6 Oefenvragen over replicatie, transcriptie en translatie
6 Oefenvragen over replicatie, transcriptie en translatie
6 Oefenvragen over replicatie, transcriptie en translatie
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 31<br />
6 <strong>Oef<strong>en</strong>vrag<strong>en</strong></strong> <strong>over</strong> <strong>replicatie</strong>, <strong>transcriptie</strong> <strong>en</strong> <strong>translatie</strong><br />
Bov<strong>en</strong>staande bron toont de <strong>replicatie</strong> van DNA <strong>en</strong> e<strong>en</strong> stukje van e<strong>en</strong> DNA-ket<strong>en</strong>. Daarin zijn op<br />
verschill<strong>en</strong>de plaats<strong>en</strong> 3'- <strong>en</strong> 5'-eind<strong>en</strong> aangegev<strong>en</strong>. Aan het 3'-eind wordt steeds dezelfde stof<br />
gekoppeld.<br />
1 Welke stof (deoxyribose, base of fosfaat) wordt steeds aan het 3'-eind gekoppeld?<br />
2 De volgorde van de nucleotid<strong>en</strong> in e<strong>en</strong> stukje mRNA-str<strong>en</strong>g is:<br />
3' CCCUGCGUAGGGAGU 5'<br />
Wat is het bijbehor<strong>en</strong>de stukje coder<strong>en</strong>de DNA-str<strong>en</strong>g?<br />
A 3' CCCTGCGTAGGGAGT 5'<br />
B 5' CCCTGCGTAGGGAGT 3'<br />
C 3' GGGACGCATCCCTCA 5'<br />
D 5' GGGACGCATCCCTCA 3'<br />
3 Hieronder staat de nucleotide-volgorde van e<strong>en</strong> klein stukje <strong>en</strong>kelstr<strong>en</strong>gs DNA weergegev<strong>en</strong>.<br />
3' TTAAACGAGGAATCTCGATGGCACGGTAAATTATAGGC 5'<br />
Noteer de complem<strong>en</strong>taire DNA-ket<strong>en</strong>.<br />
4 Wat is de coder<strong>en</strong>de str<strong>en</strong>g <strong>en</strong> wat is de template-str<strong>en</strong>g?
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 32<br />
5 Hieronder is e<strong>en</strong> deel van e<strong>en</strong> DNA-molecuul weergegev<strong>en</strong>. Gegev<strong>en</strong> is dat in dit geval RNApolymerase<br />
zich verplaatst van rechts naar links langs het weergegev<strong>en</strong> stukje DNA. Het hele stukje<br />
wordt in dit geval in mRNA vertaald.<br />
5' ACTCAACGTTAC 3'<br />
3' TGAGTTGCAATG 5'<br />
Wat is de bas<strong>en</strong>volgorde in het stukje mRNA dat door RNA-polymerase wordt gevormd? Geef daarbij<br />
ook het 5'-uiteinde <strong>en</strong> het 3'-uiteinde aan.<br />
6 Het hele mRNA wordt in dit geval in aminozur<strong>en</strong> vertaald. Geef de aminozuurvolgorde van de<br />
polypeptide die gemaakt wordt van het mRNA.<br />
7 Drie stukjes eiwit (P, Q <strong>en</strong> R) word<strong>en</strong> met behulp van drie verschill<strong>en</strong>de molecul<strong>en</strong> mRNA met de<br />
volg<strong>en</strong>de basevolgorde gemaakt:<br />
P AGAGAGAGAGAGAGAGAG<br />
Q CAUCAUCAUCAUCAUCAU<br />
R AAUGAAUGGAUGAAUGAAUGGAUG<br />
De stukjes RNA word<strong>en</strong> van het eerste tot het laatste nucleotide getransleerd.<br />
Welke van de volg<strong>en</strong>de antwoord<strong>en</strong> toont het juiste aantal verschill<strong>en</strong>de aminozur<strong>en</strong> waaruit het stukje<br />
eiwit is opgebouwd?<br />
P Q R<br />
A 2 1 4<br />
B 1 3 2<br />
C 2 1 3<br />
D 3 1 4<br />
8 Door radioactieve straling kunn<strong>en</strong> in DNA g<strong>en</strong>mutaties word<strong>en</strong> veroorzaakt. Over g<strong>en</strong>mutaties word<strong>en</strong><br />
de volg<strong>en</strong>de bewering<strong>en</strong> gedaan:<br />
1 e<strong>en</strong> g<strong>en</strong>mutatie kan berust<strong>en</strong> op vervanging van e<strong>en</strong> molecuul ad<strong>en</strong>ine door e<strong>en</strong> molecuul<br />
guanine<br />
2 e<strong>en</strong> g<strong>en</strong>mutatie kan berust<strong>en</strong> op vervanging van e<strong>en</strong> molecuul desoxyribose door e<strong>en</strong> molecuul<br />
ribose<br />
3 e<strong>en</strong> g<strong>en</strong>mutatie kan berust<strong>en</strong> op de afsplitsing van e<strong>en</strong> molecuul fosforzuur van het DNA<br />
Welke van deze bewering<strong>en</strong> is of welke zijn juist?<br />
A de bewering<strong>en</strong> 1, 2 <strong>en</strong> 3<br />
B alle<strong>en</strong> bewering 1<br />
C alle<strong>en</strong> bewering 2<br />
D alle<strong>en</strong> bewering 3<br />
E alle<strong>en</strong> de bewering<strong>en</strong> 1 <strong>en</strong> 2<br />
F alle<strong>en</strong> de bewering<strong>en</strong> 2 <strong>en</strong> 3<br />
9 E<strong>en</strong> onderzoeker stelt de sam<strong>en</strong>stelling van het erfelijk materiaal van e<strong>en</strong> bepaald virus vast:<br />
cytosine 17%, ad<strong>en</strong>ine 27%, uracil 31% <strong>en</strong> guanine 25%.<br />
Welke twee verschill<strong>en</strong> kun je uit deze gegev<strong>en</strong>s afleid<strong>en</strong> tuss<strong>en</strong> dit virusmateriaal <strong>en</strong> m<strong>en</strong>selijk erfelijk<br />
materiaal?<br />
10 E<strong>en</strong> onderzoeker isoleert het DNA van Staphylococcus aferm<strong>en</strong>tans <strong>en</strong> analyseert de<br />
bas<strong>en</strong>sam<strong>en</strong>stelling. Cytosines vorm<strong>en</strong> 27% van het totaal. Kan hij met behulp van deze informatie<br />
e<strong>en</strong> uitspraak do<strong>en</strong> <strong>over</strong> het gehalte aan ad<strong>en</strong>ines? Zo ja, hoe groot is dit? Zo nee, waarom niet?
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 33<br />
11<br />
In bov<strong>en</strong>staande figuur is de synthese van e<strong>en</strong> eiwit in het cytoplasma te zi<strong>en</strong>. Hier<strong>over</strong> word<strong>en</strong> <strong>en</strong>kele<br />
opmerking<strong>en</strong> gemaakt. Welke daarvan is juist?<br />
A Er word<strong>en</strong> tegelijk e<strong>en</strong> aantal verschill<strong>en</strong>de eiwitt<strong>en</strong> met verschill<strong>en</strong>de l<strong>en</strong>gte geproduceerd.<br />
B Er word<strong>en</strong> tegelijk e<strong>en</strong> aantal verschill<strong>en</strong>de eiwitt<strong>en</strong> met dezelfde l<strong>en</strong>gte geproduceerd.<br />
C Er word<strong>en</strong> tegelijk e<strong>en</strong> aantal dezelfde eiwitt<strong>en</strong> met dezelfde l<strong>en</strong>gte geproduceerd.<br />
D Er word<strong>en</strong> tegelijk e<strong>en</strong> aantal dezelfde eiwitt<strong>en</strong> met verschill<strong>en</strong>de l<strong>en</strong>gte geproduceerd.<br />
12 Hieronder staan <strong>en</strong>kele gebeurt<strong>en</strong>iss<strong>en</strong> die optred<strong>en</strong> tijd<strong>en</strong>s de eiwitsynthese:<br />
1 het ontstaan van peptidebinding<strong>en</strong>.<br />
2 de <strong>transcriptie</strong>.<br />
3 het ontstaan van e<strong>en</strong> codon – anticodonbinding.<br />
Wat is de juiste volgorde van deze gebeurt<strong>en</strong>iss<strong>en</strong>?<br />
13 E<strong>en</strong> stukje mRNA ziet er als volgt uit:<br />
5’ ACUGAGAUGGGGGUA 3’<br />
Hoe zi<strong>en</strong> de eerste twee anticodons eruit die aan dit stuk RNA word<strong>en</strong> gebond<strong>en</strong>? Neem als eerste het<br />
anticodon dat aan het start codon wordt gekoppeld. Geef het 5’- <strong>en</strong> het 3’-uiteinde aan.<br />
14 In e<strong>en</strong> bacterieel in vitro eiwitsynthese systeem wordt het volg<strong>en</strong>de kunstmatige mRNA gebruikt:<br />
5'- A A G U C C G G U G G C U C U A G A U G A G U A A G U A -3'<br />
De initiatie van de <strong>translatie</strong> verloopt in dit systeem slordig: de <strong>translatie</strong> kan bij willekeurige<br />
nucleotid<strong>en</strong> in het mRNA start<strong>en</strong>. De terminatie verloopt echter correct, zoals dat in vivo pleegt te<br />
gebeur<strong>en</strong>.<br />
Wat is de aminozuurvolgorde van het langste polypeptide dat in dit eiwitsynthese systeem<br />
gesynthetiseerd kan word<strong>en</strong>? Gebruik voor de nam<strong>en</strong> van de aminozur<strong>en</strong> de afkorting<strong>en</strong> die in de<br />
