Hoofdstuk 1, 2, 3 , 4 en 7

Hoofdstuk 1: In de cel

Cellen zijn de kleinste eenheden die over alle eigenschappen van het leven beschikken. Ze kunnen allerlei vormen aannemen en hebben elke één of enkele functies.

Met een elektronenmicroscoop (EM) kun je een cel gedetailleerd bekijken, veel beter dan met een lichtmicroscoop. Er zijn twee soorten elektronenmicroscopen: Ø De transmissie-EM (TEM). Deze werkt net als een lichtmicroscoop, alleen dan met elektronen. De elektronen vallen dus door het preparaat heen. Ø De scanning-EM (SEM). Hierbij wordt het preparaat bekleed met een ultradun laagje goud dat de elektronen terugkaatst. De SEM is dus geschikt o de structuur van oppervlakten te laten zien.

Functies van organellen: zie blz 14/15

De verschillen tussen plantaardige en dierlijke cellen; een plantaardige cel heeft een celwand, een vacuole, plastiden en intercellulaire holtes.

De kernmembraan is een dubbel membraan met veel poriën. In de kern bevindt zich
kernplasma met chromosomen chromatine.

Chromosomen bevatten DNA en eiwitten. DNA bevat erfelijke informatie en is nodig voor de vorming van allerlei eiwitten (enzymen, structuureiwitten, hormonen). De eigenschappen van de eiwitten wordt bepaald door de aminozuren en hun volgorde.

De eiwitsynthese vindt plaats in ribosomen. mRNA zorgt ervoor dat erfelijke informatie bij de ribosomen terecht komt, aangezien DNA de kern niet kan verlaten.

Ribosomen worden geproduceerd in de nucleolus. Ze bestaan uit 2 delen: subunits. Deze zijn opgebouwd uit eiwitten en ribosomaal-RNA (rRNA). Subunits worden apart gesynthetiseerd en in het cytoplasma samengevoegd.

Er zijn twee soorten ribosomen: Ø Vrij zwevende ribosomen: produceren eiwitten bedoeld voor binnen de cel. Ø Gebonden aan endoplasmatisch reticulum: produceren eiwitten bedoeld voor buiten de cel.

Het endoplasmatisch reticulum (ER) is een netwerk van membranen in het cytoplasma. De ruimten binnen de membranen zijn cisternen. Er zijn twee soorten ER: Ø Ruw ER: is bezet met ribosomen, heeft een plaatvormige structuur en produceert eiwitten voor buiten de cel of voor eigen membranen. Eiwitten gaan via cisternen in kleine blaasjes naar het Golgisysteem. Ø Glad ER: ligt verder van de kern af, is een soort buizenstelsel. Hier bevinden zich belangrijke enzymen voor stofwisselingsprocessen.

Het Golgisysteem is het transport en overslagbedrijf van de cel. De blaasjes zijn dictyosomen. De transzijde loopt evenwijdig aan de celmembraan. De andere zijde heet de ciszijde.

Lysosomen bevatten enzymen die macromoleculen zoals eiwitten, lange suikerketens en vetten kunnen afbreken. De inhoud is zuur. Een cel vernieuwd zichzelf door middel van afbraak. Delen die aan vervanging toe zijn worden door lysosomen verteerd. Verteringsproducten gaan naar cytoplasma voor hergebruik.

Lees box 2 blz 20.

In de mitochondriën vindt de vorming van ATP plaats. Ze beschikken over een stukje DNA.

De celmembraan houdt de inhoud van de cel bij elkaar. Verder regelt het welke stoffen wel en niet de cel in of uit mogen. Stoffen die in vet opgelost zijn kunnen makkelijker de cellen binnenkomen dan in water opgeloste stoffen.

De membraan bestaat uit eiwitten en vetachtige stoffen. De vetten zijn vooral fosfolipiden. Deze hebben een hydrofobe en een hydrofiele kant. De hydrofobe kant zijn twee vetzuurketens die vast zitten aan glycerol. De hydrofiele kant bevat fosfaat en choline. Fosfolipiden zijn dus amfipatisch.

Fosfolipiden in water vormen een dubbele laag, de hydrofiele kant aan de buitenkant en de hydrofobe kant aan de binnenkant. Het geheel moet de vorm hebben van een bol. Deze bol wordt een liposoom genoemd.

In een celmembraan zitten ook eiwitten, deze steken door de membraan heen omdat ze zowel hydrofiele als hydrofobe delen hebben. De membraan is vloeibaar omdat cholesterolmoleculen voorkomen dat de staarten van fosfolipiden aan elkaar kleven. Verder is de hoeveelheid dubbele bindingen in vetzuurstaarten van belang. Hoe meer dubbele bindingen (meer onverzadigd) hoe vloeibaarder de membraan.

Flexibiliteit van membraan hangt af van vloeibaarheid en dus van temperatuur. In de winter meer onverzadigde vetzuren (voorkomt stolling).

Actief transport – Bepaalde membraaneiwitten die selectief werken kunnen stoffen tegen een concentratieverval de cel in of uit vervoeren.

Endocytose – Materiaal komt aan bij celmembraan en wordt door receptoren waargenomen. Er wordt een blaasje afgesnoerd en in het cytoplasma wordt het materiaal vrijgelaten. - pinocytose: vloeibare inhoud - fagocytose: vaste inhoud. Kleine moleculen kunnen door middel van diffusie de membraan passeren. Dit kan zo gemakkelijk door een concentratieverschil.

Lees figuur 1.23 blz 27

Plantencellen hebben geen lysosomen. Ze hebben wel een celwand en een vacuole die stevigheid geven aan de cel en ze bevatten plastiden.

Chloroplasten (bladgroenkorrels) behoren tot de plastiden. Chloroplasten voorzien de cel van energie (fotosynthese). Toch bevat een cel ook mitochondriën omdat chloroplasten alleen overdag werkzaam zijn. De fotosynthese is het proces waarbij energie vrijkomt. CO2 en H2O worden o.i.v. licht omgezet in glucose en O2. De fotosynthese kan plaatsvinden dankzij chlorofyl.

