Wat ik nou eigenlijk doe

Men vond het hoog tijd worden dat ik weer een blog schreef, maar ik zit nu lekker in Nederland! Geen Zwitserse avonturen om over te vertellen dus. Wat ik wel kan uitleggen is wat ik nou de hele tijd in dat lab doe. Ik zal zoveel mogelijk Jip en Janneke taal gebruiken, maar ik kan niet garanderen dat het ook daadwerkelijk begrijpelijk is voor iedereen, haha.

Dat ik nu met plantjes werk mag inmiddels wel duidelijk zijn. Ik werk met een onkruid plantje "Arabidopsis", omdat die makkelijk groeit, niet zo ingewikkeld in elkaar zit en men er al heel veel van weet. De dingen die we over dit plantje leren gelden vaak ook voor andere planten, zoals tomaten of rijst. Tomaten zijn moeilijker te onderzoeken, vandaar dat we eerst in Arabidopsis kijken.

 Arabidopsis (Zandraket) vindt je vaak tussen de stoeptegels. In het lab worden ze veel groter.

Mijn project focust op de wortels van de plant. Via de wortels neemt de plant water en voeding op, maar er zit ook heel veel in de bodem dat de plant helemaal niet wil, zoals gifstoffen en bacteriën die de plant ziek maken. Ook wil je niet dat al het water en de voeding die de wortel heeft opgenomen zo weer naar buiten stromen. Er zit namelijk geen pomp in die wortel die alles hup omhoog stuurt. Om schadelijke dingen buiten te houden en goede dingen juist binnen, heeft de plantenwortel een speciaal waterdicht laagje binnenin: de Casparian Strip. Men weet wel dat planten dat laagje hebben, maar men heeft geen idee hoe het gemaakt wordt en hoe de plant weet dat het precies dáár moet komen. Ik doe onderzoek naar een deeltje dat meehelpt met het maken van de Casparian Strip. Ik probeer uit te vinden waar het precies zit en wat het doet.



*Stop hier met lezen als dit je wel ingewikkeld genoeg is. Een eind verder bij een volgend sterretje gaat het weer verder. Mocht je het een stuk preciezer willen weten, lees dan hier verder. Bereidt je voor op een crashcursus biologie, haha.

In het midden van de wortel lopen de vaten (phloem en xylem, roze in het plaatje) die het water naar boven en beneden brengen. Daar omheen zit een laag cellen die we de endodermis noemen (paars), een soort onderhuid. Het waterdichte laagje zit als een ring om de endodermis cellen heen. Denk maar aan een elastiekje om een baksteen. De endodermis is dan een ronde muur van bakstenen. Het elastiekje is de Casparian Strip. De elastiekjes van naburige bakstenen zijn met elkaar versmolten, zodat je een soort visnet krijgt van elastiekjes, als je de bakstenen er tussenuit zou halen. In feite kun je dat ook daadwerkelijk doen, de Casparian Strip is namelijk zo sterk dat het heel blijft wanneer je de endodermis cellen er tussenuit sloopt. Zo ziet dat er dan uit onder de microscoop:

Bron: http://pcp.oxfordjournals.org/content/46/11/1799/F1.expansion

De Strip vormt een ringetje en bedekt niet de hele cel, omdat er anders niet eens water de wortel in zou kunnen. Als je een muur bouwt van bakstenen zit er altijd cement tussen de bakstenen in. In planten is het natuurlijk geen cement, maar een soort ruimte waar water en bacteriën vrij gemakkelijk doorheen kunnen. Zoals de rechter blauwe pijl in het plaatje:

Ze zouden in principe dus stiekem tussen de cellen van de wortel door naar de vaten en de rest van de plant kunnen glippen. De Casparian Strip om de cel sluit die tussendoor gangetjes af (rood in het plaatje). Als je binnenin de ringvormige muur van de endodermis naar de vaten wilt komen, moet je dus wel dwars door de endodermis cellen heen, want er omheen kun je niet. Gelukkig zijn cellen niet zo hard als bakstenen en hebben ze heel veel poortjes aan de buitenkant om water en voeding de cel binnen te laten en aan de binnenkant richting de vaten er weer uit te gooien. Die poortjes weten precies wat ze wel en niet kunnen binnen laten en hoeveel van elk stofje door mag. Gifstoffen nemen ze natuurlijk niet mee en ook bacteriën en schimmels komen de cel niet in. Selectie aan de poort, handig toch?

