Oefentoets Biologie: Dna-rna - eiwitsynthese | VWO 4/VWO 5/VWO 6 | variant 16

Ontdek de rol van DNA-helicase en genen in de embryonale ontwikkeling bij fruitvliegen met deze digitale toets, gericht op studenten biologie en genetica. Test je kennis over DNA-replicatie, genmutaties en enzymfuncties in verschillende experimenten en scenario's. - 20 vragen

Aantal vragen

20

Vak(ken)

Biologie

Kerndoel(en)

VO Kerndoel 31: Processen in de natuur

Leerniveau(s)

VWO 4, VWO 5, VWO 6

Uitgever

NVON

Copyright

cc-by-sa-40

Rol van DNA-helicase in DNA-replicatie

DNA-helicase.
Zie figuur B 5131 van de bijlage.

Het enzym DNA-helicase speelt een belangrijke rol in de DNA-replicatie: het splitst dubbelstrengig (ds) DNA in enkele strengen (ss).
Een lineair stuk ssDNA van 6 kb wordt samengevoegd met een klein radioactief gemerkt stuk complementair ssDNA van 300 bp (a). Dit deels dsDNA wordt op drie verschillende manieren behandeld: met helicase, koken zonder helicase en met gekookt helicase. Gel b laat de radioactieve banden zien. (Neem aan dat er voldoende ATP aanwezig is voor helicase).

Welke bewering over dit experiment is correct?

afbeeldingafbeelding

Genen en embryonale ontwikkeling bij fruitvliegen

Embryonale ontwikkeling bij de fruitvlieg.
Zie de figuren B 5132 en B 5133 van de bijlage.

Oskar,nanos en hunchback zijn drie genen die voor de vorming van de anterior-posterior as zorgen in de embryonale ontwikkeling van de fruitvlieg (Drosophila). Het nevenstaande diagram in afbeelding 1 toont de concentraties van mRNA en eiwit in het fruitvliegei (donkere kleur is een hoger concentratie). De tabel in afbeelding 2 toont de gevolgen als één van de genen door een mutatie wordt uitgeschakeld.

Welk van de volgende beweringen beschrijft de interactie tussen de genen het beste, op basis van de gegeven data?

afbeeldingafbeeldingafbeeldingafbeelding

Volgorde van genen in S-synthese

Mutaties bij bacteriën.
Zie figuur B 5134 van de bijlage.

Vier mutante bacteriestammen (genummerd 1 tot 4) hebben allemaal de stof S nodig om te groeien (elke stam wordt op een ander punt tijdens de S-biosynthese geblokkeerd).
Vier platen worden voorbereid met minimaal medium en een klein beetje van stof S, zodat een klein aantal mutante cellen kan groeien.
Op plaat a wordt stam 1 geënt over de gehele oppervlak, zodat een dunne laag bacteriën gevormd wordt. Op plaat b wordt op eenzelfde manier stam 2 geënt, en zo verder voor plaat c en plaat d.
Daarna worden de platen opnieuw geënt met telkens de vier stammen, zoals aangegeven in de figuur hiernaast (cirkeltjes). Donkere cirkels betekenen goede bacteriegroei.
Een stam die op een later moment in de S-biosynthese geblokkeerd is, vormt tussenproducten die kunnen dienen als 'voedsel' voor een stam die in een vroeger moment geblokkeerd is.

In welke volgorde zijn de genen (1 tot 4) nodig zijn voor de synthese van stof S?

afbeeldingafbeelding

Verschillen in DNA-samenstelling van micro-organismen

Twee nieuwe soorten.

Een bioloog heeft twee nieuwe soorten micro-organismen ontdekt.

Micro-organisme A werd geïsoleerd uit een warme bron, terwijl micor-organisme B werd gevonden in een tropisch regenwoud. Van beide organismen werd het DNA geïsoleerd en daarvan werd het smeltpunt bepaald. Dat bleek bij micro-organisme A te liggen bij 800°C en bij B bij 700°C.

