Motivatie van de keuze.

We hebben voor het onderwerp DNA in het algemeen gekozen, omdat de keuzeopdrachten ons niet zo erg aanspraken. We dachten dat je we het vast wel over DNA mochten doen, omdat het hoofdstuk daarover gaat. Dit is onze laatste keuzeopdracht die we moeten maken, dus we zullen er erg ons best voor doen om ANW goed af te sluiten. We dachten ook omdat het de laatste opdracht is en we geen proefwerk krijgen over dit hoofdstuk om het over DNA in het algemeen te doen. Dan hebben we een allesomvattend hoofdstuk met ook misschien ook stukken uit hoofdstuk 9 erbij, want hoofdstuk 9 heeft ook met DNA te maken. Het lijkt ons leuk om meer te weten te komen over DNA, we weten er al wel iets vanaf, maar nog lang niet zoveel als we verwachten tegen te komen met deze keuzeopdracht.




Verslaggeving van het proces.

We hebben alles samen verwerkt en dit verliep heel goed. We zijn nog best lang bezig geweest aan deze keuzeopdracht gezien het resultaat, maar precies weten we niet hoe lang we er aan bezig zijn geweest. De samenwerking is goed verlopen, we hebben een deel in de les gedaan en daarna zijn we nog een keer bij Erwin geweest om het verder af te maken. Alleen de informatie zoeken hebben we op school apart gedaan, maar verder hebben we alles samen gedaan. Verder hebben we hier niet veel over te zeggen, alleen dat de samenwerking het hele jaar eigenlijk tussen ons wel goed is verlopen.





















Wat is DNA eigenlijk?
Chromosomen zijn deeltjes in de kern van een cel en bevatten lange strengen DNA. Waar staat de afkorting DNA voor? DNA betekent: "deoxyribonucleic acid". Kortgezegd is DNA de stof die in de celkern van een cel zit en de informatie (genetische code) bevat voor het maken van levende organismes.
De structuur van je DNA ziet eruit als een enorme lange ladder, gedraaid in de vorm van een helix of buis. De "sporten" bestaan uit vier verschillende basen:
Adenine (A)
Thymine (T)
Cytosine (C)
Guanine (G)
Elke afzonderlijke sport bestaat uit 2 basen. De A en de T zitten altijd met elkaar verbonden in een sport, de C en de G ook. Een bepaalde eigenschap van een organisme wordt bepaald door de volgorde van een aantal van deze sporten, dat noemt men een gen. Elk gen bepaald één eigenschap van het organisme.
Het DNA bepaalt je genetische eigenschappen, het genotype. Het genotype is hoe je er genetisch uitziet. Bijvoorbeeld je huidskleur of kleur haren. Als je je haar verft veranderd het genotype NIET! Dan verandert alleen het fenotype, dat is je uiterlijk.
Het DNA bevat informatie voor erfelijke eigenschappen. Het DNA in de chromosomen in één enkele celkern bevat de complete informatie voor alle erfelijke eigenschappen. Dus een cel in je teen weet ook hoe je neus moet worden gevormd. (Als het DNA in je neuscellen beschadigd is en niet weet hoe je een teen moet vormen kan dat geen kwaad. Maar als dat DNA in je neuscellen niet weet hoe het een neus moet vormen heb je WEL een probleem.)
De ontwikkeling van de DNA-technologie


