Cel IV : Moleculaire biologie en genetica (D012574)
Summary
CEL 4 genetica samenvatting boek + powerpoint
9 views 0 purchase
Course
Cel IV : Moleculaire biologie en genetica (D012574)
Institution
Universiteit Gent (UGent)
Een volledige samenvatting van partim genetica van CEL 4 zowel de informatie uit het boek als uit de les en slides. Na het studeren van deze samenvatting ben je helemaal klaar voor het examen.
Cel IV : Moleculaire biologie en genetica (D012574)
All documents for this subject (21)
Seller
Follow
flca56
Content preview
CEL IV GENETICA
1. INLEIDING
1.1 MENDEL EN DE ERFELIJKHEIDSWETTEN
°1865 Mendel
Experimenten van Mendel leiden tot erfelijkheidswetten
Deze wetten worden nog steeds gebruikt
Introduceerde concept ‘erfelijke eenheden’ (nu = genen)
o Deze zijn verantwoordelijk voor het overbrengen van erfelijke kenmerken naar de
volgende generaties
o Onderscheid tussen dominant en recessief
=>werd lang niet geloofd
1895: Darwin benadrukte in zijn boek wel de erfelijke aard van intraspecies variabiliteit als belangrijke
factor voor evolutie Vanaf 20e eeuw werd universele karakter van wetten van Mendel herontdekt
°1902 – Archibald Garrod
Beschreef 1e voorbeeld van een erfelijke ziekte met mendeliaanse overerving bij de mens
(alkaptonurie)
Introduceerde concept ‘inborn errors of metabolism’
Wees op belang van bloedverwantschap voor bepaalde aandoeningen
°1940
Concept ‘one gene – one enzyme’ werd geïntroduceerd grondslag biochemische genetica
1.2 ONTRAFELING VAN DE DNA-STRUCTUUR EN DE MENSELIJKE
CHROMOSOMENKAART
°1953 – Watson en Crick
Ontrafelden moleculaire structuur DNA => Kregen Nobelprijs hiervoor
Ontrafeling hiervan vormt grondslag voor ontwikkeling van moleculaire genetica
Kort hierna werd centrale dogma ook ontdekt : DNA => RNA => eiwit
Ook werd de genetische code ontrafeld
Men dacht dat de mens toen 48 chromosomen had
°1956 – Tijen Levan
Ontdekken dat mens 46 chromosomen heeft => doorbraak in cytogenetica (= studie van
chromosomen)
°1959 – Jerôme Lejeune
Eerste chromosoomafwijking bij mens werd ontdekt (trisomie 21)
Hij ontdekte dat alle mensen met deze downsyndroom een extra chromosoom 21 hadden
°Chromosomen
Dragers van erfelijke informatie
DNA is specifieke opeenvolging van de 4 nt: A, C, G, T
DNA ketens zijn rond gespecialiseerde eiwitten (histonen) gewikkeld => groepjes gaan
nucleosomen gaan vormen
Toegankelijkheid van dergelijke chromatinedraad hangt af van modificaties van de histonen
o Modificaties worden gecontroleerd door diverse enzymen
o Spelen cruciale rol samen met de transcriptiefactoren on de regulatie van
genexpressie
Chromatine
1
CEL 4 – GENETICA
,o Extreme compactie = chromatinecondensatie => nodig om celdeling te kunnen
doorlopen
2
CEL 4 – GENETICA
,°Jaren ‘70
Genen identificeren en te lokaliseren, mutaties op te sporen
Sanger sequencing door Fred Sanger in 1977
Polymerase chain reaction (PCR) door Kary Mullis in 1983
Humaan genoom project: menselijk genoom in kaart te brengen (2003 eerste versie)
°1987
Humaan Genoom Project
Project om volledig menselijk genoom in kaart te brengen
2. CHROMOSOMALE BASIS VAN ERFELIJKHEID
2.1 INLEIDING EN HISTORIEK
°Begin 20e eeuw : ontdekking dat chromosomen de dragers zijn van het erfelijk materiaal
°1956 – Tijen Levan: bepaalden normale chromosomenaantal van de mens
°Eén van de belangrijkste doorbraken in vroege cytogenetica: toevallige ontdekking van de hypotone
behandeling van cellen => hierdoor zwellen cellen op => chromosomen beter zichtbaar
°Bevinding dat fytohemagglutinine (PHA) (eiwit afkomstig uit rode bonen) -> vertoont mitogene
activiteit -> leidt tot celdeling van perifere T-lymfocyten -> Product werd gebruikt om, agglutinatie van
rode bloedcellen mogelijk te maken leidde ertoe dat momenteel dankzij een eenvoudige
