Samenvatting Tentamen 1 Genomics van ziekten

Samenvatting Syllabus

Hoofdstuk 1:
OMICS technologies: onderzoek naar het gehele genoom of bijvoorbeeld
transcriptoom op hetzelfde moment. Onderzoek op elk niveau van het centrale
dogma (DNA -> RNA -> eiwit)
Het doel is het begrijpen van het gehele systeem.
Experimentele technologie: wet-lab
High-throughput: heel veel samples worden tegelijkertijd gemeten
Genomics: het gehele genoom.  genoom
Transcriptomics: gen-expressie (mRNA)  transcriptoom
Proteomics: eiwitten proteoom
Metabolomics: metabolieten bestuderen.  metaboloom

Sequence alignment:
“ Het arrangeren van DNA, RNA of eiwit sequenties om regio’s te identificeren die
overeenkomen die misschien een consequentie zijn van functionele relaties
tussen de sequenties. “
Pair-wise sequence alignment: vergelijkt twee sequenties
Multiple sequence alignment: vergelijkt drie of meer sequenties.
Kan gebruikt worden als voorspelling van de functie van een onbekende
sequentie.
Kan gebruikt worden als ‘’common ancestor’’ zoeken.
Sequence homology: sequenties stammen af van een common evolutionary
origin (als de overeenkomst heel erg hoog is) = een statement
Sequence similarity: het % aligned aminozuren of nucleotiden (-> de
overeenkomst)= kwantitatief
Sequence identity = sequence similarity bij nucleotiden volgorde. Bij
eiwitstructuur NIET. Sequence identity is hier het percentage van matches tussen
twee sequences. Similarity is hier het percentage dat op elkaar LIJKT en door
elkaar vervangen zou kunnen worden.

BLAST:
Basic Local Alignment Tool
Query sequence -> pairwise comparison met een database. (=pairwise alignment
op een grote schaal).
Criteria voor sequence database searching: 1. Sensitivity (zo veel mogelijk
correcte hits in korte tijd) 2. Snelheid 3. Selectiviteit (excluderen van incorrecte
hits: vals positieven)
BLASTN: nucleotide sequentie database
BLASTP: eiwit sequentie database
BLASTX: nucleotide sequenties en vertaalt ze naar six reading frames
BLASTN: eiwitsequenties en legt ze naast nucleotide sequenties (allemaal in six
reading frames)
TBLASTX: nucleotide sequenties tegen nucleotide sequenties (allemaal in six
reading frames)

, Sequentie type Nucleotide database Eiwit database
Nucleotide query Blastn/tblastx Blastx
Aminozuur query tblastn Blastp
E-value: laat alleen waarden zien boven deze threshold -> de kans dat de
alignments die gevonden worden ontstaan zijn uit random kans.

Format:
Graphical overview:
Rood: erg gerealteerd, groen en blauw: matig, zwart: niet.
Lengte bars: de strekking van de overeenkomst ten opzichte van de query
sequentie.
Matching list:
Overlappende delen met nummers van de nucleotiden etc
Alignment output:
header, statistics en alignment.

Systems biology:
Een wetenschappelijke discipline in dat het doel heeft biologische systemen te
begrijpen op systeem
level.
Systems medicine: applicatie systems biology in de context van menselijke
gezondheid en ziekte.

E-science:
Enhanced science. Multidisciplinary and data- and computer-intensive research
through creative and innovative use of ICT in all its manifestations.


Hoofdstuk 3

(next generation) sequencing
Precieze nucleotide volgorde
Sanger Sequencing versus Next Generation Sequencing (NGS)

Sanger Sequencing:
Enzymatische sequencing methode (DNA polymerase)
Vele kopieën enkel-strengs DNA
vier parallelle reacties, vier dNTPs (dATP, dCTP, dGTP en dTTP)
één van de vier ddNTPs (base-specifieke chain terminator, als er een ddNTP
wordt toegevoegd, kan de streng niet langer worden)
ddNTP concentratie is véél lager dan die van de dNTPs -> competitie.
Er ontstaan verschillende lengten gelabelde DNA fragmenten met elk gelijke 5’
einden maar andere 3’ einden (afhankelijk van de ddNTP) -> elektroforese gel ->
scheiding op grootte.
Eén van de vier dNTPs is radioactief gelabeld -> nucleotide volgorde op gel.
Gelelektroforese gel met laser of capillary sequencing.

High-throughput sequencing = NGS = massively parallel sequencing