Document

Notities bij hoofdstuk 4 (tweede boek):
Eiwitsynthese
Overzicht van belangrijke begrippen:
1. Herhaling eiwitten
a) bouw van eiwitten
Alle eiwitten zijn opgebouwd uit verschillende aminozuren die aan elkaar worden gebonden en zo ketens
vormen.
In een menselijk eiwit zitten soms honderden aminozuren, maar maximaal twintig verschillende. De eiwitten
in onze voeding hebben een andere volgorde van aminozuren dan onze lichaamseigen eiwitten.
Voedseleiwitten worden in de maag en de darm afgebroken tot aminozuren. Deze aminozuren gaan dan via
het bloed naar de cel, waar ze aaneengeschakeld worden tot lichaamseigen eiwitten.
De informatie die de volgorde van de aminozuren in de eiwitketens van een levend organisme bepaalt, ligt
besloten in de volgorde van de bouwstenen in het DNA, in de genetische code. Een gen is het stukje DNA
dat codeert voor een welbepaalde eiwitketen.
b) functies van eiwitten
Eiwitten zijn een belangrijk onderdeel van onze voeding, net als vetten (lipiden) en suikers (koolhydraten).
De cellen van het menselijk lichaam (en van andere levende wezens) zijn voor een belangrijk deel uit
eiwitten opgebouwd. Dit zijn enkele belangrijke functies van eiwit:

eiwit als bouwstof: eiwitten komen voor in haren, nagels, wol, huid, kraakbeen en been, spierweefsel

eiwit als transportmiddel: het eiwit hemoglobine Dit is een eiwit dat in rode bloedcellen zit en dizuurstof
O2 kan binden. In onze longen wordt O2 ingeademd. Ter hoogte van de longen wordt O2 gebonden op
hemoglobine. Dit zuurstofrijk bloed wordt getransporteerd door het lichaam. Het bloed kan O 2 afgegeven
aan de weefsels. Het zuurstofarm bloed keert terug naar de longen waar het weer O 2 opneemt.

eiwitten als verdedigingsmiddel: Eiwitten vormen een belangrijke schakel in het afweersysteem tegen
vreemde stoffen: de zogenaamde antilichamen zijn eiwitten.
Deze antistoffen binden zich op vreemde stoffen, bacteriën en virussen, waardoor die afgebroken en
verwijderd kunnen worden. Er zijn miljoenen antistoffen in ons lichaam. Voor de meeste vreemde stoffen
is er een antistof die de vreemde stof kan vastbinden.

eiwit als enzyme: katalysatoren zijn stoffen die een chemische reactie (bijvoorbeeld de afbraak van
voedsel in onze maag of onze darmen) versnellen.
2. DNA en chromosomen




DNA = DeoxyriboNucleic Acid (desoxyribonucleïnezuur)
DNA zit in de celkern
ontdekt door James Watson en Francis Crick in 1953
chromosomen bestaan uit:
 een mantel van eiwitten
 een dubbele DNA-spiraal (=DNA-helix)


DNA = keten van nucleotiden
1 nucleotide =
 een suikergroep
 een fosfaatgroep
 een base: C, A, T, G
bindingen tussen de basen = baseparen: C – G en A – T

3. Verband tussen DNA en eiwitten

in eiwitten is de volgorde van aminozuren belangrijk (bv. AABCDAABEEFFG)
deze volgorde van aminozuren is vastgelegd in een code = de genetische code (vergelijk dit met het
recept van een kok of het bouwplan van een architect)

deze genetische code zit vast in het DNA (in de celkern dus)
zo’n stuk DNA dat een eiwit codeert noemen we een gen
dus: een gen = een stukje DNA = een groep van nucleotiden die de code is voor een bepaald eiwit
(op het menselijk DNA zitten ongeveer 3000 genen)

