De erfelijke oorzaak van de ziekte van Kennedy is bekend. Het gen dat de code bevat voor de testosteron-receptor (het AR-gen) is gemuteerd. De testosteron-receptor is een eiwit dat een belangrijke rol speelt in processen die door testosteron geregeld worden.

Het AR-gen bevat een repeat: een stuk DNA waar de nucleotidenvolgorde CAG een aantal maal herhaald wordt. Bij patiënten zoals Johan worden deze drie nucleotiden tussen 38 tot 60 keer herhaald. Bij gezonde personen is dit nooit meer dan 36 keer.

De repeat in het AR-gen leidt tot een mRNA-molecuul met een herhaling van CAG-codons. Hierdoor bevat de testosteron-receptor een reeks van

een bepaald aminozuur die bij Johan langer is dan bij gezonde personen.

Welk aminozuur komt in die lange reeks voor?

Om het effect van de afwijkende vorm van de testosteron-receptor te onderzoeken, werden muizen met het afwijkende AR-gen onderzocht. Uit verschillende weefsels werd RNA geïsoleerd en geanalyseerd. Hieruit bleek van welke genen veel RNA aanwezig is in de cellen van de verschillende weefsels.

Welk proces dat in cellen plaatsvindt, werd met dit onderzoek onderzocht?

Door binding van testosteron aan de afwijkende testosteron-receptor hoopt het eiwit CGRP1 zich op in de cellichamen van de motorische zenuwcellen die bij de ziekte van Kennedy zijn aangetast. Deze ophoping kan met antistoffen in microscopische preparaten van zenuwweefsel van de muizen worden aangetoond (afbeelding 1).

In afbeelding 2 is een schematische doorsnede van het ruggenmerg weergegeven.

Met welke letter is het gedeelte aangegeven waaruit het weefsel in de preparaten afkomstig is?

Om te onderzoeken of ophoping van het CGRP1-eiwit door de afwijkende testosteron-receptor wordt veroorzaakt, is een tweede experiment uitgevoerd. In dit experiment werden muizen met het afwijkende AR-gen gebruikt waarbij de teelballen waren verwijderd. In de zenuwcellen van deze muizen werd geen ophoping van het CGRP1-eiwit geconstateerd.

Welke uitleg geeft op de juiste manier weer dat dit resultaat de hypothese ondersteunt dat de afwijkende testosteron-receptor leidt tot de ophoping van het CGRP1-eiwit.

De ziekte van Kennedy is een erfelijke ziekte die wordt veroorzaakt door een X-chromosomaal recessief allel. De ziekte is nu niet te genezen. In de toekomst is behandeling misschien mogelijk met behulp van gentherapie.

Welke aanpassing in het DNA zou de effecten van de aandoening kunnen verminderen met daarbij de minste bijwerkingen?

Medicijnen die terechtkomen in afvalwater kunnen onverwachte ecologische effecten hebben. Dat schrijven Zweedse onderzoekers in het tijdschrift Science op basis van onderzoek aan baarzen.

De onderzoekers ontdekten dat baarzen (afbeelding 1) meer en sneller eten en roekelozer worden onder invloed van het middel oxazepam. Dit kalmeringsmiddel wordt door mensen gebruikt om angstgevoelens te verminderen. De stof komt via de menselijke urine echter onbedoeld ook terecht in het aquatische milieu.

De onderzoekers stelden baarzen bloot aan hoeveelheden van het middel zoals die ook in het milieu voorkomen. Daaruit bleek dat kleine hoeveelheden van dit medicijn al voldoende zijn om het gedrag van de baarzen te beïnvloeden. Dat kan volgens de onderzoekers leiden tot

veranderingen in de soortensamenstelling van het ecosysteem waarvan deze baarzen deel uitmaken.

Wat is een verklaring voor het feit dat de concentratie oxazepam in baarzen lager zal zijn dan in een mens die oxazepam gebruikt?

Oxazepam is een direct werkend kalmeringsmiddel en helpt gevoelens van angst en spanning te verminderen. In de hersenen versterkt oxazepam de werking van de remmende neurotransmitter GABA.

Remt of stimuleert oxazepam het ontstaan van impulsen? En, op welke plek in de hersenen vindt dit proces plaats?

