Summary
Samenvatting genetica en genomica deel 3
- Course
- Institution
Hier is het derde en laatste deel van de samenvatting genetica en genomica!
[Show more]
Seller
Follow
fienverstappen
Content preview
Samenvatting: Mutaties, mutagenese en DNA herstel 121: inleiding (p. 170)
- DNA kan op verschillende manieren veranderd worden: spontane veranderingen, fouten tijdens replicatie, radiatie,
chemicaliën
- chromosoommutatie= veranderingen waar het hele chromosoom of secties van het chromosoom betrokken zijn
=> detectie via cytogenetische technieken
- puntmutaties= verandering van een paar basenparen in het genetisch materiaal
=> kan fenotype veranderen indien het zich in de coderende regio zit of in de sequenties van de regulerende genen
- genmutatie= mutaties (punt) die de functie van de genen beïnvloeden
=> kan fenotype veranderen door de functie van een proteïne te veranderen
=> detectie via via moleculair biologische technieken
- mutaties zijn een grote bron van genetische variatie in een soort=> evolutie
- transponeerbare elementen= genetische elementen in het chromosoom die veranderen van locatie in het genoom
- dynamische mutaties= onstabiele triplet repeats = erfelijke aandoeningen die te wijten zijn aan onstabiele repeats (=
stottergenen) => hierbij vindt men tandem-herhalingen van 3 nucleotiden waarbij het aantal repeats sterk is toegenomen bij
een ziektegen. De geëxpandeerde herhaling verstoort de expressie van het gen waarin de site gelegen is
=> komt vooral voor bij erfelijke neurologische ziektes
=> ontstaan door het slippen van de replicatie thv de repetitieve sequenties
=> algemeen: genen worden stabiel en zonder fenotypische symptomen overgeërfd, maar bij langere repeats onstabiel =>
repeats neemt van generatie tot generatie toe ZIE PPT
vb: Huntington
= erfelijke neurodegeneratieve ziekte op latere leeftijd. Autosomaal dominante aandoening
symptomen: spasmen, onwillekeurige beweging arm en benen, geheugenerlies, dementie (geen genezing)
normaal: 10-35 CAG repeats ziekte: 36-121 CAG repeats
vb: fragiele X syndroom
- X chrom met fragiele sites (vernauwingen) waarop het chrom spontaan kan breken => deletie (40 sites)
- Xq27.3 site is geassocieerd met fragiel X syndroom = fragiel site mentale retardatie
- recessief X gelinkt (meer mannen dan vrouwen) en volgt Mendeliaanse overervingsmechanismen
- 80% van zieken vertoont mentale achterstand
=> indien geen achetrstand: normaal overdragende mannen die een premutatie dragen
- repeats CGG in FMR-1 op fragiele X-site zijn ipv 29X 55 tot 200 kopiën bij drager en 200 tot 1300 CGG’s bij syndroom
=> gen wordt herhaaldelijk gedupliceerd= triplet repeat amplification in 5’ UTR => gebeurt enkel bij vrouwen
=> geïnfecteerde mannen krijgen de mutatie van hun grootvader (vader gaf pre=> moeder dupli=> jongen krijgen)
- FMR-1 gen codeert voor FMRP RNA proteïne dat target mRNA zal blokkeren voor translatie => vooral in brein
=> FMR-1 gen zal C methyleren => verlies van functie => geen controle synapsen => mentale achterstand
1.1: DNA mutatie:
mutaties verklaard
- mutatie= proces waar de sequentie vd basenparen in een DNA molecule veranderd is. Deze kan een verandering in een DNA
basenpaar of een chromosoom tot stand brengen
- somatische mutatie= mutatie in een lichaamscel=> de mutante karakters beïnvloeden enkel het individu waar de mutatie in
voorkomt. Het wordt niet doorgegeven van generatie op generatie
- kiemlijn mutatie= mutatie in de geslachtscellen => de mutatie kan overgedragen worden van generatie op generatie door de
geslachtscellen naar zowel lichaams- als geslachtscellen
- mutatie snelheid= de kans op een specifiek soort mutatie in functie van tijd
- mutatie frequentie= het aantal een bepaalde soort mutatie voorkomt, uitgedrukt in proportie van cellen of individuen in een
populatie
types puntmutaties
- basenpaar substitutie mutatie= een verandering in 1 basenpaar in een ander basenpaar in het DNA
=> 2 types:
a) transitie= mutatie van een purine-pyrmidine basenpaar naar het andere vb: A-T => C-G
=> purine streng blijft purinestreng en pyrmidine blijft op pyrmidinestreng
b) transversie= mutatie van een purine-pyrmidine naar een pyrmidine-purinebasenpaar vb: A-T => G-C
