Neurobio deel B
College 1: genen en hormonen
Pedagogiek en biologie. Waarom is biologie relevant?
Niko Tinbergen (1907-1988): ethologie. 4 vragen:
1. Mechanisme: hoe komt het gedrag ten uiting?
2. Ontwikkeling: deed je dat altijd al?
3. Functie: hoe beïnvloedt het gedrag de kans op overleving en reproductie? (Zelfs zinloos
gedrag heeft een functie. Waarom zou je je kind iets aan doen?)
4. Evolutie: hoe is dit gedrag ontstaan door de evolutie? (Wat maakt dat een diersoort bepaald
gedrag vertoont?)
Al deze vragen zijn ergens aan elkaar gekoppeld.
Je kan ook naar de periodes kijken bij het verklaren naar gedrag. Je kan kijken naar de timing:
minuten/seconden, dagen, maanden, pubertijd/kindertijd, etc. Je kan ook kijken naar niveau:
hersenen, hormonen, neuroplasticiteit, invloed van opvoeding/omgeving, evolutionaire geschiedenis
(eeuwen).
Onderwerpen
1. De cel
2. Genetische code
3. Variatie in DNA
4. Hormonen & Neurotransmitters
1. De cel: theorie van de cel
Theodor Schwann presenteerde in 1839 de “theorie van de cel”:
- De cel is de bouwsteen van al het plantaardig en dierlijk leven
- De cellen werken samen: meercellige organismen zijn meer dan een hoopje cellen
Je bent een soort collectief van cellen, dit is dus nog niet een heel oud idee (je hebt een microscoop
nodig om de cellen te zien).
Weefselsoorten: er zijn 4 hoofdweefsels op basis van functie:
Elke cel in het lichaam:
- Bestaat uit organellen (losse delen) die allemaal een eigen functie hebben: basis van alle
cellulaire activiteit. Dit is nodig om gecoördineerd gedrag te vertonen.
- Vergelijkbaar met organen binnen meercellige organismen
- Ruimtelijke scheiding maakt diverse celprocessen mogelijk (gecompartimenteerd)
,Organellen in de cel:
Binnen de celkern ligt DNA. Je hebt het endoplasmatisch recticulum nodig om het DNA om te zetten
in eiwitten. DNA op zichzelf doet niks → je hebt eiwitten nodig om dingen voor elkaar te krijgen in je
lijf. Dat DNA moet dus op een of andere wijze omgezet worden in eiwitten.
- Endoplasmatisch reticulum (ruw en glad – allemaal laagjes over elkaar heen met bolletjes
erin), dit recticulum is belangrijk want zorgt voor het vormen en vouwen van eiwitten. →
Bouwt de eiwitten
- Golgi complex: ligt voor het reticulum (verder van de celkern): → verwerkt de eiwitten
- Mitochondrium: de energiecentrale (ATP). Heeft zijn eigen DNA (komt altijd van je moeder).
→ Zet o.a. suikers om in energie
De celkern is dus de opslagplek van DNA: drager van erfelijke informatie.
2. Genetische code
Genen bevinden zich op chromosomen. De mens heeft 23 paar homologe (gelijkwaardige)
chromosomen. Deze homologe chromosomen (strengen DNA – 1.8 meter per cel) bevatten dezelfde
genen op dezelfde plaats, maar met verschillende genetische code. Het gen op 1 van de
chromosomen komt tot expressie. Er zijn 30.000 verschillende genen. Een allel is een bepaalde
variant van een gen.
Chromosoom 23: is het enige waarbij je makkelijk kan zien dat je te maken hebt met een man of
vrouw.
- Celdeling: wij hebben allemaal 23 paren chromosomen. In totaal 46 strengen dus. Als wij
een cel moeten delen in ons lijf (gebeurt hele tijd), moeten er telkens evenveel strengen in
de nieuwe cel terecht komen. Dit gebeurt door eerst te verdubbelen en vervolgens deelt het
op en heb je in beide cellen hetzelfde aantal. Er is 1 uitzondering: de geslachtscellen. Die
moeten natuurlijk geen dubbele hoeveelheid DNA bevatten (te veel DNA in het embryo).
