Practicum: Eiwitsynthese – transcriptie en translatie modelleren – Biologie Klas 4 HAVO

In dit practicum voor klas 4 HAVO modelleer je de twee stappen van eiwitsynthese: transcriptie (DNA → mRNA) en translatie (mRNA → eiwit). Je gebruikt modelstrips of kaarten om het proces stap voor stap te doorlopen en koppelt het aan mutaties en genetische aandoeningen.

Leerdoel

Na dit practicum kun je het proces van transcriptie uitleggen (template-streng, RNA-polymerase, mRNA), de translatie beschrijven (ribosoom, tRNA, codons, anticodons, aminozuurketen), het genetisch woordenboek (codon-tabel) gebruiken, een mutatie doorrekenen en de gevolgen voor het eiwit beschrijven.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: HAVO klas 4 | Vak: Biologie | Domein: M (Molecuul- en celniveau) | Transcriptie, translatie, mRNA, codon, anticodon, tRNA, ribosoom, mutatie, genetisch woordenboek

Benodigdheden

• DNA-modelstrip of kaartjes met bases (A, T, G, C en A, U, G, C)
• Codon-tabel (genetisch woordenboek, BINAS tabel 67 of schoolversie)
• Werkblad met DNA-coderende streng en opdrachten

Achtergrondinformatie

Transcriptie: DNA-template-streng → pre-mRNA → mRNA (in de kern). Basispaar in DNA: A-T en G-C. mRNA-bases: A, U, G, C (U vervangt T). Translatie: mRNA → ribosoom leest codons (3 bases = 1 aminozuur). tRNA draagt anticodon (complementair aan codon) + bijbehorend aminozuur. Start-codon: AUG (methionine). Stop-codons: UAA, UAG, UGA (geen aminozuur). Mutatie: verandering in de DNA-basensequentie. Puntmutatie: één base gewijzigd (silent, missense of nonsense). Inserties/deleties: frameshift.

Werkwijze

Stap 1 – Transcriptie

Gegeven DNA-coderingsstreng (5′ → 3′): TAC-GGT-ACC-CAT-ATT-ACG-ACT

1. Schrijf de complementaire template-streng op (3′ → 5′).
2. Schrijf het mRNA op dat wordt geproduceerd (5′ → 3′): vervang T door U.

Stap 2 – Translatie

1. Gebruik de codon-tabel. Zoek per codon het aminozuur op. Schrijf de aminozuurvolgorde op.
2. Welk codon is het start-codon? Welk codon is het stop-codon?

Stap 3 – Mutatie doorrekenen

1. Vervang de 5e base van de template-streng (G → A). Schrijf het nieuwe mRNA en de nieuwe aminozuurketen op. Wat verandert er?

Codon-tabel (fragment)

Verwerkingsvragen

1. Schrijf de volledige aminozuurketen voor de bovengenoemde DNA-sequentie op.
2. Een puntmutatie verandert het codon GGA in GUA. Welk aminozuur verandert? Wat voor mutatie is dit?
3. Een insertiemutatie voegt één extra base in na het 4e nucleotide. Verklaar de gevolgen.

Uitwerking

V1: DNA-coderende streng: TAC-GGT-ACC-CAT-ATT-ACG-ACT. Template-streng (3′→5′): ATG-CCA-TGG-GTA-TAA-TGC-TGA. mRNA (5′→3′): AUG-GGU-ACC-CAU-AUU-ACG-ACU. Aminozuren: Met-Gly-Thr-His-Ile-Thr-Thr (de reeks stopt bij stop-codon of bij het einde).

V2: GGA codeert voor Glycine; GUA codeert voor Valine. Het Glycine-aminozuur wordt vervangen door Valine → missense-mutatie. De eiwitketen heeft een ander aminozuur op die positie, wat de 3D-structuur en functie kan beïnvloeden.

V3: Een insertiemutatie na het 4e nucleotide veroorzaakt een frameshift-mutatie. Alle codons na de insertie worden verscho-ven → alle aminozuren daarna veranderen. Het eiwit wordt waarschijnlijk sterk veranderd of niet-functioneel. Als ook een stop-codon in het nieuwe frame opduikt, wordt het eiwit prematuur afgebroken.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert DNA-modelkits, codon-tabelkaarten en eiwitsynthese-modelsets voor moleculaire biologiepraktika in het voortgezet biologieonderwijs.

Bekijk het assortiment of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.