De Fransman Jean-Baptiste de Lamarck die leefde van 1744 tot 1829 behoort tot de eersten die durfden te stellen dat een kind niet altijd gelijk is aan zijn ouders. De Lamarck dacht dat ouders deels konden doorgeven wat zij tijdens hun leven leerden. Als voorbeeld gaf hij hierbij dat wanneer een krokodil steeds beter leert zijn neusgaten boven water te houden, de kleine krokodilletjes dit niet meer van voren af aan hoefden te beginnen. Ook de wat meer bekende Brit Charles Darwin (1809-1882)raakte in navolging van De Lamarck ervan overtuigd dat
erfelijke eigenschap in de loop van de tijd kunnen veranderen. Maar zowel Darwin als De Lamarck beschikten niet over harde bewijzen. Darwin bleef echter geloven in een strakke scheiding tussen erfelijke kenmerken en veranderingen die pas tijdens het leven
optreden. Die opvatting weerspiegelt zijn stellige overtuiging dat erfelijke eigenschappen ergens in het lichaam in materie zijn vastgelegd. Dat het uiterlijk van een plant of dier in de loop van vele jaren toch kan veranderen, meent Darwin, komt doordat bij de overdracht van het erfelijk materiaal soms iets verkeerd gaat.
In de tijd van Darwin waren er meerdere wetenschappers die veronderstelden dat erfelijke eigenschappen nog terug te vinden moeten zijn geweest in biologische materie.
De Oostenrijker Johann Mendel (1822-1884) maakte als een van de eersten gebruik van ?ingeteelde?lijnen (dit zijn stammen erwtenplanten die generaties lang onderling zijn gekruist, zodat ze er allemaal gelijk uitzien). De ene stam heeft bijvoorbeeld alleen gele erwten, de ander juist louter groene. Mendel deed door het systematisch registreren van het overerven van eigenschappen wanneer twee ingeteelde lijnen gekruist werden een belangrijke ontdekking. Hij ontdekte namelijk dat uit gele en groene erwtenplanten geen planten met geel-groene erwten, maar alleen met gele ontstaan. Wanneer deze nakomelingen op hun beurt onderling gekruisd werden volgde een tweede verrassing: terwijl beide ouders gele erwten hadden, heeft een kwart van het nageslacht opeen weer groene erwten. Mendel stelde dat de erfelijke eigenschappen, als de kleur van erwten, tot stand komen onder invloed van twee onafhankelijke, ondeelbare factoren. Eén afkomstig van de moeder, één van de vader. De factoren worden niet gemengd, maar blijven generaties lang bewaard, zelfs als ze niet tot uiting komen. In zijn tijd was Mendel echter een miskend bioloog, zijn ontdekkingen werden niet geloofd of gewoon genegeerd.
Van 1844 tot 1895 leefde de Zwitserse fysioloog Friedrich Miescher die de scheikundige samenstelling van cellen onderzocht. In 1869 ontdekte hij toevalligerwijze nucleine, oftewel kernstof. Waneer later blijkt dat kernstof een zuur is, vernadert de naam in nucleïnezuur.Miescher zelf had het verband tussen zijn kernstof en het raadsel van de erfelijkheid niet ontdekt, maar wanneer in 1879 de Duitse onderzoeker Walther Flemming (1843-1905) kleurstoffen loslaat op cellen, ziet hij in de celkernen opeens kleine draadjes. Wanneer één cel zich verdubbelt tot twee, lijken die draadjes zich eerst te verkorten en daarna te verdubbelen: in beide dochtercellen zitten er weer evenveel.
