DNA-RNA: sequentie, transcriptie en translatie

Het DNA is opgebouwd uit de nucleotiden adenine, cytosine, guanine en thymine (ACGT). Adenine en thymine zijn complementair, evenals guanine en cytosine.
In het proces van de transcriptie wordt RNA uit DNA gevormd. Het RNA bestaat uit de nucleotiden die een basenpaar vormen met de basen uit de template, ook wel de "antisense strand", 3' staat tot 5'. Let er wel op, dat de plaats van thymine in het RNA is ingenomen door uracil (dus: T = U ).

De sequentie van het RNA is gelijk aan de sense strand, 5' staat tot 3', met als enige verschil dat T is vervangen door U.
Het mRNA vormt codons van drie nucleotiden. De anticodons in het tRNA vertalen tijdens de translatie, de informatie uit het mRNA naar polypeptiden. Uiteraard zijn de basen van het mRNA en tRNA complementair; dit betekent dat de sequentie van het tRNA leest als de antisense strand 3' tot 5', met dien verstande dat T = U.

Bekijk de volgende tabel met alle mogelijke codons die in het mRNA voorkomen en de polypeptiden die gevormd worden gedurende de translatie.

Translation: mRNA and polypeptides (I've drawn these figures in English, on behalf of international readers)

Neem een willekeurige sequentie uit het template DNA, 3' tot 5',  te beginnen met de basen TAC. Acht maal drie nucleotiden worden in het proces van transcriptie en translatie benut om aminozuren te vormen.

DNA template to mRNA-tRNA and amino acids

Anatomie van de hersenen

Let niet op mijn "tekenkwaliteiten". Voordat het practicum klinische obductie (GEN2KV, kijk op blackboard bij geneeskunde) begint, een voorlopige schets van de anatomie van de hersengebieden en primaire functies.

Aan de bovenzijde van de cortex (vanuit lateraal perspectief) liggen achtereenvolgens de gyrus precentralis, de sulcus centralis en de gyrus postcentralis. De sulcus centralis "verdeelt" het cerebrum in de motorische cortex en de primaire sensibele cortex. Boven de lobus temporalis ligt de fissura lateralis (sulcus lateralis of fissura Sylvii).

De mesencephalon, pons en medulla oblongata geven impulsen tussen ruggenmerg en hersenen door;  de hersenstam is verantwoordelijk voor basale functies als de ademhaling, hartslag, defecatie, emesis en slikken.  Het cerebellum is van belang voor evenwicht en motoriek.

Kloksgewijs kunnen de functies als volgt in kaart worden gebracht:
Geel = cortex praefrontalis = gedrag, persoonlijkheid, integratie aangeleerde aspecten;
Donkergroen = centrum v. Broca, motorisch spraakcentrum (lokalisatie: gyrus frontalis inferior, lobus frontalis-linkerzijde);
Paars = premotorische cortex = coördinatie; gezamenlijk met nuclei basales/ ganglia coördineren van complexe bewegingen;
Azuur = motorische cortex;
Roze = primaire sensibele cortex;
Zonnegeel = sensibele associatiecortex;
Rood = visuele associatiecortex;
Zwart = primaire visuele cortex;

Appeltjesgroen = gehoorsassociatiecortex;
(met de winding mee)
Turkoois = primaire gehoorscortex;
Oker = centrum v. Wernicke, sensorisch spraakcentrum (lokalisatie: gelegen in temporalis, grens met  parietalis).

De organisatie van de hersenen, van neurale buis tot volwassen brein, kan als volgt worden weergegeven:

Divisions of Central Nervous System: brain

De psychiatrische stoornissen: status mentalis en afweermechanismen

Status mentalis
De onderzoeksmethoden (anamnese, exploratie en observatie) worden gecombineerd om een zo volledig mogelijk beeld van de ziekte van de patiënt vast te stellen; vanouds wordt een driedeling gemaakt in cognitief-intellectuele functies, affectieve functies en conatieve functies (Trias psychica).