Hier komt het verschil tussen mitose en meiose. Als meiose verkeerd loopt is er een bekend
voorbeeld: trisomie 21 = downsyndroom. Je krijgt een eicel met per ongeluk 2
chromosomen van nummer 21.
Een ander voorbeeld is syndroom van Klinefelter: hier gaat iets vergelijkbaars mis, maar
specifiek met de geslachtschromosomen: 2 X-chromosomen (vrouw) en 1 Y-chromosoom
(meest voorkomende situatie). Dit gaat relatief goed, mensen komen hier meestal op latere
leeftijd pas achter → doorgaans gaan de mensen door het leven als man maar blijkt er iets
niet te kloppen en hebben ze te veel X-chromosomen.
Genetische code op het DNA:
- DNA
- Dubbele helix: schroef/spiraal. DNA zit dus heel streng opgerold en moet je helemaal
uitrollen om DNA te vinden.
,Bouwstenen van het DNA:
- Deoxyribo Nucleic Acid
Bestaat uit 4 basen en 4 nucleotyden. Welke paren het zijn bepaald welke eiwitten enz enz je kan
maken. De 4 paren zitten vast aan een suikermolecuul en een fosfaat. Van dat strengetje heb je dus
wel 1,8 meter waar heel veel info op kan zitten. Je hebt 3 miljard DNA baseparen. Deze vormen
uiteindelijk de genetische code.
Transcriptie en translatie: al het DNA in je lichaam is hetzelfde (lever, hart of hersenen), maar wat
verschilt is welke specifieke delen van het DNA (genen) gebruikt kan worden. Genetische code wordt
omgezet in eiwitten (vertaling binnen de cel). DNA naar RNA (transcriptie), RNA naar Eiwit
(translatie).
Je hoeft transcriptie en translatie niet uitgebreid te weten. Je moet gewoon weten er zijn
tussenstappen, die heten zo en gaan ongeveer zo (voor het tentamen). Hoe het precies in zijn werk
gaat hoef je niet te weten.
3. Variatie in genetische code
Mens heeft 3,2 miljard baseparen: 99.9% hiervan zijn gelijk aan elkaar.
Er zijn 3 miljoen die variëren: dit kan op alle vlakken zijn. We variëren dus op DNA, maar dat DNA
kan ervoor zorgen dat bepaalde eiwitten worden aangemaakt die verschillen hoe we ons
ontwikkelen. Graduele verschillen worden veroorzaakt door de combinaties van kleine verschillen in
het DNA: dit noemen we puntmutaties (SNP). Bij 1 code die varieert, 1 puntmutatie, kan er een
groot maar ook een klein verschil zijn. Het kan zorgen voor niks, maar ook voor een ziekte. Er wordt
veel onderzoek gedaan naar de SNPs nu. Helaas is er 1 ding wat alle bevindingen combineert: ze zijn
allemaal lucky findings. Je moet heel veel corrigeren, dus alle toevalstreffers zijn niet per se
significant. Behalve zeer zeldzame gevallen verklaren de SNPs eigenlijk weinig verschillen tussen
mensen (1 SNP).
→ Verklaarde variantie (van 1 SNP) is minimaal. Dit komt omdat de effecten onderhevig zijn aan
pleiotropie. DNA maakt eiwit, kan op allemaal manieren tot uiting komen (diffuse effecten). Een
deel van de SNPs is verantwoordelijk voor een deel van individuele verschillen maar het is dus
minimaal. Duizenden kleine variaties zorgen ervoor met zijn allen dat 1 individu langer is dan een
ander.
DNA methylatie:
- Invloed van omgevingsfactoren
- Epigenetica: veranderingen aan de expressie van het gen, zonder de code te veranderen.