Chlorofyl geeft planten hun groene kleur. Plastiden die kleurstoffen bevatten worden chromoplasten genoemd. Verder zijn er nog leukoplasten (kleurloze korrels), bijvoorbeeld amyloplasten (dienen voor de opslag van zetmeelkorrels.

Een celwand is veel steviger dan een celmembraan. Een celwand bestaat voornamelijk uit cellulose ingebed in een matrix van andere suikers en wat eiwit. De primaire celwand is nog vrij buigzaam, de secundaire celwand bevat echter lignine (houtstof).

Plantencellen hebben een grote vacuole en een dun laagje cytoplasma. Het membraan ertussen is de tonoplast. De vacuole heeft een opslagfunctie (in water oplosbare eiwitten, ionen, afvalstoffen, gifstoffen en enzymen (planten hebben geen lysosomen)). De vacuole zorgt ook voor de stevigheid. Voor maximale stevigheid moet de wand onder druk worden gezet en tegendruk uit gaan oefenen.

Het is makkelijker om cellen meer water op te laten nemen in de vacuole dan om ze meer cytoplasma te laten maken, dus een deel van de groei berust op celstrekking.

Een semi-permeabel membraan laat wel water door maar niet de daarin opgeloste suikers en eiwitten. Osmose – in plaats van diffusie van opgeloste macromoleculen neemt een cel water op. Zo verliest de cel geen belangrijk materiaal. De oplossing die het meeste water opneemt (de grootste concentratie moleculen) heeft de hoogste osmotische waarde. De oplossing met de hoogste osmotische waar is hypertonisch ten opzichte van de andere oplossing. En zo is de oplossing met de laagste osmotische waarde hypotonisch ten opzichte van de andere. Als oplossingen isotonisch zijn zijn de osmotische waarden gelijk aan elkaar.

Plasmolyse – Wanneer door droogte de celwand loslaat.

In een sterk hypotonische omgeving gaat de celwand een tegendruk uitoefenen die de waterstroom kan laten stilvallen. De turgor, celspanning, is dan maximaal. Dierlijke cellen zouden barsten in zo’n situatie.

Grensplasmolyse – Het punt waarop de plant slap begint te hangen. (Het punt waarop er geen celspanning meer is.)

Eukaryoten hebben een celkern: planten dieren, wieren, schimmels. Prokaryoten hebben geen kern die door een kernmembraan bij elkaar wordt gehouden. Rode bloedcellen, bacteriën en algen zijn prokaryoten. Het erfelijk materiaal past op één chromosoom dat door de cel zwabbert, bevat één DNA-molecuul. Verder bevatten prokaryoten plasmiden: ringvormige stukjes DNA die de cel extra eigenschappen geven. De cellen van prokaryoten zijn kleiner dan die van eukaryoten. Ø Bacteriën hebben geen celkern, geen mitochondriën en geen endoplasmatisch reticulum. Wel hebben ze een celwand, maar deze bestaat niet uit cellulose, maar uit een mengsel van suiker-eiwit- en suiker-vetverbindingen. Verder hebben bacteriën een zweepstaart of flagellum. Ø Virussen zijn eigenlijk geen cellen, omdat ze op zichzelf niet kunnen overleven. Ze bestaan uit DNA of RNA met een paar enzymen, omgeven door een eiwitmantel of capside. Virussen leven in een gastheercel, ze gebruiken zijn organellen om zich voort te planten.

Hoofdstuk 2: Voortplanting op moleculair, cellulair en orgaanniveau

Er zijn twee soorten van voortplanting: Ø Geslachtelijke voortplanting: 2 organismen leveren ieder de helft van de erfelijke informatie Ø Ongeslachtelijke voortplanting: het erfelijk materiaal wordt na kopiëren verdeeld

Na ontkieming of geboorte is er celdeling. Verder is er plasmagroei en celstrekking (vacuole vult zich met water). De vacuolen in een plant smelten door wateropname samen tot een centrale vacuole. Virussen groeien niet.

De levensduur van een rode bloedcel is ong. 4 maanden, die van levercellen ong. 20 dagen, dunne darm cellen minder dan 2 dagen en het skelet is na ong. 7 jaar bijna geheel vervangen.

Veel weefsels kunnen beschadigde cellen vervangen door nieuwe cellen. Anders wordt het opgevuld met littekenweefsel. Spier- en zenuwcellen kunnen niet worden vervangen.

In planten komt celdeling en groei voor in het een meristeem. Meristeem (een cellaag dik) komt voor in stengels, wortels en in de knoppen en toppen van een plant. In de stengels en wortels wordt dit cambium genoemd.

Chromosomen (gekleurde lichaampjes) bestaan uit kerneiwitten en DNA = DesoxyriboNucleicAcid. Een trede van een chromosoom bestaat uit twee stikstofbasen. Drie opeenvolgende basen zijn een triplet. Adenine en thymine / cytosine en guanine.

Een triplet codeert voor een aminozuur een reeks aminozuren is een polypeptide een polypeptideketen of polypeptideketens coderen voor een eiwit. Een reeks tripletten die coderen voor een polypeptideketen vormen een gen. Soms zijn er codes van meerdere genen nodig voor 1 eiwit. Deze genen hoeven niet op hetzelfde chromosoom te liggen.

Introns = nonsenscodes en herhalingen in het DNA
Exons = wel coderend DNA
Verder zijn er nog start- en stoptripletten.

Er bestaat het vermoeden dat een fors aantal genen alleen actief is tijdens embryonale fase, zij zouden coderen voor ontwikkeling en specialisatie van celgroepen.

In menselijke celkernen liggen 23 chromosomenparen, geslachtscellen hebben 23 chromosomen. Homologe chromosomen zijn overeenkomstige chromosomen. Het paar geslachtschromosomen verschilt. Homologe genen zijn twee genen die voor dezelfde eigenschap coderen.

Het genotype is de erfelijke aanleg die een persoon heeft voor bepaalde eigenschappen. Het fenotype is de uitwerking van het genotype onder invloed van de omgeving (de zichtbare eigenschappen). Modificaties – Verandering van het fenotype als gevolg van een milieufactor.