Kanttekening. De DSM V dient als hulpmiddel ter classificatie van de psychiatrische ziekte. Let wel, de DSM gaat uit van prototypen. Hoe adequaat zijn diagnoses over het algemeen? De zorgverzekeraar heeft in onze huidige maatschappij flinke invloed op het handelen van geneeskundigen. Artsen zien zich gedwongen om in een eerste gesprek met de patiënt al tot een (voorlopige) diagnose te komen. Het zal niet in alle gevallen al in het eerste gesprek duidelijk zijn welke psychiatrische diagnose op de patiënt van toepassing is- of dat er zelfs in het geheel geen sprake is van een psychiatrische aandoening. Ik heb tijdens mijn werk in een psychiatrisch ziekenhuis van artsen vernomen dat zij bij onduidelijkheid onder meer kiezen voor de diagnose "Angststoornis NAO", omdat deze diagnose vrij "neutraal" voorkomt: voor meerdere toepassing vatbaar. 

Daarmee is niet gezegd dat de DSM geen goed hulpmiddel zou zijn bij het stellen van een diagnose. De DSM heeft gezorgd voor een systematische indeling van de stoornissen op grond van objectieve kenmerken, waarbij het aanbrengen van nuances goed mogelijk is.

Systematiek diagnose en classificatie
De systematiek van diagnose en classificatie in de psychiatrie, bestaat uit symptomen (1), syndroomdiagnose (2), structuurdiagnose (3) en classificatie (4).

Hiërarchie psychiatrische syndromen
De syndromen worden als volgt gerangschikt:

1. Cognitieve stoornissen (organisch);
2. Psychotische stoornissen (psychotisch);
3. Affectstoornissen (psychotisch-neurotisch);
4. Angst en dwang (neurotisch);
5. Stress- en aanpassingsstoornissen (neurotisch);
6. Somatoforme stoornissen (neurotisch);
7. Conatieve stoornissen (neurotisch);
8. Persoonlijkheids- en ontwikkelingsstoornissen (psychotisch-neurotisch).

Structuurdiagnose
In de fase van de structuurdiagnose, wordt op grond van neurobiologische en psychosociale factoren, de causaliteit van de psychiatrische ziekte onderzocht, waarbij een onderscheid wordt gemaakt tussen:
1. Predisponerende factoren;
2. Luxerende factoren;
3. Onderhoudende factoren.
 
De afweermechanismen van de psychiatrisch patiënt
Om het psychiatrisch lijden aan te kunnen of om psychiatrische problematiek tegenover de buitenwereld te ontkennen, maken psychiatrisch patiënten veelal gebruik van afweermechanismen. De patiënt kan pogen om de arts te misleiden door de ernst van de stoornis te bagatelliseren en het dagelijks leven en de omgang met andere mensen positiever voor te stellen dan in de praktijk het geval is; het vergt een kundig psychiater om daar doorheen te prikken.

Algemeen erkende psychische afweermechanismen zijn:


1. Psychotische afweermechanismen (immature afweermechanismen)
1. Projectie van wanen op situaties of op andere personen. Eigen psychiatrische kenmerken worden toegeschreven aan een andere persoon. Het gebruik van dit mechanisme is problematisch voor de leefomgeving en de directe sociale kring van de psychiatrisch patiënt, omdat de patiënt intensieve "haatcampagnes" kan voeren tegen een willekeurig doelwit;
2.Ontkenning van het psychisch lijden;

2. Isolatie van het affect;

3. Altruïsme. Een gedeelte van de patiëntenpopulatie neigt er sterk naar te handelen uit zogenaamde "naastenliefde", terwijl er in werkelijkheid puur vanuit de eigen problematiek wordt gehandeld. De patiënt vereenzelvigt zich met de doelgroep waarvoor hij zich inzet of hij heeft behoefte aan erkenning en waardering;