, Methylatie is een belangrijk concept: heeft te maken met epigenetica (factoren die ervoor zorgen
dat je DNA niet verandert, maar op een andere manier tot uiting komt, manier waarop DNA zich
vertaalt naar eiwitten toe). Methylgroepen (chemische structuur) kunnen zich hechten aan CpG
eiland. Wat gebeurt er dan? Eilandje wordt minder efficiënt in het aanzetten van het DNA. Dus het
remt het maken van de eiwitten. Gen is zelden volledig aan/uit, er wordt nu gekeken waar op DNA
zitten methylgroepen en wat gebeurt er met de uiting. Worden genen geremd of niet door
methylatie? (Onderzoek). Methylatie kan afnemen/toenemen in tijd. Zo kun je zien hoe je omgeving
“op” je DNA kan komen te zitten.
Pedagogiek en genetica?
- Verschillen op opvoedgedrag hebben een genetische component
- “Je erft niet alleen je DNA, maar ook je ouders!”
Beide dingen zijn relevant voor al het onderzoek naar ouder-kind relaties.
Genetici vergeten vaak dat laatste stuk, pedagogen het eerste stuk. ;)
DNA en omgeving zijn zo met elkaar verweven dat het moeilijk is om onderscheid te maken tussen
de twee.
4. Hormonen en neurotransmitters
Zijn ook eiwitten, worden ook aangemaakt door genen. Wat belangrijk is: kijken naar het verschil
tussen hormonen en neurotransmitters. Zijn beide eiwitten en zorgen gezamenlijk over
informatieoverdracht (communicatie tussen cellen). Dit kan via neuronen: tussen 2 neuronen. Dit
gaat door middel van neurotransmitters→ deze komen vrij wanner actiepotentiaal in presynaptisch
membraan aankomt. Je kan dit zien als een privébericht op whatsapp: hormonen doen een
groepschat.
Hormonen kunnen een heel lichaam in een bepaalde toestand brengen. Dit kan op verschillende
manieren: het kan op grote afstand (chemische stoffen):
- Tussen verschillende soorten: feromonen/allomonen
- Tussen cellen in het lichaam: paracrine (lokaal) of endocrien (lange afstand = hormonaal).
Hypothalamus
Vertaalt hersenprocessen in hormonale secretie.
- Veel connecties met de structuren van het sociale brein
College 1: genen en hormonen
Pedagogiek en biologie. Waarom is biologie relevant?
Niko Tinbergen (1907-1988): ethologie. 4 vragen:
1. Mechanisme: hoe komt het gedrag ten uiting?
2. Ontwikkeling: deed je dat altijd al?
3. Functie: hoe beïnvloedt het gedrag de kans op overleving en reproductie? (Zelfs zinloos
gedrag heeft een functie. Waarom zou je je kind iets aan doen?)
4. Evolutie: hoe is dit gedrag ontstaan door de evolutie? (Wat maakt dat een diersoort bepaald
gedrag vertoont?)
Al deze vragen zijn ergens aan elkaar gekoppeld.
Je kan ook naar de periodes kijken bij het verklaren naar gedrag. Je kan kijken naar de timing:
minuten/seconden, dagen, maanden, pubertijd/kindertijd, etc. Je kan ook kijken naar niveau:
hersenen, hormonen, neuroplasticiteit, invloed van opvoeding/omgeving, evolutionaire geschiedenis
(eeuwen).
Onderwerpen
1. De cel
2. Genetische code
3. Variatie in DNA
4. Hormonen & Neurotransmitters
1. De cel: theorie van de cel
Theodor Schwann presenteerde in 1839 de “theorie van de cel”:
- De cel is de bouwsteen van al het plantaardig en dierlijk leven
- De cellen werken samen: meercellige organismen zijn meer dan een hoopje cellen
Je bent een soort collectief van cellen, dit is dus nog niet een heel oud idee (je hebt een microscoop
nodig om de cellen te zien).
Weefselsoorten: er zijn 4 hoofdweefsels op basis van functie:
Elke cel in het lichaam:
- Bestaat uit organellen (losse delen) die allemaal een eigen functie hebben: basis van alle
cellulaire activiteit. Dit is nodig om gecoördineerd gedrag te vertonen.
