Oefentoets Biologie: Ziekten | VWO 4/VWO 5/VWO 6 | variant 4

2/4 Albinisme.

Albinisme is een erfelijke afwijking waarbij door de melanocyten geen melanine wordt geproduceerd. De melanocyten zijn bij een albino wel in normale aantallen aanwezig en microscopisch zijn, behalve het ontbreken van melanine, geen afwijkingen in de structuur van de cellen te ontdekken.
Over de mogelijke oorzaken waardoor de melanocyten van albino's geen melanine produceren, worden de volgende beweringen gedaan:

1. De celmembranen van deze melanocyten bevatten weinig receptoren voor tyrosine; tyrosine kan daardoor in onvoldoende mate in de cellen worden opgenomen.
2. In deze melanocyten ontbreekt t-RNA voor tyrosine; tyrosine kan daardoor niet worden getransporteerd naar het Golgi-apparaat.
3. In deze melanocyten wordt het gen voor tyrosinase niet getranscribeerd.

Welke van deze beweringen kan of welke kunnen juist zijn?

3/4 Albinisme.
Zie figuur B 6835 van de bijlage.

In de afbeelding is schematisch een horizontale doorsnede van een oog van de mens getekend.
In de gepigmenteerde lagen van een oog bevinden zich ook melanocyten.
Albino's kunnen minder goed zien dan mensen die wel melanine produceren. Met betrekking tot dit verschil worden de volgende beweringen gedaan:

1. Door het ontbreken van pigment in de iris worden de zintuigcellen van het netvlies te sterk geprikkeld.
2. Door het ontbreken van pigment wordt het invallende licht in de ogen minder goed geabsorbeerd en gedeeltelijk gereflecteerd.
3. Door het ontbreken van pigment wordt het invallende licht in de ogen niet geabsorbeerd, maar doorgelaten zonder de zintuigcellen te prikkelen.

Welke van deze beweringen geeft of welke geven een verklaring voor het minder goed zien door een albino?

4/4 Albinisme.

Een bepaalde vorm van albinisme berust op een afwijking van een enkel gen. Het allel voor deze vorm van albinisme is recessief ten opzichte van dat voor normale pigmentatie. De frequentie van dit allel voor deze vorm van albinisme is in een populatie 0,01.

Twee ouders met normale pigmentatie uit de desbetreffende populatie krijgen een kind. Er wordt vanuit gegaan dat gegaan dat er geen mutaties optreden.

Bereken nauwkeurig (zonder afrondingen) hoe groot de kans is dat dit kind deze vorm van albinisme heeft.
Deze kans is [invulveld]

2/5 Spermakwaliteit.

Wat onderzoekt een vak als epidemiologie heden ten dage?

3/5 Spermakwaliteit.

Welke onderzoeksverschuiving heeft zich in het vak voorgedaan in relatie met vroeger?

4/5 Spermakwaliteit.

Welke vier zaken moeten minstens onderzocht worden voordat een verband als in het artikel tussen het gebruik van oplosmiddelen en spermakwaliteit mag worden gelegd?

5/5 Spermakwaliteit.

Welke 'epidemiologische valkuil' wordt in het artikel bedoeld?

1/5 Kankeronderzoek met de knock-out muis.
Zie figuur E 51 van de bijlage.

Bij het onderzoek naar de genetische basis van ziekten, zoals allerlei vormen van kanker, wordt gebruik gemaakt van knock-out muizen. Dat zijn muizen waarin een bepaald gen, het knock-out gen, geheel uitgeschakeld is. Daardoor kan de functie van dat gen onderzocht worden.
In de afbeelding is weergegeven hoe in 6 stappen 'chimere' muizen worden verkregen. Dat zijn muizen die gedeeltelijk bestaan uit cellen met het knock-out gen en gedeeltelijk uit cellen met het intacte gen.

In het voorbeeld zijn de transgene stamcellen te herkennen aan hun resistentie tegen een speciaal antibioticum. Een andere methode die wel eens gebruikt wordt om transgene cellen herkenbaar te maken is het (bij stap 2) inbouwen van een groen fluorescentiegen van een lichtgevende kwal.
Bij deze methode zal stap 4 (het selecteren van cellen met ten minste één knock-out allel) er anders uitzien, en dat heeft zijn voor- en nadelen.