Kerndeling begint met replicatie van het DNA in de kern. Mitose: de nieuw gevormde DNA-moleculen worden elk naar één zijde van de cel getransporteerd. Bij dierlijke cellen ontstaan door insnoering van celmembraan twee nieuwe cellen met hetzelfde DNA als de moedercel. Door plasmagroei neemt het volume ban beide cellen toe. Bij plantaardige cellen vormen zich na kerndeling membranen en middenlamel.

Mitose: Ø Interfase: - G1-fase; er zijn genen actief die coderen voor eiwitten en enzymen nodig voor de S-fase. (ong. 8 uur) - S-fase; DNA verdubbelt zich, de DNA-ladder wijkt uiteen en van beide DNA-ketens wordt een complementaire DNA-streng gesynthetiseerd (ong. 8 uur) - G2-fase; aanmaak van eiwitten (o.a. histonen) en enzymen die specifiek nodig zijn voor het delingsproces. Verbindingen met buurcellen worden verbroken. (ong. 3 uur) Ø M-fase (mitose); spiralisatie en verdichting van het DNA. Het DNA windt zich om histonen heen. (ong. 1 uur)

Een gespiraliseerde chromosoom bestaat uit chromatiden (zijn identiek) die aan elkaar zitten met een centromeer.

Voor de verschillende stadia van de mitose zie blz 48 figuur 2.16

Geslachtscellen zijn haploïd: ze bevatten slechts 23 chromosomen. Alle andere cellen zijn diploïd. De deling van geslachtscellen heet de meiose. Ø Interfase; DNA verdubbelt zich en homologe chromosomen trekken elkaar aan en vormen paren. Ø Meiose I; splitsing van de twee chromosomen. Er zijn dus twee dochtercellen ontstaan. Ø Meiose II; zusterchromatiden splitsen zich. In de meiose ontstaan uit 1 cel dus 4 cellen.

Homologe chromosomen worden allelen genoemd omdat ze wel voor dezelfde eigenschap coderen, maar niet dezelfde informatie bevatten.

Een zygote is een bevruchte eicel. Deze cel moet uitgroeien tot een organisme. Iedere cel bevat het volledige DNA-pakket. Tijdens de embryonale ontwikkeling zijn de regelgenen actief (deling, groei en ontwikkeling). Groeifactoren zijn ook in volwassen organismen actief; huidcellen, darmcellen etc moeten voortduren worden aangemaakt.

Het DNA bevat genen die functioneren als start- of stopschakelaar, zo kan worden gecontroleerd wat de cel moet doen.

Inductie; cellen zetten elkaar aan tot deling of specialisatie of ze remmen elkaar af. Hiervoor is een inductiestof nodig en een receptormolecuul. (Werkt als hormoon) Contactinhibitie (een invloed die cellen op elkaar uitoefenen) verhindert verdere deling.

Ongeslachtelijke voortplanting
Voorbeelden: celdeling, voortplanting via sporen, knol-, bol- en knopvorming en vorming van wortelstokken. De nakomelingen zijn genetisch identiek aan ouder.

Parthenogenese (=maagdelijke geboorte); nieuwe individuen ontwikkelen zich uit onbevruchte eicellen.

Klonering van planten is erg gunstig. Van de moederplant wordt wat weefsel opgekweekt in een reageerbuis (weefselkweek). Deze weefselklompjes worden aangezet tot specialisatie. De kiemplantjes worden in de kas verder opgekweekt.

Geslachtelijke voortplanting
Uit diploïde cellen worden haploïde cellen (gameten) gevormd door middel van meiose. Elke gameet heeft een uniek allelenpakket.

Als geslachtelijke voortplanting wordt afgewisseld met ongeslachtelijke voortplanting spreken we van generatiewisseling.

Polyploïdie zijn planten met meer dan het normale aantal chromosomen (2n). Een plant met 2n is diploïd, 3n is triploïd, 4n is tetraploïd. Een polyploïde plant is vaak sterker en groter. Polyploïdie is de bereiken door tijdens de kerndeling te verhinderen dat de chromosomen uiteen gaan. Het wordt toegepast bij granen, sierplanten, suikerbieten, tomaten en aardappelen.

Bij celfusie laat men twee (planten)cellen met elkaar versmelten, er ontstaat een hybridecel.

Recombinant-DNA-techniek: er wordt een gen uit een plant of organisme gehaald en bij een ander organisme ingebracht. Een organisme met vreemd DNA noemen we genetisch gemodificeerd, het is een transgeen organisme.

Een karyogram is een chromosomenportret. Hiervoor worden chromosomen genomen die in de metafase zijn, omdat ze dan het meest gespiraliseerd en dus het beste te zien zijn. Een karyogram wordt gebruikt om eventuele chromosoomafwijkingen te ontdekken. Bijvoorbeeld een trisomie van het chromosoom no. 21 Het Downsyndroom.

Door middel van een vlokkentest of vruchtwaterpunctie kunnen karyogrammen verkregen worden.

Door prenatale diagnostiek kunnen ook een paar stofwisselingsziekten en erfelijke afwijkingen bij het embryo worden opgespoord. (enzymactiviteit wordt bekeken)

Als de volgorde van opeenvolgende basen verandert spreken we van een mutatie. Meestal heeft die mutatie geen gevolgen voor het functioneren van het organisme (een mutatie in het gen voor haarkleur in een spiercel bijv.) Verandering van de derde base van een triplet heeft helemaal geen effect omdat de meeste aminozuren een aantal verschillende codes hebben. Een ernstige mutatie is wanneer een niet-veelvoud van 3 basen wordt toegevoegd of verloren gaat. Dan verschuift de hele basenvolgorde, dit wordt een frameshift genoemd.

Ø Puntmutatie – een eiwit functioneert niet naar behoren (of het werkt helemaal niet) omdat een base gemuteerd is. Ø Chromosoommutatie – stukken van een chromosoom ontbreken, veel genen vallen weg (zeer ernstig). Ø Ploïdiemutaties – mutatie in het aantal chromosomen. Er ontstaan nakomelingen met bijvoorbeeld 47 of 45 chromosomen.

