijn dat dankzij
genetische engineering op punt werd
gesteld? In welk domein is genetische
engineering een noodzakelijk instrument?
Insuline. Het domein van de vaccinatie, Hij
heeft zichzelf bewezen in het onderzoek van
het vaccin tegen hepatitis B.
5/Keer terug naar het “atelier” boven,
ga naar de lessenaars achteraan en
raadpleeg het hoofdstuk over de eiwitten.
Lees en luister. In 1965 kregen drie Franse
onderzoekers van het Instituut Pasteur de
Nobelprijs voor Geneeskunde. Wie waren
dat? Tot welke disciplines behoorden zij?
Hun onderzoek heeft ertoe bijgedragen om
meer te weten te komen over een bepaalde
ziekte. Welke ziekte was dat?
Monod, chemicus, Lwoff, microbioloog en
Jacob, celgeneticus. Strijd tegen kanker.
Naar jouw mening… Als je de verschillende
vitrines van het labo hebt verkend, wat is
dan volgens jou, uit al deze onderzoeken,
de grootste bijdrage van de genetica en haar
toepassingen voor de mensheid?
Bijvoorbeeld het feit dat bepaalde genetische
ziekten kunnen worden genezen.
Chromosomen… / Rode structuur
1/Wat is mitose? Bekijk de video en probeer
vervolgens de verschillende fases van de
celdeling te herkennen.
Mitose is de splitsing van de kern en zijn
inhoud in twee identieke exemplaren.
2/Hoe planten de genen zich voort tijdens
een geslachtelijke voortplanting? Wat is er
ten opzichte van andere cellen bijzonder
aan eicellen en spermatozoïden?
Raadpleeg pagina 1 van de infozuil “xy”.
Tijdens de bevruchting wordt door de fusie
van de kernen van de moeder en de vader voor
het kind het volledig genetische patrimonium
samengesteld, hetzij 46 chromosomen. De
bevruchte eicel splitst zich op en schenkt
het leven aan miljarden cellen met elk 46
chromosomen. De voortplantingscellen
bevatten slechts 23 chromosomen.
3/Klein probleem: een kind krijgt 23
chromosomen van zijn vader en 23
chromosomen van zijn moeder. Lijkt hij
voor de helft op zijn vader en voor de helft
op zijn moeder? Denk goed na… Raadpleeg
vervolgens de infozuil: je vindt er het
antwoord en de verklaring… Er komen nog
soortgelijke spelletjes aan bod…
Nee: wij zijn een toevallige combinatie
van de chromosomen van onze ouders…
genetische “ongelukjes” als het ware
(gelukkig meestal zonder gevolgen!).
4/Raadpleeg de lessenaars achteraan in
de zaal, en meer bepaald het hoofdstuk
“Chromosomen”. Waarom is de drosophila
of “fruitvlieg” interessant voor genetisch
onderzoek?
De drosophila vertoont bepaalde specifieke
erfelijke eigenschappen zoals de kleur van
de ogen of de grootte van de vleugels; haar
speekselklieren bevatten ook gigantische
chromosomen die makkelijk kunnen worden
waargenomen. Dankzij de Amerikaanse
geneticus Thomas Morgan maakte de
fruitvlieg het mogelijk om het verband aan te
tonen tussen genen en chromosomen, om te
begrijpen waar de genen precies verborgen
zaten en om te bewijzen dat chromosomen de
dragers van de erfelijkheid waren.
5/Sta even stil bij het hoofdstuk
“diagnosticeren” en leg uit waaruit
de PID-methode of “pre-implantatiediagnose” bestaat. Wat hebben bepaalde
ouders op basis hiervan gevraagd?
Dankzij deze methode kan het genetische
patrimonium van een menselijk embryo
dat door in-vitrofertilisatie werd verkregen,
geanalyseerd worden. Een aantal ouders
heeft gevraagd een embryo te selecteren
waarvan het immuunsysteem compatibel
is met dat van hun eerste kind, dat lijdt aan
leukemie. Sommigen hebben zelfs gevraagd
het geslacht van hun kind te kiezen.