Leg uit wat bij het gebruik van fluorescentie beschouwd kan worden als een nadeel ten opzichte van het gebruik van antibiotica bij stap 4.

2/5 Kankeronderzoek met de knock-out muis.

Het knock-out gen is sterk gekoppeld aan het gen voor vachtkleur. Daardoor zijn in dit experiment de chimere jonge muizen herkenbaar aan hun vacht.
Het jonge embryo dat de stamcellen levert is homozygoot voor het gen dat codeert voor een beige (lichte) vachtkleur. De transgene stamcellen zijn ingebracht in embryo's die homozygoot zijn voor het gen dat codeert voor een agouti (donkere) vachtkleur. De draagmoedermuis is homozygoot voor het gen dat een witte vacht veroorzaakt. Het allel voor een witte vacht is recessief ten opzichte van de allelen die coderen voor de kleuren beige en agouti.

Welke vachtkleur hebben de chimere muizen met een aanzienlijk percentage transgene cellen?

3/5 Kankeronderzoek met de knock-out muis.

Om homozygoot transgene muizen te verkrijgen worden de chimere muizen (stap 6 in de afbeelding) gekruist met witte muizen. De beigegekleurde nakomelingen worden vervolgens onderling gekruist.

Welk deel van hun nakomelingen is naar verwachting homozygoot voor het knock-out gen?

4/5 Kankeronderzoek met de knock-out muis.

Knock-out muizen kunnen een bijdrage leveren aan het onderzoek naar de oorzaak en behandeling van bepaalde vormen van kanker bij de mens.
Bij het al of niet krijgen van kanker spelen twee typen genen een belangrijke rol: tumorsuppressorgenen en (proto-)oncogenen. Deze twee typen genen spelen een belangrijke rol bij de regulatie van de celcyclus.
Tumorsuppressorgenen kunnen het ontstaan en de ontwikkeling van kanker tegengaan, (proto-)oncogenen kunnen dit juist doen toenemen.

Zijn muizen waarbij een tumorsuppressorgen is uitgeschakeld (groep 1) geschikt voor een dergelijk onderzoek? En muizen waarbij een (proto-)oncogen is uitgeschakeld (groep 2)?

5/5 Kankeronderzoek met de knock-out muis.

De resultaten van experimenten met knock-out muizen kunnen alleen onder bepaalde voorwaarden leiden tot behandelingen tegen kanker voor de mens.

Noem twee belangrijke voorwaarden.

1/6 Aspirine, een oeroude pijnstiller met een nieuwe toepassing.

De firma Bayer synthetiseerde rond 1900 acetylsalicylzuur en gaf het de nu wereldwijd bekende naam aspirine, één van de oudste pijnstillers ter wereld.
De stof salicine, afkomstig uit de bast van wilgen, Salix alba, staat aan de basis van deze pijnstiller. Aspirine werkt ook koortsremmend en in hogere doses ontstekingsremmend.
Bij een infectie door virussen kan een ontstekingsreactie ontstaan, die samengaat met koorts en pijn. Deze verschijnselen kunnen onder andere optreden bij griep.
Iemand met deze griepverschijnselen raadpleegt zijn huisarts en vraagt in hoeverre hij aspirine kan slikken. Zijn huisarts adviseert hem hier nog even mee te wachten.

Leg uit waardoor het bij een virusinfectie niet verstandig is om direct aspirine te slikken om de koorts te onderdrukken.

2/6 Aspirine, een oeroude pijnstiller met een nieuwe toepassing.

Sinds de jaren tachtig van de vorige eeuw is duidelijk geworden dat aspirine nog een ander effect heeft. Het blijkt in lage dosering de samenklontering (agglutinatie) van bloedplaatjes te remmen.
Mensen die risico lopen op een hart- of herseninfarct wordt daarom aangeraden om dagelijks aspirine in een lage dosering te gebruiken.

Leg uit dat bij risico op een herseninfarct het slikken van aspirine zinvol is.

3/6 Aspirine, een oeroude pijnstiller met een nieuwe toepassing.
Zie figuur A 1005 van de bijlage.

