GESLAAGD 1e ZIT
Volledige samenvatting van algemene en moleculaire genetica
Prof L. Peelman
Gemaakt in 2023
Uitgebreide uitleg bij de figuren (informatie powerpoints + lesnotities)
2e Bachelor Diergeneeskunde
2022-‘23 Universiteit Gent
,H1 – Inleidende & algemene aspecten v/d genetica: overerving fenotypische variatie ...................... 7
Inleiding: historiek ............................................................................................................................... 7
Algemene begrippen van de erfelijkheidsleer of genetica.................................................................. 8
De grondslagen van de genetica ......................................................................................................... 8
De wetten van Mendel .................................................................................................................... 8
De chromosoomtheorie van de erfelijkheid ................................................................................. 10
De celcyclus – cellulaire klok ..................................................................................................... 10
De mitose of homotypische deling ............................................................................................ 11
De meiose of reductiedeling ..................................................................................................... 11
De chromosoomtheorie van de erfelijkheid ............................................................................. 12
Koppeling of linkage van genen................................................................................................. 12
Overkruising als fysische basis van recombinatie ..................................................................... 13
Mitotische recombinatie (zeldzaam)......................................................................................... 14
Nomenclatuur van genen en allelen ................................................................................................. 14
Allelen en hun functie ....................................................................................................................... 15
Verschillende types van overerving van fenotypen .......................................................................... 17
Volledige dominantie .................................................................................................................... 17
Intermediaire overerving (onvolledige dominantie) ..................................................................... 17
Codominantie ................................................................................................................................ 17
Pleiotropie ..................................................................................................................................... 18
Letale allelen ................................................................................................................................. 18
X(Z)-chromosoom gebonden overerving (geslachtsgebonden) .................................................... 19
Y(W)-chromosoom gebonden overerving ..................................................................................... 20
Pseudo-autosomale overerving .................................................................................................... 20
Cytoplasmatische (mitochondriale) overerving ............................................................................ 20
Maternaal effect genen ................................................................................................................. 21
Genetische anticipatie ................................................................................................................... 21
Genetische heterogeniteit (EX!) .................................................................................................... 21
Onvolledige penetrantie en variabele expressiviteit .................................................................... 21
Geslachtsbeïnvloede kenmerken .................................................................................................. 22
Geslachtsgelimiteerde kenmerken................................................................................................ 23
Geninteractie ................................................................................................................................. 23
Cumulatieve isomerie (duplicatieve interactie) ............................................................................ 23
Epistasie ......................................................................................................................................... 23
Additieve genenwerking................................................................................................................ 24
Multifactoriële (complexe) overerving.......................................................................................... 25
1
, Epigenetica – epigenetische overerving........................................................................................ 25
Genomische imprinting (inprenting) ............................................................................................. 25
Toepassingen ..................................................................................................................................... 26
Het testen van genetische hypothesen: de CHI-KWADRAAT TEST ............................................... 26
Proefkruisingen: voorspelling te verwachten nakomelingen/fenotypen ..................................... 26
Het vierkant van Punnett .......................................................................................................... 26
Het vertakkingsdiagram ............................................................................................................ 27
Waarschijnlijkheidsberekening ................................................................................................. 27
Het opstellen en analyseren van stambomen!!! (zeker examenvraag met stamboom) .............. 27
De complementatietest: het testen van nieuwe mutaties voor allelisme .................................... 29
De opmaak en het gebruik van linkagekaarten............................................................................. 30
De recombinatiefrequentie ....................................................................................................... 30
De invloed van het kruisingstype .............................................................................................. 31
Linkage berekening aan de hand van stambomen.................................................................... 33
H2 – De structuur van het genoom............................................................................................... 38
Inleiding: historiek ............................................................................................................................. 38
Het genoom ....................................................................................................................................... 38
DNA en chromosomen (WSS niet op examen gevraagd) .............................................................. 38
De primaire structuur van DNA ................................................................................................. 38
De secundaire structuur van DNA: de dubbele helix ................................................................ 39
De tertiaire structuur van DNA: chromatine en chromosomen................................................ 41
Karyotypen ................................................................................................................................ 42
De samenstelling van het eukaryote genoom ............................................................................... 42
Extragenisch DNA: junk DNA? ................................................................................................... 44
Repetitief DNA ........................................................................................................................... 44
Het genoom van mitochondriën – mitochondriaal DNA (mtDNA) ............................................... 47
Replicatie: verdubbeling van het genoom ........................................................................................ 48
Replicatie van de telomeren (EXAMEN!)....................................................................................... 50
DNA beschadigingen en mutagenese................................................................................................ 51
Types DNA beschadigingen ........................................................................................................... 51
Algemene terminologie met betrekking tot mutaties .................................................................. 51
Spontane mutagenese................................................................................................................... 52
Replicatiefouten ........................................................................................................................ 52