Welke uitspraak beschrijft de oorzaak van dit verschil het best?

Mutaties en enzymproductie bij bacteriën

Een mutante bacterie.

Er bestaat een mutante bacterie die lactose afbrekende enzymen vormt, onafhankelijk van de aanwezigheid van lactose.

Welk van de volgende uitspraken kan of welke uitspraken kunnen dit verklaren?

Herkomst van een DNA-monster analyseren

Een DNA-monster.

Een DNA-monster bevat 60% aan purinebasen.

Dit monster is waarschijnlijk afkomstig van .

DNA-inversie en sequentieherkenning

Inversie in het DNA.
Zie figuur B 5135 van de bijlage.

In de afbeelding hieronder is een dubbelstrengs DNA-fragment afgebeeld.
afbeeldingafbeelding
Het DNA binnen de rechthoek ondergaat een inversie.

Welke van de vier DNA-sequenties in de afbeelding hiernaast geeft datzelfde DNA correct weer, nadat de inversie heeft plaatsgevonden?

Dat is mogelijkheid .

afbeeldingafbeelding

Erfelijke ziekte en enzymfunctie

Een erfelijke ziekte.

Een zeldzaam voorkomende erfelijke ziekte wordt gekenmerkt door verminderde immuun-afweer, geremde groei en ontwikkeling en achterstand in ontwikkeling van de hersenen.

Als men in een DNA-extract van een patiënt met deze ziekte ongeveer evenveel heel lange en heel korte fragmenten vindt, welk enzym functioneert dan waarschijnlijk niet goed?

Dat is het enzym dat NIET goed functioneert.

mRNA volgorde bij transcriptie van DNA

1/3 Transcriptie en translatie.

Een DNA-fragment dat geïsoleerd is uit een coli-bacterie heeft de volgende volgorde:

5’ – GTAGCCTACCCATAGG – 3’ (coderende streng)

Vanaf de template - of matrijsstreng wordt mRNA gemaakt.

Welke basenvolgorde heeft dit mRNA?

Aminozuurketen uit DNA-sequentie afleiden

2/3 Transcriptie en translatie.

Een DNA-fragment dat geïsoleerd is uit een coli-bacterie heeft de volgende volgorde:

5’ – GTAGCCTACCCATAGG – 3’ (coderende streng)

Hoe ziet de aminozuurketen eruit van een peptide dat met dit mRNA wordt gesynthetiseerd,
te beginnen vanaf de 5'- kant?

tRNA binding tijdens translatie

3/3 Transcriptie en translatie.

Een DNA-fragment dat geïsoleerd is uit een coli-bacterie heeft de volgende volgorde:

5’ – GTAGCCTACCCATAGG – 3’ (coderende streng)

Als tRNAAla het ribosoom loslaat, welk tRNA is dan het volgende dat zich aan het ribosoom bindt?

Verhouding aminozuren bij kunstmatig poly-mRNA

Kunstmatig poly-mRNA.

Een kunstmatig poly-mRNA dat alleen de stikstofbasen U en C bevat, in een verhouding van 1:5, wordt in een reageerbuis gebruikt voor translatie.

Wat wordt de verhouding van de aminozuren in het gevormde eiwit?

Effect van amanitine op celprocessen

Amanitinevergiftiging.

Een cel die wordt blootgesteld aan het celgif amanitine, stopt met het opnemen van radioactieve uracil.
Hieruit kan men concluderen dat amanitine een proces blokkeert.

Welk proces?

Transcriptie in de levercel

In een levercel.

In de levercel vindt transcriptie van DNA in mRNA plaats.

Noem een organel in de levercel waarin transcriptie plaatsvindt.

Genetische markers en Neanderthaler onderzoek

1/2 Christoph doet een onderzoek.