4. Fantasie. Bij pseudologia fantastica is de leugenaar (pseudoloog) zich bewust van de onwaarheden die hij of zij verspreidt. Een net van verzinselen wordt ingezet om de werkelijkheid te verdoezelen. Het immature afweermechanisme van de fantasie komt vaak mede tot uiting in sterke religieuze overtuigingen;

5. Introjectie en identificatie. De psychiatrisch patiënt identificeert zich met personen om de eigen onvermogens te compenseren. Andere personen kunnen worden gemobiliseerd, omdat de psychiatrisch patiënt de eigen ziektesymptomen in de ander herkent;

6. Idealisering. Aan andere personen worden overdreven positieve eigenschappen toegeschreven, personen of situaties kunnen worden verheerlijkt;

7. Ongedaanmaking. Religieuze rituelen, zoals boetedoening, kunnen worden ingezet als methode om het psychisch lijden te ontkennen;

8. Loochening;

9. Dissociëren;

10. Verschuiving. Er wordt een onderwerp gekozen om de psychiatrische problematiek te "verplaatsen". Zie de samenhang met projectie.

Let erop dat afweermechanismen op zichzelf nooit een diagnose op kunnen leveren, maar dat typische afweermechanismen wel degelijk indicatief kunnen zijn voor de onderliggende psychiatrische aandoening. De fase van de structuurdiagnose leent zich uiteraard voor een uitgebreid onderzoek naar het causaal verband tussen diverse factoren en de status mentalis.

Neurowetenschappen: de bouw van het neuron, een introductie

Nucleolus- ontwikkeling van het rRNA
In de nucleus bevindt zich de nucleolus, de kern, die uitsluitend voorkomt in de cellen van eukaryoten.  De nucleolus is de omgeving voor de transcriptie van ribosomaal RNA (rRNA). De samenstelling van de ribosomen begint met de beschrijving van het pre-rRNA door RNA-polymerase I. De genen die ribosomale eiwitten coderen, worden buiten de nucleolus beschreven door RNA-polymerase II. De ribosomale eiwitten worden van het cytoplasma getransporteerd naar de nucleolus, waar zij met het rRNA worden samengesteld, om vervolgens preribosomale deeltjes te vormen; in het cytoplasma worden de actieve ribosomale subunits 40s en 60s vrijgelaten.

Mitochondrion
Het mitochondrion is opgebouwd uit een buitenste membraan met porines. De buitenste membraan laat kleine moleculen door (de laag is permeabel); de intermembrale ruimte bevat daardoor veelal dezelfde stoffen als het cytosol. Aangezien de binnenste membraan impermeabel is, bevat de matrix een strikte selectie van moleculen. De matrix bevat de eiwitten die verantwoordelijk zijn voor de citroenzuurcyclus. De citroenzuurcyclus is een anaerobisch proces, waarbij de producten van glycolysis,  worden gedissimileerd tot CO₂ en H₂O. De tijdens de citroenzuurcyclus ontstane metabolieten NADH en FADH2 betreden de elektronentransportketen, waar hun energie de productie van ATP, adenosinetrifosfaat, aanzwengelt.

De binnenste membraan vervult een belangrijke functie in de oxidatieve fosforylering. De lading in de elektronentransportketen (ETC, respiratory chain) resulteert in  negatieve lading in de binnenste membraan; de negatieve lading trekt H+-ionen aan, over de matrix, tot de intermembrale ruimte.


Het neuron, globaal beschreven
In het soma bevindt zich de nucleus. Er zijn twee soorten uitlopers: de dendrieten die de import van prikkels verzorgen, en de neurieten, één axon per neuron. Signalen worden geleid naar gelang het neuron afferente (= van periferie naar CZ) of efferente (= van CZ naar periferie) werking heeft.

De zenuwvezels in de periferie zijn omhuld met neurolemma (schede van Schwann). Tussen de zenuwvezel en het neurolemma bevindt zich in sommige gevallen tevens de myelineschede. De myelineschede wordt over de lengte van de zenuwvezel geregeld onderbroken door de insnoering van Ranvier.