Strand slippage .......................................................................................................................... 52
Ongelijke overkruising ............................................................................................................... 52
Spontane deaminatie ................................................................................................................ 53
2
, Spontane depurinatie ................................................................................................................ 53
Tautomerische verschuivingen.................................................................................................. 53
Geïnduceerde mutagenese ........................................................................................................... 53
Basenanalogen .......................................................................................................................... 53
Intercalerende mutagenen........................................................................................................ 53
Chemische mutagenen .............................................................................................................. 53
Straling....................................................................................................................................... 53
Verschillende types mutaties ........................................................................................................ 54
Classificatie volgens de verandering op DNA-niveau ................................................................ 54
Classificatie volgens het effect op het fenotype ....................................................................... 54
Mutaties: effect op expressieniveau (fenotype) ....................................................................... 54
DNA herstelmechanismen ................................................................................................................. 56
DNA damage response (DDR) ........................................................................................................ 56
Proofreading .................................................................................................................................. 56
Mismatch herstel (MMR) .............................................................................................................. 56
Direct DNA-herstel ........................................................................................................................ 56
Excisieherstel ................................................................................................................................. 57
Het Fanconi anaemia network ...................................................................................................... 57
DNA-beschadiging tolerantie ........................................................................................................ 57
Recombinatie..................................................................................................................................... 58
Homologe recombinatie ................................................................................................................ 58
Genconversie ................................................................................................................................. 59
Plaatsspecifieke recombinatie (nonhomolous end joining) .......................................................... 59
H3 – Genotype tot fenotype: de genetische informatiestroom..................................................... 60
Inleiding: historiek ............................................................................................................................. 60
De structuur van RNA ........................................................................................................................ 60
De verschillende types RNA en hun genstructuur in vertebraten .................................................... 60
De voornaamste types RNA........................................................................................................... 60
De genstructuur............................................................................................................................. 60
Eiwit coderende genen (mRNA) ................................................................................................ 60
ncRNA genen ............................................................................................................................. 61
Transcriptie........................................................................................................................................ 61
RNA polymerasen .......................................................................................................................... 61
De Promotor(regio) ....................................................................................................................... 62
Initiatie van de transcriptie .......................................................................................................... 62
Transcriptie: RNA-synthese ........................................................................................................... 62
3
, Terminatie van de transcriptie ...................................................................................................... 63
RNA processing.................................................................................................................................. 63
Het ribosomaal RNA (rRNA) .......................................................................................................... 63
Het transfer RNA (tRNA) ................................................................................................................ 63
Het messenger RNA (mRNA) ......................................................................................................... 63
5’-Capping.................................................................................................................................. 63
3’-Polyadenylering ..................................................................................................................... 63
mRNA splicing ............................................................................................................................ 64
Alternatieve splicing .................................................................................................................. 65
RNA-modificaties/RNA editing .................................................................................................. 66
Translatie ........................................................................................................................................... 67
De genetische code ....................................................................................................................... 68
De polypeptidesynthese – translatie............................................................................................. 70
De scanning hypothese ............................................................................................................. 70
De codon-anticodon interactie.................................................................................................. 70
Aminoacyl-tRNA synthetasen .................................................................................................... 71
Initiator tRNA............................................................................................................................. 71
Vorming van de polypeptideketen: elongatie ........................................................................... 72
Terminatie van de translatie ..................................................................................................... 72
Detectie/afbraak van defecte (mutante) mRNAs .......................................................................... 72
Posttranslationele modificaties ..................................................................................................... 73
Trimming en proteolyse ............................................................................................................ 73
Modificatie van aminozuren ..................................................................................................... 73
Glycosylatie ............................................................................................................................... 74
Complexering............................................................................................................................. 74
Regulatie van de genenexpressie ...................................................................................................... 74
Algemene aspecten van de regulatie ............................................................................................ 75
Regulatie van de chromatinestructuur – de epigenetische code ................................................. 75
Algemene aspecten ................................................................................................................... 75
