Biologie bovenbouw · Grades 10–12

3DNA: een universeel erfelijk molecuul

In een verduisterd laboratorium, onder een blauwe lamp, gloeit een van twee witte muizen groen op van neus tot staart. Zij draagt, in elk van haar cellen, één enkel gen dat afkomstig is van een kwal die in de Stille Oceaan oplicht — en de cellen van de muis lezen dat kwallengen precies zoals de cellen van de kwal dat doen. De proef lukt omdat elk levend wezen zijn genen in hetzelfde molecuul schrijft, met dezelfde vier letters, en ze volgens dezelfde regels leest. Dit hoofdstuk gaat over dat molecuul, het DNA: hoe het gebouwd is, wat zijn structuur verklaart, en wat de gloeiende muis bewijst.

3.1 Het erfelijk materiaal

Definitie 3.1 (Genetische informatie)

De genetische informatie van een cel is het geheel van instructies dat van een cel op haar dochtercellen en van ouders op nakomelingen wordt doorgegeven, en dat de kenmerken van het organisme bepaalt en de eiwitten die zijn cellen kunnen maken. In elk levend wezen wordt zij gedragen door moleculen DNA (desoxyribonucleïnezuur), die met eiwitten zijn verpakt tot de chromosomen — in de celkern van een eukaryote cel, vrij in het cytoplasma van een bacterie.

Propositie 3.2 (DNA is het molecuul van de erfelijkheid)

Het erfelijk materiaal van een cel is haar DNA, niet haar eiwitten of enig ander bestanddeel: gezuiverd DNA van de ene bacteriestam naar de andere overbrengen, brengt de kenmerken van de eerste stam mee over.

Bewijsmateriaal. Griffith (1928) ontdekte dat onschadelijke longontstekingsbacteriën, gemengd met gedode cellen van een dodelijke stam, dodelijk werden en dat generaties lang bleven: iets uit de dode cellen had hen "getransformeerd". Avery, MacLeod en McCarty (1944) scheidden het extract van de dode cellen in zijn moleculenfamilies en toetsten elke familie afzonderlijk: alleen de DNA-fractie transformeerde; het extract behandelen met een enzym dat DNA afbreekt hief het effect op, terwijl enzymen die eiwitten of RNA afbreken dat niet deden. De transformerende stof, en dus de drager van het erfelijke kenmerk, was DNA. ∎

Voorbeeld 3.3 (Waar het DNA zit)

Een kleurstof die specifiek op DNA aanslaat, kleurt de celkern van een wangcel en verder niets in het cytoplasma; in een delende cel kleurt zij de compacte chromosomen. Een bacterie neemt de kleurstof op in een middengebied zonder omhulsel. In beide gevallen verdubbelt de hoeveelheid DNA vóór elke deling en wordt zij tussen de twee dochtercellen gehalveerd — het gedrag dat je verwacht van informatie die moet worden gekopieerd en gedeeld.

3.2 De bouw van het DNA

Definitie 3.4 (Nucleotide)

DNA is een keten van nucleotiden. Elke nucleotide bestaat uit drie delen: een fosfaatgroep, een suiker (desoxyribose) en een van vier stikstofhoudende basen: adenine (A), thymine (T), guanine (G) en cytosine (C). Suikers en fosfaten wisselen elkaar af en vormen de ruggengraat van de keten; de basen steken daaruit naar buiten, één per nucleotide. De vier nucleotiden verschillen alleen in hun base, zodat een DNA-streng wordt beschreven door de volgorde van zijn basen, geschreven als een rij letters: ATGGCTTAC…

De twee strengen van het DNA, plat getekend. Elke streng is een keten van nucleotiden (fosfaat, suiker, base). De strengen lopen in tegengestelde richting en worden bijeengehouden door basenparen: A staat altijd tegenover T, G altijd tegenover C. Elke 0.34\, nm volgt het volgende basenpaar. — De twee strengen van het DNA, plat getekend. Elke streng is een keten van nucleotiden (fosfaat, suiker, base). De strengen lopen in tegengestelde richting en worden bijeengehouden door basenparen: A staat altijd tegenover T, G altijd tegenover C. Elke $0.34\,\mathrm{nm}$ volgt het volgende basenpaar.

