hoofdstuk 3 leertaak a

HOOFDSTUK 3 LEERTAAK A
DE HEMOGLOBINE-GENEN
Inleiding
Hemoglobine is een groot eiwit dat voorkomt in de rode bloedcellen van de mens en daar
verantwoordelijk is voor het binden van zuurstof zodat het kan worden vervoerd.naar elke plek in
je lichaam.
Het hemoglobine van volwassenen is een heel groot complex van eiwitten dat bestaat uit 4 aan
elkaar gekoppelde eiwitten: 2 hemoglobine eiwitten (code op het HBA-gen) en 2
hemoglobine- eiwitten (code op het HBB-gen).
Een bepaalde mutatie in het gen voor hemoglobine-leidt tot sikkelcel anemie, een vorm van
bloedarmoede. De afwezigheid van hemoglobine-leidt tot de zeer ernstige bloedarmoede ziekte
beta-zero-thalassemia.
Je gaat in deze leertaak het hemoglobine-gen en de mutatie die leidt tot sikkelcel-anemie nader
bestuderen.
Probleemverkenning
Modellen kunnen helpen je inzicht te verschaffen in de structuur van moleculen. Via het DNAmodel zijn processen als mutatie en vertaling naar eiwitten zichtbaar te maken.
Doel
Je maakt de bouw van het gen dat codeert voor hemoglobine-zichtbaar, je laat zien wat
transcriptie oplevert : bepaal de mRNA code en je laat zien wat translatie oplevert : vertaal de
mRNA in het eiwit hemoglobine-
Voorkennis
Je moet dit hoofdstuk tot en met §3.4 beheersen.Meer informatie over DNA en mRNA vindt je in
§3.1-3.3. Meer informatie over sikkelcelanemie vindt je in§3.4.
Aan de slag
In deze opdracht werk je met de gehele klas samen om het hemoglobine-gen te bouwen. Elke
leerling bouwt een stukje van het gen.
Op de uitgedeelde kopie (een bouwplaat) staan een aantal onderdelen van DNA afgebeeld.
Hieronder is de alleen basenvolgorde gegeven van de coderende keten van het gen en zijn
omgeving. Let goed op!! Op positie 1-2-3 kan je al zien dat het coderende gedeelte niet begint.
Dit geldt ook voor de laatste 3 basen. Dit correspondeert niet met het uiteinde van het gen.
ORIGIN (HBB-gencode uit een genenbank van de NIH, Maryland, USA)
1
61
121
181
241
301
361
421
481
541
601
acatttgctt
tgactcctga
ttggtggtga
agtcctttgg
atggcaagaa
gcacctttgc
tcaggctcct
ccccaccagt
acaagtatca
ctaagtccaa
taataaaaaa
ctgacacaac
ggagaagtct
ggccctgggc
ggatctgtcc
agtgctcggt
cacactgagt
gggcaacgtg
gcaggctgcc
ctaagctcgc
ctactaaact
catttatttt
tgtgttcact
agcaacctca
gccgttactg ccctgtgggg
aggctgctgg tggtctaccc
actcctgatg
ctgttatggg
gcctttagtg
atggcctggc
gagctgcact gtgacaagct
ctggtctgtg
tgctggccca
tatcagaaag
tggtggctgg
tttcttgctg
tccaatttct
gggggatatt
atgaagggcc
cattgc
aacagacacc atggtgcatc
caaggtgaac gtggatgaag
ttggacccag aggttctttg
caaccctaag gtgaaggctc
tcacctggac aacctcaagg
gcacgtggat
cctgagaact
tcactttggc
aaagaattca
tgtggctaat
gccctggccc
attaaaggtt
cctttgttcc
ttgagcatct
ggattctgcc
Opdracht 1
Hoe bepaal je de “start” van het gen en hoe bepaal de stopplaats op het gen? Bespreek dit in de klas.
Aan de hand van het schema op de volgende bladzijde verdelen jullie het werk. Op alfabetische
volgorde zal de docent jullie een stukje DNA toewijzen, behalve 1 leerling (zie opdracht 2b). Ieder
zal gaan werken met een stukje DNA dat een aantal tripletten groot is.
Opdracht 2
Iedere leerling maakt :
 een stukje DNA van 15-18 basenparen groot met behulp van de bouwplaat. Zet je naam
op de zijkant van het gebouwde stukje DNA.