tabel van de g<strong>en</strong>etische code wordt gebruikt.<br />
15 Waarin verschilt e<strong>en</strong> prokaryotisch mRNA van e<strong>en</strong> eukaryotisch?
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 34<br />
Bron<br />
Bij kanker, AIDS, hemofilie, taaislijmziekte <strong>en</strong> nog e<strong>en</strong> groot aantal andere ziekt<strong>en</strong> kan g<strong>en</strong>therapie<br />
<strong>over</strong> e<strong>en</strong> aantal jar<strong>en</strong> hulp bied<strong>en</strong>. Daarbij wordt erfelijk materiaal naar de zieke cell<strong>en</strong> <strong>over</strong>gebracht<br />
met als resultaat e<strong>en</strong> therapeutisch voordeel. Onderzoekers bekijk<strong>en</strong> of het mogelijk is om als vector<strong>en</strong><br />
in plaats van verzwakte viruss<strong>en</strong> dragermolecul<strong>en</strong> toe te pass<strong>en</strong>. Uit de eerste resultat<strong>en</strong> blijkt dat<br />
bepaalde polymer<strong>en</strong> inderdaad in staat zijn om stukk<strong>en</strong> DNA naar de juiste bestemming te<br />
transporter<strong>en</strong>.<br />
Ontle<strong>en</strong>d aan Natuur&Techniek, maart 1999.<br />
16 G<strong>en</strong>therapie zal alle<strong>en</strong> bij de behandeling van monog<strong>en</strong>e ziekt<strong>en</strong> e<strong>en</strong> rol kunn<strong>en</strong> spel<strong>en</strong>.<br />
Leid hieruit af welke twee eig<strong>en</strong>schapp<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> ziekte bepal<strong>en</strong> of deze ziekte ‘geschikt’ is om met<br />
g<strong>en</strong>therapie te behandel<strong>en</strong>.<br />
17 In de bron wordt het gebruik van vector<strong>en</strong> beschrev<strong>en</strong>. Wat wordt bedoeld met e<strong>en</strong> vector?<br />
18 Geef aan op welke plaats van e<strong>en</strong> cel de vector belangrijk is. Leg ook uit waarom juist daar.<br />
19 Het doel van het in de bron aangehaalde onderzoek is het vind<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> alternatief voor het gebruik<br />
van viruss<strong>en</strong> als vector. Leg uit welk gevaar er in verband met de werking van het afweersysteem<br />
schuilt in het gebruik van de viruss<strong>en</strong>.<br />
Enige jar<strong>en</strong> geled<strong>en</strong> is in Nederland e<strong>en</strong> vergunning aangevraagd voor het uitvoer<strong>en</strong> van experim<strong>en</strong>t<strong>en</strong><br />
met g<strong>en</strong>therapie bij m<strong>en</strong>s<strong>en</strong>. Het gaat hier om patiënt<strong>en</strong> met de zeldzame ziekte van het<br />
immuunsysteem SCID (= Severe Combined Defici<strong>en</strong>cy Syndrome).<br />
Door e<strong>en</strong> g<strong>en</strong>mutatie kunn<strong>en</strong> deze patiënt<strong>en</strong> het <strong>en</strong>zym ADA (Ad<strong>en</strong>osine-DeAminase), dat actief is in<br />
witte bloedcell<strong>en</strong>, niet mak<strong>en</strong>. Dit veroorzaakt e<strong>en</strong> storing in de afweer die op d<strong>en</strong> duur fataal is. De<br />
volg<strong>en</strong>de behandelingsmethod<strong>en</strong> word<strong>en</strong> toegepast of onderzocht.<br />
1 SCID-patiënt<strong>en</strong> krijg<strong>en</strong> door transplantatie be<strong>en</strong>merg van e<strong>en</strong> donor; dit wordt het meest<br />
toegepast.<br />
2 Enkele SCID-patiënt<strong>en</strong> word<strong>en</strong> in de V.S. behandeld door maandelijkse toedi<strong>en</strong>ing van hun<br />
eig<strong>en</strong> lymfocyt<strong>en</strong> die kunstmatig zijn voorzi<strong>en</strong> van het correcte g<strong>en</strong>.<br />
3 In Leid<strong>en</strong> wil m<strong>en</strong> de stamcell<strong>en</strong> uit het be<strong>en</strong>merg van de patiënt<strong>en</strong> kunstmatig van het correcte<br />
g<strong>en</strong> voorzi<strong>en</strong> <strong>en</strong> deze gemanipuleerde cell<strong>en</strong> terugplaats<strong>en</strong>. Deze behandeling is al met succes<br />
bij resusap<strong>en</strong> toegepast.<br />
De behandelde patiënt<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> nakomeling<strong>en</strong> krijg<strong>en</strong>.<br />
20 Zoud<strong>en</strong> patiënt<strong>en</strong> die met succes volg<strong>en</strong>s de Amerikaanse methode (2) <strong>en</strong> volg<strong>en</strong>s de Leidse methode<br />
(3) zijn behandeld, het toegedi<strong>en</strong>de g<strong>en</strong> aan hun nakomeling<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> doorgev<strong>en</strong>?<br />
Geef e<strong>en</strong> verklaring voor je antwoord<br />
21 Drie chemische verbinding<strong>en</strong> zijn: DNA, mRNA <strong>en</strong> het <strong>en</strong>zym ADA.<br />
Welke van deze chemische verbinding<strong>en</strong> wordt bij de manipulatie in methode 2 aan de lymfocyt<strong>en</strong><br />
toegevoegd?<br />
En welke wordt in methode 3 aan de be<strong>en</strong>mergcell<strong>en</strong> toegevoegd?<br />
22 In welke cell<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> onbehandelde SCID-patiënt kan het gemuteerde g<strong>en</strong> dat hun ziekte<br />
veroorzaakt, zich bevind<strong>en</strong>?<br />
A alle<strong>en</strong> in witte bloedcell<strong>en</strong><br />
B alle<strong>en</strong> in geslachtscell<strong>en</strong><br />
C alle<strong>en</strong> in diploïd lichaamscell<strong>en</strong><br />
D in alle cell<strong>en</strong> met e<strong>en</strong> kern
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 35<br />
23 Bij welke van de drie g<strong>en</strong>oemde behandelingsmethod<strong>en</strong> bevind<strong>en</strong> zich in de patiënt alle<strong>en</strong> lymfocyt<strong>en</strong><br />
met DNA met dezelfde sam<strong>en</strong>stelling als het DNA in zijn hers<strong>en</strong>cell<strong>en</strong>?<br />
A bij ge<strong>en</strong> van deze method<strong>en</strong><br />
B alle<strong>en</strong> bij methode 1<br />
C alle<strong>en</strong> bij methode 2<br />
D alle<strong>en</strong> bij methode 3<br />
E bij de method<strong>en</strong> 1 <strong>en</strong> 2<br />
F bij de methode 1 <strong>en</strong> 3<br />
Opbouw van het DNA<br />
Voor de DNA-<strong>replicatie</strong> word<strong>en</strong> dCTP, dGTP, dATP <strong>en</strong> dTTP gebruikt. De <strong>en</strong>ergie die daarvoor nodig<br />
is, komt van de afsplitsing van twee fosfaatgroep<strong>en</strong>, zodat uiteindelijk de nucleotid<strong>en</strong> dCMP, dGMP,<br />
dAmp <strong>en</strong> dTMP word<strong>en</strong> ingebouwd.<br />
Van de vier nucleotid<strong>en</strong> bestaan ook variant<strong>en</strong> waarin e<strong>en</strong> zuurstof-atoom ontbreekt aan het 3’-C<br />
atoom (de di-deoxy-variant<strong>en</strong>).<br />
Kijk zorgvuldig naar de structur<strong>en</strong> van onderstaande compon<strong>en</strong>t<strong>en</strong>. Eén van de twee compon<strong>en</strong>t<strong>en</strong><br />
wordt toegevoegd aan e<strong>en</strong> reactiem<strong>en</strong>gsel waarin verder alle b<strong>en</strong>odigdhed<strong>en</strong> voor de <strong>replicatie</strong><br />
aanwezig zijn.<br />
24 Wat verwacht je als compon<strong>en</strong>t A wordt toegevoegd in grote <strong>over</strong>maat vergelek<strong>en</strong> met het aanwezige<br />
deoxycytosine trifosfaat (dCTP)?<br />
25 Wat gebeurt er als compon<strong>en</strong>t B wordt toegevoegd onder dezelfde omstandighed<strong>en</strong>.
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 36<br />
26 Het experim<strong>en</strong>t van Meselson <strong>en</strong> Stahl<br />
Meselson <strong>en</strong> Stahl toond<strong>en</strong> in 1958 aan dat DNA<br />
<strong>replicatie</strong> semi-conservatief is (zie figuur<br />
hiernaast). In deze figuur zijn drie verschill<strong>en</strong>de<br />
schema’s weergegev<strong>en</strong> van mogelijke manier<strong>en</strong><br />
van <strong>replicatie</strong>.<br />
Meselson <strong>en</strong> Stahl voerd<strong>en</strong> het volg<strong>en</strong>de<br />
experim<strong>en</strong>t uit: Ze liet<strong>en</strong> bacteriën opgroei<strong>en</strong> in<br />
e<strong>en</strong> groeimedium dat de zware isotoop van N<br />
bevatte namelijk 15 N. Dit ded<strong>en</strong> ze met de<br />
bedoeling DNA te verkrijg<strong>en</strong> dat het 15 N bevatte.<br />
(welke compon<strong>en</strong>t van het DNA bevat stikstof?).<br />
Het kweekmedium waarin ze de bacteriën liet<strong>en</strong><br />
opgroei<strong>en</strong> bevatte 15 N-ammonium-chloride als de<br />
<strong>en</strong>ige stikstofbron (gevolg: De stikstof bevatt<strong>en</strong>de<br />
bas<strong>en</strong> in het DNA bevatt<strong>en</strong> uitsluit<strong>en</strong>d 15 N).<br />
Vervolg<strong>en</strong>s werd<strong>en</strong> de bacteriecultures <strong>en</strong>kele mal<strong>en</strong> gewass<strong>en</strong> <strong>en</strong> weer verder opgegroeid met vers<br />
medium bevatt<strong>en</strong>d het normale 14 N stikstof.<br />
Op verschill<strong>en</strong>de tijd<strong>en</strong> werd het DNA geïsoleerd uit de bacteriën (op verschill<strong>en</strong>de<br />
verdubbelingstijd<strong>en</strong>). Dit geïsoleerd DNA werd gem<strong>en</strong>gd met e<strong>en</strong> geconc<strong>en</strong>treerde CsCl oplossing <strong>en</strong><br />
vervolg<strong>en</strong>s gec<strong>en</strong>trifugeerd tot ev<strong>en</strong>wicht. Door de c<strong>en</strong>trifugatie ontstaat er e<strong>en</strong> dichtheidsgradiënt in<br />
de c<strong>en</strong>trifugebuis.<br />
De laagste conc<strong>en</strong>tratie van het CsCl (laagste dichtheid) bevindt zich in de top van de buis <strong>en</strong> de<br />
grootste conc<strong>en</strong>tratie op de bodem van de buis. De DNA-fragm<strong>en</strong>t<strong>en</strong> kom<strong>en</strong> in de buis op die plaats<br />
waar de dichtheid gelijk is aan de dichtheid van DNA. De resultat<strong>en</strong> van de CsCl-gradiënt na c<strong>en</strong>trifuge<br />
zijn weergegev<strong>en</strong> in onderstaande figuur. Rechts staat de g<strong>en</strong>eratietijd aangegev<strong>en</strong>.<br />
Wat kun je uit dit experim<strong>en</strong>t verklar<strong>en</strong>?<br />
De CSCl gradi<strong>en</strong>t na c<strong>en</strong>trifugatie. De plaats<strong>en</strong><br />
waar de DNA-band<strong>en</strong> zich bevind<strong>en</strong> zijn<br />
weergegev<strong>en</strong>. Links is de top van de<br />
c<strong>en</strong>trifugebuis. Rechts staat de g<strong>en</strong>eratie tijd<br />
aangegev<strong>en</strong>.