Propositie 3.5 (De dubbele helix)

Een DNA-molecuul bestaat uit twee strengen die om elkaar heen gewonden zijn tot een rechtsdraaiende dubbele helix van ongeveer $2\,\mathrm{nm}$ breed, met één winding per tien basenparen ( $3.4\,\mathrm{nm}$ ). De strengen lopen in tegengestelde richting en staan met hun basen tegenover elkaar; die basen paren volgens een strenge regel van complementariteit: A paart alleen met T, G alleen met C. De volgorde van de ene streng legt daarmee de volgorde van de andere vast.

Bewijsmateriaal. Chargaff (1950) mat de basensamenstelling van DNA van vele soorten en vond in elke soort evenveel A als T en evenveel G als C, terwijl de verhouding van A+T tot G+C van soort tot soort varieerde — een paringsregel, geen chemisch toeval. De röntgenopnamen van DNA-vezels door Franklin (1952) toonden het handschrift van een helix met $2\,\mathrm{nm}$ doorsnede en $3.4\,\mathrm{nm}$ spoed. Watson en Crick (1953) bouwden het enige model dat bij beide past: twee ruggengraten aan de buitenkant, gepaarde basen aan de binnenkant, waarbij de paren A–T en G–C even breed zijn zodat de helix regelmatig blijft. ∎

Voorbeeld 3.6 (De regel van Chargaff in cijfers)

Menselijk DNA: A 30.9%, T 29.4%, G 19.9%, C 19.8% — A $\,\approx\,$ T en G $\,\approx\,$ C tot op de meetnauwkeurigheid, en A+T $= 60\%$ . E. coli: A 24.7%, T 23.6%, G 26.0%, C 25.7%, A+T $= 48\%$ . Gist: A+T $= 64\%$ . Bevat een DNA-monster 32% A, dan voorspelt de complementariteit 32% T en $(100 - 64)/2 = 18\%$ G en evenveel C.

Basensamenstelling van het DNA in vier typen. In elk type zijn de staven van A en T even hoog en die van G en C ook — het handschrift van de basenparing — terwijl het aandeel A+T van soort tot soort verschilt.

Methode 3.7 (De complementaire streng schrijven)

Schrijf, gegeven één streng, onder elke base haar partner (A $\leftrightarrow$ T, G $\leftrightarrow$ C), en lees het resultaat vervolgens in de tegengestelde richting als de afspraak van de opgave dat verlangt. Bij 5’-ATGGCTTAC-3’ luidt de partnerstreng, gelezen in haar eigen richting, 5’-GTAAGCCAT-3’. Tellen: een streng met $n_\mathrm{A}$ adenines staat tegenover een streng met $n_\mathrm{A}$ thymines, dus geldt in het hele molecuul $n_\mathrm{A} = n_\mathrm{T}$ en $n_\mathrm{G} = n_\mathrm{C}$ .

Propositie 3.8 (Wat de structuur verklaart)

Twee eigenschappen van het erfelijk materiaal volgen uit de structuur.

Informatie: de volgorde van de basen langs een streng wordt door de chemie niet vastgelegd — elke volgorde is mogelijk — zodat die volgorde een boodschap kan dragen, zoals de volgorde van letters een tekst draagt. Een menselijke cel bevat $3.2 \times 10^{9}$ basenparen in elke set chromosomen.
Kopiëren: omdat elke streng de andere vastlegt, kan het molecuul worden verdubbeld door de strengen te scheiden en op elk een nieuwe partner te bouwen. Het mechanisme is het onderwerp van Hoofdstuk 11.

Bewijs. Op dit niveau zonder bewijs aangenomen. ∎

3.3 Genen, allelen, chromosomen

Definitie 3.9 (Gen en allel)

Een gen is een stuk van een DNA-molecuul — meestal enkele duizenden basenparen — waarvan de volgorde de instructies draagt om één eiwit te maken (of soms één werkzaam RNA-molecuul). Het neemt een vaste plaats op een bepaald chromosoom in. De versies van een gen die in enkele basen verschillen, zijn zijn allelen: dezelfde plaats, dezelfde functie, een iets andere volgorde, en dus vaak een iets ander eiwit.

