Dystrofine

Opgave 4 (vraag 22 t/m 25) uit eindexamen Scheikunde VWO 2025 tijdvak 1

Vraag 22

[C] Chemische processen en behoudswetten [C5] Chemisch evenwicht [Polaris] H6: Reactiekinetiek

3p

Dystrofine is een groot eiwit dat ervoor zorgt dat spiercellen na uitrekken weer terugveren en hun stevigheid behouden. In dystrofine kunnen drie belangrijke delen worden aangewezen: domeinen A, B en C. Domein A van dystrofine bindt aan het eiwit actine. In een onderzoek naar deze binding heeft men een verkort dystrofine-eiwit gemaakt dat alleen uit domein A bestaat.

Het binden van actinemoleculen aan moleculen dystrofine-A (Dys-A) kan worden opgevat als een evenwicht (evenwicht 1).

$\text{Actine (aq)} + \text{Dys-A (aq)} \rightleftharpoons \text{Actine-Dys-A (aq)}$ (evenwicht 1)

In een experiment is een oplossing gebruikt met $3,0\ \mu\text{M}$ actine en $6,0\ \mu\text{M}$ dystrofine-A. Toen het evenwicht zich had ingesteld, bleek dat 28% van de actinemoleculen aan moleculen Dys-A was gebonden.

Voer de volgende opdrachten uit:

Geef de evenwichtsvoorwaarde van evenwicht 1.
Bereken de waarde van de evenwichtsconstante van evenwicht 1.

Voor nakijken en persoonlijke tips van de AI-docent: Maak een foto van jouw antwoord of type het in.

Uitleg bij vraag 22

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

Vraag 23

[G] Maatschappij, chemie en technologie [G1] Chemie van het leven [Polaris] H10: Biochemie

2p

In domein B zijn ruim 20 spectrine-repeats aanwezig. Een spectrine-repeat is een deel van de peptideketen waarin alpha-helices in een S-vormige lus zijn gevouwen (figuur 1). De achterzijde van de peptideketen is hierbij weergegeven in het grijs.

[Afbeelding: opgave-4-fig-1.png]

Uit onderzoek aan domein B is gebleken dat dit domein elastische eigenschappen heeft. De elasticiteit wordt toegeschreven aan de vorm van de spectrine-repeats. Elke spectrine-repeat kan uitrekken en weer terugveren. In figuur 1 is dit uitrekken schematisch weergegeven. Als gevolg van het uitrekken verandert de ruimtelijke structuur van de spectrine-repeats.

Leg uit welk(e) structuurkenmerk(en) van een peptideketen is (zijn) veranderd door het uitrekken. Noteer je antwoord als volgt:

De primaire structuur is wel/niet veranderd, omdat...
De secundaire structuur is wel/niet veranderd, omdat...
De tertiaire structuur is wel/niet veranderd, omdat...

Figuur 1 bij vraag 23 van opgave Dystrofine (Scheikunde VWO 2025)

Voor nakijken en persoonlijke tips van de AI-docent: Maak een foto van jouw antwoord of type het in.

Uitleg bij vraag 23

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

Vraag 24

[B] Stoffen en materialen in de chemie [B1] Deeltjesmodellen [Polaris] H10: Biochemie

3p

Domein C verbindt dystrofine met membraan-eiwitten. Hierbij speelt een serine-eenheid in de peptideketen een grote rol. Het H-atoom van de OH-groep in de restgroep van deze serine-eenheid is vervangen door een $PO_{3}^{2-}$ -groep. De covalentie van het P-atoom is 5.

Teken de structuurformule van deze serine-eenheid. Deze eenheid bevindt zich in het midden van de peptideketen. Geef hierbij de niet-bindende elektronenparen en de formele ladingen weer.

Voor nakijken en persoonlijke tips van de AI-docent: Maak een foto van jouw antwoord of type het in.

Uitleg bij vraag 24

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

Vraag 25

[G] Maatschappij, chemie en technologie [G1] Chemie van het leven [Polaris] H10: Biochemie

4p

Dystrofine wordt gecodeerd door één gen. Niet het gehele mRNA wordt uiteindelijk vertaald. Het startcodon van dystrofine bevindt zich namelijk op het codon met base-nummers 209, 210 en 211 van het mRNA. Dit startcodon codeert voor de aminozuureenheid met nummer 1.