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 37<br />
7 Antwoord<strong>en</strong> van de oef<strong>en</strong>vrag<strong>en</strong> <strong>over</strong> <strong>replicatie</strong>, <strong>transcriptie</strong> <strong>en</strong><br />
<strong>translatie</strong><br />
1 aan het 3'-eind: fosfaat<br />
2 A<br />
3 3' TTAAACGAGGAATCTCGATGGCACGGTAAATTATAGGC 5'<br />
5' AATTTCGTCCTTAGAGCTACCGTGCCATTTAATATCCG 3'<br />
4 De coder<strong>en</strong>de str<strong>en</strong>g kun je vind<strong>en</strong> door te zoek<strong>en</strong> naar de promotor. Die bevat TATAAT. Deze<br />
promotor staat in dit geval in de onderste ket<strong>en</strong>. Het mRNA wordt dan gemaakt teg<strong>en</strong> de str<strong>en</strong>g daar<br />
teg<strong>en</strong><strong>over</strong> (de template-str<strong>en</strong>g).<br />
5 Gegev<strong>en</strong> is dat RNA-polymerase van rechts naar links langs de DNA-ket<strong>en</strong> beweegt. Omdat het<br />
allereerste RNA-nucleotide e<strong>en</strong> vrijligg<strong>en</strong>d 5’-uiteinde heeft, moet de bov<strong>en</strong>ste DNA-ket<strong>en</strong> als matrijs<br />
di<strong>en</strong><strong>en</strong>. Het juiste antwoord is dus: 5' GUAACGUUGAGU 3'<br />
6 Je leest de codons ook weer af in 5'-3'-volgorde: GUA – ACG – UUG – AGU<br />
eiwit: Val – Thr – Leu - Ser<br />
(Opmerking: bij veel exam<strong>en</strong>vrag<strong>en</strong> is ge<strong>en</strong> promotor weergegev<strong>en</strong> <strong>en</strong> ook niet e<strong>en</strong> startcodon in het<br />
mRNA. Je moet dan het hele stuk DNA in eiwit vertal<strong>en</strong>.)<br />
7 A<br />
8 B<br />
9 Ja. C=27%, de hoeveelheid C is hetzelfde als G, dus C+G= 54%. A+T= 100%-(C+G)= 46%, A=T, dus<br />
A = 23%.<br />
10 - het virus bevat RNA i.p.v. DNA (want er is U i.p.v. T)<br />
- in m<strong>en</strong>selijk erfelijk materiaal zit ev<strong>en</strong>veel ad<strong>en</strong>ine als thymine <strong>en</strong> ev<strong>en</strong>veel guanine als cytosine/ het<br />
virus-RNA is <strong>en</strong>kelstr<strong>en</strong>gig <strong>en</strong> niet dubbelstr<strong>en</strong>gig zoals DNA<br />
11 C<br />
12 2, 3, 1<br />
13 5’ CAU 3’ (<strong>en</strong> niet 5’ UAC 3’ , want de anticodons zijn weer complem<strong>en</strong>taire met de codons) <strong>en</strong> CCC<br />
14 Ser Pro Val Ala Leu Asp Glu<br />
15 Prokaryotisch RNA bevat ge<strong>en</strong> Poly A staart <strong>en</strong> ge<strong>en</strong> 3’ CAP. Verder bevat het RNA van prokaryot<strong>en</strong><br />
ge<strong>en</strong> introns.<br />
16 - De ziekte moet word<strong>en</strong> veroorzaakt door e<strong>en</strong> afwijking in het DNA<br />
- De afwijking mag t<strong>en</strong> hoogste één g<strong>en</strong> bevatt<strong>en</strong><br />
17 E<strong>en</strong> vector is e<strong>en</strong> middel om het goede DNA in de cel(kern) te transporter<strong>en</strong><br />
18 De vector is belangrijk voor het passer<strong>en</strong> van de (cel)membraan<br />
Want DNA kan het (cel)membraan niet zelfstandig passer<strong>en</strong><br />
19 Viruss<strong>en</strong> bevatt<strong>en</strong> lichaamsvreemde eiwitt<strong>en</strong><br />
Er kan dus e<strong>en</strong> afweerreactie tot stand kom<strong>en</strong> teg<strong>en</strong> de ‘g<strong>en</strong>ez<strong>en</strong>’ cell<strong>en</strong><br />
20 Patiënt<strong>en</strong> die met methode 2 of 3 zijn behandeld kunn<strong>en</strong> het toegedi<strong>en</strong>de g<strong>en</strong> niet doorgev<strong>en</strong>, omdat<br />
zowel door behandeling met 2 als met 3 de geslachtscell<strong>en</strong> (<strong>en</strong> de cell<strong>en</strong> waaruit deze ontstaan/ de<br />
cell<strong>en</strong> van de kiembaan) niet zijn veranderd.
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 38<br />
21 bij methode 2: DNA<br />
bij methode 3: DNA<br />
22 D<br />
23 A<br />
24 Compon<strong>en</strong>t A wordt ingebouwd bij <strong>replicatie</strong>, hij wordt herk<strong>en</strong>d door DNA polymerase, maar als hij<br />
ingebouwd is kan er ge<strong>en</strong> volg<strong>en</strong>de nucleotide meer word<strong>en</strong> ingebouwd, want er is ge<strong>en</strong> 3’ OH. Er is<br />
<strong>over</strong>maat van compon<strong>en</strong>t A aanwezig. Dit heeft tot gevolg dat bij de eerste G in de template DNA,<br />
ddCTP wordt ingebouwd <strong>en</strong> de <strong>replicatie</strong> stopt vervolg<strong>en</strong>s.<br />
25 Deze compon<strong>en</strong>t wordt gewoon niet ingebouwd.<br />
26 Wat je verwacht te zi<strong>en</strong> na 1 g<strong>en</strong>eratie is: bij conservatieve <strong>replicatie</strong> 2 band<strong>en</strong>/piek<strong>en</strong>, want één DNA<br />
ket<strong>en</strong> bevat het zwaardere 15 N <strong>en</strong> het andere bevat DNA bevat 14 N. Bij de andere twee <strong>replicatie</strong><br />
mogelijkhed<strong>en</strong> wordt één band/piek verwacht, want de DNA molecul<strong>en</strong> bevatt<strong>en</strong> beide 15 N <strong>en</strong> 14 N.<br />
Na 2 g<strong>en</strong>eraties verwacht je: bij conservatieve <strong>replicatie</strong> 2 band<strong>en</strong>/piek<strong>en</strong>, want 1 DNA molecuul bevat<br />
dan 15 N <strong>en</strong> 3 DNA molecul<strong>en</strong> bevatt<strong>en</strong> alle<strong>en</strong> 14 N); Bij dispersieve <strong>replicatie</strong> verwacht je 1 band te zi<strong>en</strong>,<br />
want het DNA bevat e<strong>en</strong> mix van 15 N <strong>en</strong> 14 N in alle molecul<strong>en</strong> ; Bij semi-conservatieve <strong>replicatie</strong><br />
verwacht je 2 band<strong>en</strong> te zi<strong>en</strong>, want er zijn dan DNA molecul<strong>en</strong> die 14 N 15 N hebb<strong>en</strong> <strong>en</strong> DNA molecul<strong>en</strong><br />
die 14 N 14 N hebb<strong>en</strong>, de piek<strong>en</strong> zijn ev<strong>en</strong> sterk).<br />
Kijk je nu naar de gegev<strong>en</strong>s dan komt de data alle<strong>en</strong> <strong>over</strong>e<strong>en</strong> met semi-conservatieve <strong>replicatie</strong>.
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 39<br />
8 Nog meer oef<strong>en</strong><strong>en</strong>?<br />
Door middel van Computer Ondersteund Onderwijs (COO) kun je nog meer oef<strong>en</strong><strong>en</strong>. E<strong>en</strong> goede COOmodule<br />
vind je op: http://www.bio.uu.nl<br />
> Ga naar http://www.bio.uu.nl<br />
> Klik op “onderwijs” <strong>en</strong> vervolg<strong>en</strong>s op “COO (CPIO)”<br />
> Klik op Online COO-modules”<br />
> Klik op “Junior College Utrecht Biologie”<br />
> Klik op “DNA & eiwitt<strong>en</strong>”<br />
Als wordt gevraagd om de Authorware Plugin klik je op OK <strong>en</strong> volg je de procedure. Start daarna de<br />
computer opnieuw op <strong>en</strong> zoek opnieuw de module “DNA & eiwitt<strong>en</strong>”.<br />
> Vul je naam in <strong>en</strong> klik op de gro<strong>en</strong>e pijl rechtsonder.