bloedafname een chromosoomonderzoek verricht kan worden
°Cytogenetica
Studie van de chromosomen, hun structuur en overerving
Chromosomen: zichtbaar tijdens celdeling door sterke condensatie van de dunne
chromatinedraden waarin het DNA zich bevindt
Lineaire DNA-moleculen bevatten ongeveer 22 000 eiwitcoderende genen
o Plaats op bepaald chromosoom = locus
Genenkaart/ genenmap = chromosomale positie van alle genen
°Chromosoomonderzoek
Belangrijke diagnostische procedure in de klinische genetica
Er wordt hier gezocht naar chromosomale afwijkingen die de oorzaken zijn van bepaalde
aandoeningen
Belangrijke rol in ontrafelen van genetische basis van kanker
Cellen moeten zich in de mitotische fase bevinden voor chromosomen te kunnen bestuderen
=> chromosomen zijn hier gecondenseerd
2.2 DE CELCYCLUS
°Multicellulaire organismen
Ontstaan door vele celdelingen tijdens de embryonale ontwikkeling
Er moet steeds een exacte kopie van het erfelijk materiaal
°Mitose
Strikt gereguleerd proces
Treedt op bij deling van somatische cellen
o Erfelijk materiaal wordt vooraf verdubbeld
o En verdeeld over de twee dochtercellen
Tijdens proces van DNA-replicatie, kan er ook DNA-schade hersteld worden
Eindresultaat = twee genetisch identieke dochtercellen
3
CEL 4 – GENETICA
,°Celcyclus kan opgedeeld worden in 2 grote fasen
Mitose (1 tot 2 uur)
Interfase (Kan wel 18u duren)
°Interfase
G1-fase = groeifase
o Cel bereidt zich voor op DNA-replicatie
o Volledig gedifferentieerde cellen, bvb. Neuronen, zullen in
het begin van deze fase de celcyclus verlaten en in de G0-
fase terechtkomen of door orgaanschade (levercellen)
S-fase = DNA-synthese fase
o DNA wordt verdubbeld
o Elk chromosoom zal uit twee identieke zusterchromatiden bestaan
o Zusterchromatiden zullen door cohesines zeer sterk aan elkaar gebonden worden
G2-fase
o Fase van celgroei -> bereidt zich voor op mitose
Deze fases worden gereguleerd door checkpoints die exacte timing van celcyclus zullen bepalen
Checkpoints controleren DNA-synthese en vorming van spoeldraden
Onregelmatigheden gaan ervoor zorgen dat de celdeling gepauzeerd wordt tot de fouten hersteld zijn
Te ernstige schade => geprogrammeerde celdood of apoptose
2.2.1 DE MITOSE
Profase Chromatinedraden condenseren ->individuele chromosomen worden
zichtbaar
Spoelfiguur begint zich te vormen
Centrosomen bewegen naar 2 polen van de cel
prometafas Desintegratie van het nucleair membraan
e Chromosomen bewegen naar het centromeer en hechten vast aan
spoeldraden
Thv centromeren vormt eiwitcomplex (kinetochore) -> vasthechting van de
spoeldraden
Chromosomen onder verdere condensatie en bewegen naar equatoriale vlak
van de delende cel
Metafase Chromosomen bereiken maximale graad van condensatie
Schikken zich definitief in equatoriale vlak
Cohesinecomplex dat zusterchromatiden verbindt zal desintegreren ->
zusterchromatiden enkel aan het centromeer met elkaar verbonden blijven
Anafase Zusterchromatiden wijken elkaar naar tegengestelde polen
Telofase Decondensatie van chromatine begint
Herstel van nucleaire membraan
Cytokinese Cel deelt finaal in 2
Start wanneer chromosomen thv hun respectievelijke polen zijn aangekomen
Chromosoomsegregatie = scheiden van zusterchromatiden en doorgeven aan de dochtercellen
*Verscheidene fouten tijdens de mitotische deling kunnen leiden tot medische aandoeningen
fouten in genen verantwoordelijk voor de mitotische ‘checkpoints’ verstoorde celdeling
syndroom van Roberts (vertraagde groei ledematen en microcefalie) veroorzaakt door
defect in gen voor de correcte alignering en cohesie van zusterchromatiden in S-fase
verstoorde timing van celcyclus, vaak met omzeilen van de checkpoints
4
CEL 4 – GENETICA
,2.3 DE MENSELIJKE CHROMOSOMEN – HET HUMANE
KARYOTYPE
2.3.1 KLASSIEKE KARYOTYPERING