De cel... / Groene structuur
1/Zoals alle levende wezens bestaan wij uit
cellen. Uit hoeveel cellen is het menselijke
lichaam samengesteld? Wat zijn hun
eigenschappen? Raadpleeg het lichtpaneel
om dit te weten te komen. 40.000 miljard
cellen. Voortdurend transformeren ze
zich, sterven ze en hernieuwen ze zich.
2/Bekijk de evolutie van een cel die voor de
geboorte van een baby zal zorgen. Wanneer
heeft het embryo hersenen? Wanneer kan
het horen? Hoe groot is het en hoeveel
weegt het op het einde van de vijfde maand?
De hersenen worden op vier weken gevormd
en elke minuut verschijnen 100.000 nieuwe
cellen; rond 18 weken kan hij horen, d.i.
het moment waarop de zintuigen zich
ontwikkelen; op vijf maanden weegt hij 600
gram en meet hij 30 cm.
3/Neem plaats aan een van de lessenaars
achteraan, doorloop het hoofdstuk “cel”;
lees en luister. Wie was Van Leeuwenhoek?
In welke periode leefde hij? Wat onderzocht
hij? Wat observeerde hij als eerste?
In 1674 woonde hij in Nederland waar hij
observaties maakte met zijn lenzen. Hij is
in het bijzonder geïnteresseerd in peper,
observeert microscopisch kleine diertjes
en is de eerste om spermatozoïden met een
microscoop te observeren.
4/Verken het laboratorium en ontdek
via welk kunstmatig proces een levend
wezen op identieke wijze kan worden
gereproduceerd. Luister naar de infozouil
en noem twee domeinen waarin dit nuttig
zou kunnen zijn. Klonen. Twee nuttige
domeinen: therapeutisch klonen, waarbij
de opnieuw gecreëerde cellen zouden
worden gebruikt als vervangingsmiddel bij
degeneratieve ziekten zoals Alzheimer of
Parkinson; of reproductief klonen, waarbij
bijvoorbeeld een dier dat met uitsterven
bedreigd is kan worden gereproduceerd.
5/Wat is het verschil tussen aseksuele
voortplanting en klonen? Bij aseksuele
voortplanting brengt elke generatie nieuwe,
onvoorziene combinaties voort, terwijl
bij klonen dezelfde combinatie van genen
wordt behouden. Het resultaat is dus
voorspelbaar.
Boekj
e
hoofd van de
redac
teur
De ontdekkingsreizigers
Genen en ethiek
Hallo!
Welkom bij de tentoonstelling “Genen en
ethiek”: twee verdiepingen van het Pass
nodigen u uit om u te verdiepen in deze
nog zeer jonge wetenschap, genetica
genaamd. We besteden uitvoerige
aandacht aan de basisbegrippen die
inzicht geven in onderwerpen die
vandaag brandend actueel zijn: GGO’s of
geen GGO’s? Wat te denken van klonen?
Tot waar zal de genetische identificatie
gaan? Welke genezingsperspectieven
zijn er voor ziekten waarvan men tot voor
kort dacht dat ze ongeneesbaar waren?
Al deze ethische vragen worden gesteld,
geargumenteerd, besproken in ons
“laboratorium”. Net daarboven, in het
“genatelier”, vindt u de sleutels om de
deuren van de genetica te openen, van gen
tot DNA, van chromosoom tot cel… Goede
reis in het hartje van het minuscule…
Spelen maar!
In dit boekje vind je alle elementen
van het grote spel, dat je leerlingen
de mogelijkheid zal bieden om de
tentoonstelling op een ludieke manier
te ontdekken.
• het scenario van het spel
• 6 opdrachtenboekjes
voor de groepen leerlingen
• 6 puzzelstukken
• de antwoorden op de vragen
uit de boekjes van de leerlingen
• enkele tips om het debat te leiden
aan de hand van de fotopuzzel
Aarzel niet om meer informatie
te vragen aan het onthaal.