Er is al veel onderzoek gedaan naar de Casparian strip. Men weet van heel veel planten hoe het eruit ziet en waar het precies zit. Het gekke is, dat niemand weet hoe dat bandje nou precies gemaakt wordt. Hoe weet een plant dat het daar moet en niet ergens anders. Jij hebt ook geen ogen op je kont en een hand op je hoofd, toch is er niemand van buitenaf die de juiste dingen op de juiste plek plakt. Het gebeurt allemaal van binnenuit. Het bijzondere van de Casparian Strip is, dat het ding precies in het midden van de cel gemaakt wordt. Niet ongeveer maar écht precies. Ook is het alleen maar een bandje en niet een laag om de complete cel. De Strip wordt ook niet gemaakt wanneer de cel gemaakt wordt, maar wordt er pas later omheen geplakt. Hoe weet die plant dat nou allemaal en hoe kan het dat het allemaal zo precies past? Dat één cel een bandje weet te maken op de goede plek is tot daar aan toe, maar de buurcel maakt er ook een en die past altijd precies naast de bandjes van de andere cellen, zodat ze samen kunnen groeien tot een 'visnet'.

Hier komt het DNA om de hoek kijken. DNA is eigenlijk de software van al het leven. In het DNA zijn allerlei programmaatjes geschreven die een bepaalde taak hebben. Het ene programma zorgt ervoor dat jij blauwe ogen hebt, terwijl een ander programma bepaalt dat jouw neus toch echt een stukje langer wordt dan die van je vader. Al die programmaatjes noemen we genen. Planten hebben die natuurlijk ook. Er zijn dus genen die bepalen dat er een Casparian Strip moet komen en waar precies. Er is niet één gen die al die dingen tegelijk kan bepalen, maar er zijn een heleboel genen die samenwerken tot het eindresultaat.

Een computer op zich kan geen huis of auto bouwen, we hebben dus ook hardware nodig: apparaatjes die de opdrachten van de programma's kunnen uitvoeren. In een cel gebeurt dit in de vorm van eiwitten. De code uit het gen wordt vertaald en omgezet in een eiwit. Ieder gen heeft een unieke DNA code en zorgt dus ook voor een uniek eiwit. Er zijn veel verschillende soorten eiwitten. Sommigen dienen simpelweg als een soort werkbank voor andere eiwitten, anderen zijn complete machientjes die dingen aan elkaar kunnen plakken of juist kapot knippen. Er zijn eiwitten die een beetje lopen rond te commanderen en anderen vertellen wat ze moeten doen en waar ze heen moeten. De poortjes die ik eerder noemde zijn ook gemaakt van eiwitten.

Als de cel besluit dat het tijd is om de Casparian Strip te maken, dan zet hij alle genen aan die daarvoor nodig zijn. De genen worden gedecodeerd en er worden eiwitten gemaakt. Die eiwitten gaan aan de slag om te bepalen waar de Strip moet komen. Hiervoor moeten ze veel 'overleggen' met eiwitten die al in de cel aanwezig zijn. Als bepaald is waar de strip moet komen kan het bouwen beginnen. Eiwitten die stofjes verzamelen, ze naar de juiste plek brengen en weer anderen die de stofjes vervolgens aan elkaar plakken en aan de buitenkant van de cel vastmaken.



*Verder lezen voor iedereen

Genen kun je zien als een soort software programma's in het DNA die bepalen hoe een levend wezen eruit gaat zien. We weten dat er een aantal genen moeten zijn die zorgen voor de plaatsing en het bouwen van de Casparian Strip, we weten alleen nog niet wélke genen dat zijn. Een plant heeft er zoveel en je kunt niet zomaar van de DNA code aflezen wat ze precies doen, waar en wanneer. Wat we wel kunnen doen is een programma stuk maken en kijken wat er met de plant gebeurt. Mijn voorganger heeft door lang onderzoek een aantal genen gevonden die belangrijk zijn voor de Casparian Strip. We weten ongeveer waar in de cel het eiwit van dat gen zit, maar niet heel precies. We weten ook niet hoe het eiwit daar terecht komt en wat het daar precies doet. Dat soort dingen ga ik proberen uit te vinden.

Om uit te vinden wat het eiwit doet ga ik er stukjes vanaf halen of veranderen. Zo kan ik zien of dat stukje belangrijk is voor de werking van het gehele eiwit en wat dat stukje voor taak heeft. Ik ga er ook een soort lampje aan hangen, zodat ik onder de microscoop kan zien waar in de plantencel het eiwit zijn werk doet.

Ik doe dus veel DNA sleutelen en dat in plantjes stoppen. Die plantjes moeten groeien, zodat ik de wortels verder kan bekijken onder de microscoop.

*vraagt zich serieus af of het ook maar enigszins te volgen was, maar heeft het in ieder geval geprobeerd*

Vragen, klas? :p