Vijf jaar later doet de Belg Edouard van Beneden (1846-1910) ook een interessante waarneming: zaadcellen en eicellen bevatten, voordat ze met elkaar versmelten, de helft van het aantal draadjes in gewone cellen. Een aantal jaren later krijgen die draadjes ook een naam, namelijk chromosomen, oftewel ?gekleurde lichaampjes?. (Grieks: chroma = kleur, soma = lichaam). De geleerden konden maar geen verband vinden tussen chromosomen en erfelijkheid. Tien jaar lang vorderde het onderzoek niet, totdat in 1900 een drietal plantkundigen, onafhankelijk van elkaar, uit kruisingsproeven dezelfde conclusies trekt als Mendel ruim dertig jaar eerder. Zij ontdekten in hun tuin gelijke wiskundige wetmatigheden. De Duitser Carl Correns (1864-1933), de oostenrijker Erich Tschermak von Seysenegg (1871-1962) en de Nederlander Hugo de Vries (1848-1935) erkenden later toch wel dat Mendel hen voor was geweest bij deze ontdekking. Door deze herontdekking van de wetten van Mendel kwam de zoektocht naar de stoffelijke drager van de erfelijkheid in een stroomversnelling.
In 1902 ziet Edmund Wilson (1856-1939) de parallellen tussen de verdubbeling van chromosomen en de rekenkundige regels rond de erfelijkheid. Voor het eerst kan achter die regels een biologische theorie worden geformuleerd: de erfelijke factoren zitten in de chromosomen, waarvan beide ouders twee setjes hebben. Elk dragen zij een van de twee factoren via een chromosoom over op hun kind. De ene factor kan de andere overheersen en deze zo tijdelijk aan het gezicht ontrekken: in een gele erwt kan de factor voor groene erwten verscholen zijn die in latere generaties weer te voorschijn komt.
In 1920 worden er via kruisingsproeven met de fruitvlieg onomstotelijke bewijzen geleverd voor de theorie dat de erfelijke kenmerken worden overgebracht door chromosomen.
Na 1920 worden er ontdekkingen gedaan over het nucleïnezuur. Men ontdekt dat dit bestaat uit vier niet-zure bestanddelen, namelijk: thymine, cytosine, adenine en guanine. Al snel denken de wetenschappers te ontdekken, dat de vier basen altijd in even grote hoeveelheden aanwezig zijn.
In 1944 wordt er door de Amerikaan Oswald Avery (1877-1955) bewezen dat nucleïnezuur de drager is van de erfelijke eigenschappen. Om dit te bewijzen voert hij een eenvoudig proefje uit met twee soorten ziekteverwekkende Pneumokokken (dit zijn bacteriën die longontsteking veroorzaken). De ene bacteriesoort kan muizen besmetten, de andere soort niet. Maar wanneer een extract van dode bacteriën van het eerste type wordt toegevoegd aan bacteriën van het tweede type, kennen die laatste het kunstje opeens ook. Iets in het extract stelt bacteriën dus in staat muizen te infecteren. Avery doet dan de historische uitspraak: ?het actieve gedeelte van het extract bestaat vooral, zo niet uitsluitend, uit desoxyribonucleïnezuur (DNA).? Voor
het eerst wordt met deze uitspraak de scheikundige verbinding DNA als overbrenger van erfelijke informatie aangewezen. Pas in 1952 is iedereen echter overtuigd van deze theorie.
In 1950 komt men erachter dat de hoeveelheden van de vier basen in het nucleïnezuur wel degelijk variëren. Opmerkelijk hierbij is wel, dat de hoeveelheid adenine altijd precies gelijk is aan de hoeveelheid thymine.
Hetzelfde geldt voor het duo guanine en cytosine. Rond 1950 bestookt Maurice Wilkins het nucleïnezuur met röntgenstraling. Hieruit wordt duidelijk dat het DNA-molecuul de vorm heeft van een lange, zeer dunne, maar toch wat stijve draad.
In 1953 komen James Watson en Francis Crick erachter hoe het DNA-molecuul nu
precies in elkaar zit. Zij hebben de dubbele helix ontworpen.