- Vergelijkbaar met organen binnen meercellige organismen
- Ruimtelijke scheiding maakt diverse celprocessen mogelijk (gecompartimenteerd)
,Organellen in de cel:
Binnen de celkern ligt DNA. Je hebt het endoplasmatisch recticulum nodig om het DNA om te zetten
in eiwitten. DNA op zichzelf doet niks → je hebt eiwitten nodig om dingen voor elkaar te krijgen in je
lijf. Dat DNA moet dus op een of andere wijze omgezet worden in eiwitten.
- Endoplasmatisch reticulum (ruw en glad – allemaal laagjes over elkaar heen met bolletjes
erin), dit recticulum is belangrijk want zorgt voor het vormen en vouwen van eiwitten. →
Bouwt de eiwitten
- Golgi complex: ligt voor het reticulum (verder van de celkern): → verwerkt de eiwitten
- Mitochondrium: de energiecentrale (ATP). Heeft zijn eigen DNA (komt altijd van je moeder).
→ Zet o.a. suikers om in energie
De celkern is dus de opslagplek van DNA: drager van erfelijke informatie.
2. Genetische code
Genen bevinden zich op chromosomen. De mens heeft 23 paar homologe (gelijkwaardige)
chromosomen. Deze homologe chromosomen (strengen DNA – 1.8 meter per cel) bevatten dezelfde
genen op dezelfde plaats, maar met verschillende genetische code. Het gen op 1 van de
chromosomen komt tot expressie. Er zijn 30.000 verschillende genen. Een allel is een bepaalde
variant van een gen.
Chromosoom 23: is het enige waarbij je makkelijk kan zien dat je te maken hebt met een man of
vrouw.
- Celdeling: wij hebben allemaal 23 paren chromosomen. In totaal 46 strengen dus. Als wij
een cel moeten delen in ons lijf (gebeurt hele tijd), moeten er telkens evenveel strengen in
de nieuwe cel terecht komen. Dit gebeurt door eerst te verdubbelen en vervolgens deelt het
op en heb je in beide cellen hetzelfde aantal. Er is 1 uitzondering: de geslachtscellen. Die
moeten natuurlijk geen dubbele hoeveelheid DNA bevatten (te veel DNA in het embryo).
Hier komt het verschil tussen mitose en meiose. Als meiose verkeerd loopt is er een bekend
voorbeeld: trisomie 21 = downsyndroom. Je krijgt een eicel met per ongeluk 2
chromosomen van nummer 21.
Een ander voorbeeld is syndroom van Klinefelter: hier gaat iets vergelijkbaars mis, maar
specifiek met de geslachtschromosomen: 2 X-chromosomen (vrouw) en 1 Y-chromosoom
(meest voorkomende situatie). Dit gaat relatief goed, mensen komen hier meestal op latere
leeftijd pas achter → doorgaans gaan de mensen door het leven als man maar blijkt er iets
niet te kloppen en hebben ze te veel X-chromosomen.
Genetische code op het DNA:
- DNA
- Dubbele helix: schroef/spiraal. DNA zit dus heel streng opgerold en moet je helemaal
uitrollen om DNA te vinden.
,Bouwstenen van het DNA:
- Deoxyribo Nucleic Acid
Bestaat uit 4 basen en 4 nucleotyden. Welke paren het zijn bepaald welke eiwitten enz enz je kan
maken. De 4 paren zitten vast aan een suikermolecuul en een fosfaat. Van dat strengetje heb je dus
wel 1,8 meter waar heel veel info op kan zitten. Je hebt 3 miljard DNA baseparen. Deze vormen
uiteindelijk de genetische code.
Transcriptie en translatie: al het DNA in je lichaam is hetzelfde (lever, hart of hersenen), maar wat
verschilt is welke specifieke delen van het DNA (genen) gebruikt kan worden. Genetische code wordt
omgezet in eiwitten (vertaling binnen de cel). DNA naar RNA (transcriptie), RNA naar Eiwit
(translatie).
Je hoeft transcriptie en translatie niet uitgebreid te weten. Je moet gewoon weten er zijn
tussenstappen, die heten zo en gaan ongeveer zo (voor het tentamen). Hoe het precies in zijn werk
gaat hoef je niet te weten.