Het scenario
U bent de hoofdredacteur van Passinfos, een internationaal gerenommeerd
wetenschappelijk tijdschrift. Deze week wilt u nagaan wat jongeren precies
weten en wat hun mening is over een wetenschap in volle evolutie, de genetica.
U hebt een aantal jonge journalisten geselecteerd die onderzoek moeten voeren
naar de recentste ontdekkingen in dit vakgebied.
Overhandig hen een van de verschillende notaboekjes die u ter beschikking
hebt en waarin telkens een ander thema wordt belicht: in het “genatelier” en
het “genlaboratorium” vinden uw journalisten alles wat ze nodig hebben om hun
artikels te schrijven.
Elk team van journalisten keert vervolgens terug naar de redactiezaal (in het
“labo”) om zijn ontdekkingen met de andere teams te delen. Vervolgens geeft
u hen een stukje van de puzzel op basis waarvan alle journalisten samen de
voorpagina kunnen samenstellen aangevuld met eigen commentaar…
Enkele tips…
Het debat bij de foto
Dit zijn de stappen die wij voorstellen:
Tijdens het eerste deel van het spel
hebben je leerlingen geobserveerd en
bronnen onderzocht.
Daarna werden ze aangespoord hun
mening te geven over een bepaald
onderwerp, ze hebben geredeneerd,
veronderstellingen gedaan,
antwoorden gesuggereerd.
Ze hebben de gegevens die ze hebben
gevonden samengebracht om hun
informatie aan te vullen en de vragen
vanuit andere standpunten te benaderen.
Laten we nog een beetje verder gaan:
op basis van wat ze in de tentoonstelling
hebben geleerd, kunnen we hen
aansporen te debatteren over een
actuele kwestie.
Door voorbij te gaan aan “voor” en
“tegen”, de eenvoudige vaststellingen,
om te argumenteren, te vergelijken,
dingen af te leiden of nieuwe bronnen
te onderzoeken…
> We hebben deze ontdekking opgezet
als een onderzoek dat in kleine groepjes
moet worden uitgevoerd. De resultaten
worden klassikaal uitgewisseld: zo kan
iedereen via de anderen ontdekken wat
hij zelf niet zag. Het verzamelen van de
antwoorden is een belangrijk moment:
hiermee kun je je leerlingen iets meer
vertellen over bepaalde punten die ze niet
hebben begrepen, maar ook het debat
uitbreiden op basis van persoonlijke
vragen. Een eerste bespreking kan op
dit niveau worden aangevat. Een ander,
ruimer debat zal worden gelanceerd bij
de wedersamenstelling van de foto.
En tot slot met kennis van zaken een
standpunt in te nemen en te luisteren
naar de standpunten van de anderen.
> Zie hier de fotopuzzel waarrond het debat zal worden gevoerd.
Het thema dat hier wordt voorgesteld: GGO’s op ons bord?
Tomaten die niet beschimmelen, aardbeien die niet bevriezen. GGO’s kunnen
voor iedereen een voordeel zijn! Maar wat schuilt er achter deze genetisch
gemanipuleerde voedingswaren? Kunnen we de gevolgen op lange termijn
voorzien?
> Neem de poster mee naar de klas:
als je de denkoefening wilt verderzetten,
kun je de verschillende artikels ook
daadwerkelijk uitschrijven tijdens de les
en de voorpagina ophangen in de klas!
Om u te helpen dit debat te leiden, vind je in deze envelop, evenals op de voorpagina
(op de achterkant van dit document) enkele vragen en denkpistes…
Evenals een hele reeks interessante websites om het debat in de klas voort te zetten.
In de praktijk
1/ Verdeel de klas in 6 groepjes. Een ideaal groepje bestaat uit 4 leerlingen,
maar dat hangt natuurlijk af van de grootte van de klas.
De antwoorden
2/ Geef elk groepje een opdrachtenboekje. Leg het scenario van het spel uit
door hen de eerste bladzijde in hun boekje te laten lezen.
Het gen... / Blauwe structuur
3/ Elke groep verspreidt zich vervolgens in de tentoonstelling gedurende ongeveer
1/2u, op zoek naar de antwoorden. Maak hiervan gebruik om zelf ook de
tentoonstelling te ontdekken, je leerlingen te helpen of het debat voor te
bereiden als dit nog niet gebeurd was.