Voorbeeld 3.10 (Getallen)

Het menselijk genoom — één volledige set chromosomen — draagt $3.2 \times 10^{9}$ basenparen en ongeveer $20\,000$ genen; de genen beslaan slechts enkele procenten van de volgorde. Een cel van E. coli draagt één ringvormig DNA-molecuul van $4.6 \times 10^{6}$ basenparen en ongeveer 4300 genen. Twee niet-verwante mensen verschillen in ruwweg één base op duizend: zo’n drie miljoen posities, de meeste buiten genen en zonder gevolg, enkele daarvan allelen die een kenmerk veranderen.

Propositie 3.11 (Chromosomen)

Een chromosoom is één DNA-molecuul, om verpakkingseiwitten gewonden en op zichzelf opgerold. Uitgestrekt zou het DNA van één menselijk chromosoom $1.5\,\mathrm{cm}$ tot $8.5\,\mathrm{cm}$ lang zijn; de 46 chromosomen van een cel bevatten samen ongeveer $2\,\mathrm{m}$ DNA in een celkern van $6\,\text{µ}\mathrm{m}$ doorsnee. Chromosomen zijn alleen tijdens de celdeling als afzonderlijke lichaampjes zichtbaar, wanneer ze het strakst zijn opgerold; tussen twee delingen zijn ze afgewikkeld en vullen ze de kern als een kluwen.

Bewijs. Op dit niveau zonder bewijs aangenomen. ∎

3.4 Eén molecuul voor alle levende wezens

Propositie 3.12 (Universaliteit van het DNA)

Alle levende wezens — bacteriën, schimmels, planten, dieren — dragen hun genetische informatie als DNA dat uit dezelfde vier nucleotiden is gebouwd, en lezen de volgorde van een gen volgens dezelfde regels. Een gen dat uit de ene soort wordt gehaald en in het DNA van een andere wordt ingebracht, wordt daardoor door de cellen van de ontvanger gelezen, die het eiwit maken waarvoor het codeert: transgenese is mogelijk, en het transgene organisme geeft het vreemde gen net als elk ander aan zijn nakomelingen door.

Bewijsmateriaal. Het gen voor het groen fluorescerende eiwit (GFP) van de kwal Aequorea victoria is ingebracht in bacteriën, gist, planten, vissen, muizen en konijnen: alle maken zij het eiwit en gloeien zij groen onder blauw licht, en het kenmerk is erfelijk. Het menselijke gen voor insuline, in 1978 in E. coli ingebracht, laat de bacterie menselijke insuline maken, sindsdien de bron van het hormoon voor diabetespatiënten. Er is geen soort bekend waarvan de genen in een andere chemie zijn geschreven. ∎

Transgenese: een gen dat uit de ene soort is geïsoleerd, wordt in het DNA van een bevruchte eicel van een andere soort ingebracht. Elke cel van het ontstane organisme draagt het, leest het en geeft het door.

Onder blauw licht gloeit een muis die het kwallengen voor het groen fluorescerende eiwit draagt, naast een gewone muis. Hetzelfde molecuul, dezelfde leesregels: de instructie van de kwal draait in de muis.

Voorbeeld 3.13 (Toepassingen van transgenese)

Menselijke insuline en groeihormoon uit bacteriën; een gen voor weerstand tegen een insectenplaag ingebracht in mais of katoen; rijst met genen om een voorloper van vitamine A te maken; het GFP-gen gekoppeld aan een ander gen, zodat de cellen waarin dat gen actief is onder de microscoop oplichten — die laatste toepassing, een onderzoeksgereedschap, is verreweg de gewoonste. Elke toepassing roept haar eigen vragen op over veiligheid en over gevolgen voor het milieu; elke berust op hetzelfde feit, de universaliteit van het erfelijke molecuul.