De DNA modificatie code .......................................................................................................... 76
De histoncode............................................................................................................................ 77
Genomische imprinting ............................................................................................................. 77
X-chromosoom inactivatie – dosiscompensatie........................................................................ 78
Gen/chromosoom verwijdering en vermeerdering ...................................................................... 79
Regulatie van de transcriptie......................................................................................................... 80
Transcriptiefactoren .................................................................................................................. 80
4
, Hormonen ................................................................................................................................. 81
Enhancers en insulators/silencers ............................................................................................. 82
Posttranscriptionele regulatie ....................................................................................................... 83
Algemene aspecten – levensduur van mRNA ........................................................................... 83
Sequentie gemedieerde mRNA afbraak .................................................................................... 83
RNA methylatie.......................................................................................................................... 84
Regulatie door ncRNAs .............................................................................................................. 84
H4 – Gentechnologie: praktische toepassingen ........................................................................... 86
DNA-technieken ................................................................................................................................ 86
Het kloneren van DNA-moleculen ................................................................................................. 86
Schematische voorstelling ......................................................................................................... 86
Isolatie van DNA uit dierlijke cellen ........................................................................................... 86
Het fragmenteren/knippen van DNA-moleculen ...................................................................... 86
Scheiding van DNA-moleculen: gelelektroforese ...................................................................... 88
Kloneringvectoren: 3 basiseigenschappen ................................................................................ 89
Ligatie ........................................................................................................................................ 90
Transformatie ............................................................................................................................ 91
Het opsporen v/e specifiek DNA fragment i/e (complex) mengsel van DNA fragmenten ............ 91
DNA hybridisatie ........................................................................................................................ 92
De polymerase kettingreactie (PCR) ZEKER EX .......................................................................... 92
Sequentiebepaling ......................................................................................................................... 93
Sanger sequencing..................................................................................................................... 93
Reversible terminator sequencing ............................................................................................ 94
Single molecule real-time (SMRT- sequencing)......................................................................... 95
Nanopore sequencing ............................................................................................................... 95
Bisulfiet sequencing................................................................................................................... 95
Toepassingen in de diergeneeskunde! (zeker een op examen) ........................................................ 96
Het opsporen van dragers (heterozygoten) van recessieve kenmerken ...................................... 96
Inleiding ..................................................................................................................................... 96
Analyse van stambomen ........................................................................................................... 96
Testkruisingen ........................................................................................................................... 97
Genotypering ............................................................................................................................. 97
Marker assisted selection .......................................................................................................... 98
Geslachtsbepaling ......................................................................................................................... 99
Geslachtsbepaling bij vogels ..................................................................................................... 99
Geslachtsbepaling bij runderen............................................................................................... 100
5
, Prenatale geslachtsbepaling bij het paard: via PCR ................................................................ 100
Identificatie van individuen en ouderschapscontrole ................................................................. 100
Merkersystemen ..................................................................................................................... 100
Variable number of tandem repeats- de “klassieke” DNA-fingerprint ................................... 101
Lengtebepaling van microsatellieten ...................................................................................... 101
Evaluatie van merkersystemen in de praktijk ......................................................................... 105
Identificatie van diersoorten ....................................................................................................... 105
RNA technieken ............................................................................................................................... 106
Complementair DNA (cDNA) – RNA-seq ..................................................................................... 106
Real-time reverse transcriptase PCR (PCR corona) ..................................................................... 106
Gentherapie en transgenese ........................................................................................................... 107
Transfer van DNA in dierlijke cellen ............................................................................................ 107
Somatische cel gentherapie ........................................................................................................ 107
Inleiding ................................................................................................................................... 107
Gentransfer via virale vectoren ............................................................................................... 108
Gentransfer door injectie ........................................................................................................ 108
Oligonucleotiden als geneesmiddel ........................................................................................ 109
Transgenese................................................................................................................................. 110
Inleiding ................................................................................................................................... 110
Microïnjectie............................................................................................................................ 110
Embryonale stamcellen (ES) cellen ......................................................................................... 110
Gene targeting en conditionele (in)activatie........................................................................... 111
Transgenese via klonering van dieren ..................................................................................... 113
Toepassingen van transgene dieren........................................................................................ 113
EXAMEN........................................................................................................................................... 113
6
,H1 – Inleidende & algemene aspecten v/d
genetica: overerving fenotypische variatie
Inleiding: historiek
- Pre-mendeliaanse erfelijkheidsleer
- Domesticatie (begon door landbouw-gemeenschap) > 10 000 BC?
