Bonenziekte

NADPH is de gereduceerde vorm: het draagt energierijke elektronen. Als het die afstaat, ontstaat $\text{NADP}^+$. Dat zie je in afbeelding 1 aan de cirkels van NADPH naar $\text{NADP}^+$. Kijk waar dat gebeurt: bij de vorming van glutathion uit GSSG en bij de vorming van vetzuren uit acetyl-CoA. In beide gevallen wordt een stof opgebouwd. Ook bij de fotosynthese, waar de tekst aan herinnert, levert NADPH elektronen voor de opbouw van glucose. Opbouw van stoffen is assimilatie.

• A Afstaan, assimilatie. Juist.
• B Afstaan, dissimilatie: bij dissimilatie wordt glucose afgebroken en worden elektronen juist opgenomen door $\text{NAD}^+$, dat daarbij NADH wordt.
• C Opnemen, assimilatie: NADPH heeft de elektronen al; $\text{NADP}^+$ is de vorm die ze opneemt.
• D Opnemen, dissimilatie: zowel de richting als het proces is fout.

Volg in afbeelding 1 de lijn van boven naar beneden.

• G6PD zet glucose-6-fosfaat om in 6-fosfaatgluconaat.
• Daarna wordt dat omgezet in pentose en $\text{CO}_2$. Het NADPH dat daarbij ontstaat, wordt gebruikt om van acetyl-CoA vetzuren te maken.
• Werkt G6PD niet, dan is er geen 6-fosfaatgluconaat en valt ook die tweede stap stil. Er is minder NADPH voor de vorming van vetzuren.

• A Neemt toe: er is juist minder NADPH.
• B Neemt af. Juist.
• C Verandert niet: de stap naar vetzuren hangt af van het product van G6PD.

G6PD is een enzym, dus een eiwit. Daarvoor is transcriptie nodig (DNA → mRNA, in de kern) en translatie (aan de ribosomen). Een rijpe rode bloedcel heeft geen kern, dus geen DNA, en ook geen ribosomen. Er kan geen nieuw eiwit worden gemaakt.

Volg wat er gebeurt met de inhoud van de rode bloedcellen.

1. Bij hemolyse komt veel hemoglobine vrij. Dat wordt afgebroken, vooral in de lever en de milt.
2. Bij de afbraak van het heemdeel van hemoglobine ontstaat bilirubine, een gele kleurstof. Normaal voert de lever die af met de gal.
3. Bij veel hemolyse ontstaat meer bilirubine dan de lever kan afvoeren. Het hoopt zich op in het bloed en komt in de huid en het oogwit terecht. Die kleuren daardoor geel.

In de tekst bij vraag 28 staat dat de rode bloedcellen door hemolyse kapotgaan, waardoor bloedarmoede ontstaat. Er is dan minder hemoglobine, dus het bloed kan minder zuurstof vervoeren. De weefsels krijgen te weinig zuurstof. Het lichaam compenseert dat op twee manieren:

• Het hart klopt sneller, zodat het bloed vaker langs de longen en de weefsels stroomt.
• Fabio gaat sneller ademen, zodat de longen meer lucht verversen.

• A Verhoogd, verhoogd. Juist.
• B Verhoogd, verlaagd: een lagere hartslag zou nog minder zuurstof naar de weefsels brengen.
• C Verlaagd, verhoogd: een lagere ademhaling helpt niet bij een zuurstoftekort.
• D Verlaagd, verlaagd: beide veranderingen zouden het tekort groter maken.

Een exon is het deel van een gen dat in het rijpe mRNA terechtkomt en dus codeert voor aminozuren. Elk codon bestaat uit drie basen.

1. Als er één basenpaar wegvalt, verschuift de indeling in codons vanaf die plaats. Alle codons erna worden anders gelezen. Juist.
2. De genetische code is gedegenereerd: de meeste aminozuren hebben meer dan één codon. Zie de tabel met de codons in je informatieboek. Een puntmutatie kan dus een codon opleveren voor hetzelfde aminozuur, of voor een aminozuur dat de werking niet verandert. Onjuist.
3. Een puntmutatie kan een codon veranderen in een stopcodon. De translatie stopt dan te vroeg en er ontstaat geen (volledig) eiwit. Juist.

