Oefentoets Biologie: Dna-rna - eiwitsynthese | VWO 4/VWO 5/VWO 6 | variant 4

1/5 DNA, voortplanting en erfelijkheid.
Zie figuur A 364 en figuur B 1816 van de bijlage.

In de afbeelding A 364 zijn in een schema de fasen van de groei en ontwikkeling van spermacellen weergegeven. Dit proces heet de spermatogenese.
De hoeveelheid DNA per kern tijdens de spermatogenese wordt bepaald.

Zie figuur B 1816 van de bijlage.

In de figuur is een assenstelsel getekend waarin de hoeveelheid DNA per kern is afgezet tegen de fasen in de spermatogenese. Het verloop in fase 1 en in het begin van fase 2 is gegeven.

Teken in dit assenstelsel met een getrokken lijn het verloop van de relatieve hoeveelheid DNA per kern gedurende de fasen van de bovenstaande spermatogenese.

2/5 DNA, voortplanting en erfelijkheid.
Zie figuur A 5 van de bijlage.

Bij de mens bevindt zich dubbelstrengs DNA in de mitochondriën. Dit DNA bevat 16.569 nucleotide-paren waarvan de volgorde inmiddels bekend is. In het mitochondrium vindt een complete eiwitsynthese plaats waarbij de noodzakelijke aminozuren worden aangevoerd vanuit het omringende cytoplasma.
De genetische code die in het mitochondrium van de mens wordt gebruikt (zie tabel hieronder), is enigszins afwijkend van de 'universele' genetische code.
afbeelding

In een stukje DNA komen de volgende tripletten voor:
afbeelding

Vergelijk de aminozuurvolgorde waarvoor dit stukje DNA volgens de universele code codeert met de aminozuurvolgorde wanneer dit stukje DNA volgens de mitochondriale code wordt afgelezen.

Welke verschillen ontstaan wanneer dit stukje DNA volgens de mitochondriale code wordt afgelezen in plaats van volgens de universele code?

4/5 DNA, voortplanting en erfelijkheid.
Zie figuur A 501 van de bijlage.

In de figuur is de opzet van een stamboom met legenda getekend.

Plaats de ouders van P, R en T in generatie I en vermeld vervolgens alle genoemde personen op juiste wijze in een stamboom (met een aanduiding volgens de legenda) en vul de legenda in.

5/5 DNA, voortplanting en erfelijkheid.

Aanvankelijk dacht men niet aan de mogelijkheid van mitochondriale overerving, maar aan X-chromosomale of autosomale overerving van een recessief of dominant allel.

Welk kind in de derde generatie van bovengenoemde familie zou of welke kinderen zouden zeker niet de bijzondere vorm van suikerziekte hebben wanneer de ziekte wordt veroorzaakt door een recessief X-chromosomaal allel?

1/3 Verdeling van DNA.
Zie figuren B 1639 en A 329 van de bijlage.

De afbeelding B 1639 geeft schematisch de hoeveelheid DNA per cel weer gedurende een meiose. Van de daaraan voorafgaande en de daarop volgende delen van een celcyclus zijn de hoeveelheden DNA ook weergegeven.

Zie figuur A 329 van de bijlage.

In afbeelding A 329 zijn in willekeurige volgorde diverse stadia getekend die in de meiose of in de mitose van een cel van een bepaald organisme kunnen worden waargenomen.

Hoe groot is n bij dit organisme?

n = [invulveld]

2/3 Verdeling van DNA.
Zie figuur A 329 van de bijlage.

Welk van de stadia in de afbeelding is een stadium van de mitose?

3/3 Verdeling van DNA.
Zie figuren A329 en B 1639 van de bijlage.

Welk of welke van de stadia in afbeelding A 329 is te vinden in periode P van afbeelding B 1639?
Noem een kenmerk in afbeelding A 329 op grond waarvan je dat kunt vaststellen.

1/3 Organismen.
Zie figuur B 1283 van de bijlage.

In de afbeelding zijn een bacterie, een gistcel en een virus getekend. In zowel de bacterie als in de gistcel zijn twee processen schematisch weergegeven. Een aantal delen en deeltjes is met letters aangegeven.

In welk of in welke van de organismen in de afbeelding is zeker DNA aanwezig?

2/3 Organismen.
Zie figuur B 1283 van de bijlage.

Noem de namen van de delen die met Q, R, S en T zijn aangegeven.

3/3 Organismen.
Zie figuur B 1283 van de bijlage.

Noem de namen van de twee processen die schematisch zowel in de bacterie als in de gistcel zijn weergegeven.

dit zijn: [invulveld]

- en [invulveld]

1/5 DNA en antisense-stoffen.
Zie figuren A 368 en B 2340 van de bijlage.

In de moleculaire biologie worden korte segmenten van enkelstrengs-DNA of van RNA 'antisense-stoffen' genoemd. Antisense-DNA kan zich door complementaire basenparing binden aan stikstofbasen in DNA. Het basenparingsmechanisme dat hierbij wordt gebruikt, is hetzelfde als dat bij natuurlijk dubbelstrengs-DNA.
Antisense-DNA kan zich door basenparing ook binden aan mRNA. Hierdoor kan de expressie van een gen tijdelijk worden geblokkeerd. Door blokkade van genexpressie van specifieke genen die bepaalde erfelijke ziekten veroorzaken, denkt men deze ziekten te kunnen behandelen.
Een stukje van een antisense-DNA-molecuul ziet er als volgt uit:
afbeelding
De afleesrichting is van het 3'-eind naar het 5'-eind.