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 40<br />
9 Hand-outs bouw <strong>en</strong> functies van eiwitt<strong>en</strong><br />
C<strong>en</strong>trale vraag<br />
Hoe kunn<strong>en</strong> inzicht<strong>en</strong> in de moleculaire<br />
biologie help<strong>en</strong> om ziektes te begrijp<strong>en</strong>, te<br />
voorkom<strong>en</strong> <strong>en</strong> te g<strong>en</strong>ez<strong>en</strong>?<br />
De deelvrag<strong>en</strong><br />
1. Wat gebeurt er in de cel?<br />
> de cel is e<strong>en</strong> biochemische fabriek<br />
2. Hoe wordt het werk in de cel verzet?<br />
> eiwitt<strong>en</strong> verzett<strong>en</strong> het werk<br />
3. Hoe is de informatie voor eiwitt<strong>en</strong> gecodeerd?<br />
> DNA bevat de code<br />
4. Hoe wordt de informatie in het DNA doorgegev<strong>en</strong> aan nieuwe<br />
cell<strong>en</strong>?<br />
> door <strong>replicatie</strong> van het DNA<br />
5. Hoe wordt de informatie in het DNA omgezet in eiwitt<strong>en</strong>?<br />
> door transciptie van het DNA in mRNA <strong>en</strong> door <strong>translatie</strong><br />
van het mRNA in eiwitt<strong>en</strong><br />
6. Wat zijn eiwitt<strong>en</strong> <strong>en</strong> hoe kom<strong>en</strong> ze op het juiste mom<strong>en</strong>t<br />
op de juiste plek in actie?<br />
Eiwitt<strong>en</strong><br />
Vraag:<br />
Welke functies kunn<strong>en</strong> eiwitt<strong>en</strong> allemaal hebb<strong>en</strong>?<br />
Antwoord:<br />
•Enzym<strong>en</strong><br />
• Transport-eiwitt<strong>en</strong> (bijv. kanal<strong>en</strong> <strong>en</strong> pomp<strong>en</strong>)<br />
• Hormonale eiwitt<strong>en</strong> (bijv. insuline)<br />
• Receptor-eiwitt<strong>en</strong><br />
• Bewegings-eiwitt<strong>en</strong><br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 41<br />
Functies van eiwitt<strong>en</strong> uitgewerkt:<br />
In membran<strong>en</strong> kom<strong>en</strong><br />
eiwitt<strong>en</strong> voor als<br />
• Receptor<strong>en</strong><br />
• Kanal<strong>en</strong> <strong>en</strong> pomp<strong>en</strong><br />
Kanal<strong>en</strong> <strong>en</strong> pomp<strong>en</strong> in het membraan:<br />
Bijvoorbeeld:<br />
Ion<strong>en</strong> pomp<br />
Receptor<strong>en</strong> in het membraan:<br />
Bijvoorbeeld:<br />
Hormoonreceptor<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 42<br />
Transport <strong>en</strong> opslag voor kleine molecul<strong>en</strong><br />
in de cel:<br />
Bijvoorbeeld:<br />
Hemoglobine bindt O 2<br />
Schakelaar om g<strong>en</strong><strong>en</strong> voor de bouw van eiwitt<strong>en</strong><br />
aan of uit te zett<strong>en</strong>:<br />
Bijvoorbeeld:<br />
• Activators<br />
• Repressors<br />
Schakelaar om andere eiwitt<strong>en</strong> aan of uit te zett<strong>en</strong>:<br />
Bijvoorbeeld: Protein kinase<br />
zet e<strong>en</strong> fosfaatgroep aan<br />
e<strong>en</strong> eiwit, waardoor de vorm<br />
verandert <strong>en</strong> het eiwit actief<br />
wordt<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 43<br />
Transportband<strong>en</strong> in de cel:<br />
Bijvoorbeeld:<br />
• microtubuli (onderdeel cytoskelet)<br />
• motor eiwitt<strong>en</strong><br />
Stevigheid <strong>en</strong> beweging van de cel:<br />
Bijvoorbeeld:<br />
• Actine eiwitt<strong>en</strong> in het cytoskelet<br />
Enzym<strong>en</strong>:<br />
E<strong>en</strong> <strong>en</strong>zym is e<strong>en</strong><br />
katalysator voor e<strong>en</strong><br />
chemische reactie in<br />
de cel.<br />
Bijvoorbeeld: het<br />
<strong>en</strong>zym ‘sucrase’ splitst<br />
sucrose in fructose <strong>en</strong><br />
glucose<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 44<br />
Sam<strong>en</strong>vatting:<br />
Waarvoor zijn eiwitt<strong>en</strong> nodig?<br />
• Als katalysator (<strong>en</strong>zym) voor chemische omzetting<strong>en</strong><br />
• In het membraan als kanal<strong>en</strong> <strong>en</strong> pomp<strong>en</strong><br />
• In het membraan als receptor<strong>en</strong><br />
• Voor transport <strong>en</strong> opslag van kleine molecul<strong>en</strong> in de cel<br />
• Als schakelaar om g<strong>en</strong><strong>en</strong> voor de bouw van eiwitt<strong>en</strong> aan<br />
of uit te zett<strong>en</strong><br />
• Als schakelaar om andere eiwitt<strong>en</strong> aan of uit te zett<strong>en</strong><br />
• Als transportband<strong>en</strong> in de cel<br />
• Voor stevigheid <strong>en</strong> beweging van de cel<br />
Naamgeving eiwitt<strong>en</strong> (1)<br />
- E<strong>en</strong> polypeptide is e<strong>en</strong> ket<strong>en</strong> van aminozur<strong>en</strong><br />
- E<strong>en</strong> eiwit (of proteïne) bestaat uit één of meer<br />
polypeptides, gevouw<strong>en</strong> tot e<strong>en</strong> specifieke<br />
driedim<strong>en</strong>sionale structuur<br />
- Er zijn 20 verschill<strong>en</strong>de aminozur<strong>en</strong><br />
De algem<strong>en</strong>e bouw van e<strong>en</strong> aminozuur:<br />
Naamgeving eiwitt<strong>en</strong> (2)<br />
De naam van <strong>en</strong>zym<strong>en</strong> eindigt op –ase,<br />
bijvoorbeeld: alcoholdehydrog<strong>en</strong>ase, DNA-polymerase,<br />
amylase<br />
De naam van andere eiwitt<strong>en</strong> eindigt op –ine,<br />
bijvoorbeeld: insuline, actine<br />
Natuurlijk zijn er ook uitzondering<strong>en</strong>, bijvoorbeeld histon<strong>en</strong>,<br />
collage<strong>en</strong><br />
En er zijn moderne b<strong>en</strong>aming<strong>en</strong>, zoals p53, EGF<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 45<br />
De lading van e<strong>en</strong> aminozuur<br />
in oplossing is afhankelijk van de pH:<br />
In e<strong>en</strong> zure omgeving In e<strong>en</strong> basische omgeving<br />
De lading van e<strong>en</strong> aminozuur in oplossing<br />
is afhankelijk van de pH:<br />
Ook zijgroep<strong>en</strong><br />
kunn<strong>en</strong> positief of<br />
negatief gelad<strong>en</strong> zijn<br />
afhankelijk van de pH<br />
Het iso-elektrisch punt<br />
is de pH waarbij de<br />
netto lading van e<strong>en</strong><br />
aminozuur 0 is, dus<br />
ev<strong>en</strong>veel postieve als<br />
negatieve lading<strong>en</strong>.<br />
Zie tabel 67 in binas!<br />
Het koppel<strong>en</strong> van de aminozur<strong>en</strong>:<br />
Aminozur<strong>en</strong> word<strong>en</strong><br />
gekoppeld tot e<strong>en</strong><br />
polypeptide in e<strong>en</strong><br />
(poly)cond<strong>en</strong>satiereactie.<br />
De bindingsplaats tuss<strong>en</strong><br />
de aminozur<strong>en</strong> heet<br />
peptide-binding<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 46<br />
DE VIER NIVEAU’S VAN DE EIWIT-<br />
STRUCTUUR<br />
Primaire structuur: de aminozuur volgorde<br />
Voorbeeld<strong>en</strong>:<br />
Secundaire structuur: de vouwing van de aminozuurket<strong>en</strong> als gevolg<br />
van waterstof-brugg<strong>en</strong> tuss<strong>en</strong> de amino-groep <strong>en</strong> de carboxyl-groep.<br />
Er zijn twee vorm<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> secundaire structuur: de α-helix <strong>en</strong> de βplaat:<br />
Waterstofbrug:<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 47<br />
Er kunn<strong>en</strong> meerdere α-helix<strong>en</strong> <strong>en</strong> β-plat<strong>en</strong><br />
in één eiwit zitt<strong>en</strong>:<br />
Tertiaire structuur: de vouwing van de aminozuurket<strong>en</strong> als gevolg van<br />
waterstof-brugg<strong>en</strong>, hydrofobe interacties, ionische binding<strong>en</strong> <strong>en</strong><br />
zwavel-brugg<strong>en</strong> tuss<strong>en</strong> de zijket<strong>en</strong>s van de aminozur<strong>en</strong>:<br />
Quaternaire structuur: in sommige gevall<strong>en</strong> vorm<strong>en</strong> twee of meer<br />
polypeptides sam<strong>en</strong> e<strong>en</strong> functioneel eiwit:<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 48<br />
De vier niveau’s van de eiwitstructuur sam<strong>en</strong> in<br />
één afbeelding:<br />
E<strong>en</strong> voorbeeld: keratine in je haar<br />
• Har<strong>en</strong> zijn stevig door het<br />
eiwit keratine.<br />
• Keratine heeft de secundaire<br />
structuur van e<strong>en</strong> α-helix<br />
door de waterstofbrugg<strong>en</strong> .<br />
• Door je haar nat te mak<strong>en</strong> <strong>en</strong><br />
verwarm<strong>en</strong>, verbreek je de<br />
secundaire structuur <strong>en</strong> kun<br />
je het in vorm br<strong>en</strong>g<strong>en</strong>.<br />
• Dat is niet erg stabiel: reg<strong>en</strong><br />
of wind verwoest<strong>en</strong> je kapsel<br />
omdat de waterstofbrugg<strong>en</strong><br />
dan weer gevormd word<strong>en</strong>.<br />
Je kunt je haar ook<br />
rigoreuzer in model<br />
br<strong>en</strong>g<strong>en</strong>: perman<strong>en</strong>t<strong>en</strong>.<br />
Dan verander je de tertiare<br />
structuur door<br />
zwavelbrugg<strong>en</strong> te<br />
verbrek<strong>en</strong> <strong>en</strong> opnieuw aan<br />
te br<strong>en</strong>g<strong>en</strong>.<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 49<br />