4/ Vervolgens ontmoet u de leerlingen op de laboratoriumverdieping.
Neem plaats op de krukjes. Hier kan elke groep de verzamelde informatie
kort presenteren aan de andere groepen. U kunt uiteraard meer uitleg en
commentaar toevoegen, vooral tijdens de vraag “naar jouw mening”.
5/ Na de laatste vraag krijgt elke groep zijn puzzelstukje dat met de andere
wordt samengebracht. Ontvouw je document: op de achterkant vind je de
voorpagina van het tijdschrift waarop je de reuzenfoto kunt aanbrengen.
Aan de hand van de foto, die hen ongetwijfeld zal beroeren, is het aan jou
om het debat op gang te brengen: vragen, denksporen staan ter beschikking…
6/ Noteer de elementen van het debat die jou belangrijk lijken: aan de hand
hiervan kun je het onderschrift maken dat op de voorpagina zal komen.
1/Over hoeveel genen beschikt het
menselijke genoom? Welke rol speelt het
gen? En welke rol speelt het genoom?
Om dit te weten te komen, verplaats je het
paneel totdat het in het Nederlands wordt
getoond… 30.000; ze bevatten fundamentele
informatie: het productieplan van eiwitten.
Het genoom is het geheel van genen.
2/Op het scherm getiteld “Wat is een
gen?” geven een aantal wetenschappers
hun antwoord op deze vraag. Wat heb je
hiervan onthouden? Een gen is informatie,
de kleinste hoeveelheid DNA die bijdraagt
tot de identificatie van de eigenschappen
van het levende wezen.
3/Waarom worden in de experimenten
muizen gebruikt om het menselijke wezen
beter te begrijpen? Hun genetisch erfgoed
komt voor 95% overeen met dat van de
mens.
4/Waarom hebben giraffen een lange nek?
Geef de theorieën zoals ze door Lamarck
en Darwin werden geformuleerd. Volgens
Lamarck moesten de voorouders van de
huidige giraffen hun nek uitstrekken om
aan de bladeren van de grote bomen van
de Afrikaanse savanne te kunnen; beetje
bij beetje zou deze langer zijn geworden
om zich aan deze situatie aan te passen.
Volgens Darwin, daarentegen, zijn er op een
dag giraffen verschenen met een langere
nek die in de generaties daarop volgden
systematisch voor meer nakomelingen
zouden zorgen dan de andere giraffen. Na
verloop van tijd bleef enkel deze soort over.
5/Wat verstaat men onder gentherapie?
Noem enkele ziekten die hiermee
zouden kunnen worden overwonnen.
Deze therapie is gebaseerd op twee
technieken, bij de ene techniek worden
genen als geneesmiddelen gebruikt om
zo beschadigde genen te vervangen,
terwijl de andere techniek operatief van
aard is, met de bedoeling deze genen te
herstellen. Ze heeft tot doel genetische
ziekten zoals mucoviscidose, myopathie
of hemofilie te overwinnen, maar ook
ziekten waarbij sprake is van genetische
aanleg, bv. kankers of cardiovasculaire
ziekten.
DNA... / Oranje structuur
1/Waar staan de initialen DNA voor?
Waarvoor dient het?Desoxyribonucleïnez
uur. Het stockeert genetische informatie
en zet deze om.
2/Als je alle stukjes DNA in ons lichaam aan
elkaar zou vasthangen, wat zou dan de totale
lengte hiervan zijn? 150 keer de afstand van
de aarde tot aan de zon. Draai aan het elastiek
om je een beter beeld te kunnen vormen en
kijk goed naar wat er gebeurt.
3/Kijk op het scherm ernaast welke vorm
het DNA aanneemt; teken dit.
Een dubbele helix.
4/Betreed het laboratorium en ga op zoek
naar de Yeti. Luister en vertel het verhaal
van deze valse ontdekking… Welke analyse
heeft men uitgevoerd om de oorsprong van
dit staal te bepalen?
>