Gentherapie nagemaakt

Opgave 3 (vraag 19 t/m 28) uit eindexamen Biologie VWO 2024 tijdvak 2

Bij elke vraag: uitleg stap voor stap, het antwoordmodel en feedback van de AI-docent.

Vraag 19

[O] Orgaan- en organismeniveau [O1] Stofwisseling van het organisme [Biologie voor Jou] H12: Voeding en Vertering [Nectar] H11: Voeding en vertering

De gentherapie Glybera was effectief bij mensen met lipoproteïnelipase-deficiëntie, een zeldzame stofwisselingsziekte waarbij de stofwisseling van vetten is verstoord. Maar vanwege de hoge kosten is Glybera van de markt gehaald. Een groep onafhankelijke biologen maakt nu een alternatief voor deze gentherapie.

Het vervoer van vetten in de bloedbaan vindt onder andere plaats door chylomicronen. Chylomicronen zijn lipoproteïnen die worden gemaakt door de darmepitheelcellen. Voor de productie van chylomicronen worden de verteringsproducten van vetten gebruikt. In afbeelding 1 is de vorming van chylomicronen door een darmepitheelcel weergegeven. Daarin zijn proces P en de onderdelen Q, R en S aangegeven.

Voor proces P zijn stoffen nodig die worden geproduceerd door een bepaald orgaan.

Noteer de naam van proces P. Noteer de naam van het orgaan waar de stoffen worden geproduceerd die betrokken zijn bij dit proces.

Klaar met deze vraag?

Of laat de AI-docent jouw antwoord nakijken:

Uitleg bij vraag 19

Kom je er niet uit? Begin met een hint. Klaar? Bekijk stap voor stap hoe je alle punten haalt.

Vraag 20

[M] Molecuul- en celniveau [M2] Stofwisseling van de cel [Biologie voor Jou] H12: Voeding en Vertering [Nectar] H11: Voeding en vertering

Darmepitheelcellen nemen de producten van de vetvertering op. In afbeelding 1 is te zien dat een deel van deze producten onbewerkt wordt afgevoerd en dat een ander deel wordt bewerkt tot chylomicronen.

Noteer de letters Q, R en S onder elkaar en noteer de naam van het bijbehorende onderdeel erachter.

Klaar met deze vraag?

Of laat de AI-docent jouw antwoord nakijken:

Uitleg bij vraag 20

Kom je er niet uit? Begin met een hint. Klaar? Bekijk stap voor stap hoe je alle punten haalt.

Vraag 21

[M] Molecuul- en celniveau [M2] Stofwisseling van de cel [Biologie voor Jou] H13: Transport [Nectar] H11: Voeding en vertering

In de haarvaten van actieve weefsels worden de vetten in de chylomicronen afgebroken door het enzym lipoproteïnelipase (LPL). LPL wordt gemaakt door cellen van verschillende weefsels (zoals vetweefsel en spierweefsel), waarna het wordt afgegeven in de bloedbaan. Daar hecht LPL zich aan het celmembraan van de endotheelcellen. Het enzym breekt vanuit die positie de triglyceriden in de chylomicronen af, waarna de producten (monoglyceriden en vetzuren) door het weefsel kunnen worden opgenomen (afbeelding 2).

De vetzuren en monoglyceriden die na LPL-activiteit opgenomen kunnen worden, kunnen onder andere gebruikt worden voor de synthese van triglyceriden (vet). De vetzuren kunnen ook op een andere manier gebruikt worden.

Hierover worden de volgende uitspraken gedaan:

Vetzuren kunnen worden gebruikt voor

de vorming van acetyl-CoA in de mitochondria.
de synthese van eiwitten aan de ribosomen.
de opbouw van membranen voor organellen.

Schrijf de nummers 1, 2 en 3 onder elkaar en noteer erachter of de betreffende uitspraak juist of onjuist is.

Figuur 1 bij vraag 21 van opgave Gentherapie nagemaakt (Biologie VWO 2024)

Klaar met deze vraag?

Of laat de AI-docent jouw antwoord nakijken:

Uitleg bij vraag 21

Kom je er niet uit? Begin met een hint. Klaar? Bekijk stap voor stap hoe je alle punten haalt.

Vraag 22

[O] Orgaan- en organismeniveau [O1] Stofwisseling van het organisme [Biologie voor Jou] H13: Transport [Nectar] H10: Bloedsomloop

Bij mensen met LPL-deficiëntie veroorzaakt een normaal dieet een veel te hoog triglyceridegehalte in het bloed. Een hoog triglyceridegehalte van het bloed is zichtbaar na centrifugeren. De fractie waarin de chylomicronen zich bevinden, is dan anders van kleur dan normaal. In afbeelding 3 is een buisje normaal bloed voor en na centrifugeren weergegeven. De fracties na centrifugeren zijn aangegeven met P en Q.