Een stof die een mutatie teweeg kan brengen wordt een mutageen genoemd. Straling is een zeer gevaarlijk mutageen.

Wanneer groei niet op het juiste moment stopt kan dit leiden tot een tumor of gezwel. Als een stof kanker kan veroorzaken spreken we van een carcinogene stof. Een tumor kan goedaardig zijn, benigne. Het gezwel wordt dan ingekapseld. Als een gezwel blijft doorgroeien en de structuur van de cellen verandert dan is de tumor kwaadaardig of maligne. Zo’n gezwel kan zich via de bloedbaan verspreiden, uitzaaiing.

Kanker kan worden veroorzaakt door veranderingen in het DNA, maar ook door stoffen of straling. Ook sommige virussen zijn in staat kanker te veroorzaken.

Hoofdstuk 3: Voortplanting en seksualiteit

In de eerste maand van de ontwikkeling van een embryo zijn er twee gonaden (geslachtsklieren) aanwezig. Een gen op het Y-chromosoom bepaalt of de embryo zich ontwikkelt tot een jongetje of een meisje. Dit gen doet een niet-gedifferentieerde gonade uitgroeien tot een testis. Zonder dit gen wordt de gonade automatisch een ovarium.

Na differentiatie leveren testes of ovaria hormonen met definitieve effecten op de ontwikkeling van de geslachtsorganen en de hersenen. (Ook belangrijk in puberteit voor ontwikkeling van secundaire geslachtskenmerken).

Ø De inwendige geslachtsorganen zijn in aanleg dubbel aanwezig, biseksueel. Voor de derde maand vindt een determinatie plaats, de geslachtsorganen van de andere sekse verschrompelen en verdwijnen. Zonder mannelijke hormonen zet de vrouwelijke ontwikkeling in.

Ø De uitwendige geslachtsorganen zijn eveneens biseksueel in aanleg. Bij de geboorte zijn de inwendige en de uitwendige geslachtsorganen gevormd. Dit zijn de primaire geslachtsorganen.

Door fouten kunnen interseksuele personen ontstaan. Heeft een persoon een penis en een vagina dan noemen we dat hermafroditisme.

De mannelijke geslachtsorganen
Mannen hebben twee testes waar zaadcellen worden gevormd. De testes bevatten zaadbuisjes die uitmonden in verzamelbuisjes. In de binnen zijde van de wanden van de zaadbuisjes ligt een laag spermakiemcellen, spermatogonia. Door meiotische delingen worden zaadcellen gevormd. Zie Binas blz 173.

De zaadcellen worden opgeslagen in de bijbal (epididymis) om te rijpen. Testes moet de juiste temperatuur hebben. Elke bijbal heeft een afvoerbuis naar de urinebuis. De prostaat en zaadblaasjes (klieren) voegen bij een zaadlozing vocht toe aan de zaadcellen. Vocht van zaadblaasjes bevat veel suikers en heeft een voedende waarde. Het prostaatvocht activeert de zaadcellen. Ook de klieren van Cowper scheiden een activerend vocht af. Het geheel is sperma.

In het bindweefsel van het zwellichaam is een groot aantal bloedvaten en zenuwbanen aanwezig. In de eikel liggen tastzintuigjes die een rol spelen bij het opwekken van een orgasme. In het zwellichaam bevinden zich weefselruimten. Bij verhoogde bloedtoevoer lopen deze vol met bloed en zetten uit. Dit is een erectie.

De kop van een spermacel bevat DNA en een blaasje met enzymen. Het middenstuk bevat een spiraalsgewijs gewonden mitochondrium. In de staart, flagel, bevinden zich filamenten die door contracties de staart een slingerende beweging geven.

Bij de man zet de hypothalamus de hypofyse aan tot productie van 2 hormonen: Ø LH (luteïniserend hormoon); stimuleert de testis tot de productie van testosteron. Ø FSH (follikel stimulerend hormoon); stimuleert de productie van spermacellen.

De hypothalamus wordt aangestuurd vanuit andere hersengebieden (stimulatie neemt toe, bijv. puberteit) en het testosteron. De aansturing door testosteron remt de stimulatie vanuit de hypothalamus negatieve feedback. Dit zorgt voor een vrijwel constante productie van spermacellen en testosteron.

De vrouwelijke geslachtsorganen
De ovaria liggen verankerd in vliezen en bestaat uit goed doorbloed weefsel. Het kiemweefsel vormt de buitenste laag van het orgaan. Door middel van mitotische delingen worden kiemcellen, oögonia, gevormd. Bij een meisje zijn alle oögonia al voor de geboorte aanwezig. Uit één oögonium ontwikkelt zich later één eicel, ovum.

Eens in de vier weken komt een eicel vrij uit een ovarium. In de eileider bevinden zich trilhaarcellen die richting de baarmoeder slaan. Hierdoor en door peristaltische bewegingen van de wand van de eileider wordt de eicel getransporteerd.

De baarmoeder, uterus, is een hol orgaan met een sterk geplooide binnenzijde en een gespierde buitenzijde. De binnenzijde bevat klier- en bloedweefsel dat periodiek aangroeit en weer afsterft.

Bij de baarmoedermond gaat de uterus via de baarmoederhals over in de vagina (schede) die uitmondt in de schaamspleet (vulva). Hier bevinden zich binnenste en buitenste schaamlippen. Tussen de buitenste schaamlippen ligt aan de voorzijde de clitoris (bevat tastzintuigjes). Het maagdenvlies is een vliezig uitgroeisel van de binnenste schaamlippen.

Een oögonium groeit uit tot een oöcyt van de eerste orde, een oöcyt I. Andere cellen in het ovarium vormen een omhullende laag weefsel. Zo ontstaat een follikel, een blaasje met in het midden de oöcyt I. Vanaf puberteit groeien follikels uit tot Graafse follikels, die een grote holte met vocht bevatten. De follikelcellen vormen oestrogeen en progesteron en zorgen d.m.v. microvilli voor de doorgifte van voedingsstoffen naar de groeiende oöcyt I. Tijdens de rijping van de follikel ondergaat de oöcyt I de eerste meiotische deling en vormt de oöcyt II en een poollichaampje. De Graafse follikel neemt toe in grootte door de opname van vocht. O.i.v. een bepaalde combinatie van hormonen barst de follikel en het dekweefsel van het ovarium open en vind de eisprong, ovulatie, plaats. Het achtergebleven follikelweefsel vormt door deling het gele lichaam (corpus luteum).