Christoph is al lang geïnteresseerd in de Neanderthaler. Hij denkt ermee verwant te zijn. Daarom start hij een onderzoek naar zijn eigen DNA en dat van het skelet van een Neanderthaler.

Uit welk materiaal kan hij het best een genetische marker kiezen?

Substanties bij PCR-techniek

2/2 Christoph doet een onderzoek.

Om de gekozen marker te onderzoeken moet hij er veel kopieën van hebben.
Die verkrijgt hij met de PCR-techniek.
Daarbij gebruikt hij verschillende substanties.

Welk van onderstaande hoort daar niet bij?

Overleving van extremofielen in extreme omstandigheden

1/4 Extremofielen.

Extremofielen zijn micro-organismen die onder extreme omstandigheden kunnen overleven. Dit soort microben zijn o.a. in staat te overleven in extreem zout water, hete bronnen, omgevingen met een zeer hoge zuurgraad en onder kilometers dik poolijs. Halofielen bijvoorbeeld kunnen zeer hoge zoutwaarden overleven en zijn in het bezit van een speciaal soort reparatiemechanisme om het DNA te beschermen tegen extreme doses straling. Methanogenen zijn in staat om hun energie te produceren uit zeer simpele bouwstenen als waterstof en koolstofdioxide, waarbij methaan als afvalproduct vrijkomt. De microben uit het laboratoriumonderzoek zijn allen afkomstig uit ijsmeren, diep onder het landijs van de aardse zuidpool. Het blijkt dat de microben niet alleen overleven bij temperaturen onder nul, maar zelfs groeien en voortplanten.[...]

Onderzoek laat zien dat het leven zelfs bij extreme omstandigheden, die dodelijk zijn voor het leven dat wij mensen in ons dagelijks leven kennen, bepaalde groepen microben in staat zijn een ecosysteem op te bouwen. Goed nieuws voor de kansen van buitenaards leven.

(Astrostart, 23 oktober 2006).

BACTERIE OVERLEEFT HALF MILJOEN JAAR
In permafrost van Siberië

In de permafrost van Siberië, Alaska en de Zuidpool zijn levende bacteriën ontdekt van een half miljoen jaar oud. Het zijn de oudste levende wezens op aarde.
De micro-organismen zijn al die tijd intact gebleven doordat ze actief spontaan optredende beschadigingen in hun DNA repareerden. Een internationaal team van microbiologen berichtte daarover gisteren in het Amerikaanse wetenschappelijk tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences.
Lang dachten biologen dat bacteriën het best konden overleven als spore. Sporen zijn slapende, ingekapselde cellen die geen actieve stofwisseling meer hebben. Maar die strategie is niet toereikend voor extreem lange overleving. Vroeg of laat gaat het genoom van deze organismen ten onder aan hydrolyse en oxidatie. De DNA-ketens breken en plakken soms in de verkeerde volgorde weer aan elkaar, waardoor de spore op den duur niet meer levensvatbaar is.
In de permafrost gaat het anders, concluderen de onderzoekers onder leiding van Eske Willerslev van de universiteit van Kopenhagen nu. De stofwisseling blijft op een zeer laag pitje actief waardoor de noodzakelijke DNA-reparaties nog altijd uitgevoerd kunnen worden.
Hiermee kunnen de bacteriën spontane degeneratie net voor blijven, waardoor zij zich weer zouden kunnen gaan delen als het ijs zou smelten.[...]

(NRC-Handelsblad, 28 augustus 2007).

Zie volgende scherm

Polymerase-kettingreactie en DNA-vermeerdering

2/4 Extremofielen.

Wat gebeurt er in een polymerase-kettingreactie?

Kettingreacties bij extremofielen

3/4 Extremofielen.

Welke kettingreactie is inmiddels met nog meer succes toegepast?

Doel van jacht op extremofielen

4/4 Extremofielen.

Wat is het doel van de jacht op en het kweken van extremofielen?