Bloed bevat onder andere plasma, rode bloedcellen en witte bloedcellen.

Schrijf de letters P en Q onder elkaar en noteer erachter welk of welke van de bovenstaande bloedbestanddelen in de betreffende fractie aanwezig is of zijn.

Noteer ook in welke fractie de chylomicronen zich zullen bevinden.

Figuur 1 bij vraag 22 van opgave Gentherapie nagemaakt (Biologie VWO 2024)

Klaar met deze vraag?

Of laat de AI-docent jouw antwoord nakijken:

Uitleg bij vraag 22

Kom je er niet uit? Begin met een hint. Klaar? Bekijk stap voor stap hoe je alle punten haalt.

Vraag 24

[O] Orgaan- en organismeniveau [O1] Stofwisseling van het organisme [Biologie voor Jou] H10: DNA [Nectar] H17: DNA

Bij de behandeling met Glybera wordt een functioneel LPL-gen ingebracht. Hierbij is een virus de vector. Dit virus maakt niet ziek en vermenigvuldigt zich niet, maar brengt enkel het functionele LPL-gen in de kern van spiercellen. Daar blijft het gen los in de kern aanwezig. Na injecties met Glybera op zo'n zestig verschillende plaatsen in de beenspieren kan LPL-deficiëntie worden genezen.

Beredeneer waarom de injecties met Glybera in het beenspierweefsel volstaan om in het hele lichaam voldoende LPL-activiteit te bereiken.

Klaar met deze vraag?

Of laat de AI-docent jouw antwoord nakijken:

Uitleg bij vraag 24

Kom je er niet uit? Begin met een hint. Klaar? Bekijk stap voor stap hoe je alle punten haalt.

Vraag 26

[M] Molecuul- en celniveau[M8] Selectie[Biologie voor Jou] H10: DNA [Nectar] H17: DNA

De onafhankelijke biologen beweren dat ze op basis van de literatuur over Glybera een alternatief voor de therapie hebben gemaakt: Slybera. Ze plaatsten het LPL-gen in een plasmide en brachten die in bij E. coli. Vervolgens lieten de biologen de E. coli zich vermeerderen. Daarna werden de plasmiden uit de bacteriën gehaald en werd een bepaalde stof toegevoegd om de plasmide in twee delen te splitsen (afbeelding 4). Daarmee werden de overbodige delen uit de plasmide verwijderd en bleef een zo klein mogelijk relevant deel over: de minicircle. Na zuivering konden de minicircles worden geoogst en ingebracht in cellen. De minicircles werden niet in het DNA opgenomen.

De biologen hebben aangetoond dat cellen van een zoogdier waarin de minicircles zijn ingebracht, het transgen tot expressie brengen.

De plasmide met transgen bevat onder andere de volgende delen:

het LPL-gen
een gen voor antibioticum-resistentie
een promotor voor het LPL-gen
de bindingsplaats voor prokaryoot DNA-polymerase

Schrijf de nummers 1 tot en met 4 onder elkaar en noteer erachter of het betreffende deel wel of niet in de minicircle aanwezig zal zijn.

Figuur 1 bij vraag 26 van opgave Gentherapie nagemaakt (Biologie VWO 2024)

Klaar met deze vraag?

Of laat de AI-docent jouw antwoord nakijken:

Uitleg bij vraag 26

Kom je er niet uit? Begin met een hint. Klaar? Bekijk stap voor stap hoe je alle punten haalt.

Vraag 27

[A] Vaardigheden [Biologie voor Jou] H10: DNA [Nectar] H3: Wetenschappelijk onderzoek

De biologen zijn van plan om Slybera uiteindelijk te verstrekken aan patiënten met LPL-deficiëntie, maar dan moeten de kwaliteit en veiligheid gegarandeerd zijn. Ze zoeken daarom de hulp van andere onderzoekers voor de volgende stappen die moeten worden gedaan, zoals het uitvoeren van dierproeven. Onderzoekers ontwerpen een experiment om de effectiviteit van Slybera op muizen te testen. Ze gebruiken 40 LPL-deficiënte muizen.

Beschrijf het experiment.

Geef aan welke behandeling de muizen krijgen.
Noteer welke metingen moeten worden gedaan bij de muizen.

Klaar met deze vraag?

Of laat de AI-docent jouw antwoord nakijken:

Uitleg bij vraag 27

Kom je er niet uit? Begin met een hint. Klaar? Bekijk stap voor stap hoe je alle punten haalt.

Vraag 28

[P] Populatie- en ecosysteemniveau [P4] Soortvorming [Biologie voor Jou] H4: Evolutie [Nectar] H7: Evolutie

LPL-deficiëntie erft recessief over. De frequentie van het allel dat verantwoordelijk is voor het ontstaan van LPL-deficiëntie is 0,001.