Wanneer zich een mutatie bevindt in het gen dat codeert voor dystrofine, heeft dat soms ernstige gevolgen. In figuur 2 is een gedeelte van de mRNA-volgorde bij gezond dystrofine weergegeven en dat gedeelte van de mRNA-volgorde bij een mutatie van de aangegeven base.

[Afbeelding: opgave-4-fig-2.png]

De base met nummer 3396 in gezond mRNA is onderdeel van een codon dat codeert voor een aminozuureenheid in gezond dystrofine.

Voer de volgende opdrachten uit:

Leid af voor welke aminozuureenheid in gezond dystrofine dit codon codeert.
Geef aan wat het gevolg van de mutatie is voor de eiwitsynthese.

Figuur 1 bij vraag 25 van opgave Dystrofine (Scheikunde VWO 2025)

Voor nakijken en persoonlijke tips van de AI-docent: Maak een foto van jouw antwoord of type het in.

Uitleg bij vraag 25

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

Uitleg en antwoorden

Vraag 22

3 punten

maximumscore 3

Een voorbeeld van een juist antwoord is: $K = \frac{[\text{Actine-Dys-A}]}{[\text{Actine}][\text{Dys-A}]}$

$[\text{Actine-Dys-A}] = \frac{28}{100} \times 3,0 \cdot 10^{-6} = 8,4 \cdot 10^{-7}\ (\text{mol L}^{-1})$

$K = \frac{8,4 \cdot 10^{-7}}{(3,0 \cdot 10^{-6} - 8,4 \cdot 10^{-7}) \times (6,0 \cdot 10^{-6} - 8,4 \cdot 10^{-7})} = 7,5 \cdot 10^{4}$

de evenwichtsvoorwaarde [1]
berekening van [Actine-Dys-A] (eventueel impliciet) [1]
rest van de berekening [1]

Uitleg bij vraag 22

Vraag 23

2 punten

maximumscore 2

Een voorbeeld van een juist antwoord is:

De primaire structuur is niet veranderd, omdat de volgorde van de aminozuren blijft bestaan / omdat de peptideketen niet is onderbroken door het uitrekken.
De secundaire structuur is wel veranderd, omdat grote delen van de alpha-helices geheel zijn uitgerekt.
De tertiaire structuur is wel veranderd, omdat de oriëntatie van de alpha-helices (ten opzichte van elkaar) / de vouwing van de peptideketen is veranderd.
uitleg dat de primaire structuur niet is veranderd en dat de secundaire structuur wel is veranderd [1]
uitleg dat de tertiaire structuur is veranderd [1]

Uitleg bij vraag 23

Vraag 24

3 punten

maximumscore 3

Een voorbeeld van een juist antwoord is:

de covalentie van P is 5 en de niet-bindende elektronenparen [1]
de formele ladingen consequent aangegeven [1]
de voortzetting van de peptideketen aangegeven met bijvoorbeeld ~ en de rest van de structuurformule van de serine-eenheid [1]

Antwoordmodel vraag 24 Dystrofine, figuur 1

Uitleg bij vraag 24

Vraag 25

4 punten

maximumscore 4

Een voorbeeld van een juist antwoord is: In het uiteindelijke mRNA bevindt base G zich op plaats $3396 - 208 = 3188$ . Het mRNA is verdeeld in tripletten, dus $\frac{3188}{3} = 1062\frac{2}{3}$ . G is hier dus de $2^{e}$ base van een triplet. De code in gezond mRNA is UGG, dit is de code voor tryptofaan/Trp. In het mRNA met mutatie is het codon dus UAG. Dit is een stopcodon, dus de synthese van dystrofine wordt (te vroeg) afgebroken.

$3396 - 208 = 3188$ [1]
consequente bepaling van het aantal tripletten en de plaats van de gemuteerde base in het triplet [1]
consequente bepaling van het triplet in gezond mRNA en de aminozuureenheid [1]
consequente bepaling van het triplet in het mRNA met mutatie en conclusie over het gevolg van de mutatie [1]

Uitleg bij vraag 25