(Kosmische) straling en organismen Door: Judith Heller Caitlin Verbrugge Isis van Gemert

Inhoud ❈ DNA, chromosomen en genen ❈Genetische code ❈Invloed van straling op DNA ❈Mutaties ❈Evolutie ❈Bescherming tegen schadelijke straling ❈Proefje zonnebrandcrème

DNA, chromosomen en genen ❈Chromosomen zijn dunne draden, die alleen tijdens het delen van een cel zichtbaar zijn. Bij een mens zitten er 46 chromosomen in een celkern, waarvan er steeds 2 dezelfde zijn, dus 23 chromosoomparen. in geslachtscellen komen chromosomen enkelvoudig voor. Een chromosoom bestaat uit heel veel genen. In een gen zit de stof DNA. DNA bevat de informatie voor al je erfelijke eigenschappen. Een enkele celkern bevat de complete informatie voor alle erfelijke eigenschappen van een organisme. ❈Genen kunnen aan en uit staan. Voorbeeld: een persoon heeft een wipneus. Die informatie staat in de genen. De cellen in de neus hebben die informatie nodig en de cellen in de oren niet. De genen voor wipneus staan dus aan in de neus en uit in de oren. Als een gen aanstaat kan hij een klein beetje actief tot erg actief zijn.

Genetische code ❈Een gen is een stuk DNA op een chromosoom. Een gen bevat de informatie voor een erfelijke eigenschap. Deze eigenschappen liggen vast in de volgorde van DNA traptreden. Die treden zijn belangrijk. Die bevatten namelijk een code. ❈Iedere trede bestaat uit twee bouwstenen. Er zijn treden die bestaan uit een A en een T, en er zijn treden die bestaan uit een C en een G. Die letters – A, C, G en T – zijn eigenlijk afkortingen voor vier verschillende chemische stoffen: Adenine, Guanine, Thymine en Cytosine. Elke traptree bestaat uit twee van die stoffen. Je zult nooit dezelfde stoffen tegenover elkaar vinden. Dat betekent dat Adenine alleen aan Thymine bindt en Guanine alleen aan Cytosine bindt. In dit plaatje worden voor die verschillende stoffen verschillende kleuren gebruikt. Die kleuren heeft DNA in het echt natuurlijk niet. ❈Er zit geen regelmaat in deze treden, het is niet zo dat er na een blauwgroene tree altijd een rood-witte tree komt. Het is net alsof de treden volkomen willekeurig in de trap zijn getimmerd. de volgorde van de traptreden van het DNA bepaalt dat iemand bruine ogen heeft. En een wipneus. En aanleg voor voetbal. En allerlei andere eigenschappen die je van je vader en je moeder hebt geërfd ❈Kortom: DNA bevat informatie in de vorm van een code. In die code zitten berichten voor de cellen verstopt. Omdat er heel veel informatie nodig is om een mens te laten functioneren, heeft het DNA dan ook heel veel traptreden (in iedere kern ongeveer 3.000.000.000).

Invloed van straling op DNA ❈Mensen worden voortdurend aan natuurlijke straling blootgesteld. Een deel daarvan is afkomstig uit het heelal (kosmische straling). ❈Radioactieve elementen zijn vaak in gesteenten en delfstoffen aanwezig. Deze elementen komen in allerlei stoffen terecht, zoals voedingsstoffen en bouwmaterialen. Naast deze natuurlijke vormen van straling worden mensen blootgesteld aan straling afkomstig uit kunstmatige bronnen, zoals de omgevingsstraling die het gevolg is van kernproeven en straling die door allerlei medische proeven en behandelingen is veroorzaakt. Een gemiddeld persoon ontvangt per jaar een stralingsdosis van ongeveer 3 à 4 mSv (millisievert) De Sievert is genoemd naar een Zweedse wetenschapper die zich heeft ingezet voor de invoering en verdere ontwikkeling van de stralingsbescherming, (symbool Sv) en is de eenheid voor de dosis straling waaraan een mens in een bepaalde periode is blootgesteld. ❈Langdurige blootstelling aan straling levert schade op aan het DNA van de cellen. De schade aan het DNA kan moeilijk hersteld worden door het lichaam: de cellen zullen afsterven of onnatuurlijk gaan delen, er kunnen tumors ontstaan. of blijven leven met veranderingen in het DNA tot gevolg: mutaties Mutaties zitten in het genetische materiaal en worden doorgegeven aan het nageslacht. Radioactieve stoffen kunnen binnenkomen door straling maar ook door het eten van voedsel dat radioactief is besmet. Dit is ernstiger dan gewone straling omdat de straling binnenin het lichaam gebeurd en direct de ingewanden bereikt

Mutaties ❈Een chromosoom kan beschadigd raken, waardoor de informatie voor een of meerdere erfelijke eigenschappen kan veranderen. Zo’n plotselinge verandering in het genotype wordt een mutatie genoemd. Een of meer genen zijn dan gemuteerd (veranderd). ❈Onder natuurlijke omstandigheden komen mutaties niet gauw voor. Maar als je wordt blootgesteld aan bepaalde straling (bijv. radioactieve straling, röntgenstraling of ultraviolette straling) komen mutaties vaker voor. Ook als je in aanraking komt met bepaalde chemische stoffen komen mutaties sneller voor. Deze invloeden worden mutageen genoemd. ❈Mutagene straling is dus een chemische straling die mutaties kan veroorzaken. Mutagene straling komt vrij bij het gebruik van röntgenapparatuur, kerncentrales en atoombommen. ❈Soms gaat een gemuteerde cel zich ongeremd delen. Er ontstaat een gezwel(tumor). Sommige gezwellen groeien langzaam en tasten de weefsels niet aan. Dat zijn goedaardige gezwellen, je kunt ze operatief verwijderen en de patiënt is genezen. bij kanker ontstaat een kwaadaardig gezwel, het verstoord de bouw van de weefsels. Als het op tijd ontdekt wordt kun je het operatief verwijderen met bestraling.