De 3D-structuur is dus ess<strong>en</strong>tieel voor de functie <strong>en</strong><br />
werking van eiwitt<strong>en</strong>:<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 50<br />
10 <strong>Oef<strong>en</strong>vrag<strong>en</strong></strong> <strong>over</strong> eiwitt<strong>en</strong><br />
Eiwitbouw<br />
1 Welke binding(<strong>en</strong>) in onderstaand deel van e<strong>en</strong> eiwitmolecuul kan (kunn<strong>en</strong>) word<strong>en</strong> verbrok<strong>en</strong> door<br />
e<strong>en</strong> peptidase (eiwitsplits<strong>en</strong>d <strong>en</strong>zym)?<br />
A alle<strong>en</strong> 3<br />
B alle<strong>en</strong> 1 <strong>en</strong> 4<br />
C alle<strong>en</strong> 2 <strong>en</strong> 5<br />
D 1, 2, 3, 4 <strong>en</strong> 5<br />
2 De structuur van e<strong>en</strong> eiwit wordt bepaald door de aminozuurvolgorde van het eiwit. Als je e<strong>en</strong><br />
g<strong>en</strong>etisch gemodificeerd eiwit maakt waarin de aminozuurvolgorde exact is omgekeerd, krijg je dan<br />
e<strong>en</strong> eiwit met dezelfde structuur? Licht je antwoord toe.<br />
3 Welk van de volg<strong>en</strong>de aminozur<strong>en</strong> verwacht je vaker in het c<strong>en</strong>trum van e<strong>en</strong> gevouw<strong>en</strong> eiwit aan te<br />
treff<strong>en</strong>? Welke verwacht je meer aan het oppervlak van het eiwit? Gebruik bij deze vraag je Binas <strong>en</strong><br />
licht je antwoord toe.<br />
Ser, Leu, Lys, Gln, Val, Ile, Cys-S-S-Cys (dit laatste zijn twee cysteïnes die e<strong>en</strong> zwavelbrug vorm<strong>en</strong>)<br />
Computereiwitt<strong>en</strong><br />
Computers zijn teg<strong>en</strong>woordig onmisbaar bij het ophelder<strong>en</strong> van de ruimtelijke structuur van eiwitt<strong>en</strong>.<br />
Deze k<strong>en</strong>nis is van cruciaal belang bij het ontwerp<strong>en</strong> van nieuwe molecul<strong>en</strong>. Nadat e<strong>en</strong> eiwit is<br />
gebombardeerd met röntg<strong>en</strong>stral<strong>en</strong>, bouwt de computer daarvan e<strong>en</strong> driedim<strong>en</strong>sionaal beeld op. Op<br />
deze wijze is de structuur van e<strong>en</strong> groot aantal eiwitt<strong>en</strong> opgehelderd. Nieuwe software geeft<br />
onderzoekers nu de mogelijkheid om nieuwe eiwitt<strong>en</strong> te ontwerp<strong>en</strong> of bestaande te verbeter<strong>en</strong>.<br />
E<strong>en</strong> belangrijke toepassing is het ontwerp<strong>en</strong> van nieuwe medicijn<strong>en</strong>, bijvoorbeeld stoff<strong>en</strong> die de<br />
werking van e<strong>en</strong> bepaald <strong>en</strong>zym blokker<strong>en</strong> of verhinder<strong>en</strong>. Zo heeft m<strong>en</strong> met de computer vele stoff<strong>en</strong><br />
gescre<strong>en</strong>d om er e<strong>en</strong> te vind<strong>en</strong> die e<strong>en</strong> bepaald <strong>en</strong>zym van het HIV-virus kan blokker<strong>en</strong>. Van dit<br />
<strong>en</strong>zym werd de ruimtelijke structuur bepaald waarna e<strong>en</strong> afgietsel van de bindingsplaats werd<br />
vergelek<strong>en</strong> met de vorm van zo'n 10.000 molecul<strong>en</strong>. Op deze manier is e<strong>en</strong> stof gevond<strong>en</strong> die wellicht<br />
op termijn kan word<strong>en</strong> ingezet bij de AIDS-therapie.<br />
(Bron: Natuur <strong>en</strong> Techniek, 1994.)<br />
4 Bov<strong>en</strong>staande bron beschrijft de bepaling van de ruimtelijke structuur van e<strong>en</strong> eiwit uit het HIV-virus<br />
met behulp van röntg<strong>en</strong>stral<strong>en</strong> <strong>en</strong> e<strong>en</strong> computer.<br />
Leg uit waarom alle<strong>en</strong> de bepaling van de aminozuurvolgorde onvoldo<strong>en</strong>de gegev<strong>en</strong>s oplevert.<br />
5 Geef aan waarom er e<strong>en</strong> afgietsel van de bindingsplaats werd gebruikt.<br />
6 Leg in drie stapp<strong>en</strong> uit hoe het nieuw ontwikkelde medicijn na toedi<strong>en</strong>ing het HIV-virus onschadelijk<br />
maakt.
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 51<br />
Nucleoplasmine<br />
Nucleoplasmine is e<strong>en</strong> groot eiwit dat werkzaam is in de kern <strong>en</strong> in het cytoplasma gesynthetiseerd<br />
wordt. Dit eiwit bestaat uit 2 domein<strong>en</strong>: kopdomein <strong>en</strong> staartdomein. Deze twee domein<strong>en</strong> zijn van elkaar<br />
los te koppel<strong>en</strong> door middel van e<strong>en</strong> specifiek protease (eiwit knipper). Het intacte nucleoplasmine,<br />
bestaande uit beide domein<strong>en</strong>, is radioactief te labell<strong>en</strong>. Micro-injectie van dit radioactieve eiwit <strong>en</strong> de<br />
losse domein<strong>en</strong> (kopdomein <strong>en</strong> staartdomein) in het cytoplasma van de eicel van e<strong>en</strong> pad gaf na<br />
incubatie onderstaande resultat<strong>en</strong>.<br />
7 Welke conclusie kun je trekk<strong>en</strong> <strong>over</strong> de functie van het staartdomein?<br />
8 De onderzoekers ging<strong>en</strong> nog verder <strong>en</strong> kwam<strong>en</strong> de volg<strong>en</strong>de<br />
aminozuurvolgorde teg<strong>en</strong> in het nucleoplasmine:<br />
---Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val--- (A).<br />
Door e<strong>en</strong> mutatie aan te br<strong>en</strong>g<strong>en</strong> in deze volgorde<br />
----Pro-Pro-Lys-Thr-Lys-Arg-Lys-Val--- (B)<br />
bleek het nucleoplasmine niet meer gelokaliseerd te zijn in de kern<br />
(zie figuur hiernaast).<br />
Wat kun je uit dit experim<strong>en</strong>t concluder<strong>en</strong>?<br />
Micro-injectie in het cytoplasma<br />
Incubatie <strong>en</strong> detectie<br />
Opname in de kern Ge<strong>en</strong> opname Opname in de kern<br />
9 Licht toe op welk domein (kop of staart) deze aminozuurvolgorde ligt.
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 52<br />
11 Antwoord<strong>en</strong> van de oef<strong>en</strong>vrag<strong>en</strong> <strong>over</strong> eiwitt<strong>en</strong><br />
1 B (alle<strong>en</strong> 1 <strong>en</strong> 4 zijn peptidebinding<strong>en</strong> (=binding tuss<strong>en</strong> twee aminozur<strong>en</strong>))<br />
2 Nee, e<strong>en</strong> aminozuur is niet symmetrisch. Als je naar twee ope<strong>en</strong>volg<strong>en</strong>de aminozur<strong>en</strong> in e<strong>en</strong> eiwit<br />
kijkt, levert het aminozuur het dichtst bij de amino-terminale kant de carboxylgroep voor de<br />
peptidebinding <strong>en</strong> het andere aminozuur de aminogroep. Als je hun volgorde omkeert, kom<strong>en</strong> de<br />
zijgroep<strong>en</strong> in e<strong>en</strong> andere positie t<strong>en</strong> opzichte van de c<strong>en</strong>trale ket<strong>en</strong>, waardoor de chemische<br />
interacties <strong>en</strong> daardoor de structuur totaal anders zal zijn.<br />
3 De polaire aminozur<strong>en</strong> zijn Ser, Lys <strong>en</strong> Gln. Deze zul je vaker aan het oppervlak van het eiwit<br />
aantreff<strong>en</strong>.<br />
De hydrofobe, niet-polaire aminozur<strong>en</strong> zijn Leu, Val <strong>en</strong> Ile. Deze zul je vaker in binn<strong>en</strong>in het eiwit<br />
aantreff<strong>en</strong>.<br />
Zwavelbrugg<strong>en</strong> vind je meestal binn<strong>en</strong>in het eiwit. Na de vorming van de zwavelbrug kunn<strong>en</strong> de<br />
zijgroep<strong>en</strong> ge<strong>en</strong> waterstofbrugg<strong>en</strong> meer vorm<strong>en</strong>, waardoor ze nog hydrofober word<strong>en</strong>.<br />
4 De werking van <strong>en</strong>zym<strong>en</strong> berust op hun ruimtelijke vorm. De aminozuurvolgorde geeft hiervoor<br />
onvoldo<strong>en</strong>de informatie.<br />
5 Het afgietsel heeft dezelfde vorm als het substraatmolecuul.<br />
6 Medicijnmolecul<strong>en</strong> bind<strong>en</strong> zich aan het HIV-<strong>en</strong>zym. Het HIV-<strong>en</strong>zym kan het normale substraat niet<br />
meer omzett<strong>en</strong>. Het HIV-<strong>en</strong>zym kan zich nu niet meer reproducer<strong>en</strong>.<br />
7 Je kunt concluder<strong>en</strong> dat het intacte nucleoplasmine na incubatie wordt opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong> in de kern. Dit<br />
geldt ook voor het staartdomein. Het kopdomein wordt echter niet opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong> in de kern <strong>en</strong> blijft in het<br />
cytoplasma. Er moet dus iets aanwezig zijn in het staartdomein dat er voor zorgt dat het naar de kern<br />
wordt getransporteerd. Dit domein zorgt er ook voor dat het intacte nucleoplasmine naar de kern wordt<br />
getransporteerd.<br />
8 Je kunt concluder<strong>en</strong> dat deze aminozuurvolgorde waarschijnlijk verantwoordelijk is voor de opname in de<br />
kern. Bij aanbr<strong>en</strong>g<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> mutatie in deze volgorde (Lys---Thr) treedt dit transport namelijk niet meer<br />
op (Zie figuur b).<br />
9 Deze aminozuurvolgorde zal aanwezig zijn in het staartdomein, want het losse staartdomein wordt wel<br />
naar de kern getransporteerd <strong>en</strong> het losse kopdomein niet.