Bereken hoeveel mensen in Nederland geholpen zouden kunnen worden met Slybera. Ga ervan uit dat de regel van Hardy-Weinberg van toepassing is en dat het bevolkingsaantal van Nederland 18 miljoen is.

Klaar met deze vraag?

Of laat de AI-docent jouw antwoord nakijken:

Uitleg bij vraag 28

Kom je er niet uit? Begin met een hint. Klaar? Bekijk stap voor stap hoe je alle punten haalt.

Uitleg en antwoorden

Vraag 19

2 punten

maximumscore 2

(proces P:) emulgeren (van vet waardoor vetdruppeltjes ontstaan) [1]
(de) lever [1]

Uitleg bij vraag 19

Vraag 20

2 punten

maximumscore 2

Q: golgi-systeem
R: haarvat/bloedvat/(poort)ader
S: lymfevat/borstbuis

indien drie letters correct: [2] indien twee letters correct: [1] indien minder dan twee letters correct: [0]

Uitleg bij vraag 20

Vraag 21

2 punten

maximumscore 2

1 juist 2 onjuist 3 juist

indien drie nummers correct: [2] indien twee nummers correct: [1] indien minder dan twee nummers correct: [0]

Uitleg bij vraag 21

Vraag 22

2 punten

maximumscore 2

P (bloed)plasma en chylomicronen
Q witte bloedcellen en rode bloedcellen
de juiste bloedbestanddelen bij de fracties [1]
chylomicronen alleen bij dezelfde fractie als bloedplasma [1]

Uitleg bij vraag 22

Vraag 23

2 punten

maximumscore 2

1 lipase [1]
2 insuline [1]

Uitleg bij vraag 23

Vraag 24

2 punten

maximumscore 2

Uit het antwoord moet blijken dat

het spierweefsel dan LPL (maakt op basis van het ingebrachte gen en dit) afgeeft aan het bloed. [1]
(het LPL meereist met het bloed, waarna) het zich ook in andere weefsels / delen van het lichaam hecht aan het endotheel. [1]

Opmerkingen Aan het antwoord dat het spierweefsel dan LPL afgeeft aan het bloed en dat dit lokaal zoveel LPL-activiteit heeft, dat voldoende afbraakproducten van chylomicronen ter beschikking komen aan alle lichaamscellen, 2 scorepunten toekennen. Aan het antwoord dat het virus meereist met het bloed en ook andere cellen infecteert die vervolgens LPL aanmaken en afgeven aan het bloed, in totaal 1 scorepunt toekennen.

Uitleg bij vraag 24

Vraag 25

1 punt

maximumscore 1

Uit het antwoord moet blijken dat een afweerreactie tegen het virus (in Glybera) geremd moet worden.

Uitleg bij vraag 25

Vraag 26

2 punten

maximumscore 2

1 wel 2 niet 3 wel 4 niet

indien vier nummers correct: [2] indien drie nummers correct: [1] indien minder dan drie nummers correct: [0]

Uitleg bij vraag 26

Vraag 27

2 punten

maximumscore 2

voorbeelden van een juist experiment:

De ene groep krijgt injecties met een vloeistof met Slybera in de pootspieren, de andere groep krijgt dezelfde behandeling met alleen de vloeistof. Wekelijks wordt bloed afgenomen en hierin wordt de hoeveelheid triglyceriden bepaald.
De groep muizen wordt in twee gedeeld. De ene helft krijgt het LPL-gen, de andere helft krijgt geen LPL-gen toegediend. Na verloop van tijd wordt de hoeveelheid vet in het bloed van de twee groepen muizen vergeleken.

Uit het antwoord moet blijken dat

de ene helft (injecties met) het LPL-gen krijgt en de andere helft een controle-behandeling (en de overige omstandigheden blijven gelijk). [1]
na enige tijd de hoeveelheid vet/triglyceriden/chylomicronen in het bloed wordt bepaald. / na enige tijd de LPL-activiteit wordt bepaald. [1]

Opmerking Het al dan niet toedienen van immunosuppressiva niet in de beoordeling meenemen.

Uitleg bij vraag 27

Vraag 28

2 punten

maximumscore 2

voorbeelden van een juiste berekening:

$q=0,001$ , $q^{2}=0,000001$ [1]
$0,000001 \times 18.000.000$ inwoners $= 18$ mensen [1]
$0,001 \times 0,001 \times 18.000.000 = 18$
het juist berekenen van het aandeel homozygoot recessieve individuen in de populatie / van $q^{2}$ [1]
het vermenigvuldigen met 18 miljoen en een bijpassend antwoord [1]

Opmerking Als de kandidaat de letter p gebruikt voor weergave van het recessieve allel met een verder juiste berekening, dit niet aanrekenen.

Uitleg bij vraag 28

Volgende opgave: Slaap herstelt DNA →