Oefentoets Biologie: Biotechnologie | VWO 5/VWO 6 | variant 3

1/3 De 'genetic fingerprint'.

De 'genetic fingerprint' geeft, in embryonaal stadium toegepast, de mogelijkheid ten aanzien van de toekomstige manier van leven bepaalde conclusies te trekken.

Welke (minstens twee)?

2/3 De 'genetic fingerprint'.

Deze 'fingerprint' kan na de geboorte van de bewuste persoon op diens of haar verzoek worden bepaald.

Om welke reden kan die persoon dat willen?

3/3 De 'genetic fingerprint'.

In welk boek (titel en schrijver) zijn vergelijkbare ontwikkelingen al rond 1938 beschreven?

1/2 Haploïde planten.

Bij plantenveredelaars bestaat tegenwoordig grote belangstelling voor het kweken van haploïde zaadplanten. Onder laboratoriumomstandigheden worden haploïde planten gekweekt uit stuifmeelkorrels.
Ter "verbetering" van een bepaald plantenras heeft een plantenveredelaar in stuifmeelkorrels een bepaalde mutatie opgewekt. Het gevolg van deze mutatie is direct zichtbaar in de haploïde planten die hij uit deze stuifmeelkorrels kweekt. Vervolgens verdubbelt hij op kunstmatige wijze het chromosomenaantal van de haploïde planten. Op deze wijze krijgt hij een generatie diploïde planten die, als er verder geen mutaties optreden, identieke geslachtscellen produceren. De plantenveredelaar heeft in de stuifmeelkorrels een genmutatie opgewekt.

Is het daarbij ontstane allel dominant of recessief?

2/2 Haploïde planten.

Waardoor zijn de geslachtscellen van de verkregen diploïde generatie planten identiek?

1/4 Landbouw.

In de landbouw wordt vooral gezocht naar mogelijkheden binnen het areaal van de consumptiegewassen.

Aan welke toepassingen is dan vooral te denken (minstens drie)?

2/4 Landbouw.

Welke problemen doen zich dan voor bij veldproeven (minstens twee)?

3/4 Landbouw.

Soortgelijke problemen doen zich ook voor bij landfarming.

Wat is landfarming?

4/4 Landbouw.

Hoe lost men die problemen op?

1/4 Gentherapie.

Enige jaren geleden is in Nederland een vergunning aangevraagd voor het uitvoeren van een experiment met gentherapie bij mensen. Het gaat hier om patiënten met de zeldzame ziekte van het immuunsysteem SCID (= Severe Combined Immune Deficieney Syndrome). Door een genmutatie kunnen deze patiënten het enzym ADA (Adenosine-DeAminase), dat actief is in witte bloedcellen, niet maken. Dit veroorzaakt een storing in de afweer die op den duur fataal is.
De volgende behandelingsmethoden worden toegepast of onderzocht:

1. SCID-patiënten krijgen door transplantatie beenmerg van een donor; dit wordt het meest toegepast.
2. Enkele SCID-patiënten worden in de VS. behandeld door maandelijkse toediening van hun eigen lymfocyten die kunstmatig zijn voorzien van het correcte gen.
3. In Leiden wil men de stamcellen uit het beenmerg van de patiënten kunstmatig van het correcte gen voorzien en deze gemanipuleerde cellen terugplaatsen. Deze behandeling is al met succes bij resusapen toegepast. De behandelde patiënten kunnen nakomelingen krijgen.

Zouden patiënten die met succes volgens de Amerikaanse methode (2) en volgens de Leidse methode (3) zijn behandeld, het toegediende gen aan hun nakomelingen kunnen doorgeven? Geef een verklaring voor je antwoord.

2/4 Gentherapie.

Drie chemische verbindingen zijn: DNA, mRNA en het enzym ADA.

Welke van deze chemische verbindingen wordt bij de manipulatie in methode 2 aan de lymfocyten toegevoegd?
En welke wordt in methode 3 aan de beenmergcellen toegevoegd?

3/4 Gentherapie.

In welke cellen van een onbehandelde SCID-patiënt kan het gemuteerde gen dat hun ziekte veroorzaakt, zich bevinden?

4/4 Gentherapie.

Bij welke van de drie genoemde behandelingsmethoden bevinden zich in de patiënt alleen lymfocyten met DNA met dezelfde samenstelling als het DNA in zijn hersencellen?

1/4 Gentherapie.
Zie figuur A 325 van de bijlage.

ADA-SCID is een zeldzame erfelijke ziekte bij de mens die wordt gekenmerkt door ernstige afweerstoornissen. Vanwege een erfelijk defect kan een bepaald enzym, adenosine-deaminase (ADA) niet worden geproduceerd. Dit enzym is betrokken bij stofwisselingsprocessen van elke lichaamscel. Door de afwezigheid van het enzym wordt deoxyadenosinetrifosfaat (dATP) opgehoopt in de cellen. dATP is giftig voor lymfocyten, zowel wanneer deze in rust zijn als wanneer deze zich delen. Patiënten die lijden aan ADA-SCID (SCID = severe combined immune deficiency), kunnen hierdoor zonder behandeling alleen in een steriele omgeving in isolement overleven. De afweerstoornis is in principe te behandelen door een weefseltransplantatie.

Ontbreken bij patiënten met ADA-SCID vooral lymfoïde stamcellen, myeloïde stamcellen, plasmacellen of stamcellen in de thymus?

2/4 Gentherapie.
Zie figuur A 324 van de bijlage.

Noem het in de afbeelding aangegeven deel waarin zich cellen bevinden zoals die bij een ADA-SCID-lijder worden getransplanteerd en noem de naam van de cellen waarom het gaat bij deze transplantatie.

3/4 Gentherapie.

Op een aantal plaatsen in de wereld worden ADA-SCID-patiënten behandeld met gentherapie.
Gentherapie verloopt in het algemeen als volgt: in een daarvoor geschikt medium kweekt men cellen die vanwege het defecte ADA-gen niet goed functioneren. In deze cellen wordt een intacte versie van dit gen binnengebracht met behulp van een virus als vector. De genetisch veranderde cellen waarin het binnengebrachte intacte gen tot expressie komt, worden daarna teruggeplaatst in de patiënt. Deze ingreep brengt geen veranderingen voor zijn nageslacht met zich mee.

Waardoor heeft gentherapie bij een ADA-SCID-patiënt een positieve invloed?

4/4 Gentherapie.

Waardoor brengt de gentherapie geen veranderingen voor zijn nageslacht met zich mee?

1/4 Medische biotechnologie.

Biotechnologie in de medische wetenschap is gericht op enkele specifieke probleemgebieden.

Welke (minstens drie)?

2/4 Medische biotechnologie.

Geef voor elk genoemd probleemgebied aan welke ontdekking(en) al is(zijn) gedaan?

3/4 Medische biotechnologie.

Welke van deze ontdekkingen (betreffende het beenmerg) is al toegepast?