I. Nucleolus II. Nucleus III. Mitochondrion IV. Axon V. Myelin sheath (Schwann cell) VI. Ranvier node VII.Axon terminal VIII. Axon hillock IX. Dendrites X & XI Telodendria & Axon button

In het CZ hebben de zenuwvezels géén neurolemma, omdat het CZ voldoende bescherming biedt: de zenuwvezels zijn gelegen in de glia. De myelineschede is in het CZ wél aanwezig; deze wordt in de hersenen en het ruggenmerg herkend als witte stof.


De Nissl-substantie, voorkomend in het perikaryon en grote dendrieten (niet in neurieten!), bevat het ruw endoplasmatisch reticulum en de vrije ribosomen.

Typen neuroglia
Astrocyten (macroglia) reguleren het ionisch milieu, zij zijn gedeeltelijk verantwoordelijk voor de handhaving van de synaptische transmissie; ook vormen zij mede de membranen van de bloed-hersenbarrière;
Oligodendrocyten verzorgen de vorming en het onderhoud van myeline;
De microgliacellen zijn primair belast met de opruiming en reparatie van beschadigde weefsels. Recent onderzoek lijkt aan te tonen dat microglia bijdragen aan de handhaving van synapsen en de nociceptie (zie Graeber, 2010).

Beschadiging neurieten
Nog enkele opmerkingen met betrekking tot neuronen. Houd de termen anterograad (van het soma) en retrograad (naar het soma) gescheiden. Bij een laesie van de neuriet treedt in het centrale zenuwstelsel geen herstel op. In de periferie is wel sprake van regeneratie. Vermoedelijk hangt het ontbreken van regeneratie van neurieten in het CZ, samen met het anatomisch-fysiologische "bouwplan" van het organisme; regeneratie zou een verstoring in de indeling kunnen opleveren.

Scheikunde: de chemische elementen op alfabetische volgorde

Kijk voor de download op https://www.scribd.com/user/245676822/Mercedes-Bouter

Neurowetenschappen: functies en dysfuncties (psychische stoornissen) van het menselijk brein

Medio augustus ga ik neurowetenschappen volgen aan de faculteit geneeskunde (Department of Neuroscience).

De psychische stoornissen blijven boeiende dysfuncties van het menselijk brein. Neurowetenschappen besteden aandacht aan de uiting van de psychische stoornissen op sociaal-emotioneel gebied, maar minstens zo belangrijk binnen de studie, is het traceren van de "haarden" van het psychisch mankeren en het analyseren van de complexe circuits die aan geestelijke ziekten bijdragen.

Studie in de psychiatrie
Ik heb, tijdens mijn werk als student in de psychiatrie, patiënten van cognitieve en culturele diversiteit begeleid.  De psychiatrisch patiënt krijgt een vrij algemeen te noemen diagnose, die wordt gesteld met behulp van de DSM (V). Is een classificatiehulpmiddel als de DSM wel adequaat? Op één afdeling, waar mensen geacht worden met elkaar samen te leven, is merkbaar hoe groot de verschillen van mens tot mens zijn. De "DSM-gediagnosticeerde" heeft weliswaar een uniek begeleidingsplan en een notitie op de schaal ("assen") binnen de classificatie, maar is de diagnose eenmaal gesteld, dan wordt er een indeling gemaakt op leeftijd of mate van dysfunctioneren.

