F1.1 – Samenvatting

Erfelijkheid en evolutie

Iedereen lijkt een beetje op zijn ouders, maar is toch ook weer uniek. Dat komt doordat erfelijke eigenschappen worden doorgegeven van de ene generatie op de volgende. Dit gebeurt via het erfelijk materiaal dat in de chromosomen zit. Erfelijkheid betekent dat bepaalde kenmerken, zoals oogkleur, haarkleur of bloedgroep, worden doorgegeven van ouders aan hun kinderen.

In sommige situaties is het belangrijk om goed te weten hoe erfelijkheid werkt. Bijvoorbeeld als er in een familie erfelijke ziektes voorkomen, zoals taaislijmziekte of spierziekten. In zulke gevallen kan het verstandig zijn om genetisch advies in te winnen. Een arts of specialist kan dan uitleggen hoe groot de kans is dat kinderen deze ziekte ook krijgen. Soms wordt er tijdens een zwangerschap prenataal onderzoek gedaan, bijvoorbeeld met een vlokkentest of vruchtwaterpunctie, om te kijken of het ongeboren kind een erfelijke aandoening heeft.

Hoe worden erfelijke eigenschappen doorgegeven?

In elke lichaamscel zitten chromosomen. Dat zijn draden die gemaakt zijn van DNA, waarin de erfelijke informatie ligt opgeslagen. Elk chromosoom bevat genen. Een gen is een stukje DNA dat informatie heeft voor één erfelijke eigenschap, bijvoorbeeld voor haarkleur of bloedgroep.

De meeste cellen in je lichaam bevatten paren chromosomen. Mensen hebben 46 chromosomen in totaal, dus 23 paren. Eén chromosoom komt van je vader, het andere van je moeder. In geslachtscellen (zaadcellen en eicellen) zit van elk chromosoom maar één exemplaar. Dat heet een enkelvoudige set chromosomen. Bij de bevruchting smelten de zaadcel en de eicel samen, waardoor de nakomeling weer een volledig paar chromosomen heeft.

Er zijn ook geslachtschromosomen die bepalen of je een jongen of een meisje bent. Een vrouw heeft twee X-chromosomen (XX), een man heeft een X- en een Y-chromosoom (XY). Het zaadcelletje bepaalt uiteindelijk of het kind een jongen of een meisje wordt.

Verschillende soorten genen en hoe ze werken?

Genen kunnen dominant of recessief zijn. Een dominant gen overheerst altijd over een recessief gen. Een recessief gen komt alleen tot uiting als er geen dominant gen aanwezig is.

1. Genotype: de erfelijke informatie die in de genen zit (bijvoorbeeld Aa, AA of aa).
2. Fenotype: hoe die informatie er aan de buitenkant uitziet (bijvoorbeeld bruine ogen of blauwe ogen).
3. Homozygoot: twee dezelfde genen voor een eigenschap (AA of aa).
4. Heterozygoot: twee verschillende genen voor een eigenschap (Aa).

Soms zie je bij een heterozygoot organisme niet één duidelijke eigenschap, maar een mengvorm. Dat heet intermediaire erfelijkheid. Bijvoorbeeld als een rode bloem en een witte bloem samen nakomelingen geven met roze bloemen.

Celdeling: mitose en meiose

In het lichaam vinden twee soorten celdeling plaats: mitose en meiose.

1. Mitose is gewone celdeling. Hierbij maakt een cel een exacte kopie van zichzelf, met precies dezelfde erfelijke informatie. Dit gebeurt bij groei, herstel en vervanging van cellen. Het aantal chromosomen blijft gelijk (46).
2. Meiose is reductiedeling. Hierbij worden geslachtscellen gevormd (zaadcellen en eicellen). Het aantal chromosomen wordt gehalveerd (23). Bij de bevruchting worden deze weer samengevoegd tot 46 chromosomen.

Mitose zorgt dus voor groei en herstel, meiose voor de vorming van nieuwe geslachtscellen.

Hoe kun je erfelijkheid berekenen?

Met een kruising kun je berekenen hoe groot de kans is dat een eigenschap bij de nakomelingen voorkomt. Dit wordt bijvoorbeeld gedaan bij plantenveredeling of bij onderzoek naar erfelijke ziektes. Vaak teken je hierbij een kruisingsschema of een stamboom, zodat je kunt zien hoe eigenschappen worden doorgegeven.

Bij een monohybride kruising kijk je naar één eigenschap tegelijk, bijvoorbeeld de oogkleur. Je kunt dan de kans berekenen dat een kind bijvoorbeeld blauwe ogen krijgt.

Voorbeeld
We bekijken de erfelijke eigenschap ‘oogkleur’ bij een denkbeeldig diersoort. Wat is de kans dat hun nakomeling blauwe ogen heeft?

1. Bruine ogen (B) is dominant.
2. Blauwe ogen (b) is recessief.

Een heterozygote ouder (Bb) heeft bruine ogen, maar draagt het gen voor blauwe ogen. Een andere heterozygote ouder (Bb) heeft ook bruine ogen.

	B (ouder 1)	b (ouder 1)
B (ouder 2)	BB	Bb
b (ouder 2)	Bb	bb

Uitkomst

1. BB → bruine ogen (homozygoot dominant)
2. Bb → bruine ogen (heterozygoot)
3. bb → blauwe ogen (homozygoot recessief)

Aantal combinaties in totaal: 4
Waarvan met blauwe ogen (bb): 1 van de 4

Kans op blauwe ogen = 1/4 = 25%
Kans op bruine ogen = 3/4 = 75%

Mutaties en invloeden van buitenaf

Soms verandert er iets in het DNA. Zo’n verandering heet een mutatie. Een mutatie kan spontaan ontstaan, bijvoorbeeld tijdens de celdeling. Maar bepaalde stoffen, zoals chemische stoffen of straling (bijvoorbeeld röntgenstraling of UV-straling), kunnen de kans op mutaties vergroten.

Niet alle mutaties zijn erg. Soms hebben ze geen effect, soms zorgen ze voor een nuttige verandering, maar ze kunnen ook zorgen voor ziektes of afwijkingen.

Evolutie: veranderingen door de tijd

Volgens de evolutietheorie ontstaan nieuwe soorten doordat erfelijke eigenschappen in de loop van de tijd veranderen. Dit komt vooral door mutaties en natuurlijke selectie. Bij natuurlijke selectie hebben de individuen met de gunstigste eigenschappen de meeste kans om te overleven en zich voort te planten. Hierdoor worden de handige eigenschappen steeds vaker doorgegeven.

Een voorbeeld is de lange nek van giraffen: giraffen met een langere nek konden beter bij het voedsel komen en kregen daardoor meer nakomelingen. Die eigenschap werd daardoor steeds vaker doorgegeven.

Naast natuurlijke selectie bestaat ook kunstmatige selectie. Hierbij kiezen mensen bewust welke dieren of planten zich mogen voortplanten, bijvoorbeeld koeien die veel melk geven of planten met mooie bloemen.

Met behulp van stambomen kun je onderzoeken hoe soorten verwant zijn aan elkaar. Dit kan bij dieren, planten, maar ook bij mensen.