Bacteriofagen

Samenvatting

Er houden zich steeds meer natuurkundigen bezig met biologische onderwerpen en omgekeerd zijn er ook steeds meer biologen die geïnteresseerd raken in natuurkundige aspecten van biologische problemen. In de les wordt dat geïllustreerd aan de hand van hoe bepaalde virussen die het voorzien hebben op bacterien hun erfgoed in hun gastheer krijgen. Dit doen deze zogeheten bacteriofagen ("bacterie-eters") om de celmachinerie van de gastheer over te nemen en geheel ten dienste stellen aan het maken van nieuwe virusssen. Dit overleven bacterien niet: na verloop van tijd barsten ze open en komen de maakte virussen vrij in het milieu. Bacteriofagen worden wel gezien als de oplossing van het probleem dat bacterien resistent beginnen te raken tegen antibiotica. De eerste toepassingen van faagtherapie in ziektebestrijding en voedselconservering worden al commerciëel aangeboden.

In de les beschrijven we de maatschappelijke context van virussen en hun nut in de moderne biotechnologie, en passen we de wetenschappelijke methode toe op het probleem van hoe het virus-DNA in een bacterie wordt geïnjecteerd. Hiertoe bespreken we stap voor stap de geeigende methodiek: Observatie -> Hypothesevorming -> Systematisch onderzoek -> Model-vorming -> Verificatie van het model ? Acceptatie of weerlegging van het model. Uitgangspunt is de observatie dat de druk binnen een virus als gevolg van de aanwezigheid van het erfgoed wel 40 bar kan zijn en dat door interactie met de bacterie een klepje wordt geopend die tot decompressie en uitstoting van het DNA aanleiding geeft. Begrippen waar we gebruik van maken zijn druk, kracht, oppervlak, ideale veer, veerconstante en osmotische druk. Speciale nadruk zal liggen op hoe de verrassende combinatie van grote druk en zeer kleine krachten op de kleine schaal van virussen toch te begrijpen is. In de les wordt het een en ander geillustreerd met behulp van metalen veren.

Docent

prof.dr.ir. Paul van der Schoot

Doelgroep

een lesuur in vwo 5, 6

Werkvorm

Interactieve les, proefjes