Het gen ligt op het X-chromosoom. Een zoon krijgt zijn enige X-chromosoom van zijn moeder, een dochter krijgt van elke ouder een X-chromosoom.

• Was Francesca homozygoot voor het gemuteerde allel, dan had elke zoon van haar bonenziekte.
• Haar zoon Q is gezond. Hij heeft dus een niet-gemuteerd allel van haar gekregen: Francesca heeft minstens één gezond allel.
• De dochters P en S zeggen hier niets over: van hun gezonde vader krijgen ze altijd een gezond allel.

Epigenetica gaat over veranderingen in genexpressie (en fenotype) zonder verandering van de basenvolgorde van het DNA. Bij X-inactivatie wordt een van de twee X-chromosomen sterk opgevouwen en worden de genen erop niet meer afgelezen. Het DNA zelf blijft hetzelfde. Wordt bij een draagster vaak het X-chromosoom met het gezonde allel uitgeschakeld, dan is er minder werkzaam G6PD.

Volg het allel van Francesca naar de baby, en vermenigvuldig de kansen.

• S is een dochter van Francesca (draagster) en een gezonde man. Ze krijgt van haar moeder het gemuteerde of het gezonde allel: de kans dat S draagster is, is $\frac{1}{2}$.
• Stella is een dochter van S en een gezonde man. Van haar vader krijgt ze een gezond allel. Als S draagster is, krijgt Stella het gemuteerde allel met kans $\frac{1}{2}$. De kans dat Stella draagster is: $\frac{1}{2} \times \frac{1}{2} = \frac{1}{4}$.
• Een zoon krijgt zijn X-chromosoom van zijn moeder. Als Stella draagster is, krijgt hij het gemuteerde allel met kans $\frac{1}{2}$. Totaal: $\frac{1}{4} \times \frac{1}{2} = \frac{1}{8}$.

• A 0: S en Stella zijn gezond, maar ze kunnen draagster zijn.
• B $\frac{1}{16}$: nog een keer $\frac{1}{2}$ voor de kans op een jongen, maar het is al bekend dat het een jongen is.
• C $\frac{1}{8}$. Juist.
• D $\frac{1}{4}$: de kans dat Stella draagster is; ze moet het allel ook nog doorgeven.
• E $\frac{1}{2}$: dit geldt alleen als Stella zeker draagster is.

Noem de frequentie van het gemuteerde allel $q = 0{,}2$.

• Een vrouw heeft twee X-chromosomen. Ze heeft bonenziekte als ze twee gemuteerde allelen heeft: $q^2 = 0{,}2^2 = 0{,}04$, dus 4%.
• Een man heeft één X-chromosoom. Hij heeft bonenziekte als dat ene allel gemuteerd is: de kans daarop is gewoon $q = 0{,}2$, dus 20%.

Met "laat epigenetische processen buiten beschouwing" bedoelt de vraag dat je draagsters met een tekort door X-inactivatie (vraag 33) niet meetelt.

In de tekst staat dat rode bloedcellen met minder werkzaam G6PD minder gevoelig zijn voor de malariaparasiet. Dragers van het allel overleven daar vaker, krijgen meer nakomelingen en geven het allel vaker door.

• A Gene-flow is uitwisseling van allelen tussen populaties.
• B Het flessenhalseffect is een toevallige verandering na een sterke krimp van de populatie.
• C Het stichtereffect is een toevallige allelfrequentie in een populatie die door een paar individuen is gesticht.
• D Migratie verplaatst allelen. Net als A verklaart dat het verband met malaria niet.
• E Natuurlijke selectie: het allel geeft voordeel waar malaria heerst. Juist.

Bij een allergie reageert het afweersysteem op een onschuldige stof (een allergeen). Er worden antistoffen gemaakt die aan mestcellen binden. Bij een volgend contact geven de mestcellen histamine af, wat de klachten veroorzaakt. Bij bonenziekte gaat het anders: door een mutatie werkt het enzym G6PD minder goed. Stoffen uit tuinbonen veroorzaken reactieve zuurstofmoleculen die de rode bloedcellen beschadigen. Het afweersysteem doet daar niet aan mee.