Crick, Watson en Wilkins hebben in 1962 een Nobelprijs gekregen voor hun
werk aan de speurtocht naar het mechanisme achter de erfelijkheid. Deze
speurtocht is alleen nog lang niet ten einde gelopen. Nog steeds is DNA een
raadsel en het is nog maar de vraag of we ooit achter de werkelijke en
volledige samenstelling en werking komen.

Dna in de praktijk

Het Gerechtelijk Laboratorium voert DNA-onderzoek uit om de vergelijking van celmateriaal dat is genomen op de plaats van het delict en/of bij het slachtoffer en/of de verdachte en DNA materiaal dat is afgenomen van de betrokken personen. De bewijskracht van het DNA-onderzoek is bijzonder groot: een DNA profiel is vrijwel uniek voor een individu. Het is daarom van het grootste belang dat de uitkomsten van dit onderzoek betrouwbaar zijn. Om deze betrouwbaarheid te garanderen is een uitgebreide wet- en regelgeving opgesteld. De wijze waarop het onderzoek verricht moet worden en welke personen hierbij betrokken zijn, staat beschreven in het Wetboek van Strafvordering. De regelgeving is ook opgesteld om zorgvuldig te handelen tegenover de verdachte teneinde deze bij dit ingrijpende onderzoek zoveel mogelijk te beschermen.
De rechter hecht zeer veel waarde aan de naleving van alle wettelijke voorschriften. Deze zijn echter redelijk ingewikkeld en vereisen intensieve communicatie tussen vele betrokken instanties: technische recherche, Officier van Justitie, Rechter-commissaris, Gerechtelijk Laboratorium en verdachten. Hierdoor is het bijna onvermijdelijk dat de procedures niet altijd goed worden gevolgd. Indien een procedure niet geheel correct wordt uitgevoerd, zou dat kunnen leiden tot nietigheid van het DNA bewijs. Jurisprudentie zal in de toekomst moeten uitwijzen in welke gevallen het DNA bewijs dan nog mag worden toegelaten. Het mag duidelijk zijn dat minimalisatie van fouten in de procedure tevens tot gevolg kan hebben dat het aantal aanvragen voor hoger beroep geminimaliseerd wordt
Het Gerechtelijk Laboratorium ondervindt vooral hinder van de omslachtige procedures. Deze geven aanleiding tot vertraging en extra werk.
In opdracht van het Gerechtelijk Laboratorium heeft Q-Ray een haalbaarheidsstudie uitgevoerd naar de inzet van het standaard inzetten van DNA-onderzoek bij strafzaken. De informatiestromen rondom de verschillende procedures zijn geanalyseerd en met betrokken instanties zijn gesprekken gevoerd. Hieruit bleek dat het standaard inzetten van DNA-onderzoek bij strafzaken de gang van zaken, tegen relatief lage kosten, aanzienlijk kan verbeteren.
Eén van de vervolgprojecten die in de haalbaarheidsstudie zijn gedefinieerd is de realisatie van een geautomatiseerd voortgangssysteem dat de betrokken instanties de mogelijkheid biedt snel kunnen zien wat de voortgang van het onderzoek is. De betrokken instanties kunnen dit voortgangssysteem (in de toekomst) gaan integreren in of koppelen met een eveneens geautomatiseerd kennissysteem. Zo'n kennissysteem biedt ondersteuning bij het geven van een antwoord op de vraag wie van de betrokkenen op enig moment gedurende de procedure een volgende mag, of kan zetten.
Automatisering kan en belangrijke ondersteunende rol spelen bij de naleving van de wettelijke voorschriften. Het belangrijkste doel van het geautomatiseerde systeem is om beter te waarborgen dat een onderzoek volgens de wettelijke voorschriften verloopt. Andere voordelen zijn een verhoging van de efficiëntie, statusbepaling van de voortgang en eenduidigheid van interpretatie over de regelgeving. Ook de mogelijkheden van elektronische berichtenverzending dragen verder bij tot de professionalisering van het DNA-onderzoek. Een onderzoek loopt vaak vast, omdat bepaalde berichten/opdrachten niet verstuurd zijn. Geautomatiseerde ondersteuning biedt hiervoor een concrete oplossing.






Structuur van DNA

De ontrafeling van de bouw van het DNA-molecuul leverden de Amerikaan James Watson en de Engelsman Francis Crick in 1962 de Nobelprijs op. Zij beschreven dat DNA de vorm heeft van een moleculaire wenteltrap, een dubbele Helix.
Beide leuningen van de wenteltrap bestaan uit fosfaatgroepen en suikermoleculen (desoxyribose) die om en om in twee lange ketens gerangschikt zijn. De ketens zijn als twee lange spiralen om elkaar heen gewonden (de wenteltrap). Aan elk suikermolekuul zit een stikstofbase.
In DNA komen vier verschillende stikstofbasen voor: adenine (A), cytosine (C), guanine (G) en thymine (T). Een fosfaatgroep, een suikermolecuul en een stikstofbase vormen samen een nucleotide. De treden van de DNA-wenteltrap worden gevormd door twee met elkaar verbonden basen: adeninethymine (A-T) en cytosine-guanine (C-G). Tegenover een nucleotide met adenine (A) in de ene keten zit altijd een nucleotide met thymine in de andere keten. Tegenover een nucleotide met cytosine (C) zit altijd een nucleotide met guanine (G). De ene keten is een soort spiegelbeeld van de andere keten; ze zijn complementair.
De volorde waarin de stikstofbasen in het DNA voorkomen, vormt de code waarmee de erfelijke informatie is vastgelegd. De letters A, T, G en C vormen in het DNA-molecuul de basis voor de erfelijke eigenschappen. Een andere stiksofbasevolgorde betekent andere informatie.

