DNA-labs Brochure.cdr

‘prenataal’ onderzoek
bij planten
reactie. Het product wordt vervolgens
stukje zwezerik van een koe. Om de vraag van
verdachte eiwitten moet onderzoeken die zijn
Ze kunnen zelf op het scherm met deze 3D
veranderingen in het betreffende eiwit en deze
geanalyseerd op een DNA-gel waarna de
de arts te beantwoorden, vergelijken ze het DNA
gevonden bij een moordzaak.
structuur experimenteren (roteren, inzoomen,
kunnen wellicht ziekte tot gevolg hebben. Voor het
leerlingen de resultaten uitwerken door de
van tumorcellen met het DNA van gezonde
Ze maken hierbij kennis
kleuren etc.). Het lesmateriaal is te vinden op
goed kunnen uitoefenen van zijn werk moet een
www.bioinformatica-in-de-klas.nl.
eiwit zich op een specifieke wijze opvouwen.
wetten van Mendel toe te passen. Het verband
cellen met behulp van de PCR-techniek en gel-
met de databanken
De genetische code van ieder individu (mens,
tussen genotype en fenotype komt ook aan
electroforese.
met eiwitvolgordes
dier, plant) is uniek, behalve die van ééneiige
bod; de leerlingen analyseren een aantal
tweelingen. Dit biedt veel mogelijkheden.
genotypen en fenotypen en koppelen deze
Bijvoorbeeld bij het fokken van dieren en
veredelen van planten maakt de mens al
Mutaties kunnen dit vouwproces verstoren,
en eiwitstructuren
Alle benodigde computerapparatuur wordt
waardoor verkeerd gevouwen eiwitten ontstaan.
In dit DNA-lab zien de leerlingen de samenhang
die onmisbaar zijn
door het reizende DNA labs team meegebracht.
Ziekten als diabetes, cystische fibrose
gegevens aan het resultaat dat te zien is op de
tussen als DNA, erfelijkheid, mitose en meiose,
bij het genomics
Er hoeft dus geen computerlokaal van de
(taaislijmziekte) of de ziekte van Alzheimer
DNA-gel.
celbouw, groei en ontwikkeling in relatie tot
onderzoek.
school gebruikt te worden.
worden veroorzaakt door verkeerd gevouwen
kanker. Ze zullen ook merken dat ze veel kennis
Daarna gaan ze
verschillen tussen individuen. Tegenwoordig
Er wordt gewerkt met zaailingen van een
over kanker al in huis hebben. De uiteindelijke
kijken naar de 3D
gebruiken we genetische verschillen ook om
aardappel. Werken met menselijk materiaal
boodschap is duidelijk: Wees zuinig op je DNA!
structuur van het
bijvoorbeeld misdadigers op te sporen, te
roept veel ethische vragen op, tijdens het
schuldige eiwit en
kijken of een partij maïs genetisch
practicum komt ook dit aspect naar voren.
naar mogelijke inter-
duizenden jaren gebruik van genetische
Want hoe ver mogen we eigenlijk gaan?
speur surfend in je genen
lees de taal van de tumor
gezond of ziek: een
vouwtje verkeerd
De leerlingen gaan in dit DNA-lab op zoek naar
de moleculaire oorzaak van enkele
eiwitvouwingsziekten. Ze maken kennis met
acties van dat
Ons DNA of genoom bevat de
eiwit met een
gecodeerde informatie
ligand.
Sinds een paar jaar is de volgorde bekend van de
eiwitten.
voor het maken van
eiwitten.
technieken en demonstraties om “gezonde” en
“zieke” eiwitten in cellen op te sporen. Ook passen
ze zelf eenvoudige technieken toe die belangrijk
zijn voor het bepalen van eiwitstructuren.
3 miljard basen (A, C, T, en G) waaruit het
Veranderingen
Uiteindelijk doen ze een proef die aantoont dat
menselijk DNA bestaat. Dankzij dit onderzoek is
(mutaties) in
verstoring van de eiwitstructuur leidt tot het verlies
Kanker is een ziekte van het DNA. Als er fouten
er veel meer bekend over de functie en structuur
een bepaald
in het DNA ontstaan, kan een gezonde cel
van de genen en hun eiwitproducten. Daarnaast
gen zullen
ontsporen en zich ontwikkelen tot een tumorcel.
zijn nieuwe experimenten mogelijk geworden
leiden tot
van de activiteit van het eiwit.