Wat is de juiste volgorde van de nucleotiden in het mRNA waaraan dit antisense zich kan binden?

2/5 DNA en antisense-stoffen.
Zie figuren A 368 en B 2340 van de bijlage.

Enkele stadia waarin een cel van een mens zich kan bevinden zijn:

p: de interfase voorafgaand aan mitose,
q: de profase bij mitose,
r: de interfase voorafgaand aan meiose I,
s: de profase bij meiose I,
t: het stadium tussen meiose I en meiose II,
u: de metafase bij meiose II.

In welk of in welke van deze stadia wordt al het DNA van een cel gerepliceerd?

3/5 DNA en antisense-stoffen.
Zie figuren A 368 en B 2340 van de bijlage.

In de Verenigde Staten van Amerika (VS) zijn in een kliniek de eerste proeven met antisense-DNA gedaan. Er is antisense-DNA gemaakt tegen een vorm van beenmergkanker (Chronische Myeloïde Leukemie = CML). CML kan onder andere ontstaan door intensieve r"ntgenbestraling, door radioactieve straling en door contact met bepaalde chemische verbindingen. Symptomen van de ziekte worden in het algemeen pas op latere leeftijd zichtbaar. Bij lijders aan CML komt in beenmergcellen een gemuteerd gen voor waardoor de ziekte is ontstaan.
De behandeling van een bepaalde groep CML-patiënten in de VS verloopt in de volgende stappen:

1. beenmerg wordt uit de CML-patiënt gehaald,
2. cellen van dit beenmerg worden in een medium gekweekt waaraan antisense-DNA is toegevoegd,
3. beenmergcellen die antisense-DNA binden, worden uit de kweek verwijderd,
4. men houdt gezonde beenmergcellen over, die verder worden gekweekt,
5. in de patiënt achtergebleven beenmerg wordt gedood door bestraling en chemotherapie,
6. de gekweekte, gezonde beenmergcellen worden teruggebracht in de patiënt.

Wat is de reden voor het uitvoeren van stap 5?

4/5 DNA en antisense-stoffen.
Zie figuren A 368 en B 2340 van de bijlage.

De CML-patiënt krijgt zijn eigen beenmergcellen terug (stap 6). Het is soms mogelijk om beenmergcellen van een donor te gebruiken, maar de hier beschreven methode heeft de voorkeur.

Noem een voordeel voor de patiënt van het transplanteren van eigen beenmergcellen in plaats van die van een donor.

5/5 DNA en antisense-stoffen.
Zie figuren A 368 en B 2340 van de bijlage.

Het is onzeker of de hier beschreven behandeling inderdaad tot genezing van de CML-patiënt leidt. Dit hangt vooral af van het moment waarop mutatie van het gen heeft plaatsgevonden.

Leg uit dat behandeling van de CML-patiënt op de hier beschreven wijze kans van slagen heeft wanneer mutatie heeft plaatsgevonden in éénof meer myeloïde stamcellen en niet wanneer die mutatie al in een eerder stadium zou zijn opgetreden, bijvoorbeeld in de bevruchte eicel waaruit de CML-patiënt is ontstaan.

1/2 Celcyclus.
Zie figuur A 448 van de bijlage.

In de afbeelding zijn schematisch de fasen van de celcyclus weergegeven. Gedurende deze cyclus treden veranderingen op in de synthese-activiteit voor eiwit, RNA en DNA. Deze veranderingen zijn in drie grafieken weergegeven. Er is niet aangegeven welke grafiek welke verandering weergeeft.

Vindt in de S-fase weinig of veel transcriptie plaats?
En weinig of veel eiwitsynthese?

2/2 Celcyclus.
Zie figuur A 448 van de bijlage.

Aan het begin van de mitose verandert de intensiteit van de RNA-synthese.

Neemt deze toe of af? Geef hiervoor een verklaring.

1/2 De celcyclus.
Zie figuur B 1244 van de bijlage.

In de afbeelding is de celcyclus weergegeven. Er zijn vier perioden te onderscheiden:

- de mitose (M-fase),
- de periode van DNA-verdubbeling (S-fase),
- de G1-fase tussen de M- en de S-fase,
- en de G2-fase tussen de S- en de M-fase.

Een onderzoeker wil de duur van de S-fase in een celcyclus vaststellen. Daarbij gebruikt hij cellen waarvan het DNA gemerkt is met radio-actieve H-atomen. Deze cellen zijn verkregen door ze gedurende een celcyclus te laten groeien in een kweekvloeistof die de met radioactieve H-atomen gelabelde stof Q bevat. Stof Q kan uitsluitend worden ingebouwd in het tijdens de S-fase nieuw gevormde DNA.
Vier stoffen zijn:

adenine, cytosine, guanine en thymine.

Welke van deze stoffen is de gelabelde stof Q?