DNA-code en genen

De DNA-code wordt gevormd door de nucleotiden. De stikstofbasen ? A, C, G en T ? zijn de letters voor codewoorden die met elkaar een codezin vormen uit de DNA-taal.
Een combinatie van drie opeenvolgende stikstofbasen in de DNA-wenteltrap vormt een codewoord in de DNA-taal, een zogenaamd triplet, bijvoorbeeld AGT of CGC. Onderzoekers
hebben ontdekt dat één DNA-triplet de code voor één aminozuur in een eiwitmolecuul vormt. De combinatie AGT bijvoorbeeld codeert voor het aminozuur serine en CGC voor alanine. Voor de meeste van de 20 aminozuren bestaan er meerdere tripletcodes. DNA kent meerdere tripletcodes.
DNA kent vier stikstofbasen: A, C, T, en G. Elke plaats in een triplet heeft dus vier mogelijkheden. Dat levert dus 4³ = 64 verschillende tripletten: meer dan genoeg voor 20
aminozuren. Drie tripletten, ATT, ATC en ACT, coderen voor geen enkel aminozuur. Als zo?n triplet in een stuk DNA voorkomt, betekent het dat de eiwitaanmaak daar stopt. Zo?n triplet heet daarom een stoptriplet of stopcodon.
Een hele zin uit de DNA-taal (een gen) bestaat uit een groot aantal ?3-letter-woorden? die samen voor een compleet eiwit coderen. De zin begint altijd met de combinatie TAC (het aminozuur methionine) en eindigt met een stopcodon.

RNA

In de cellen van de iris van de mens is het gen voor de oogkleur ingeschakeld. Daardoor wordt in je iriscellen een enzym gesynthetiseerd dat zorgt voor de aanmaak van een bruin of een blauw pigment. De informatie voor deze synthese bevindt zich in de chromosomen in de celkern. De enzymen (en andere eiwitten) worden gesynthetiseerd in de ribosomen in het cytoplasma. De informatie voor de eiwitsynthese wordt overgebracht van de celkern naar het cytoplasma. Hierbij speelt de stof RNA (ribonucleïnezuur) een belangrijke rol. Er zijn verschillende typen RNA-
moleculen. Eén van deze typen (messenger RNA of mRNA) brengt de informatie voor de eiwitsynthese over. Een RNA-molecuul vertoont overeenkomsten met een DNA-molecuul.
Beide zijn opgebouwd uit nucleotiden. Bij beide bestaat een nucleotide uit een fosfaatgroep, een suiker en een stiksofbase. Maar er zijn ook verschillen. Een RNA-molecuul bestaat uit één enkelvoudige keten van nucleotiden. De nucleotiden van RNA bevatten de suiker ! ribose. Verder bevatten ze in plaats van thymine de stikstofbase uracil (U).
RNA-moleculen worden in de celkern gevormd, langs delen van een DNA-molecuul. Op de locus van een ingeschakeld gen worden in het DNA-molecuul de bindingen tussen de basisparen verbroken. De twee nucleotideketens wijken uiteen. Eén van beide ketens bevat de informatie
voor de erfelijke eigenschap. Deze keten heet de template-streng. Langs deze keten wordt de nucleotideketen van een RNA-molecuul gevormd. Dit kan op de loci van verschillende genen in het DNA-molecuul tegelijk gebeuren. De vorming van RNA-moleculen is vergelijkbaar met DNA-replicatie. Bij DNA-replicatie worden langs beide ketens over de gehele lengte van een DNA-molecuul nieuwe nucleotideketens gevomd. Bij de vorming van RNA wordt in een deel van een DNA-molecuul langs slechts één keten een nieuwe nucleotideketen gevormd. Elk RNA-molecuul bevat een afschrift van de informatie uit dit deel van het DNA-molecuul. De volgorde van stikstofbasen in een RNA-molecuul vertoont dan ook grote overeenkomst met de volgorde van stikstofbasen in dit deel van het DNA-molecuul. Zo bevat een mRNA-molecuul informatie in gecodeerde vorm over de synthese van een eiwit. Deze code wordt de genetische code genoemd.
Als de vorming van een mRNA-molecuul is voltooid, laat het molecuul los van het DNA. Het mRNA-molecuul verlaat de celkern via poriën in het kernmembraan. Als een mRNA-molecuul bij een ribosoom aankomt dan kan het daar de synthese van eiwit op gang brengen.