De oöcyt II komt in de eileider terecht. Vindt er hier een bevruchting plaats dan voert de oöcyt II de tweede meiotische deling uit en ontstaat er een (al bevrucht) ovum en nog een poollichaampje. De ovulatie vindt altijd veertien dagen voor het begin van de menstruatie plaats. Het klierweefsel is dan in dikte toegenomen en zal vooral door het effect van hormonen uit het gele lichaam geactiveerd worden en nog enigszins verder rijpen. Als er geen bevruchting plaatsvindt gaat na veertien dagen het gele lichaam te gronde en sterft de laag klierweefsel af.

Rond het 45ste jaar treedt de menopauze in. De productie van hormonen in de hypofyse begint te haperen en er komt een einde aan de ontwikkeling van de follikels. De productie van oestrogeen daalt en de menstruatiecycli verdwijnen.

Evenals bij de man geeft de hypofyse bij de vrouw de hormonen FSH en LH af. FSH stimuleert de groei van de Graafse follikel. Oestrogeen geeft bij lage concentratie een negatieve feedback op de afgifte van FSH en LH. De oestrogeenproductie neemt toch toe door de groeiende follikels en geeft bij een hoge concentratie een positieve feedback op hersengebieden in de hypothalamus die de hypofyse stimuleren. Vooral de productie van LH neemt erg snel toe. Dit veroorzaakt de afrijping van de follikel, de ovulatie, en zorgt dat het restweefsel verandert in het gele lichaam. Gele lichaam levert een toenemende hoeveelheid progesteron en in mindere mate oestrogeen. Door negatieve feedback stopt afgifte van LH en FSH. De productie van hormonen in het gele lichaam stopt en de menstruatie treedt op.

De oöcyt is ongeveer 12 uur levenskrachtig en de bevruchting moet dus aan het begin van de eileider plaatsvinden. Spermacellen worden door de licht basische zuurgraad van het spermavocht geactiveerd. Na ejaculatie zwemmen ze door de baarmoeder richting eileiders (beide ook licht basisch). Spermacellen leven ongeveer twee dagen. De follikelcellen rond de oöcyt II, de corona radiata, geven een bepaalde stof af waar de spermacellen op af komen. Het enzym uit de enzymblaasjes van de spermacellen lost de kitstof tussen de follikelcellen op. De eerste spermacel die in aanraking komt met het membraan van de oöcyt II maakt daarmee een plasmatische verbinding. De membraan van oöcyt II depolariseert (andere spermacellen worden afgestoten) en er ontstaat een ondoordringbaar bevruchtingsmembraan. Dan ontstaat er een bevruchtingsheuvel en de laatste meiotische deling treedt op. De eicelkern versmelt met de spermakern en er vindt een mitotische deling plaats. Hierna volgen de klievingen.

De trofoblast komt in de baarmoeder en er vindt innesteling plaats. Door diffusie kunnen de cellen voedingsstoffen opnemen. Zie fig. 3.16 blz 81.

Eerst worden vlokken, villi, gevormd aan trofoblast om opname van meer voedingsstoffen mogelijk te maken. In de vlokken wordt het hormoon HCG, humaan choriongonadotropine, gevormd dat het gele lichaam aanzet tot verdere ontwikkeling. De hormonen uit het gele lichaam zijn nodig voor instandhouding en groei van de slijmklierlaag van de baarmoederwand.

In de trofoblast worden twee holten gevormd. Hiertussen ligt een dubbele cellaag waaruit de embryo zich zal ontwikkelen. Na verdere groei zal de orgaanaanleg beginnen. Iedere cel van de trofoblast is omnipotent, maar is afhankelijk van de invloed van de omgeving. Een cel zal worden gedetermineerd. Door inductie kunnen cellen elkaar beïnvloeden. Genots- en geneesmiddelen van de moeder kunnen reageren met inductiestoffen en zo de ontwikkeling schaden.

In de eerste maand worden hoofdstructuren van embryo aangelegd: zenuwstelsel, zintuigen, bloedvaatstelsel, spijsverteringsstelsel, spierstelsel en uitscheidings- en voortplantingsstelsel.

Een open ruggetje, spina bifida, de ruggenmergsbuis sluit niet geheel. Kan voorkomen worden door foliumzuur.

Het bloedvatenstelsel van de embryo belangrijk omdat dan de aangevoerde voedingsstoffen van de moeder bij de embryo aankomen. De embryo kan dan een deel van de stoffen omzetten die het nodig heeft.

Om de embryo ligt de amnionholte. Deze holte is bekleed met het amnionvlies, binnenste vruchtvlies. De dooierzak zal mettertijd geheel verdwijnen. Het buitenste vruchtvlies wordt chorionvlies genoemd. Op de chorion ontstaan steeds meer vlokken, vooral aan de kant die naar de baarmoederwand is gericht. Op deze plek ligt het amnionvlies tegen het chorionvlies aan en ze versmelten tot één vruchtvlies.

De vlokken en het slijmvlies vormen de placenta of moederkoek. Na drie maanden wordt een periode van sterke groei ingezet en spreekt men van de foetale periode. De foetus zweeft met opgetrokken ledematen in het vruchtwater.

In de placenta ontstaan aan moeders kant grote bloedruimten. In deze bloedruimten hangen de bloedvaten van het embryo. Bloed gaat door één navelstrengader naar de embryo en stroomt door twee navelstrengslagaders terug naar de moeder. Deze bloedvaten lopen door de navelstreng. Haarvaten van het embryo zijn omgeven door een dun laagje chorionweefsel. Veel stoffen kunnen door de moeder-embryobarrière heen diffunderen. Andere stoffen worden door enzymen omgezet voordat ze naar binnen kunnen diffunderen.