=> purinestreng wordt pyrmidinestreng en omgekeerd
- missense mutatie= gen mutatie waarin een basenpaarverandering een verandering in het mRNA codon veroorzaakt, waardoor
ere een ander AZ in de polypeptide geinserteerd wordt
1
,=> leidt niet altijd tot een verandering in fenotype
- nonsense mutatie= genmutatie waarin een basenpaar veranderd zodat het mRNA codon voor een AZ verandert in een
stopcodon: AUG => terminatie van polypeptideketen + kortere polypeptideketens
- neutrale mutatie= verandering van AZ naar een ander AZ met gelijke chemische eigenschappen. Dit vindt meestal plaats in het
tweede nucleotide. Het heeft geen zichtbare veranderingen. Het nieuwe AZ is wel functioneel
- stille mutatie= synonieme mutatie= basenpaarverandering in een gen, maar het gewijzigde codon in het mRNA codeert voor
hetzelfde AZ. => proteïne heeft wild-type functie => gebeuren meestal bij 3 e base (Wobble hypothese)
- basenpaar inserties
- basenpaar deleties => grote deletie kan genen verwijderen zodat er geen genproduct gemaakt wordt
- frameshift mutatie= mutatie in de basenparen door deletie of insertie waardoor er een downstream leesraamverschuiving
optreedt. De basen worden niet meer in correcte volgorde afgelezen
=> resulteren vaak in niet-functionele proteïnen en genereren vaak nieuwe stopcodons => verkorte of verlengde polypeptiden
=> bepaalde mee dat codon uit 3 basen bestaat
=> ! enkel indien het geen 3-voudige aantal basen bevat
=>indien de insertie/ deletie een veelvoud van 3 basen bevat => in frame mutatie => veranderen het leesraam niet
- mutaties ingedeeld obv:
a) oorzaak (spontaan/ geïnduceerd)
b) effect op DNA (punt, chromosoom, substititutie, insertie/deletie)
c) effect op proteïne (nonsense, missense, neutraal, stil, frameshift)
reverse mutations and suppressor mutations
- Puntmutaties kunnen ook ingedeeld worden obv hoe ze het fenotype beïnvloeden
a) voorwaartse mutatie= mutatie die het wildtype gen in een mutant gen verandert (wildtype => mutant)
b) omgekeerde mutatie= verandering in een mutant gen op dezelfde site zodat het functioneert in een compleet wild-type of
een bijna wild-type
- true reversion= indien de reversie terug overgaat naar het wildtype
- partial reversion= indien de reversie van een AZ naar een ander AZ overgaat
- Omgekeerde mutatie= De mutant verandert volledig of gedeeltelijk terug naar het wild-type
=> gedeeltelijk als er een ander functionerend eiwit ontstaat, door invoeging van een ander AZ waardoor de functie hersteld
wordt.
=> gehele reversie als het niet-functionerend eiwit hetzelfde is, door invoeging van hetzelfde AZ
1.2: Spontane en geïnduceerde mutaties
- mutagenese kan spontaan gebeuren of geïnduceerd worden
- spontane mutaties= natuurlijke oorsprong mutaties
- geinduceerde mutaties= mutaties die ontstaan wanneer een organisme opzettelijk of accidentieel aan een fysieke of
chemische agent (= mutageen) blootgesteld wordt (hoger voorkomen)
spontane mutaties
- alle types van puntmutaties
- gebeuren tijdens: DNA replicatie, groei en deling, spontane verandering in basen, transposabele genetische elementen
- mens: 10-4- 10-6 per gen per generatie bacterie+ faag: 10-5-10-7 per gen per generatie
=> voor overerfbare mutaties
- meeste spontane mutaties zijn gecorrigeerd door cellulaire reparatie systemen
DNA replicatie fouten
- puntmutaties die een basenpaar in een ander basenpaar veranderen, kunnen ontstaan door het invoegen van foutieve
basenparen tijden DNA replicatie
- tautomeren= alternatieve staat van basen
=> indien een base een verandering ondergaat, ondergaat het een tautomere shift
=> normaal keto vorm verantwoordelijk voor compl bp, maar kan overgaan naar enolvorm => G-T en A-C (2X3)
2
,- kleine addities en deleties kunnen spontaan gebeuren tijdens replicatie
=> ontstaan door foute plaatsing = uitlopen van basen van de template of de groeiende streng
=> meestal in regio van repetitieve sequenties
=> indien DNA uitloopt in template streng=> DNA polymerase skipt deze sequentie => deletie
=> DNA loopt uit van nontemplate streng=> DNA polymerase maakt sequentie aan => additie
- is herstelbaar mbv mismatch repair system
spontane chemische veranderingen