Opmerking 3.14 (Eenheid en verscheidenheid op moleculair niveau)

De universaliteit van het DNA is het moleculaire gezicht van de eenheid van het leven uit Hoofdstuk 1: één chemie, één informatiemolecuul, één leessysteem voor elk organisme op aarde, en dat is precies wat een gemeenschappelijke oorsprong voorspelt (Hoofdstuk 6). Ook de verscheidenheid van het leven is in datzelfde molecuul geschreven, als verschillen in volgorde: tussen twee allelen enkele basen, tussen twee soorten enkele procenten van het genoom, tussen een bacterie en een mens de hele ordening van de tekst.

3.5 Oefeningen

Oefening 3.1 ★

Noem de drie delen van een nucleotide en de vier basen van het DNA.

Oplossing

Oplossing van Oefening 3.1.

Een fosfaatgroep, een suiker (desoxyribose) en een base. Basen: adenine, thymine, guanine, cytosine.

Oefening 3.2 ★

Schrijf de streng die complementair is aan TACGGATTCA.

Oplossing

Oplossing van Oefening 3.2.

ATGCCTAAGT, base onder base geschreven.

Oefening 3.3 ★

Een DNA-monster bevat 21% guanine. Geef de percentages van C, A en T.

Oplossing

Oplossing van Oefening 3.3.

C $= 21\%$ ; A $=$ T $= (100 - 42)/2 = 29\%$ elk.

Oefening 3.4 ★

Definieer gen en allel in telkens één zin, met het woord "volgorde".

Oplossing

Oplossing van Oefening 3.4.

Een gen is een stuk DNA waarvan de volgorde de instructies voor één eiwit draagt, op een vaste plaats op een chromosoom. Een allel is een van de versies van een gen, die in enkele basen van haar volgorde van de andere verschilt.

Oefening 3.5 ★

Wat is een transgeen organisme? Geef twee voorbeelden uit het hoofdstuk.

Oplossing

Oplossing van Oefening 3.5.

Een organisme in het DNA waarvan een gen van een andere soort is ingebracht, en dat het leest en doorgeeft. Voorbeelden: muizen met het GFP-gen van de kwal; E. coli met het menselijke insulinegen.

Oefening 3.6 ★★

Een gen is 1500 basenparen lang. Wat is zijn lengte in nanometers, en hoeveel windingen van de helix maakt het?

Oplossing

Oplossing van Oefening 3.6.

$1500 \times 0.34 = 510\,\mathrm{nm}$ ; $1500/10 = 150$ windingen.

Oefening 3.7 ★★

Bereken de totale lengte van het DNA in één menselijke cel, gegeven $3.2 \times 10^{9}$ basenparen per set chromosomen en twee sets per cel. Vergelijk met de doorsnede van de celkern, $6\,\text{µ}\mathrm{m}$ .

Oplossing

Oplossing van Oefening 3.7.

$2 \times 3.2 \times 10^{9} \times 0.34\,\mathrm{nm} \approx 2.2\,\mathrm{m}$ , ongeveer $3.6 \times 10^{5}$ keer de doorsnede van de celkern.

Oefening 3.8 ★★

Waarom was het in de proef van Avery nodig om ook het met een DNA-afbrekend enzym behandelde extract te toetsen, en niet alleen de gezuiverde DNA-fractie?

Oplossing

Oplossing van Oefening 3.8.

Een "gezuiverde" fractie kan nog sporen van andere moleculen bevatten, zodat haar werking op zichzelf niet bewijst dat DNA verantwoordelijk is. Specifiek het DNA afbreken in het volledige extract en zien dat de werking verdwijnt, terwijl enzymen die eiwit en RNA afbreken haar onaangetast laten, legt het effect vast op DNA en op niets anders.

Oefening 3.9 ★★

Leg uit waarom de gegevens van Chargaff een model uitsloten waarin de basen in een vaste herhaalde volgorde als ATGCATGC… lagen gestapeld.

Oplossing

Oplossing van Oefening 3.9.

Een vaste herhaling zou in elke soort dezelfde samenstelling geven (25% van elke base). Chargaff vond dat A+T sterk verschilt tussen soorten: de volgorde van de basen is geen vast patroon, dus zij is vrij om te variëren — en juist dat maakt haar geschikt om informatie te dragen.