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 53<br />
12 Hand-outs werking van <strong>en</strong>zym<strong>en</strong><br />
Enzym<strong>en</strong><br />
Enzym<strong>en</strong> zijn eiwitt<strong>en</strong> die chemische<br />
omzetting<strong>en</strong> katalyser<strong>en</strong>:<br />
E + S ES E + P<br />
(E = <strong>en</strong>zym<br />
S = substraat<br />
P = product<br />
ES = <strong>en</strong>zym-substraat-complex)<br />
Activerings<strong>en</strong>ergie:<br />
Chemische omzetting<strong>en</strong> verlop<strong>en</strong> alle<strong>en</strong> als er eerst<br />
activerings<strong>en</strong>ergie wordt toegevoegd (meestal warmte).<br />
Voorbeeld<strong>en</strong>:<br />
- Dieselolie komt pas tot ontbranding in e<strong>en</strong> motor als<br />
het sterk wordt sam<strong>en</strong>gedrukt.<br />
- E<strong>en</strong> kaars gaat pas brand<strong>en</strong> nadat je er e<strong>en</strong> lucifer<br />
bijgehoud<strong>en</strong> hebt.<br />
In cell<strong>en</strong> moet de temperatuur echter vrij constant blijv<strong>en</strong>.<br />
Daarom moet<strong>en</strong> in cell<strong>en</strong> reacties geholp<strong>en</strong> word<strong>en</strong> om te<br />
verlop<strong>en</strong>. Dat do<strong>en</strong> <strong>en</strong>zym<strong>en</strong>.<br />
Dus: <strong>en</strong>zym<strong>en</strong> verlag<strong>en</strong> de activerings<strong>en</strong>ergie zodat<br />
omzetting<strong>en</strong> bij lagere temperatur<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> verlop<strong>en</strong>.<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 54<br />
Werking van <strong>en</strong>zym<strong>en</strong><br />
De vorm bepaalt dat <strong>en</strong>zym<strong>en</strong> specifiek werk<strong>en</strong>,<br />
want alle<strong>en</strong> dan past het substraat precies:<br />
Enzym<strong>en</strong> zijn “substraat specifiek”: ieder <strong>en</strong>zym<br />
heeft e<strong>en</strong> unieke bindingsplaats (“active site”) waar<br />
het substraat wordt gebond<strong>en</strong> <strong>en</strong> omgezet):<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 55<br />
Enzym<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> geremd word<strong>en</strong> waardoor de<br />
<strong>en</strong>zymactiviteit afneemt:<br />
Zonder<br />
remmer<br />
competitieve<br />
remmer<br />
Niet-competitieve<br />
remmer<br />
Vraag:<br />
Wat is het effect van toevoeg<strong>en</strong> van meer substraat bij<br />
aanwezigheid van competatieve <strong>en</strong> niet-competatieve<br />
remmers?<br />
De <strong>en</strong>zymactiviteit is afhankelijk van factor<strong>en</strong> in de<br />
omgeving zoals pH <strong>en</strong> temperatuur:<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 56<br />
Onder extreme omstandighed<strong>en</strong> d<strong>en</strong>atureert het<br />
eiwit <strong>en</strong> wordt het (tijdelijk) onwerkzaam:<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________<br />
___________________________________
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 57<br />
13 <strong>Oef<strong>en</strong>vrag<strong>en</strong></strong> <strong>over</strong> <strong>en</strong>zym<strong>en</strong> (herhaling van thema fysiologie)<br />
2p 1 Enzym<strong>en</strong> zijn<br />
A koolhydrat<strong>en</strong><br />
B mineral<strong>en</strong><br />
C lipid<strong>en</strong><br />
D nucleïnezur<strong>en</strong><br />
E eiwitt<strong>en</strong><br />
2p 2 Waarin verschilt e<strong>en</strong> <strong>en</strong>zym van e<strong>en</strong> katalysator?<br />
A e<strong>en</strong> <strong>en</strong>zym werkt op talloze substrat<strong>en</strong><br />
B e<strong>en</strong> <strong>en</strong>zym kan de activerings<strong>en</strong>ergie niet verlag<strong>en</strong><br />
C e<strong>en</strong> <strong>en</strong>zym werkt specifiek<br />
D e<strong>en</strong> <strong>en</strong>zym kan de richting van de reactie niet bepal<strong>en</strong><br />
2p 3 Tijd<strong>en</strong>s e<strong>en</strong> experim<strong>en</strong>t wordt in e<strong>en</strong> reageerbuis vet afgebrok<strong>en</strong> door e<strong>en</strong> <strong>en</strong>zym in aanwezigheid<br />
van gal. In het onderstaande diagram (afbeelding 8) is het verband weergegev<strong>en</strong> tuss<strong>en</strong> de tijd<br />
dat het experim<strong>en</strong>t duurt <strong>en</strong> de hoeveelheid <strong>over</strong>geblev<strong>en</strong> vet.<br />
E<strong>en</strong> tweede experim<strong>en</strong>t wordt op dezelfde wijze uitgevoerd zonder toevoeging van gal. In<br />
afbeelding 9 zijn vier diagramm<strong>en</strong> getek<strong>en</strong>d. In welk van deze diagramm<strong>en</strong> wordt het resultaat<br />
van het tweede experim<strong>en</strong>t juist weergegev<strong>en</strong>?<br />
A in diagram A<br />
B in diagram B<br />
C in diagram C<br />
D in diagram D<br />
2p 4 In ieder van de drie reageerbuiz<strong>en</strong> K, L <strong>en</strong> M wordt 0,5 ml van e<strong>en</strong> oplossing van <strong>en</strong>zym Q<br />
gepipetteerd. Daarna word<strong>en</strong> de buiz<strong>en</strong> bewaard bij 45 0 C: buis K 10 minut<strong>en</strong>, buis L 20 minut<strong>en</strong><br />
<strong>en</strong> buis M 30 minut<strong>en</strong>.<br />
Vervolg<strong>en</strong>s wordt aan iedere buis 3 ml substraatoplossing toegevoegd, waarna iedere buis 30<br />
minut<strong>en</strong> op 35 0 C wordt gehoud<strong>en</strong>. Daarna wordt de hoeveelheid substraat in ieder van de buiz<strong>en</strong><br />
gemet<strong>en</strong>. De optimum-temperatuur van <strong>en</strong>zym Q is 35 0 C.<br />
Eén van de staafdiagramm<strong>en</strong> geeft de resultat<strong>en</strong> van de meting<strong>en</strong> juist weer.<br />
Welk diagram is dat?
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 58<br />
2p 5<br />
In bov<strong>en</strong>staande figuur is de activiteit van e<strong>en</strong> <strong>en</strong>zym zoals die door middel van onderzoek is<br />
vastgesteld, uitgezet teg<strong>en</strong> de temperatuur. In e<strong>en</strong> reageerbuis, waarin het <strong>en</strong>zym is<br />
sam<strong>en</strong>gebracht met e<strong>en</strong> <strong>over</strong>maat aan het om te zett<strong>en</strong> substraat, verhoogt m<strong>en</strong> langzaam de<br />
temperatuur.<br />
Wanneer is de omzettingssnelheid van e<strong>en</strong> werk<strong>en</strong>d <strong>en</strong>zymmolecuul het hoogst?<br />
A rond de 40EC, want dat is de optimale temperatuur voor dit <strong>en</strong>zym<br />
B rond de 60EC, want dat is de optimale temperatuur voor dit <strong>en</strong>zym<br />
C rond de 40EC, want dat is de maximale temperatuur voor dit <strong>en</strong>zym<br />
D rond de 60EC, want dat is de maximale temperatuur voor dit <strong>en</strong>zym<br />
2p 6 In het diagram is van e<strong>en</strong> <strong>en</strong>zymreactie het verband aangegev<strong>en</strong> tuss<strong>en</strong> de temperatuur <strong>en</strong> het<br />
aantal molecul<strong>en</strong> dat in 10 minut<strong>en</strong> wordt omgezet.<br />
Het aantal molecul<strong>en</strong> substraat dat in 10 minut<strong>en</strong> wordt omgezet is bij t1 <strong>en</strong> t2 ev<strong>en</strong> groot.<br />
Wat is de juiste verklaring hiervoor?<br />
A bij t1 <strong>en</strong> t2 zijn ev<strong>en</strong>veel <strong>en</strong>zymmolecul<strong>en</strong> werkzaam<br />
B bij t1 zet elk <strong>en</strong>zymmolecuul ev<strong>en</strong>veel substraat om als bij t2<br />
C bij t1 blijv<strong>en</strong> er meer <strong>en</strong>zymmolecul<strong>en</strong> werkzaam dan bij t2, maar bij t1 zet ieder<br />
<strong>en</strong>zymmolecuul per minuut minder substraat om dan bij t2.<br />
D bij t1 blijv<strong>en</strong> er minder <strong>en</strong>zymmolecul<strong>en</strong> werkzaam dan bij t2, maar bij t1 zet ieder<br />
<strong>en</strong>zymmolecuul per minuut meer substraat om dan bij t2.