- depurinatie en deaminatie van aparte basen zijn de meest voorkomende chemische veranderingen
- depurinatie= verlies van purine in het DNA, wanneer de bd hydroliseert tss de base en de deoxyribose wat leidt tot een
apurinische site
=> covalente bd suiker en purine is minder stabiel dan suiker en pyrmidine
=> zoogdiercellen verliezen duizenden purines tijdens celgeneratie
=> indien geen herstel: geen specifiek complementaire base tijdens DNA
replicatie => DNA Pol kan blokkeren of dissociëren
- deaminatie= verwijderen van een aminogroep van een base. C=>U
=> bestaat een herstellingssysteem cytosine reaminatie
=> indien geen herstel C-G=> T-A transitie mutatie
3
, => al het DNA bevat kleine hoeveelheid van 5 mC ipv de normale C
=> op 5 een methylgroep => daminatie van deze C zorgt voor thymine
=> G-T ipv G-C => indien niet gecorrigeerd 1: G-C en 1 A-T
=> deaminatie van 5mC kan leiden tot GC-AT transitie mutatie
=> mutates van 5mC zijn minder snel gecorrigeerd = mutationele hotspot
=> mutationele hotspots= nucleotiden waar een hogere dan normale frequentie van mutaties voorkomt
- deaminatie en depurinatie kunnen hersteld worden door base excisie repair system
geinduceerde mutaties
=> ontstaan door blootstelling aan fysieke/ chemische mutagenen:
- radiatie
- nicotine, …
radiatie
- cosmische straling, radon, zon, stenen, X-stralen, khatodestraalbuis display, horloges,…
- gebeuren in niet-ioniserende of ioniserende vorm
-ioniserend: wanneer energie een e- uit de mantel kan halen en hiermee een covalente bd kan breken
- niet-ioniserende straling veroorzaakt geen mutaties buiten UV-licht
- UV: verhoogt chemische E van molecule zoals pyrmidines in DNA => vorming abnormale chemische bd tss naburige pyrmidines
in zelfde streng dubbele helix
=> thymine dimeren T^T (ook C^T, C^C, T^C)
=> produceren een uitpuiling in DNA streng=> onderbreken normale compl basenparing => geen replicatie mogelijk =>dood
- ioniserende straling gaat door weefsel, botst op moleculen, verstoort orbitalen, creërt ionen
=> ionen zorgen voor breken van suikerfosfaatruggengraad van DNA
=> leidt tot grote chromosomale mutaties
=> hoge dosage leidt tot celdood (therapie kanker)
=> lage dosatie leidt tot puntmutaties (lineaire relatie tss puntmutatie en dosage) + cummulatief effect
= als bep dosis radiatie resulteert in bepaald aantal puntmutaties, zal hetzelfde aantal verschijnen indien korte of grote tijd
- radon: onzichtbaar, inert radioactief gas zonder geur of smaak => longkanker (2 e meest na roken) (afk van uranium)
chemische mutagenen
- bevatten zowel natuurlijke als chemische en synthetische substanties
- kunnen obv hun acties onderscheiden worden
a) base analoge: hangen af van replicatie (gelijkaardige basen die basepaarverandering kan vertonen)
b) base modifieng agents : kunnen mutaties op eender welk punt in celcyclus induceren ( chemicalien die als mutagenen werken
door de chemische structuur en hoeveelheden van basen te veranderen vb: HNO 2)
c) intercalating agents: hangen af van replicatie
intercalating agents
- proflavine, acridine, ethidium bromide (gebruikt in kleuring bij gelelektroforese)
- insereren/ intercaleren zichzelf tussen naburige basen in 1 of beide strengen van DNA dubbele helix om relaxatie te
veroorzaken
- insereert zich in template streng => extra base wordt geinsereerd (random)
- inserteert zich in de nieuwe DNA streng => deletie van basenpaar
=> resultaat = frameshift mutatie
=> frameshift mutaties kunnen tegengegaan worden door de omgekeerde behandeling
2: nomenclatuur van mutaties
=> zie HB
- AZ substituties => éénlettercode en X=stopcodon
R117H => arganine op plaats 117 is vervangen door histidine
Aspartine = Asp = D Glycine=Gly=G Leucine=Leu=L Arganine=Arg=R Theronine=Ther=T
Glutamine= Glu= E Alanine=Ala=A Methionine=Met=M Histidine=His=H Asparagine=Asn=N
Tryptofaan=Trp=W Valine=Val=V Proline=Pro=P Tyrosine=Tyr=Y Glutamine=Glu=Q
Phenylalanine=Phe=F Isoleucine=Ile=I Lysine=Lys=K Serine=Ser=S Cysteine=Cys=C
4
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 fienverstappen. 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.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
53022 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now