Oefening 3.10 ★★

Twee allelen van een gen verschillen in één base op 2000. Leg uit hoe zo’n klein verschil een eiwit kan veranderen, en waarom het ook niets kan veranderen.

Oplossing

Oplossing van Oefening 3.10.

De volgorde wordt op volgorde gelezen om het eiwit te bouwen; een veranderde base op een plaats die een aminozuur aanwijst, kan het ene aminozuur door het andere vervangen en de vorm of de werking van het eiwit veranderen. Ligt de veranderde base in een deel van het gen dat niet wordt gelezen, of wijst zij hetzelfde aminozuur aan, dan blijft het eiwit ongewijzigd.

Oefening 3.11 ★★

Het GFP-gen dat in de bevruchte eicel van een muis is ingebracht, wordt teruggevonden in haar huidcellen, haar levercellen en haar zaadcellen. Verklaar dit met de celtheorie en Propositie 3.8.

Oplossing

Oplossing van Oefening 3.11.

Alle cellen van de muis stammen door deling af van de bevruchte eicel; bij elke deling wordt het DNA, het transgen inbegrepen, gekopieerd (complementariteit) en verdeeld. Huid-, lever- en zaadcellen dragen het gen dus alle — en de zaadcel geeft het aan de volgende generatie door.

Oefening 3.12 ★★★

Het DNA-molecuul van een bacterie is $4.6 \times 10^{6}$ basenparen lang. Bereken zijn lengte; vergelijk met de $2\,\text{µ}\mathrm{m}$ van de cel; leg vervolgens uit waarom een bacterie er toch plaats voor heeft.

Oplossing

Oplossing van Oefening 3.12.

$4.6 \times 10^{6} \times 0.34\,\mathrm{nm} \approx 1.6\,\mathrm{mm}$ , zo’n 800 keer de lengte van de cel. Maar het molecuul is slechts $2\,\mathrm{nm}$ breed: zijn volume, ongeveer $\pi \times 1^2 \times 1.6 \times 10^{6}\, \mathrm{nm}^{3} \approx 5 \times 10^{-3}\,\text{µ}\mathrm{m}^{3}$ , is ongeveer 1% van dat van de cel; opgevouwen en opgerold past het er ruim in.

Oefening 3.13 ★★★

Een vriend beweert dat menselijk DNA wel "ingewikkelder" moet zijn dan dat van een bacterie omdat het meer basen telt. Vergelijk $3.2 \times 10^{9}$ en $4.6 \times 10^{6}$ basenparen met $20\,000$ en 4300 genen, en bespreek wat het extra DNA wel en niet is.

Oplossing

Oplossing van Oefening 3.13.

Menselijk DNA is 700 keer langer maar draagt slechts ongeveer 5 keer zoveel genen: het grootste deel bestaat niet uit genen. Een deel van het extra DNA regelt wanneer genen worden gebruikt, een deel is herhaalde volgorde zonder bekende functie. Het aantal basen meet de omvang van de tekst, niet de ingewikkeldheid van het organisme; het aantal genen en vooral de manier waarop ze worden gecombineerd en geregeld, wegen zwaarder.

Oefening 3.14 ★★★

Stel dat er een soort werd ontdekt waarvan het erfelijk materiaal een ander molecuul en een andere code gebruikte. Welke proposities van het hoofdstuk zou dat tegenspreken, en wat zou het betekenen voor de gemeenschappelijke oorsprong van die soort en de rest van het leven?

Oplossing

Oplossing van Oefening 3.14.

Het zou de universaliteit van het DNA tegenspreken (Propositie 3.12). Omdat een gedeeld molecuul en een gedeelde code van een gemeenschappelijke voorouder zijn geërfd, zou zo’n soort uit een afzonderlijke oorsprong van het leven moeten voortkomen: haar genen zouden niet door onze cellen gelezen kunnen worden en transgenese tussen de twee lijnen zou onmogelijk zijn.