Dit practicum behandelt een aantal moleculair-
waarbij niet langer één gen of één molecuul
biologische vragen in samenhang met het
DNA-onderzoek speelt een steeds grotere rol bij
centraal staat, maar het geheel van erfelijke
ontstaan van ziekten. Leerlingen gaan dieper in
de behandeling van kanker. Genetische analyse
informatie (het genoom) van de mens en andere
op thema's als erfelijkheid, eiwitten, DNA en
van een stukje tumorweefsel van de patiënt
organismen onderzocht wordt.
waarom sommige mensen al ziek zijn als ze
biedt inzicht in het specifieke type kanker en de
doen aan het broeikaseffect.
maken, moet gist meer en sneller ethanol gaan
maken. Om dit voor elkaar te krijgen, moeten we
worden geboren terwijl anderen ziek worden op
Bio-brandstoffen die geproduceerd worden uit
de erfelijke eigenschappen van gist veranderen.
aanwezige fouten in het DNA. Voor de arts is dit
Gezien de enorme hoeveelheid biologische en
latere leeftijd. Ook maken ze kennis met de
landbouwgewassen, vormen een mogelijke
En daarvoor moeten we weten welke genen een
gemodificeerd is of om vast te stellen of een
belangrijke informatie bij het bepalen van de
medische gegevens is de computer onmisbaar
fundamentele biochemische aspecten van
oplossing. Een voorbeeld is bio-ethanol uit ma¿s,
rol spelen bij de productie van ethanol.
foetus een genetische afwijking heeft.
juiste therapie.
geworden en dankzij het Internet is veel van deze
vouwing van eiwitten. Maatschappelijke
suikerriet of suikerbieten. De grondstoffen raken
informatie vrij beschikbaar. Door slim gebruik van
implicaties van genetisch biomedisch onderzoek
niet op, omdat ze steeds opnieuw verbouwd
Tijdens dit practicum kweken de leerlingen zelf
Dit DNA-lab is een kennismaking met
In dit practicum gaan leerlingen zelf aan de slag
software en rekenmethoden kunnen er
komen nadrukkelijk aan bod.
worden. En een belangrijk verschil met gewone
gist op plantaardige suikers. Ze bekijken de
DNA-technieken waarmee we snel kunnen zien
als DNA-onderzoeker. Het is hun taak om uit te
bijvoorbeeld nieuwe verbanden ontdekt worden
benzine is dat bio-brandstoffen geen nieuw
gistcellen en meten met verschillende technieken
of een genetische eigenschap is overgeërfd. De
zoeken welke fouten er in het DNA van de
tussen bepaalde genen en mogelijke ziektebeelden
broeikasgas in de lucht brengen.
hoe snel de cellen ethanol produceren. De
onderwerpen polymerase kettingreactie (PCR;
kankercellen van de patiënt zitten, zodat ze een
die ontstaan als er iets fout is in het bijbehorende
het kopiëren van DNA), enzymwerking en
advies aan de arts kunnen geven.
eiwit. Dit is het gebied van de bioinformatica.
racen met WC-papier
celbouw worden uitgediept. Leerlingen zien op
effecten van genetische veranderingen op de
Wat heeft bio-brandstof met DNA te maken? De
ethanolproductie wordt door de studenten
link zit in de omzetting (fermentatie) van de
behandeld door de onderlinge samenhang tussen
deze manier het verband met de kennis die
Ter illustratie krijgen de leerlingen een stuk
Tijdens dit practicum stappen de leerlingen in de
De problemen rond brandstof worden steeds
plantaardige suikers. Gist, een micro-organisme,
DNA, mRNA, eiwit, suiker en ethanol in een
zij bezitten. Tijdens het practicum wordt DNA
dierlijk darmweefsel te zien met tumoren en
wereld van CSI. Ze vormen per koppel van 2
duidelijker. Benzineprijzen stijgen, aardolie is
eet suiker en produceert ethanol. Dat doet het van
gistcel te laten zien. De leerlingen zullen
geïsoleerd en klaargemaakt voor een PCR
uitzaaiingen. Vervolgens isoleren ze DNA uit een
leerlingen een onderzoeksteam dat een aantal
steeds moeilijker aan te boren en we moeten iets
nature al, maar om bio-brandstoffen betaalbaar te
ontdekken dat dit een puzzel voor gevorderden is.