De productie van placentahormonen, vooral progesteron maar ook oestrogeen, zorgt ervoor dat de zwangerschap in stand blijft terwijl de rol van het gele lichaam afneemt.

Ongeveer 265 dagen na de bevruchting wordt het kind geboren. In de laatste paar weken stopt de productie van de zwangerschapshormonen. Hierdoor treden de voorbereidende weeën op. Dar na komen de ontsluitingsweeën. De baarmoedermond, -hals en de vagina worden opgerekt en verkort. Dit geeft ontsluiting. Bij volledige ontsluiting wordt het geboortekanaal gevormd. Het hormoon oxytocine uit de hypofyse zet de baarmoederwand aan tot sterkere contracties en leidt tot versoepeling van de bindweefselverbindingen in het bekken. Na de ontsluitingsfase komt de uitdrijvingsfase. De weeën duren langer en komen korter achter elkaar. In de uitdrijvingsfase komen de persweeën en vindt de geboorte plaats. Tijdens de nageboorte worden de placenta en vruchtvliezen uitgedreven.

De baby kan een verkeerde positie hebben in de baarmoeder, de meest voorkomende is de stuitligging. Soms kan de baby normaal geboren worden maar soms ook niet en is er een operatie nodig, een keizersnede.

De embryonale/foetale bloedsomloop verschilt in een aantal opzichten van die van een baby. Ten eerste stroomt het bloed voor de geboorte door de placenta. Verder liggen de longen samengedrukt omdat er geen ademprikkel is en kan er maar weinig bloed naar de longen. Er zijn daarom twee aanpassingen aanwezig: Ø Via het ovale venster kan bloed van de rechter boezem naar de linker. Ø Via de ductus Botalli kan een overvloed aan bloed (dat de kleine bloedsomloop in moet) naar de aorta stromen.

Na de geboorte trekken de placentabloedvaten reflectorisch samen en alle vloeistof wordt naar het lichaam van de baby geduwd. Dan ontstaat de eerste ademprikkel. De druk in beide harthelften zal bij een pasgeboren baby ongeveer gelijk zijn. De ductus Botalli en het ovale venster verdwijnen geleidelijk.

Na de geboorte bekijkt een arts de zogenaamde Apgarscore van de baby. Hierbij wordt gelet op de hartfrequentie, ademhaling, spiertonus, reflexen en kleur van de huid van de baby. Een baby heeft in vergelijking met een volwassene een groot lichaamsoppervlak in verhouding tot de lichaamsmassa. De baby moet dus warm toegedekt worden en tegen de moeder aanliggen.

De baby heeft een zuigreflex en een zoekreflex Door het drinken trekt de baarmoeder nog eens extra samen door toename van oxytocine in de hypofyse. Dit bevordert de nageboorte. De eerste moedermelk heet colostrum en bevat veel meer mineralen, eiwitten en vitamine A dan de latere moedermelk. De eerste ontlasting van de baby heet meconium (zwart-groen van kleur, bevat ingeslikt vruchtwater en afgestoten cellen van weefsels langs het spijsverteingskanaal). Melkklieren ontwikkelen zich en melk wordt aangemaakt onder invloed van prolactine. Drinken stimuleert de afgifte van prolactine en oxytocine.

Er bestaat heteroseksuele, homoseksuele of biseksuele geaardheid. Dit blijkt te maken te hebben met de mate waarin bepaalde hersengebieden in de embryonale fase beïnvloedt worden door het hormoon testosteron. Heeft ook iets te maken met genetische aanleg.

Verschillen tussen dieren en mensen: Ø Dieren baltsen (hofmakerij) en de paring bestaat uit zeer specifieke handelingen. Bij mensen zijn handelingen niet zo stereotype. Ø Een ander verschil is de menstruatiecyclus. Dieren hebben een bronstcyclus. Alleen tijdens deze cyclus zijn ze bereid tot paring.

Ø Bij een vrouw zorgt oxytocine voor nagloei. Bij de man is testosteron activerend en zorgen prolactine en oxytocine voor de nagloei. Bij dieren spelen feromonen een rol.

SOA staat voor seksueel overdraagbare aandoeningen. De meest voorkomende geslachtsziekten zijn chlamydia, gonorroe en herpes.

Chlamydia wordt veroorzaakt door een bacterie. De symptomen zijn een branderig gevoel in de vagina, pijn bij het urineren en pijn in de onderbuik. Kan leiden tot onvruchtbaarheid. Kan behandeld worden met antibiotica.

Gonorroe wordt veroorzaakt door de bacterie gonococcus. De symptomen zijn ontsteking van slijmvlies urinebuis en geslachtsorganen. Slijmvliezen zwellen op en er wordt groengele etter gevormd. Lymfeklieren in lies zwellen op. Incubatietijd is 2 tot 8 dagen. Bij vrouw kan dit leiden tot onvruchtbaarheid en buikvliesontsteking. Behandeling met antibioticum. Maar er zijn inmiddels pecillineresistente gonokokken.

Herpes
Herpes genitalis wordt door een onbekend virus veroorzaakt. De symptomen zijn kleine groepen blaasjes en zweertjes op geslachtsdelen. Is niet gevaarlijk maar geeft jeuk en pijn. Bestrijding met virusremmende middelen. Virus blijft echter bestaan en komt terug bij verminderde weerstand van drager. Als een baby geïnfecteerd wordt kan dit een dodelijke afloop hebben.

Verder zijn er nog syfilis en aids. Syfilis wordt veroorzaakt door bacteriën. Incubatietijd ongeveer 3 weken. In het 1ste stadium verschijnt een zweertje van 0,5 cm doorsnee op geslachtsdelen. De bacterie verspreidt zich door het lichaam. Binnen 9 weken begint het 2de stadium van de ziekte dat 1 tot 3 jaar kan duren. Nare verschijnselen aan de huid (huiduitslag, haaruitval, puistjes, wratten op geslachtsdelen) verder hoofdpijn, zenuwpijn, koorts, zintuiglijke stoornissen enz. Het 3de stadium begint soms pas na 20 jaar. Er ontstaan gummi-achtige knobbels in organen. De afloop is dodelijk. Behandeling met antibioticum tijdens eerste fase. Aids wordt veroorzaakt door het HIV (humaan immuundeficiëntievirus). Aids tast het menselijk afweersysteem aan. Het virus hecht zich aan T4-lymfocyten en dringt erin binnen. De T4-lymfocyt moet andere lymfocyten aanzetten om antistoffen tegen hemzelf te maken. De T4-lymfocyten nemen in aantal af. Nu kunnen allerlei infecties zonder dat het afweersysteem gewaarschuwd tot ziekte leiden. Ook andere dan T4-lymfocyten worden besmet. Als iemand drager is van HIV dan is men seropositief.