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 59<br />
2p 7 Iemand laat bij verschill<strong>en</strong>de temperatur<strong>en</strong> e<strong>en</strong> bepaald <strong>en</strong>zym gedur<strong>en</strong>de e<strong>en</strong> half uur inwerk<strong>en</strong><br />
op e<strong>en</strong> substraatoplossing. Daarna meet hij hoeveel substraat in dat halve uur is omgezet. Tijd<strong>en</strong>s<br />
alle experim<strong>en</strong>t<strong>en</strong> is e<strong>en</strong> <strong>over</strong>maat aan substraat aanwezig. De hoeveelheid substraat die wordt<br />
omgezet, is in het diagram hieronder uitgezet teg<strong>en</strong> de temperatuur (weergegev<strong>en</strong> met ___ ). Met<br />
---- is het resultaat weergegev<strong>en</strong> van dezelfde <strong>en</strong>zymreactie onder andere omstandighed<strong>en</strong>.<br />
Over de andere omstandighed<strong>en</strong> word<strong>en</strong> de volg<strong>en</strong>de bewering<strong>en</strong> gedaan:<br />
I er zijn meer <strong>en</strong>zymmolecul<strong>en</strong> toegevoegd<br />
II de reacties vind<strong>en</strong> plaats bij e<strong>en</strong> andere pH<br />
Kan bewering I juist zijn? En bewering II?<br />
bewering I bewering II<br />
A ja ja<br />
B ja nee<br />
C nee ja<br />
D nee nee<br />
3p 8 Door leerling<strong>en</strong> wordt de werking van het <strong>en</strong>zym amylase bij e<strong>en</strong> bepaalde temperatuur<br />
bestudeerd. Hiertoe wordt aan zetmeel in water e<strong>en</strong> bepaalde hoeveelheid van het <strong>en</strong>zym<br />
amylase toegevoegd (experim<strong>en</strong>t p). Door inwerking van amylase op zetmeel wordt maltose<br />
gevormd. In het diagram hieronder geeft grafiek P het resultaat weer van experim<strong>en</strong>t p bij e<strong>en</strong><br />
temperatuur van 25ºC.<br />
E<strong>en</strong> leerlinge <strong>over</strong>weegt de volg<strong>en</strong>de wijziging<strong>en</strong> van experim<strong>en</strong>t p: e<strong>en</strong> verhoging van de<br />
<strong>en</strong>zymconc<strong>en</strong>tratie (1), e<strong>en</strong> verhoging van de zetmeelconc<strong>en</strong>tratie (2) of e<strong>en</strong> combinatie van deze<br />
beide wijziging<strong>en</strong> (1 <strong>en</strong> 2). Andere omstandighed<strong>en</strong>, zoals temperatuur <strong>en</strong> pH, laat zij gelijk.<br />
Zij doet e<strong>en</strong> nieuw experim<strong>en</strong>t (experim<strong>en</strong>t q) <strong>en</strong> krijgt als uitkomst grafiek Q.<br />
Welke van de wijziging<strong>en</strong> (1), (2) <strong>en</strong> (1 <strong>en</strong> 2) heeft zij gekoz<strong>en</strong>? Geef e<strong>en</strong> verklaring voor je<br />
antwoord.<br />
1p 9 Waardoor neemt na tijdstip t de hoeveelheid gevormde maltose in beide experim<strong>en</strong>t<strong>en</strong> p <strong>en</strong> q niet<br />
meer toe?
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 60<br />
4p 10 Aan e<strong>en</strong> reageerbuis gevuld met e<strong>en</strong> <strong>over</strong>maat aan maltose-oplossing van 0ºC wordt e<strong>en</strong> <strong>en</strong>zym<br />
afkomstig van e<strong>en</strong> zoogdier toegevoegd dat maltose omzet in glucose. De inhoud van de buis<br />
wordt al roer<strong>en</strong>d langzaam tot 80ºC verwarmd.<br />
Welke grafiek uit de figuur hieronder kan juist aangev<strong>en</strong> hoe het glucosegehalte in de buis verandert?<br />
Verklaar volledig het verloop van deze grafiek.<br />
2p 11 In e<strong>en</strong> experim<strong>en</strong>t wordt de reactie van e<strong>en</strong> bepaald <strong>en</strong>zym dat bij de m<strong>en</strong>s voorkomt, bestudeerd<br />
bij vier verschill<strong>en</strong>de temperatur<strong>en</strong>. E<strong>en</strong> oplossing met dit <strong>en</strong>zym wordt in gelijke hoeveelhed<strong>en</strong><br />
verdeeld <strong>over</strong> vier bekerglaz<strong>en</strong> P, Q, R <strong>en</strong> S. Deze bekerglaz<strong>en</strong> word<strong>en</strong> vervolg<strong>en</strong>s op e<strong>en</strong><br />
bepaalde temperatuur gebracht <strong>en</strong> daar vanaf tijdstip 0 ev<strong>en</strong> lang op gehoud<strong>en</strong>: bekerglas P op<br />
40ºC, bekerglas Q op 50ºC, bekerglas R op 60ºC <strong>en</strong> bekerglas S op 70ºC.<br />
Op tijdstip 0 wordt aan elk bekerglas e<strong>en</strong> gelijke hoeveelheid substraat toegevoegd met dezelfde<br />
temperatuur als de oplossing in het bekerglas. Vervolg<strong>en</strong>s wordt regelmatig de conc<strong>en</strong>tratie van<br />
het reactieproduct in de bekerglaz<strong>en</strong> bepaald. De resultat<strong>en</strong> zijn weergegev<strong>en</strong> in het diagram<br />
hieronder.<br />
De grafiek<strong>en</strong> 1, 2, 3 <strong>en</strong> 4 gev<strong>en</strong> de hoeveelheid reactieproduct weer die bij respectievelijk 50ºC,<br />
60ºC, 40ºC <strong>en</strong> 70ºC in de loop van de proef is gevormd.<br />
Bij welke van deze temperatur<strong>en</strong> is op tijdstip t de reactiesnelheid van de <strong>en</strong>zymoplossing in het<br />
bekerglas het grootst?<br />
A bij 40ºC<br />
B bij 50ºC<br />
C bij 60ºC<br />
D bij 70ºC<br />
2p 12 Concurrer<strong>en</strong>de inhibitie berust op<br />
A het tijdelijk verander<strong>en</strong> van het substraat.<br />
B het tijdelijk verander<strong>en</strong> van het <strong>en</strong>zym.<br />
C het bezett<strong>en</strong> van het aangrijpingspunt op het substraat.<br />
D het bezett<strong>en</strong> van de actieve bindingsplaats van het <strong>en</strong>zym.