Aspirine remt de vorming van prostaglandinen H2 (PGH2). PGH2 en direct daaruit gevormde stoffen beïnvloeden een groot aantal fysiologische processen in het lichaam (zie de afbeelding).
PGH2 kunnen, naar behoefte, in alle lichaamscellen worden gemaakt uit arachidonzuur.
In de lever wordt arachidonzuur uit voedsel gebruikt bij de synthese van fosfolipiden, die naar alle cellen worden vervoerd. Uit fosfolipiden kan elke cel arachidonzuur terugvormen.
De vorming van prostaglandinen en daarvan afgeleide stoffen, is weergegeven in de afbeelding, voor de omzetting van arachidonzuur zijn onder andere prostaglandinesynthasen noodzakelijk.
Prostaglandinesynthasen zijn gemakkelijk en onomkeerbaar te blokkeren met aspirine. Hierdoor worden ontstekingsreacties niet meer gestimuleerd, zodat symptomen, zoals bijvoorbeeld koorts, minder worden.

Leg aan de hand van de afbeelding uit wat hierbij achtereenvolgens de effecten zijn van deze blokkering.

4/6 Aspirine, een oeroude pijnstiller met een nieuwe toepassing.

Een epitheelcel waarin, ten gevolge van een keer slikken van aspirine, de prostaglandinesynthasen buiten werking zijn gesteld, kan door vorming van nieuwe enzymmoleculen de effecten van aspirine ongedaan maken. Het duurt enige dagen voordat er weer voldoende van deze enzymmoleculen zijn.
De nieuwvorming van prostaglandinesynthasen is in bloedplaatjes niet mogelijk.

Leg uit waardoor in bloedplaatjes geen nieuwvorming van deze enzymen mogelijk is.

5/6 Aspirine, een oeroude pijnstiller met een nieuwe toepassing.

Herhaaldelijk gebruik van aspirine kan in eerste instantie leiden tot maagwandbeschadiging en kan vervolgens gemakkelijk maagbloedingen veroorzaken.

Leg dit uit.

6/6 Aspirine, een oeroude pijnstiller met een nieuwe toepassing.

Prostaglandinesynthase bestaat in twee vormen, COX-1 en COX-2.
Thromboxanen worden gevormd door activiteit van het COX-1 eiwit.
Prostacyclinen ontstaan alleen door de activiteit van COX-1 in combinatie met COX-2. COX-1 is in alle cellen aanwezig en actief; COX-2 wordt in de meeste cellen alleen geactiveerd als er sprake is van bijvoorbeeld een ontsteking.

- Leg uit dat het voor de functie van COX-1 van belang is dat het altijd actief is.
- Leg uit dat het voor de functie van COX-2 van belang is dat het geactiveerd moet worden.

1/8 Een minidarm kweken uit één stamcel.
Zie figuur B 4708 van de bijlage.

In het Utrechtse Hubrecht Instituut voor ontwikkelingsbiologie en stamcelonderzoek hebben ze het als eerste klaargespeeld: uit één enkele darmstamcel van een muis hebben ze volwassen darmweefsel gekweekt dat zelfs na acht maanden nog intact was. Een functionerende minidarm, gekweekt uit menselijke darmwandcellen zou gebruikt kunnen worden om bij patiënten de beschadigde darm te herstellen.

Hoofdonderzoeker Hans Clevers is verrast over het gemak waarmee het ging.
"Het was een kwestie van de juiste voedingsstoffen", zegt hij. "Daarna ging alles vanzelf op de juiste plek zitten." Eerder werd gedacht dat stamcellen alleen in een zeer speciale omgeving konden uitgroeien tot stabiel darmweefsel.

In de afbeelding B 4708 is zo'n minidarm te zien, in elf dagen gegroeid uit één darmstamcel.
Uiteindelijk moet de gekweekte darm bij patiënten worden ingebracht. Daarvoor zijn nog wel een paar hordes te nemen. Zo is de huidige gekweekte darm nog maar een paar millimeter lang en bestaat hij alleen uit darmepitheel.

Om in vitro (buiten het lichaam) een stukje huid te kweken is, naast de juiste dosering van groeifactoren, meestal ook een drager met myofibroblasten vereist. De stukjes dunne darm in de experimenten van Clevers konden acht maanden lang groeien zonder deze drager. Kennelijk hebben de darmstamcellen een zelforganiserend vermogen. Een van de daarvoor benodigde eigenschappen is dat de cellen zich snel en vaak delen.

Noem nog twee eigenschappen van de darmstamcellen die noodzakelijk zijn voor het zelforganiserend vermogen tot een minidarm.




-