 “transcribeert” (=omschrijven) zijn stukje DNA in de mRNA code en schrijft dit op een
los multomapblaadje. (inleveren samen met reflectievragen)
 vertaalt zijn stukje mRNA in eiwit met behulp van Binas tabel 70E en schrijft dit op een
los multomapblaadje. (inleveren samen met reflectievragen)
Opdracht 2b
Voor jou een speciale opdracht. Jij moet het stukje DNA bouwen, de mRNA en het
eiwitfragment gaan maken dat bij het sikkelcelanemie eiwit hoort. De mutatie ligt in triplet 7
waarbij een code voor het aminozuur : Glu (glutaminezuur) is gemuteerd in de code voor het
aminozuur Val (valine). Kijk ook in §3.4 en bedenk dat de “domme” schrijvers van het boek de
“non—coderende tripletten” gebruiken.
Opdracht 3
Als iedereen zijn/haar stukje DNA, mRNA en eiwit heeft gemaakt, is het de bedoeling dat de
stukjes DNA aan elkaar worden geplakt/geniet/gelast... tot 1 groot molecuul. Op de grond achter
elkaar leggen zal het makkelijkste gaan. Drie leerlingen onder toezicht van de docent bouwen dit
molecuul. Tijdens het bouwen controleert de docent de stukjes DNA.
Verdeling van het gen in 5 a 6 tripletten voor een klas van 28 leerlingen
1 acatttgctt ctgacacaac tgtgttcact agcaacctca aacagacacc
51 atg gtg cat ctg act cct
69 gag gag aag tct gcc gtt  ook opdr 2B
87 act gcc ctg tgg ggc aag
105 gtg aac gtg gat gaa gtt
123 ggt ggt gag gcc ctg ggc
141 agg ctg ctg gtg gtc tac
159 cct tgg acc cag agg ttc
177 ttt gag tcc ttt ggg gat
195 ctg tcc act cct gat gct
213 gtt atg ggc aac cct aag
231 gtg aag gct cat ggc aag
249 aaa gtg ctc ggt gcc ttt
267 agt gat ggc ctg gct
282 cac ctg gac aac ctc
297 aag ggc acc ttt gcc
312 aca ctg agt gag ctg
327 cac tgt gac aag ctg
342 cac gtg gat cct gag
357 aac ttc agg ctc ctg
372 ggc aac gtg ctg gtc
387 tgt gtg ctg gcc cat
402 cac ttt ggc aaa gaa
417 ttc acc cca cca gtg
432 cag gct gcc tat cag
447 aaa gtg gtg gct ggt
462 gtg gct aat gcc ctg
477 gcc cac aag tat cac taa
495 gctcgc
tttcttgctg tccaatttct attaaaggtt cctttgttcc
541 ctaagtccaa ctactaaact gggggatatt atgaagggcc ttgagcatct
591 ggattctgcc taataaaaaa catttatttt cattgc
Reflectie (individueel inleveren)
1.
Stel je voor dat je de aminozuurvolgorde van het hemoglobine-eiwit had gekregen.
Het is dan mogelijk dat 2 leerlingen van hetzelfde stukje eiwit een verschillend
DNA-model hebben gebouwd.Leg uit hoe dat kan.
2.
Kunnen 2 identiek uitziende DNA-modellen coderen voor verschillende
aminozuurvolgorden? Leg uit.
3.
Wanneer in je model een puntmutatie optreedt in het tweede triplet :
a. Hoeveel basenparen veranderen dan in het model?
b. Hoeveel aminozuren worden dan minimaal gewijzigd? En hoeveel maximaal? Leg
uit.
4.
Er zijn meerdere mogelijkheden om het sikkelcelanemie-eiwit te laten ontstaan door een
mutatie in het DNA zoals in opdracht 2b is beschreven. Geef deze twee mogelijkheden.
5.
Wat zal er gebeuren als de derde base in het triplet is gemuteerd? Leg uit.
6.
En wat gebeurt er als de eerste base van het triplet muteert van G naar T? Leg uit.
7.
Noem een voordeel voor je cellen dat DNA dubbelstrengig is en niet uit 1 sttreng bestaat
zoals RNA.
Beoordeling
Per leerling lever je in:
- mRNA volgorde
- aminozuur volgorde
- reflectievragen
De docent controleert de mRNA en aminozuurvolgorde op mutaties: dat betekent op foutjes die
je in de vertaling hebt gemaakt. Samen met de antwoorden van de vragen krijg je hiervoor een
cijfer. Ook je gebouwde stukje DNA telt mee voor het eindcijfer voor deze leertaak.
Succes en veel plezier