Oefening 3.15 ★★★

Menselijke insuline die door bacteriën wordt gemaakt, verving insuline die uit varkensalvleesklieren werd gewonnen. Noem twee biologische redenen waarom het bacteriële product een verbetering was, en één vraag die een toezichthouder nog altijd zou moeten stellen.

Oplossing

Oplossing van Oefening 3.15.

Het bacteriële product is precies het menselijke eiwit (varkensinsuline verschilt in één aminozuur en kan afweerreacties uitlokken), en het wordt in onbeperkte hoeveelheid gemaakt, vrij van varkensziekteverwekkers. Een toezichthouder zou nog altijd vragen of het gezuiverde eiwit vrij is van bacteriële verontreinigingen en of het correct gevouwen en werkzaam is.

3.6 Probleem: Het kwallengen

Probleem 3.1

Weekendprobleem — één gen van een kwal gevolgd tot in een muis: zijn lengte, zijn letters, waarom de muis het kan lezen, en de twee meter DNA die het in elke cel dragen

Het groen fluorescerende eiwit van de kwal Aequorea victoria is een keten van 238 aminozuren. Zijn gen is, zoals het in het laboratorium wordt gebruikt, een DNA-stuk van 720 basenparen. Neem $0.34\,\mathrm{nm}$ per basenpaar, tien basenparen per winding, en een muizengenoom van $2.7 \times 10^{9}$ basenparen per set chromosomen, twee sets per cel.

Deel I — Het molecuul.

Bereken de lengte van het GFP-gen in nanometers, en het aantal windingen van de helix dat het maakt.
Eén streng van het gen begint met ATGAGTAAAGGAGAAGAAC. Schrijf de complementaire streng.
In het hele gen vormt adenine 27% van de basen. Geef de percentages van de andere drie basen.
Het gen telt 720 basenparen en codeert voor 238 aminozuren. Bereken de verhouding, en stel voor wat zij zegt over het aantal basen dat één aminozuur aanwijst (een vermoeden dat Hoofdstuk 14 zal bevestigen).
Hoeveel verschillende reeksen van 720 basen zijn er in beginsel mogelijk? Schrijf het antwoord als een macht van 4, en leg vervolgens in één zin uit waarom die volgorde informatie mag heten.

Deel II — Waarom de muis het kan lezen.

Geef de eigenschap van het DNA die het mogelijk maakt dat een muizencel een kwallengen gebruikt.
Het gen wordt in een bevruchte eicel ingebracht en niet in de huid van een volwassen muis. Leg met de celtheorie uit welk verschil dat maakt voor de plaats waar het gen terechtkomt.
De volwassen muis gloeit in elk weefsel. Wat laat dat zien over de DNA-inhoud van haar verschillende celsoorten?
De gloeiende muis wordt gepaard met een gewone muis. Voorspel, met een reden, of een deel van de nakomelingen gloeit.
Een controlemuis krijgt een injectie met gezuiverd GFP-eiwit in plaats van het gen: zij gloeit enkele dagen zwak en houdt dan op. Verklaar het verschil tussen de twee proeven.

Deel III — Het bewijsmateriaal achter het verhaal.

Noem in de proef van Avery de fractie die de bacteriën transformeerde en de behandeling die de transformatie ophief.
Leg uit waarom de transformatieproef een natuurlijke vorm van transgenese is.
Chargaff vond A $\,=\,$ T en G $\,=\,$ C in elke soort, terwijl A+T varieerde van 25% tot 75%. Welke van beide waarnemingen ondersteunt de basenparing, en welke laat zien dat de volgorde vrij is?
De opnamen van Franklin gaven de doorsnede van de helix als $2\,\mathrm{nm}$ . Leg uit waarom een grote base met een kleine paren (A met T, G met C) in plaats van twee grote de helix regelmatig maakt.
Waarom suggereerde de ontdekking van de structuur onmiddellijk hoe DNA wordt gekopieerd?

Deel IV — Twee meter in een celkern.