3 nucleotiden bevatten de code voor 1 aminozuur van een eiwit
zo een groepje van 3 nucleotiden noemen we een codon
schema:
het DNA is opgebouwd uit vele genen  elk gen bevatten de code (het bouwplan) voor 1 eiwit
op 1 gen zitten vele codons (groepjes van 3 nucleotiden)  elk codon is de code voor 1 aminozuur
4. Transcriptie
Het DNA zit in de kern van de cel en eiwitten worden gemaakt op de ribosomen,
dit zijn structuren die zich in het cytoplasma bevinden. De informatie van de kern
moet dus naar het cytoplasma worden gebracht worden. Dit gebeurt door het
boodschapper-RNA, ook het messenger-RNA of kortweg mRNA genoemd.
Op mRNA wordt een stukje code van het DNA overgeschreven. Dit proces van
overschrijven noemen we transcriptie.
Als dit mRNA in het cytoplasma terecht gekomen is, zal de code die op dit mRNA
staat afgelezen worden en vertaald worden in eiwitten.
Vergelijk dit met een huis (= eiwit) dat gebouwd wordt aan de hand van een
bouwplan (= gen). Of vergelijk dit met een maaltijd (= eiwit) dat gemaakt wordt
aan de hand van een recept (= gen).
5. Translatie






Het mRNA verlaat de kern via de kernporiën en begeeft zich naar het cytoplasma waar de
ribosomen zitten. De ribosomen schuiven stuk voor stuk langs de mRNA draad.
Een speciale molecule, namelijk transport-RNA (=tRNA) helpt om de code op het mRNA te
vertalen in een eiwit. Er zijn verschillende soorten tRNA-moleculen.
Elk codon (opeenvolging van 3 nucleotiden) op het m-RNA wordt herkend door een ander
tRNA. En elk tRNA draagt een bepaald aminozuur mee.
 De transport-RNA’s (tRNA’s) brengen zo de gepaste aminozuren mee.
Alle codons worden één voor één herkend door het juiste tRNA, waarbij dat tRNA het juiste
aminozuur (dat past bij dat codon!) meebrengt. Zo worden alle codons één voor één vertaald in het
juist aminozuur.
Alle aminozuren worden tijdens dit proces één voor één aan elkaar vastgehecht (zoals kralen in een
ketting). Zo wordt het eiwit (= keten van aminozuren) stap voor stap opgebouwd.
Deze opbouw van eiwitten aan de hand van de mRNA-code noemt men translatie (= vertaling van
de genetische code op het mRNA naar een eiwit).
Een duidelijke animatie van transcriptie en translatie vind je op internet:
http://www.digischool.nl/bioplek/animaties/cel/meiose.html
6. Het belang van de juiste code
Hoe een eiwit er uitziet en hoe het werkt is afhankelijk van de aard en van de volgorde van de
aminozuren in dat eiwit. Bij de opbouw ervan komt het er dus op aan dat de juiste aminozuren in de
juiste volgorde aaneengeschakeld worden. De code hiervoor ligt opgesloten in een stukje van het DNA:
in een gen.
Dat de juiste volgorde van basen in het DNA zeer belangrijk is, bewijst volgend voorbeeld. In Afrika komt
het veel voor dat bij de vorming van hemoglobine (eiwit in de rode bloedcellen dat zuurstof vervoert door
het lichaam) op één plaats het aminozuur valine wordt ingebouwd in de plaats van glutaminezuur. De
rode bloedcellen krijgen hierdoor een andere vorm: de vorm van een sikkel. Deze aandoening wordt
sikkelcelanemie genoemd. De oorzaak van deze foute inbouw van een aminozuur, is het gevolg van een
fout in de code in het DNA. Eén foute bouwsteen is al voldoende.
Sikkelcelanemie
sikkelcel
Sikkelvormige cellen kunnen als het ware in elkaar haken en propjes doen ontstaan. Deze
propjes kunnen moeilijk door heel kleine bloedvaatjes en verstoppen bijgevolg die vaatjes.
Verschillende organen ontvangen daardoor dan minder bloed. Bovendien worden de
sikkelcellen ook sneller door het lichaam afgebroken. Er blijven minder rode cellen over en er
ontstaat een tekort aan rode bloedcellen: bloedarmoede. De klachten van bloedarmoede
zijn: sneller moe, lusteloos, futloos en oorsuizingen.
We zouden verwachten dat sikkelcelanemie zeldzaam is, want schadelijke genen verdwijnen
uit een populatie. Toch komt in Afrika sikkelcelanemie veel voor omdat mensen die
sikkelvormige bloedcellen hebben naast normale bloedcellen beter bestand blijken tegen
malaria en dus gemiddeld beter overleven.