De genetische code

De meeste genen in een cel zijn uitgeschakeld. Op de locus van een gen kan zich bijvoorbeeld een molecuul van een bepaalde stof hebben gebonden aan het DNA. Zo?n molecuul blokkeert het DNA, waardoor op deze plaats geen RNA-moleculen langs het DNA kunnen worden gevormd.
Als het blokkerende molecuul wordt afgebroken, komt het DNA vrij en wordt het gen ingeschakeld. Bij een ingeschakeld gen brengen m-RNA-moleculen de informatie voor de
eiwitsynthese gecodeerd over van de celkern naar de ribosomen. Welke aminozuren in welke volgorde aan elkaar worden geschakeld in de ribosomen wordt bepaald door de volgorde waarin stikstofbasen in de mRNA-moleculen voorkomen. Deze volgorde is een afschrift van de volgorde van stikstofbasen in het DNA.
In de eiwitten van een mens komen 20 verschillende aminozuren voor. De stiksofbasen van een groepje van drie opeenvolgende nucleotiden coderen het in bouwen van één aminozuur in een eiwitmolecuul. Zo?n groepje van die opeenvolgende nucleotiden heet dus triplet of een codon.

Ziektebestrijding

Gezondheid is een van de belangrijkste zaken in een mensenleven is de mening van velen. Steeds proberen onderzoekers en artsen de gezondheidszorg te verbeteren. Telkens weer duiken nieuwe ziekten op waar een medische strijd voor nodig is om hem te bedwingen. Vroeger waren ziektes zoals longontsteking of pokken dodelijk, nu zijn ze nauwelijks meer een probleem. Maar nieuwe ziektes zoals AIDS en kanker zijn nu bron van diepgaand onderzoek. Op medisch gebied is veel bereikt, maar er valt ook nog veel te bereiken.


DNA lijkt hoopvol

Het lijkt erop dat genetische manipulatie de sleutel is tot genezingen van veel ziekten. Allereerst natuurlijk de erfelijke afwijkingen, maar ook virussen kunnen in de toekomst misschien door middel van gentherapie bestreden worden.
Toch is er nog een zeer lange weg te gaan voordat zoiets realiteit wordt. Met name genetische manipulatie staat nog maar in de kinderschoenen. Medicijnen zijn op dit moment in vergelijking met vroeger al veel beter, maar ook nu wordt er massaal in laboratoria over de hele wereld continu gesleuteld en ontwikkeld aan nieuwe pillen.








Bronvermelding

We hebben redelijk veel informatie gevonden over DNA die we konden gebruiken. We vonden het niet nodig om de informatie er als bijlage bij te doen, want dat kost alleen maar papier. Ik denk dat de sites wel voldoen. Wij hebben eigenlijk alleen maar gebruik gemaakt van internet, het was niet nodig om andere hulpbronnen te raadplegen. Daarom hieronder de bronvermelding.



De pagina?s die we hebben gebruikt:

www.google.nl
www.xs4all.nl/~wheerens
proto.thinkquest.nl/~llb109/groot/dna.html
www.bio.uva.nl/Onderwijs/VWO/Profielwerkstukken/ Sleutelen_aan_DNA/sleutelen_aan_dna.htm
dwp.fcroc.nl/microbiologie/DNA.htm
www.cmbi.kun.nl/gv/seminars/nrc/inhoud.html
perso.wanadoo.fr/pcramwinckel/Dna.html



Evaluatie van de opdracht

We vonden DNA een lastig onderwerp, niet dat er niet genoeg informatie te vinden was, maar er was zo veel informatie, en een heleboel informatie was engels, en een hele boel informatie was zeer ingewikkeld. We hebben dus de informatie zeer uitvoerig moeten bestuderen om het te begrijpen. We zijn blij dat we het over DNA in het algemeen hebben gedaan, want dit geeft een veel beter beeld over het hele hoofdstuk. We hebben geen proefwerk meer van dit hoofdstuk dus daarom is het volgens ons goed geweest dat we het over DNA in het algemeen hebben gedaan. Verder vonden we het een heel leuk jaar ANW. Soms deden we niet zo heel veel in de les maar het was wel gezellig, en er is een goed resultaat komen te staan. Nog veel plezier met uw verdere werk?