Bereken de totale lengte van het DNA in één muizencel.
De celkern meet $6\,\text{µ}\mathrm{m}$ in doorsnee. Met welke factor moet het DNA door oprollen worden ingekort om erin te passen?
Welk deel van het DNA van de cel is het GFP-gen?
Een muis heeft ongeveer $2 \times 10^{4}$ genen van gemiddeld $3 \times 10^{4}$ basenparen, hun niet-coderende delen meegerekend. Welk deel van het genoom beslaan de genen?
Geef het resultaat in één zin: hoeveel DNA draagt een muizencel, en welk enkel feit over dat DNA maakt dat één kwallengen tussen de duizenden andere gelezen kan worden?

Oplossing

Oplossing van Probleem 3.1.

1. $720 \times 0.34 \approx 245\,\mathrm{nm}$ ; $720/10 = 72$ windingen.

2. TACTCATTTCCTCTTCTTG.

3. T $= 27\%$ ; G $=$ C $= (100 - 54)/2 = 23\%$ .

4. $720/238 \approx 3.0$ : drie basen per aminozuur (de laatste drie geven het einde van de keten aan).

5. $4^{720}$ reeksen, ongeveer $10^{433}$ . De chemie laat elke volgorde toe, dus de ene volgorde die uit al die mogelijkheden gekozen is, is een boodschap — informatie.

6. De universaliteit: elk levend wezen gebruikt dezelfde vier nucleotiden en leest een volgorde volgens dezelfde regels.

7. Alle cellen van de muis stammen door deling van de eicel af, dus een gen dat in de eicel is ingebracht, wordt naar elke cel gekopieerd. In de huid van een volwassen dier ingebracht, zou het alleen in de behandelde huidcellen en hun nakomelingen zitten.

8. Elke celsoort bevat het volledige DNA, het transgen inbegrepen: specialisatie gooit geen genen weg.

9. Ja: de geslachtscellen dragen het gen. Heeft de muis één kopie op één chromosoom van een paar, dan erft ongeveer de helft van haar nakomelingen het en gloeit.

10. Het eiwit is geen informatie: het wordt opgebruikt en nooit vernieuwd, dus dooft de gloed. Het gen wordt bij elke deling gekopieerd en voortdurend gelezen, dus is de gloed blijvend en erfelijk.

11. De DNA-fractie; behandeling met een enzym dat DNA afbreekt.

12. Bacteriën namen DNA van een andere stam op, bouwden het in, brachten het tot uiting en gaven het kenmerk door: een gen dat van het ene organisme naar het andere is overgebracht, en dat is precies wat transgenese doelbewust doet.

13. A $\,=\,$ T en G $\,=\,$ C ondersteunen de paring; het wisselende aandeel A+T laat zien dat de volgorde van de paren vrij is.

14. A en G zijn grote basen met twee ringen, T en C kleine met één ring: een grote gepaard met een kleine overspant altijd dezelfde afstand, zodat de twee ruggengraten over het hele molecuul $2\,\mathrm{nm}$ uit elkaar blijven. Twee grote basen zouden uitpuilen, twee kleine een gat laten.

15. Omdat elke streng het complement van de andere is: scheid ze, bouw op elk volgens de paringsregel een partner, en er ontstaan twee gelijke moleculen.

16. $2 \times 2.7 \times 10^{9} \times 0.34\,\mathrm{nm} \approx 1.8\,\mathrm{m}$ .

17. $1.8\,\mathrm{m} / 6\,\text{µ}\mathrm{m} = 3 \times 10^{5}$ : een driehonderdduizendvoudige samenpakking.

18. $720 / 5.4 \times 10^{9} \approx 1.3 \times 10^{-7}$ : ongeveer een tienmiljoenste van het DNA van de cel.

19. $2 \times 10^{4} \times 3 \times 10^{4} = 6 \times 10^{8}$ basenparen, ongeveer 22% van het genoom; de rest ligt tussen de genen.

20. Een muizencel draagt ongeveer $1.8\,\mathrm{m}$ DNA; omdat dat DNA precies zo gebouwd is en gelezen wordt als dat van de kwal, wordt het ene vreemde gen tussen de twintigduizend andere net als de rest gelezen.

Begrippen gedefinieerd in dit hoofdstuk

Bekijk alle 479 begrippen in de begrippenlijst