De piek in werkzaamheid van oxazepam wordt bereikt na ongeveer 3 uur en het werkt tot ongeveer 6 uur na inname. Na deze periode is het middel uitgewerkt doordat een gedeelte door het lichaam is omgezet in een nietwerkzame stof en een gedeelte zonder omzetting is uitgescheiden.

In welk orgaan wordt, na opname in het bloed, de meeste oxazepam omgezet?

Bij gebruik volgens de bijsluiter scheiden de nieren het geneesmiddel vrij snel uit. Bij een overdosis wordt daarom geadviseerd veel water te drinken.

Twee mechanismen in de nieren zijn:

1 Door een grotere vochtopname wordt in de kapsels van Bowman meer voorurine gevormd.

2 Door een verhoogde afgifte van ADH wordt er in de nierkanaaltjes meer vocht teruggeresorbeerd (gereabsorbeerd).

Welk mechanisme verklaart of welke mechanismen verklaren de snelle uitscheiding van oxazepam na veel drinken?

De meeste slakken hebben een rechtsdraaiend slakkenhuis. Een linksdraaiend huisje is een zeldzaamheid.

Slakken met linksdraaiende huisjes zijn over het algemeen in het nadeel. De ligging van de geslachtsopening van de slak maakt namelijk alleen paring tussen slakken met overeenkomstige huisjes mogelijk. En aangezien er nauwelijks slakken met linksdraaiende huisjes zijn, is de kans klein dat zij een geschikte partner vinden. Japanse onderzoekers waren dan ook verbaasd toen ze in een populatie Satsuma-slakken relatief veel linksdraaiende huisjes aantroffen.

Waarschijnlijk komt dit door selectiedruk, veroorzaakt door de slakkenetende slang Pareas iwasakii. De draairichting van een slakkenhuis wordt door slechts één gen bepaald.

Het ontstaan van de draairichting van het slakkenhuis bij een embryo hangt alleen af van het genotype van de moederslak. Als de moederslak ten minste eenmaal het autosomale allel H voor linksdraaiende slakkenhuizen in haar genotype heeft, dan delen de cellen van het embryo zich volgens een afwijkend patroon, waardoor een linksdraaiende variant ontstaat (afbeelding 2).

Drie slakken en hun genotype zijn:

− P, een mannetjesslak met genotype HH;

− Q, een vrouwtjesslak met genotype HH;

− R, een mannetjesslak met genotype Hh.

Welke van deze slakken hebben zeker een linksdraaiend huisje?

Een heterozygoot vrouwtje paart met een homozygoot recessief mannetje.

Hoeveel procent van de vrouwelijke nakomelingen die hieruit ontstaan, zal zelf nakomelingen met linksdraaiende huisjes krijgen?

Je zou kunnen stellen dat de slakken met linksdraaiende huisjes uit een bepaald gebied tot een aparte populatie behoren, omdat ze zich niet meer voortplanten met slakken met rechtsdraaiende huisjes uit hetzelfde gebied. Na verloop van tijd zullen in de populatie slakken met linksdraaiende huisjes andere mutaties in genen voorkomen dan in de populatie slakken met rechtsdraaiende huisjes. Hierdoor bestaat de kans dat er versnelde soortvorming optreedt.

Welk voorbeeld hieronder is de juiste beschrijving van een andere oorzaak waardoor twee populaties van dezelfde slakkensoort zich niet meer met elkaar voortplanten?

In een populatie slakken treden in de loop van de tijd veranderingen op in de genen.

Welke bewering hierover is juist?

De Japanse slakken worden gegeten door Pareas iwasakii, een slakkenetende slang met een asymmetrische kaak: de ene kant heeft veel meer tanden dan de andere kant. Door deze verdeling van tanden kan de slang een slak makkelijker uit een rechtsdraaiend huisje trekken dan uit een linksdraaiend huisje.

De onderzoekers formuleerden de volgende hypothese: Predatie door de slang Pareas iwasakii leidt tot positieve selectie van slakken met linksdraaiende huisjes.

Om hun hypothese te testen lieten de onderzoekers slakken met linksdraaiende huisjes en slakken met rechtsdraaiende huisjes los in glazen bakken met de slakken-etende slangen. De resultaten van dit onderzoek bevestigden de hypothese.

Welk resultaat vonden de onderzoekers?