Anticonceptie: Ø Verhinderen van de vorming van rijpe eicellen en spermacellen - Pil; een hoge concentratie progesteron zorgt ervoor dat er geen ovulatie kan plaatsvinden doordat de LH-productie wordt stilgelegd. Een hoge concentratie oestrogeen voorkomt dat de follikels zich verder ontwikkelen doordat het de afgifte van FSH blokkeert. - Prikpil bij mannen; blokkeert de productie van spermacellen. Heeft op dit moment nog te veel bijwerkingen. Ø Verhinderen dat een spermacel de eicel bevrucht - Coïtus interruptus; zeer onbetrouwbaar. - Periodieke onthouding; door middel van de lichaamstemperatuur bepalen wanneer de ovulatie plaatsvindt. Ook erg onbetrouwbaar. - Sterilisatie; Eileiders of zaadleiders worden afgebonden en doorgeknipt. 100% betrouwbaar. - Condoom; zeer betrouwbaar mits goed aangebracht en voorzien van zaaddodende crême. - Pessarium; zeer betrouwbaar mits goed aangebracht en voorzien van zaaddodende crême. - Vrouwencondoom; rubberen zak die in de vagina wordt aangebracht. Ø Verhinderen dat een embryo zich innestelt in de baarmoeder - Spiraaltje; (intra-uterine device IUD) Door zekere irritatie van baarmoederwand wordt innesteling voorkomen. Er bestaat ook een IUD dat een progesteronachtige stof afgeeft die het baarmoederhalsslijm zo taai maakt dat de spermacellen er niet doorheen kunnen. - Morning-afterpil; valt onder noodmaatregelen. Bevat hoge concentratie oestrogeen zodat geen innesteling kan plaatsvinden.

Onvruchtbaarheid vindt zijn oorzaak in het niet produceren van rijpe eicellen of spermacellen, in de onmogelijkheid deze bij elkaar te brengen of in problemen bij de vroege embryo-ontwikkeling.

Anti-oestrogeen blokkeert oestrogeen waardoor de hypofyse extra FSH en LH gaat produceren. Dit resulteert in follikelgroei en ovulaties.

Soms zijn zaadleiders of eileiders geblokkeerd. Kan dit niet opgelost worden dan kan IVF (in-vitrofertilisatie) en ET (embryotransplantatie) uitkomst bieden. Een verhoogd aantal follikels wordt tot rijping gebracht en voor de ovulatie met een punctie opgezogen. De oöcyten worden in een petrischaal in contact gebracht met sperma en de bevruchting treedt op. Na twee of drie dagen wordt het in de uterus geplaatst.

Bij slecht sperma wordt soms intracellulaire inseminatie toegepast. Een spermacel wordt door middel van een micropipet net onder de oöcytmembraan gebracht.

Verder bestaat er nog spermadonatie of eiceldonatie.

Hoofdstuk 4: Erfelijkheid

Monohybride kruising; als het maar om 1 eigenschap gaat. De oudergeneratie wordt ook wel P-generatie genoemd. De nakomelingen heten de F1-generatie.

Een individu heeft altijd twee homologe genen voor een bepaalde eigenschap. Als allel A meer invloed heeft dan allel B dan is allel A dominant en allel B is recessief. Als een individu gelijke allelen voor een eigenschap heeft dat is die persoon homozygoot (kan 1 type gameet maken). Is een individu heterozygoot voor een eigenschap dan heeft die persoon een dominant en een recessief allel voor de eigenschap.

De wetten van Mendel: Ø Gelijkvormigheidswet; Als homozygote organismen die in 1 eigenschap verschillen, kruisen, dan zijn al hun nakomelingen voor die eigenschap gelijk en hebben een heterozygoot genotype. Ø Splitsingswet; Als gelijke heterozygote organismen kruisen zullen de nakomelingen in een vaste verhouding voorkomen.

Bij intermediaire kruising is geen sprake van dominantie of recessiviteit. Bij deze kruising is de F1 weer gelijk en heterozygoot en zal bij de F2 weer een genotypische verhouding optreden.

Het hebben van een bepaalde bloedgroep houdt in dat die persoon een bepaald eiwit maakt dat in de celmembraan van o.a. rode bloedcellen komt te liggen. Bloedtransfusie: Als de donor een eiwit heeft dat de acceptor niet heeft dan zal de acceptor antistoffen gaan maken. Het ABO-systeem bevat drie allelen IA, IB en i. Zo kunnen de bloedgroepen A, B, AB en O ontstaan. Iemand met bloedgroep O bezit geen specifieke eiwitten. Bij bloedgroepen spreken we van multiple allelie omdat er meer dan 60 bloedgroepsystemen bekend zijn. Dit maakt een mens een biochemisch uniek individu. Ook bij veel enzymen bestaat multiple allelie.

De geslachtschromosomen, het X-chromosoom en het Y-chromosoom, zijn bij de mens ongelijk. De andere 22 chromosomenparen heten autosomen.

Het Y-chromosoom is betrekkelijk leeg vergeleken met het X-chromosoom en kan daardoor een eventueel defect gen van het X-chromosoom niet compenseren. Daardoor bestaat een hogere sterfte bij mannelijke baby’s. Ook stollingsziekten en kleurenblindheid komen bij mannen veel vaker voor dan bij vrouwen omdat het X-chromosomale genen zijn. Wanneer bij een vrouw het defecte allel voorkomt in heterozygote vorm wordt zij carrier genoemd.