➔ Soortgelijk brengt soortgelijk voort: bv. 2 witte katten hebben grotere kans op witte
pups, dit had men ook al door, zet wel aan tot inteelt (kans op gewenste kleur bv. nog
groter: voorspelbaarheid stijgt, maar veel negatieve gevolgen dus afgeraden)
Pangenesis
- Bv. koe (bont, vrouwelijk, hoorns → fenotypsiche kenmerken) → al de gemmules omvatten
deze informatie → gonade → gameten → zygote → koe
- Pangenesis: “pan” (allesomvattend), 1e misomvatting (aanleiding), allemaal kleine partikels
met informatie gaan naar de gameten
Misopvattingen (EX!)
1. Overerving van verworven karakteristieken (tijdens leven opgedaan)
➔ Bv. ouders kunnen goed piano: kans kind groter
➔ Alcmaeon: ja, Aristoteles: nee (argument: hand afhakken in gevecht, zal kind wel alle
handen nog hebben)
➔ Lamarckisme: giraf met korte nek, lage blaadjes opgegeten dus giraf moet strekken om
aan hogere blaadjes te kunnen, daardoor langere nek op termijn
▪ Sprak darwinisme tegen: survival of the fittest, varianten al in de populatie en
best aangepaste overleven en planten verder voort
➔ Epigenetica: staat boven de genetica
➔ Performantionisme: mens met alle kenmerken zit al klaar in de spermacel
2. Versmelting van kenmerken?
➔ Hybriden hebben intermediair uitzicht: combinatie moederlijk en vaderlijk kenmerk
➔ Intermediaire overerving
➔ Nee: opduiken kenmerken niet aanwezig bij ouders, wel bij grootouders (kenmerken
slaan vaak generatie over), erfelijke kenmerken versmelten niet tijdens bevruchting
Erfelijkheidsleer – genetica
- Term geïntroduceerd door Johanssen (1909) en gepopulariseerd door Bateson
Genetica = wetenschappelijke studie v/d overerving van bepaalde kenmerken, overerving v variatie
- Gelijkenissen: diermodellen, klonen van dieren zijn genetisch identiek
- Verschillen: identificatie (forensics), gendefecten (mutaties, veroorzaken erfelijke ziektes)
7
, Kenmerken
- Kwalitatieve genetica: meestal deze i/d cursus, 1/3 kenmerken deze
➔ Monogenisch (variatie afhankelijk van 1 gen), discontinue variatie (aanwezig/afwezig),
geen milieu-invloeden (variatie wel volledig bepaald door type variant van dat ene gen)
- Kwantitatieve genetica: 2/3 kenmerken deze
➔ Polygenisch (kenmerken die van meerdere genen afhangen), continue variatie, wel
dikwijls milieu-invloeden
➔ Complexe overerving, vaak mathematisch weergegeven
➔ Bv. lichaamslengte, heupdysplasie, lichaamsgewicht (sommige vormen van obesitas door
mutatie van 1 gen)
Algemene begrippen van de erfelijkheidsleer of genetica
- Populatiegenetica: niet naar 1 individu kijken (zie 1e master: belang fokadvies)
- Transmissie genetica: overdracht (H1 vnl. dit, doorgeven fenotypes)
- Moleculaire genetica: vanaf H2 dit, DNA, RNA
De grondslagen van de genetica
De wetten van Mendel
- Verschil Darwin: die werkte met veel kenmerken tegelijk, op duiven
- Mendel: zo simpel mogelijk beginnen, 1 kenmerk bestuderen
- Veel uniforme, fokzuivere variëteiten beschikbaar (klonen,
altijd zelfde type gekruist)
- Gemakkelijk te kweken, korte generatieduur
- Rassen onderling gemakkelijk te kruisen
- Kruisingen leveren vruchtbare dochterplanten op
- Veel nakomelingen kan je statistische analyse op doen
Mendel: 7 bestudeerde kenmerken
- Monogenische kenmerken: fenotypisch kenmerk afh. v 1 gen
8
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller DgkUgent. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $6.96. You're not tied to anything after your purchase.