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 61<br />
2p 13 De werking van <strong>en</strong>zym<strong>en</strong> kan op verschill<strong>en</strong>de manier<strong>en</strong> word<strong>en</strong> geremd.<br />
Zo zijn er remstoff<strong>en</strong> die werkzaam zijn doordat ze de structuur van het <strong>en</strong>zym verander<strong>en</strong> (type<br />
1). Andere remstoff<strong>en</strong> (type 2) zijn werkzaam doordat ze, wat hun structuur betreft, erg veel lijk<strong>en</strong><br />
op het substraat dat gewoonlijk wordt omgezet; zowel substraat als e<strong>en</strong> remstof van type 2<br />
verker<strong>en</strong> hierbij in e<strong>en</strong> ev<strong>en</strong>wichtsreactie met het <strong>en</strong>zym.<br />
Bij e<strong>en</strong> experim<strong>en</strong>t wordt aan e<strong>en</strong> bepaalde hoeveelheid <strong>en</strong>zym in reageerbuis 1 zoveel remstof<br />
van type 1 toegevoegd, dat alle <strong>en</strong>zymmolecul<strong>en</strong> onwerkzaam zijn.<br />
Hetzelfde gebeurt in reageerbuis 2 met remstof van type 2.<br />
Hierna wordt aan beide buiz<strong>en</strong> e<strong>en</strong> aantal mal<strong>en</strong> substraat toegevoegd.<br />
Wat kan verwacht word<strong>en</strong> omtr<strong>en</strong>t e<strong>en</strong> omzetting van dit substraat?<br />
buis 1 buis 2<br />
A to<strong>en</strong>em<strong>en</strong>de omzetting to<strong>en</strong>em<strong>en</strong>de omzetting<br />
B to<strong>en</strong>em<strong>en</strong>de omzetting ge<strong>en</strong> omzetting<br />
C ge<strong>en</strong> omzetting to<strong>en</strong>em<strong>en</strong>de omzetting<br />
D ge<strong>en</strong> omzetting ge<strong>en</strong> omzetting<br />
2p 14 M<strong>en</strong> laat e<strong>en</strong> <strong>en</strong>zymreactie verlop<strong>en</strong> bij e<strong>en</strong> zodanige temperatuur dat de hoogste reactiesnelheid<br />
wordt bereikt. Het reactiem<strong>en</strong>gsel wordt uitsluit<strong>en</strong>d geschud. Er wordt ge<strong>en</strong> vloeistof aan het<br />
m<strong>en</strong>gsel onttrokk<strong>en</strong>. Hoewel er voldo<strong>en</strong>de substraat aanwezig is, blijkt de reactiesnelheid<br />
geleidelijk af te nem<strong>en</strong>.<br />
Kan remming door het substraat e<strong>en</strong> verklaring zijn voor deze afname? Kan remming door het<br />
product e<strong>en</strong> verklaring zijn voor deze afname? En kan vermindering van de conc<strong>en</strong>tratie van het<br />
<strong>en</strong>zym e<strong>en</strong> verklaring zijn voor deze afname? Schrijf de letter op van het juiste alternatief.<br />
A Alle<strong>en</strong> remming door het substraat kan e<strong>en</strong> verklaring zijn.<br />
B Alle<strong>en</strong> remming door het product kan e<strong>en</strong> verklaring zijn.<br />
C Alle<strong>en</strong> vermindering van de conc<strong>en</strong>tratie van het <strong>en</strong>zym kan e<strong>en</strong> verklaring zijn.<br />
D Alle<strong>en</strong> remming door het substraat <strong>en</strong> door het product kunn<strong>en</strong> e<strong>en</strong> verklaring zijn.<br />
E Alle<strong>en</strong> remming door het substraat <strong>en</strong> vermindering van de conc<strong>en</strong>tratie van het <strong>en</strong>zym<br />
kunn<strong>en</strong> e<strong>en</strong> verklaring zijn.<br />
F Alle<strong>en</strong> remming door het product <strong>en</strong> e<strong>en</strong> vermindering van de conc<strong>en</strong>tratie van het <strong>en</strong>zym<br />
kunn<strong>en</strong> e<strong>en</strong> verklaring zijn.<br />
G Zowel remming door het substraatremming, als remming door het product, als vermindering<br />
van de conc<strong>en</strong>tratie van het <strong>en</strong>zym kunn<strong>en</strong> e<strong>en</strong> verklaring zijn.<br />
2p 15 Er bestaat e<strong>en</strong> vorm van <strong>en</strong>zymremming waarbij het eindproduct van e<strong>en</strong> reactieket<strong>en</strong> werkt als<br />
remmer van de activiteit van één van de <strong>en</strong>zym<strong>en</strong> die aan de reactieket<strong>en</strong> deelnem<strong>en</strong>. De<br />
remm<strong>en</strong>de stof bindt zich aan dat <strong>en</strong>zym waardoor het <strong>en</strong>zym tijdelijk onwerkzaam wordt. De<br />
reactie tuss<strong>en</strong> remstof <strong>en</strong> <strong>en</strong>zym is e<strong>en</strong> ev<strong>en</strong>wichtsreactie. In de afbeelding hieronder is e<strong>en</strong><br />
schema van e<strong>en</strong> reactieket<strong>en</strong> weergegev<strong>en</strong> waarin E1, E2 <strong>en</strong> E3 <strong>en</strong>zym<strong>en</strong> zijn <strong>en</strong> P1, P2 <strong>en</strong> P3<br />
reactieproduct<strong>en</strong> zijn. P3 remt E1.<br />
Drie situaties in de cel, die invloed hebb<strong>en</strong> op de hoeveelheid P3 die per tijdse<strong>en</strong>heid wordt<br />
geproduceerd, zijn:<br />
I het verwijder<strong>en</strong> van P3 uit de cel<br />
II het toevoeg<strong>en</strong> van P3 aan de cel<br />
III omzetting van P3 in e<strong>en</strong> andere stof, die ge<strong>en</strong> remstof van E1 is<br />
In welk of in welke van deze situaties zal de productie van P3 per tijdse<strong>en</strong>heid hoger word<strong>en</strong>?
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 62<br />
3p 16 E<strong>en</strong> broodschimmel produceert aminozur<strong>en</strong> via e<strong>en</strong> ket<strong>en</strong> van <strong>en</strong>zymreacties op de volg<strong>en</strong>de<br />
manier (zie de afbeelding hieronder).<br />
Karel doet op grond van de afbeelding e<strong>en</strong> aantal bewering<strong>en</strong>:<br />
I Enzym A katalyseert de reactie waarbij ornithine wordt gevormd uit de beginstof.<br />
II Als g<strong>en</strong> B er niet zou zijn, dan zou arginine rechtstreeks gevormd word<strong>en</strong> uit ornithine.<br />
III Als g<strong>en</strong> A wordt vernietigd zou de schimmel kunn<strong>en</strong> <strong>over</strong>lev<strong>en</strong> mits er ornithine aan het<br />
voedingsmedium wordt toegevoegd.<br />
IV Als g<strong>en</strong> B wordt vernietigd zou de schimmel kunn<strong>en</strong> <strong>over</strong>lev<strong>en</strong> mits <strong>en</strong>zym B door de<br />
schimmel uit het voedingsmedium kan word<strong>en</strong> opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>.<br />
V G<strong>en</strong> C codeert voor de vorming van <strong>en</strong>zym C.<br />
VI De bij de afzonderlijke reacties betrokk<strong>en</strong> <strong>en</strong>zym<strong>en</strong> hebb<strong>en</strong> verschill<strong>en</strong>de co-<strong>en</strong>zym<strong>en</strong> nodig.<br />
Deel deze bewering<strong>en</strong> op de volg<strong>en</strong>de manier in.<br />
a) e<strong>en</strong> goede conclusie<br />
b) e<strong>en</strong> verkeerde conclusie<br />
c) e<strong>en</strong> conclusie die waar kan zijn maar die niet volgt uit de afbeelding<br />
d) ge<strong>en</strong> conclusie, maar e<strong>en</strong> vertaling in woord<strong>en</strong> van de in de afbeelding gegev<strong>en</strong> informatie<br />
Schrijf bij ieder van de bewering<strong>en</strong> I t/m VI de juiste letter a, b, c of d op je antwoordblad.
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 63<br />
14 Antwoord<strong>en</strong> van de oef<strong>en</strong>vrag<strong>en</strong> <strong>over</strong> <strong>en</strong>zym<strong>en</strong><br />
2p 1 E<br />
2p 2 C<br />
2p 3 A (Gal emulgeert vet, zodat het <strong>en</strong>zym beter het vet kan afbrek<strong>en</strong>.)<br />
2p 4 D (Bij hogere temperatur<strong>en</strong> (vooral hoger dan de optimumtemperatuur) van het <strong>en</strong>zym<br />
gaat het <strong>en</strong>zym kapot. Hoe langer bij die hogere temperatuur, hoe meer <strong>en</strong>zym kapot<br />
gaat. Na bewar<strong>en</strong> bij 45 grad<strong>en</strong> heeft buis K nog de hoogste activiteit, daarna buis L<br />
<strong>en</strong> daarna buis M. Hoe hoger de activiteit, hoe meer substraat wordt afgebrok<strong>en</strong>. Dus<br />
in buis K zit het minste substraat, dan in buis L <strong>en</strong> dan in buis M.)<br />
2p 5 D (de omzettingssnelheid is bij 60EC het hoogt, maar de totale activiteit is lager, omdat<br />
het <strong>en</strong>zym ook snel d<strong>en</strong>atureert)<br />
2p 6 C<br />
2p 7 A<br />
Max 3p 8 Grafiek Q ontstaat door e<strong>en</strong> combinatie van de wijziging<strong>en</strong> 1 <strong>en</strong> 2 (deelscore 1p).<br />
Uit grafiek Q blijkt dat er aanvankelijk meer maltose wordt gevormd in dezelfde tijd; dit is<br />
het resultaat van e<strong>en</strong> verhoging van de <strong>en</strong>zymconc<strong>en</strong>tratie (want meer <strong>en</strong>zym kan meer<br />
substraat omzett<strong>en</strong>). (deelscore 1p).<br />
Het maximum van grafiek Q wordt later bereikt <strong>en</strong> het plateau ligt hoger; dit is het resultaat<br />
van e<strong>en</strong> verhoging van de zetmeelconc<strong>en</strong>tratie (want zetmeel wordt pas later beperk<strong>en</strong>d).<br />
(deelscore 1p).<br />
1p 9 Na t is het zetmeel op.<br />
Max 4p 10 Grafiek 1 (bij e<strong>en</strong> lage temperatuur is het <strong>en</strong>zym dat maltose omzet in glucose weinig<br />
actief, bij e<strong>en</strong> heel hoge temperatuur is het <strong>en</strong>zym niet actief <strong>en</strong> bij e<strong>en</strong> temperatuur daartuss<strong>en</strong>in<br />
is het <strong>en</strong>zym erg actief.) (deelscore 1 punt)<br />
In het begin van het experim<strong>en</strong>t zit er nog ge<strong>en</strong> glucose in de buis, omdat het <strong>en</strong>zym nog<br />
nauwelijks actief is (deelscore 1p).<br />
Hoe hoger de temperatuur hoe actiever de <strong>en</strong>zym<strong>en</strong> word<strong>en</strong> <strong>en</strong> hoe meer glucose wordt<br />
gemaakt (deelscore 1p).<br />
Als de temperatuur heel hoog is wordt ge<strong>en</strong> glucose meer bijgemaakt omdat de <strong>en</strong>zym<strong>en</strong><br />
dan kapot zijn (deelscore 1p).<br />
2p 11 B (De reactiesnelheid is hoger naarmate meer product per tijdse<strong>en</strong>heid wordt gemaakt<br />
(dus als ΔC/Δt groot is). De richtlijn<strong>en</strong> aan de grafiek<strong>en</strong> zijn dus e<strong>en</strong> maat voor de<br />
reactiesnelheid. De richtlijn is het grootst bij 50°C.)<br />
2p 12 D<br />
2p 13 C<br />
2p 14 F (Enzym<strong>en</strong> gaan niet eeuwig mee. Bij de optimumtemperatuur van e<strong>en</strong> <strong>en</strong>zym gaan er<br />
al <strong>en</strong>zym<strong>en</strong> kapot.)<br />
Max 2p 15 I <strong>en</strong> III hebb<strong>en</strong> tot gevolg dat de remming van E1 wegvalt. Daardoor neemt de productie<br />
van P3 toe.<br />
(iedere onjuiste of ontbrek<strong>en</strong>de keuze: 1 punt aftrek)<br />
Max 3p 16 I d<br />
II b<br />
III c (je weet niet of de schimmel ornithine uit het voedingsmedium kan opnem<strong>en</strong>)<br />
IV a<br />
V d<br />
VI c<br />
(Ieder fout of ontbrek<strong>en</strong>d antwoord: e<strong>en</strong> punt aftrek)
JvO Reader Moleculaire Biologie<br />
BIOLOGIE Pag 64