De reizende DNA-labs slaan een brug tussen het onderwijs en de nieuwste
Een gezamelijk initiatief van universiteiten en genomics centra
DNA is in het huidige biologieonderwijs een belangrijk, maar tamelijk op zichzelf staand
wetenschappelijke inzichten. Ze zijn ontwikkeld door Nederlandse universiteiten en de
thema, dat door leerlingen vaak als abstract wordt ervaren. Toch hebben het DNA en de
Genomics Centres of Excellence, onder leiding van VWO-campus van Wageningen
Universiteit. Studenten van vijf universiteiten, te weten Delft, Leiden, Nijmegen, Utrecht
en Wageningen, zullen door middel van een practicum modern DNA-onderzoek vanuit
verschillende invalshoeken onder de aandacht brengen. De DNA-labs zijn bedoeld voor
genen die daarop liggen invloed op het hele organisme en zelfs op hele ecosystemen.
'Prenataal' onderzoek bij planten
verzorgd door
Wageningen Universiteit
namens
Centre for BioSystems Genomics
De samenhang tussen de moleculen in een cel en het functioneren van een organisme
blijkt voor leerlingen vaak erg moeilijk te zijn.
leerlingen in 4, 5 en 6 havo/vwo. Op www.dnalabs.nl staat per DNA-lab aangegeven
wat de gewenste voorkennis is. De leerlingen gaan tijdens de practica zelf aan de slag
met geavanceerde technieken die meestal niet op school voorhanden zijn. De vijf
verschillende onderwerpen laten stuk voor stuk zien dat kennis van de moleculen in een
cel een grote rol speelt in de maatschappij. Ook blijkt wetenschappelijke vooruitgang
soms maatschappelijke vragen op te roepen.
Lees de taal van de tumor
verzorgd door
Universiteit Utrecht
namens
Cancer Genomics Centre
Genomics is de nieuwe wetenschap die zich juist met deze samenhang bezig houdt. Nu
Ontdek de nieuwe wereld van genomics
we de volledige code van het DNA kunnen lezen, blijkt hoe complex een levend
organisme in elkaar zit. Door nieuwe technieken zijn genomicsonderzoekers steeds
beter in staat die complexe levende cel te ontrafelen. Dat levert kennis op die op allerlei
plekken in de maatschappij een grote rol kan spelen; van ziekenhuis tot supermarkt, van
natuurgebied tot industrie.
Als u uw klas aanmeldt voor één van de reizende DNA-labs, bezoeken twee studenten
van de betreffende universiteit uw school en verzorgen het practicum. Het practicum
duurt twee aaneengesloten lesuren en de studenten nemen hiervoor alle benodigde
materialen en apparatuur mee. U hoeft dus voor het praktische gedeelte niets voor te
bereiden. Wel wordt de docenten die deelnemen gevraagd om een les aan voorbereiding
te besteden en in een afsluitende les het practicum af te ronden. Leerlingen krijgen zo
een introductie in het onderwerp en de technieken die ze gaan gebruiken. In de
afsluitende les wordt ook de maatschappelijke relevantie van kennis over het DNA
belicht. Voor beide lessen krijgt u uitgebreid lesmateriaal aangeleverd, zodat u zelf kunt
bepalen hoe en wanneer u deze lessen geeft. De deelname en het lesmateriaal zijn
geheel gratis.
Speur surfend in je genen
verzorgd door
Radboud Universiteit Nijmegen
namens
Netherlands Bioinformatics Centre
Gezond of ziek: een vouwtje verkeerd
verzorgd door
Universiteit Leiden
namens
Centre for Medical Systems Biology
Racen met WC-papier
verzorgd door
Technische Universiteit Delft
namens
Kluyver Centre for Genomics of Industrial Fermentation
Wij nodigen u en uw leerlingen van harte uit om de nieuwe wereld van
genomics te ontdekken. Bekijk de onderwerpen in deze folder en
boek een DNA-lab via www.dnalabs.nl.
labs
Netherlands Genomics Initiative
www.dnalabs.nl
www.dnalabs.nl