3. Variatie in genetische code
Mens heeft 3,2 miljard baseparen: 99.9% hiervan zijn gelijk aan elkaar.
Er zijn 3 miljoen die variëren: dit kan op alle vlakken zijn. We variëren dus op DNA, maar dat DNA
kan ervoor zorgen dat bepaalde eiwitten worden aangemaakt die verschillen hoe we ons
ontwikkelen. Graduele verschillen worden veroorzaakt door de combinaties van kleine verschillen in
het DNA: dit noemen we puntmutaties (SNP). Bij 1 code die varieert, 1 puntmutatie, kan er een
groot maar ook een klein verschil zijn. Het kan zorgen voor niks, maar ook voor een ziekte. Er wordt
veel onderzoek gedaan naar de SNPs nu. Helaas is er 1 ding wat alle bevindingen combineert: ze zijn
allemaal lucky findings. Je moet heel veel corrigeren, dus alle toevalstreffers zijn niet per se
significant. Behalve zeer zeldzame gevallen verklaren de SNPs eigenlijk weinig verschillen tussen
mensen (1 SNP).
→ Verklaarde variantie (van 1 SNP) is minimaal. Dit komt omdat de effecten onderhevig zijn aan
pleiotropie. DNA maakt eiwit, kan op allemaal manieren tot uiting komen (diffuse effecten). Een
deel van de SNPs is verantwoordelijk voor een deel van individuele verschillen maar het is dus
minimaal. Duizenden kleine variaties zorgen ervoor met zijn allen dat 1 individu langer is dan een
ander.
DNA methylatie:
- Invloed van omgevingsfactoren
- Epigenetica: veranderingen aan de expressie van het gen, zonder de code te veranderen.
, Methylatie is een belangrijk concept: heeft te maken met epigenetica (factoren die ervoor zorgen
dat je DNA niet verandert, maar op een andere manier tot uiting komt, manier waarop DNA zich
vertaalt naar eiwitten toe). Methylgroepen (chemische structuur) kunnen zich hechten aan CpG
eiland. Wat gebeurt er dan? Eilandje wordt minder efficiënt in het aanzetten van het DNA. Dus het
remt het maken van de eiwitten. Gen is zelden volledig aan/uit, er wordt nu gekeken waar op DNA
zitten methylgroepen en wat gebeurt er met de uiting. Worden genen geremd of niet door
methylatie? (Onderzoek). Methylatie kan afnemen/toenemen in tijd. Zo kun je zien hoe je omgeving
“op” je DNA kan komen te zitten.
Pedagogiek en genetica?
- Verschillen op opvoedgedrag hebben een genetische component
- “Je erft niet alleen je DNA, maar ook je ouders!”
Beide dingen zijn relevant voor al het onderzoek naar ouder-kind relaties.
Genetici vergeten vaak dat laatste stuk, pedagogen het eerste stuk. ;)
DNA en omgeving zijn zo met elkaar verweven dat het moeilijk is om onderscheid te maken tussen
de twee.
4. Hormonen en neurotransmitters
Zijn ook eiwitten, worden ook aangemaakt door genen. Wat belangrijk is: kijken naar het verschil
tussen hormonen en neurotransmitters. Zijn beide eiwitten en zorgen gezamenlijk over
informatieoverdracht (communicatie tussen cellen). Dit kan via neuronen: tussen 2 neuronen. Dit
gaat door middel van neurotransmitters→ deze komen vrij wanner actiepotentiaal in presynaptisch
membraan aankomt. Je kan dit zien als een privébericht op whatsapp: hormonen doen een
groepschat.
Hormonen kunnen een heel lichaam in een bepaalde toestand brengen. Dit kan op verschillende
manieren: het kan op grote afstand (chemische stoffen):
- Tussen verschillende soorten: feromonen/allomonen
- Tussen cellen in het lichaam: paracrine (lokaal) of endocrien (lange afstand = hormonaal).
Hypothalamus
Vertaalt hersenprocessen in hormonale secretie.
- Veel connecties met de structuren van het sociale brein