Dihybride kruisingen; kruisingen waarbij tegelijk naar twee eigenschappen wordt gekeken. De beide eigenschappen kunnen in verschillende chromosomen of in hetzelfde chromosoom gelokaliseerd zijn. Ø Onafhankelijke overerving; genen liggen in verschillende chromosomen. Voor een voorbeeld hiervan zie fig. 4.12 blz 117. Als ¾ rond is en ¾ geel dan is de kans op rond en geel ¾ x ¾ = 9/16 .

Ø Gekoppelde overerving; genen liggen in hetzelfde chromosomenpaar. Zie hiervoor fig. 4.16 blz 119.

Crossing-over betekent dat chromosomen delen uitwisselen. Voordat de meiose plaatsvindt worden de chromosomen verdubbeld. Het DNA kopieert zich. Tijdens het kopiëren vindt ook de paring van homologe chromosomen plaats. Bij crossing-over koppelen gekopieerde gedeelten van het ene chromosoom zich aan gekopieerde gedeelten van het andere homologe chromosoom. De plek waar chromatiden ‘oversteken’ worden chiasmata genoemd.

Door middel van prenatale diagnostiek is het mogelijk om vast te stellen of bij een embryo een ziekte aanwezig is. Erfelijkheidsonderzoek wordt vaak uitgevoerd aan de hand van een stamboom. Uit een stamboom kan worden afgeleid of een eigenschap dominant of recessief is en of het X-chromosomaal is.

Als er gekeken wordt naar de genen die zich in een populatie bevinden dan spreken we van een genenreservoir van de populatie (gene-pool). Om een eerlijk beeld te krijgen moet de populatie voldoen aan een aantal voorwaarden: Ø De populatie moet een redelijke omvang hebben Ø De kruisingen moeten aselect (dus zonder enige beperking) plaatsvinden Ø Het optreden van mutaties moet uitgesloten zijn Ø De grootte van de populatie moet niet worden beïnvloed door migratie Ø De omgeving mag geen voordeel bieden met betrekking tot een bepaald genotype.

Zie fig. 4.22 blz 125

De wet van Hardy en Weinberg: Mits er voldaan wordt aan de bovengenoemde voorwaarden zal de frequentie van elke volgende generatie hetzelfde zijn als de voorgaande.

Stel: Er bestaat een erfelijke recessieve aandoening die bij 4% van de bevolking voorkomt. Maak gebruik van p+q = 1
p2 = de homozygoot dominante individuen
2pq = de heterozygote individuen
q2 = de homozygoot recessieve individuen. De vraag: Welk percentage is carrier (dus heterozygoot)?

q2 = 0,04
q = 0,2
p = 1-0,2 = 0,8
2pq = 2 x 0,8 x 0,2 = 0,32 dus 32% van de bevolking is drager.

Hoofdstuk 7: Gedrag

Ethologie is de studie van gedrag bij dier en mens.

Antropomorfistisch denken is het beschrijven van het gedrag van dieren met woorden die menselijke gevoelens of bedoelingen weergeven.

Een ethogram is een lijst met gedragselementen die een bepaalde diersoort kan vertonen. Een protocol is een lijst met gedragselementen in de volgorde waarin ze voorkomen

Met elkaar samenhangende gedragselementen vormen een gedragssysteem, een voorbeeld hiervan is territoriumgedrag.

Ø Het overleven van de soort. Het overleven van een individu of een groep is van belang voor het overleven van de soort. Soms is het leven van een individu ondergeschikt aan het overleven van de soort. Ø Het overleven van een individu. Gedragssystemen hebben overlevingswaarde voor het individu, bijvoorbeeld territoriumgedrag en voedingsgedrag. Het territorium is het gebied waar ouders en jongen zich kunnen handhaven. Ø Het overleven van de groep. Hierbij is van belang: de rangorde, territoriumgedrag en de taakverdeling. Ook reageert een groep sneller op een predator.

Een sleutelprikkel is een bepaalde prikkel die tot een specifieke reactie leidt.

Signaalgedrag is dat het gedrag of de kleur van een ander dier leidt tot een reactie.

Een supranormale prikkel is een sterkere prikkel dan normaal.

Motivatie/drang: inwendige oorzaken voor gedrag. Conflictgedrag: motivatie voor 2 gedragssystemen. Hier volgen 3 soorten:

Ø Ambivalent gedrag: de twee gedragssystemen die in conflict zijn treden afwisselend op. Ø Omgericht gedrag: Het dier richt zijn agressie op iets anders dan de tegenstander. Ø Overspronggedrag: beide gedragssystemen komen niet naar buiten. Het dier doet iets totaal anders.

Aangeboren gedrag is niet te veranderen. Er kunnen wel dingen bijgeleerd worden. Gedrag is voor een gedeelte erfelijk. Dit is bewezen door onderzoek bij eeneiige tweelingen, selectieproeven met ratten/muizen en kruisingsproeven.

Aangeleerd gedrag:

Ø Gewenning; dier reageert niet meer op bepaalde prikkel door gewenning. Ø Inprenting; wanneer je iets leert in een gevoelige periode wordt dat inprenting genoemd. Ø Klassiek conditioneren; een dier leert iets te doen als reactie op een bepaalde prikkel (geconditioneerde reflex). Ø Operant conditioneren; het dier voert een handeling uit waarna het beloond wordt. Ø Trial-and-error; het dier leert door gemaakte fouten. Ø Imitatie Ø Inzicht; dier is in staat geleerde dingen in een nieuwe situatie toe te passen. Ø Latent leren; leren gaat vanzelf. De rangorde in een groep leer je bijvoorbeeld vanzelf.

Een rangorde vermindert de agressie in een groep.

Als er een inwendige drang tot voortplanting bestaat komt dit tot uiting in voortplantingsgedrag. Geritualiseerd gedrag wordt vertoond in een bepaalde volgorde.

Dankzij territoriumgedrag zijn soorten evenredig verspreid over een gebied en zo wordt ook het voedsel eerlijk verdeeld. Dieren dreigen en imponeren om het gebied te verdedigen.

Evolutie en seksuele selectie