❈Overigens zitten er niet alleen nadelen aan mutaties, in Duitsland bijvoorbeeld is een baby geboren die eruitzag alsof hij de voorbije negen maanden een intensieve fitnesskuur in de baarmoeder had gevolgd. Wetenschappers hebben hem onderzocht en gevonden dat hij zijn super-atletische lichaam te danken had aan genetische mutatie Arnold Schwarzenneger nu

Evolutie ❈Gemuteerde dieren en planten geven de gemuteerde cellen door aan hun nakomelingen. Het uiterlijk van een soort veranderd dus door de jaren heen omdat er steeds meer gemuteerde cellen bij komen. Soorten veranderen zo door de jaren heen. Dit noemen we evolutie. ❈Als er permanente mutaties in bepaalde genen optreden gaat de evolutie ook sneller. Een voorbeeld is: bij slakkensoorten heeft iedere soort zijn eigen gif. Dat vergif is een mengsel van tientallen eiwitten, die allemaal delen zijn van een supereiwit. Het recept voor dat supereiwit ligt in het DNA van de slak. Het afweersysteem van hun prooidieren verandert voortdurend zodat het vergif niet meer werkzaam is. De slakken zijn voortdurend in gevecht met het afweersysteem van hun prooidieren en moeten daarom de samenstelling van het gif steeds veranderen. Dus moet het gen van het supereiwit supersnel en voortdurend muteren. Die mutatiesnelheid is ongelijk over het gen verdeeld. Sommige van die stukken eiwit verschillen nauwelijks van soort tot soort, terwijl andere juist heel sterk verschillen. ❈Hier is sprake van een superslimme evolutiestrategie: sommige eiwitten zijn gericht op stabiele processen in de stofwisseling en hoeven niet snel te veranderen. Andere moeten het snel evoluerende afweersysteem van de prooi lamleggen en moeten snel variëren om giftig te blijven voor de prooi.

Bescherming tegen schadelijke straling ❈Beschermen tegen schadelijke straling. Bescherming tegen straling is lastig. Er zijn verschillende soorten straling. En binnen elke soort straling zijn er ook nog verschillende energie hoeveelheden. Het ene bèta deeltje is bijvoorbeeld het andere bèta deeltje nog niet. In het kort zijn er drie dingen te doen: Beperk de tijd dat je wordt blootgesteld aan straling, zorg dat je ver weg bent van de bron(nen) of zorg dat je je afschermt voor de straling. ❈ Tijd: Als je korter in aanraking komt met de bron dan kan de straling ook minder tijd schade aan richten. ❈ Afstand: De straling verspreidt zich bolvormig. De straling wordt dan over een steeds grotere bol verdeeld. Als je verder weg bent van de bron zal je minder straling ontvangen. ❈ Afscherming: Als je ergens achter (of in) gaat zitten wat de straling tegenhoudt dan heb je er ook geen last meer van. Helaas is het niet mogelijk om alle straling tegen te houden. Gebruik zonnebrand voor op je huid om kanker te kunnen voorkomen, draag zonnebrillen om je ogen te beschermen en als je weet dat er straling in de buurt is probeer dat contact dan te vermijden. ❈ Minder straling gebruiken: Voor mensen die werken met radioactieve stoffen gelden deze regels ook. Omdat mensen (bijvoorbeeld in ziekenhuizen) werken op plaatsen waar de radioactieve stoffen bewust gepakt worden komt daar de wens bij om zo min mogelijk radioactieve stof te gebruiken. Niet meer dan echt noodzakelijk is.

❈ Bescherming tegen straling in de ruimte ❈ Bescherming tegen straling in de ruimte. Met een zuurstoffles en luchtdicht pak ben je er niet als astronaut. In de ruimte is het niet alleen ijskoud of gloeiend heet (het maanoppervlak haalt in het zonlicht temperaturen boven de honderd graden), maar het hagelt er ook nog eens deeltjes. Voortdurend schieten geladen deeltjes als ionen en elektronen voorbij. De zon produceert die straling in de zonnewind en in zonnevlammen, maar ook uit het verre heelal dreigt gevaar in de vorm van kosmische straling. Dat kosmische straling – straling waaraan astronauten tijdens verre ruimtereizen worden blootgesteld – gevaarlijk is, wisten we al. Zo kan het leiden tot kanker. Daarom moeten de pakken en het ruimtevaartuig van de astronauten aan strenge regels voldoen. Het ruimtevaartuig kan voorzien zijn van een stralingsschild. Het simpelste schild bestaat uit lagen stevig materiaal die de geladen deeltjes opvangen. Vandaar de dikke beton laag rond een kernreactor.

De zonnebrand-strepen werden bruin. ❈ 1. Voorbereidingen: We hebben 6 strepen gezet met markeerstift en ze vervolgens ingesmeerd met 6 verschillende crèmpjes. -zonnebrand factor 15, 30, 50 -aftersun -vaseline -tandpasta ❈ 2. Proef: We hebben het blaadje met de strepen en het poppetje onder de UV-lamp gehouden ❈ 3. Resultaat: De zonnebrand-strepen werden bruin. De zonnebrand beschermde tegen de UV-straling (UV straling is schadelijk), en de rest ging licht geven. Dus is niet goed beschermd ❈ 4. Conslusie: UV-straling is schadelijk, dus smeer je goed in. UV-straling zit in zonlicht!

Einde