Een greep uit de gedragingen van de patiënten in de groep die ik heb bestudeerd. Mevrouw P. was gediagnosticeerd met schizofrenie. Opvallend was, dat ieder moment van de dag nauwkeurig tot in detail werd genoteerd in speciaal daartoe bestemde logboeken.  Gesprekken tussen andere personen werden uitgeschreven en de patiënt in kwestie betrok gedane uitspraken op zichzelf. Zij meende dat zij de gehele dag door afgeluisterd zou worden en dat er de gehele dag over haar gesproken werd. De hallucinaties van mevrouw P. bestonden uit onder meer visuele en auditieve wanen. Er werden verbanden gelegd, zelfs uitgetekend, tussen situaties die op geen enkele wijze logische onderlinge samenhang vertoonden. Projectie als symptoom van de ziekte schizofrenie, uitte zich erin dat patiënt over allerhande zaken klachten indiende. Krantenartikelen en ingezonden brieven uit magazines werden uitgeknipt, omdat er teksten in zouden staan die uitsluitend over de patiënt gingen. Patiënt sprak over zichzelf in de derde vorm; depersonalisatie en derealisatie als symptomen van de psychische stoornis zorgden ervoor dat het ego werd losgekoppeld en dat eigen ervaringen verweven werden met externe prikkels. Zo schreef zij haar eigen handelen, gedachten en symptomen toe aan een meer abstracte figuur en met name aan andere mensen. Warrige brieven met aanmanende teksten, ook tot in detail uitgewerkt, werden gedeponeerd bij mensen met wie zij geen persoonlijk contact onderhield.

Meneer S. en mevrouw S. hadden elkaar op de gesloten afdeling ontmoet, alwaar de basis werd gelegd voor een langdurige relatie.  Mevrouw S. heeft het leven van meneer S. sterk beïnvloed.  Meneer S. diende voor iedere eenvoudige beslissing toestemming te vragen van zijn vrouw. Zijn vrouw was panisch om geld uit te geven; over kleine uitgaven werd dagenlang geruzied. Geld was slechts één van de onderwerpen om een ruzie uit te lokken.  Mevrouw S. kon na maanden nog terugkomen op een miniem, maar voor haar belangrijk  "voorval". De ruzies verliepen volgens hetzelfde patroon. Mevrouw S. kwam met een beschuldiging aan het adres van haar partner. Meestal ging het over geld, maar minstens zo vaak werd nauwlettend in de gaten gehouden of meneer S. oog had voor andere vrouwen- was dat volgens haar zo, dan móest meneer S. wel een geheime verhouding hebben met een willekeurige andere vrouw.

Er werd veel gevloekt, gesloopt en met spullen gegooid. Vooral het smijten met spullen was typerend voor de meeste patiënten in de behandelgroep. Voor mevrouw S. was er altijd een aanleiding om een ruzie uit te lokken over vermeend "kapotgegooide" bezittingen.  Er volgden zo nu en dan crises waardoor meneer S. naar een andere afdeling moest worden verplaatst. Draagt een relatie tussen twee mensen met psychiatrische problematiek, bij aan enige stabiliteit van de status (verbetering treedt niet op), of is er sprake van een constante overprikkeling van het brein in ongunstige zin, met degradatie in het functioneren tot gevolg?

Onderzoeksvragen
De verschillen in functioneren én dysfunctioneren van mens tot mens, werpen bij mij vragen op die ik wil onderzoeken. Psychische stoornissen zijn niet simpelweg het gevolg van een tekort aan neurotransmitters (zoals men in de volksmond ergerlijk genoeg opmerkt, clichés zijn nu eenmaal hardnekkig). Wat is de invloed van de overdracht die plaatsvindt tussen de synapsen en de samenstelling van de transmitterstof op het psychisch functioneren?

Wat is de exacte relatie tussen de activiteit van bepaalde circuits, met name de cortex en het limbisch systeem en dysfuncties als bipolariteit, schizofrenie en psychopathie? Op welke wijzen kan men op termijn verbetering aanbrengen in het lijden van de psychiatrisch patiënt?


Deze tekst is ook te vinden op rechtenadvies.blogspot.nl

De elementen van natuurkunde, deel I

Eén van mijn favoriete subjecten: natuurkunde! Bekijk de basale formules die ik heb uitgewerkt in onderstaande overzichten. Zij zijn uiteraard universeel toepasbaar.

Snelheid: acceleratie en vertraging

Vrije val, kracht, potentiële en kinetische energie