°Alle cellen behalve de gameten bezitten 46 chromosomen (23 paar homologe
chromosomen)
1 paar gonosomen of geslachtschromosomen
22 paar autosomen
Chromosomen worden gerangschikt op grootte en banderingspatroon in een
chromosomenkaart/karyotype
°Postnataal onderzoek
5 à 10 ml perifeer bloed wordt op heparine afgenomen
o Ontdekking fytohemagglutinine => eenvoudig verkrijgbare bron van delende cellen
2-3 dagen later: celdeling van alle cellen in gesynchroniseerd door toevoeging methotrexaat
o Door methotrexaat kan geen thymidine ingebouwd worden => alle cellen gaan
blokkeren aan begin van S-fase
Na 17 uur => methotrexaat wordt weggewassen => extra thymidine wordt toegevoegd
Alle delende cellen zullen nu op hetzelfde moment in de S-fase gaan
13 uur later => alle cellen zitten in de mitotische fase
Cellen worden gestopt door toevoeging van colchicine => vorming spoeldraden verhinderen
o Cellen blokkeren in (pro)metafase
Twee uur na colchine-behandeling worden chromosomen geoogst
Cellen krijgen hypotone behandeling met KCl of Na-citraat
Door de hypotone behandeling gaan de wbc gaan opzwellen en rbc gaan lyseren
Carnoy, een fixatief, wordt meerdere keren toegevoegd om de gelyseerde rbc weg te wassen
Chromosoomsuspensie wordt op glazen preparaten gebracht
Specifieke kleuring wordt toegevoegd => genereert soort barcode die uniek is voor elke
chromosoom
Hierna kan er overgegaan worden tot proces van karyotypering
o Chromosomenkaart wordt opgesteld
o Laat toe om numerieke afwijkingen gemakkelijker te identificeren
5
CEL 4 – GENETICA
, 2.4 DE MENSELIJKE CHROMOSOMEN: STRUCTUUR EN
NOMENCLATUUR
°Plaats van centromeer
Metacentrisch = ligt in het midden van het chromosoom
Telometrisch = ligt aan het uitende van het chromosoom (niet bij de mens)
Submetacentrisch = tussen de telomeren en het midden van het chromosoom
Acrocentrisch = aan het uiteinde van een chromosoomarm (chromosoom
13,14,15,21,22)
°Centromeer
insnoeringen waar de vasthechting van chromosomen met de microtubili
tijdens de mitose en meiose zal optreden
korte arm = p-arm
lange arm = q-arm
°Reproduceerbaarheid van bandingspatronen van individuele menselijke chromosomen
deze zorgden ervoor dat er schema’s konden opgesteld worden
geven de grootte en positie van de chromosomen weer
ISCN internationale nomenclatuur afwijkingen eenduidige
manier aanduiden
Vroege analyse in de prometafase -> langere chromosomen zichtbaar -
> meer banden -> hoger resolutie onderzoek
chromosoomonderzoek is heel arbeidsintensief hierdoor
Bandenpatroon wordt in een ideogram voorgesteld
2.5 MEIOSE
°aantal fundamentele verschillen met de mitose
meiose vindt enkel plaats in gameten, en dan enkel in
de spermatocyten en oöcyten
meiose bestaat uit 2 opeenvolgende delingen
eerste reductiedeling = meiose I
o DNA wordt verdubbeld
o Homologe chromosomen wijken uit elkaar
o Aantal chromosomen wordt gehalveerd
o (diploïd => haploïd)
o Recombinantie (crossing-over) -> genereren genetische variatie
Tweede meiotische deling
o Vergelijkbaar met mitose -> zusterchromatiden wijken uit elkaar
o Er treedt geen DNA-replicatie meer op
2.5.1 EERSTE MEIOTISCHE DELING (MEIOSE I)
°Profase I opgedeeld in 5 stadia
Leptoteen Condenserende chromosomen worden zichtbaar
Zygoteen Paring of synapsis van de homologe chromosomen (bivalenten) ->
complementaire DNA sequenties worden op de volledige lengte tegenover
elkaar geplaatst
worden bij elkaar gehouden door synaptonemaal complex
Pachyteen synaps volledig, homologie chromosomen worden zichtbaar als bivalenten
recombinatie (crossing-over)
Diploteen chiasmata worden zichtbaar = plaatsen waar recombinatie is opgetreden en
6
CEL 4 – GENETICA
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 flca56. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $9.39. You're not tied to anything after your purchase.
