Algemene en moleculaire genetica
Boek: elements of medical genetics
1 historiek en impact van genetica
1.1 Historiek
Genetica is het overerven van kenmerken op een andere generatie.
8000 vc, de eerste personen die hebben deelgenomen aan genetische experimenten.
Ze hebben dieren gedomesticeerd
En planten gekruist
Sedentaire populatie geworden.
6000 vc, tekenen met stambomen van paarden, incl overerving
800 vc, kruibestuiving bij dadelplanten
500-300 vc, Griekse filosofen (Hippocrates en Aristoteles)
Hypothese van pangenesis: informatie van genen is aanwezig in pangenen.
Pangenen zijn partikels van weefsels die via bloed naar voortplantingscellen worden
getransporteerd.
17de eeuw, theorie van preformatie; spermacel of bevruchte eicel bevat voorgevormd individu.
Homunculus: het voorgevormd individu.
19de eeuw, evolutietheorieën
Lammarck: kenmerken verworven tijdens het leven kunnen doorgegeven worden aan de
volgende generatie.
Darwin: natuurlijke selectie aan de basis van de evolutie.
Gregor Mendel: een theorie voor overerving op basis van statistische patronen die hij
waarnam bij kruisingsexperimenten bij tuinerwt.
Nieuwe begrippen
Chromosoom: gekleurd lichaam in celkern, 1888
Genetica: afgeleid van Genesis, 1900
Gen: 1909
DNA structuur: 1953
Karyotype humaan genoom: 46 chromosomen, 1956
Chromosoomfouten: 1959
,1.2 impact van genetica
Sociologisch
Eugenetica: maatschappelijke beweging onder leiding van Francis Galton (neef van Darwin).
Eerste opging om genetische kennis te gebruiken om het menselijke ras te verbeteren via
artificiële selectie.
In verschillende Amerikaanse steden werden wetten in die richting goedgekeurd.
Impact op landbouw en veeteelt
Verhoogde opbrengsten, grotere resistentie.
Het aanmaken van nieuwe superieure soorten.
Genetisch gemodificeerde organismen (GMO’s).
Impact op rechtswezen: introductie van DNA-identificatietest
Impact op farmacologie
Geneesmiddelenproductie via recombinant DNA technologie.
Toekomstgericht: pharmacogenetics; the study of the genetic modifications of variable
human responses to pharmacological agents.
Impact op geneeskunde
Genetisch materiaal is aanwezig in alle weefsels.
Daarom kunnen afwijkingen implicaties hebben op alle specialisaties van geneeskunde.
OMIM: online mendelian inheritance in man, opgericht door Victor Mc Kusick.
Ziektebeelden kunnen monogeen zijn (veroorzaakt door een mutatie in één gen).
Ziektebeelden kunnen ook multifactoriëel zijn, meerdere genen interageren met elkaar en
met omgevingsfactoren.
Heritabiliteit: rol van genetische factoren bij multifactoriële ziektebeelden.
Concordantie: hoeveel procent van de tweelingen heeft de ziekte allebei.
Humaan genoom project: grootste biologische project, doel is om DNA-sequentie van het humane
genoom te bepalen, menselijke genen te identificeren, de informatie op te slaan in toegankelijke
databanken, methoden voor analyse van de data te ontwikkelen en werken aan de ethische
wettelijke en juridische aspecten te werken.
Impact op diergeneeskunde
Sequentiebepalingen van het genoom van meerdere species is nog bezig.
Ook genome project, tot 4400 genomen gesequeneerd, wordt niet meer bijgewerkt.
Comparatieve genetica: het vergelijken van genomen met andere soorten of met de mens.
o Mens-chimpansee bijna 99% identiek genoom.
o Er zijn gemiddeld 1-2 aminozuren verschillend.
o FOXP2 gen zorgt voor verschil in spraakontwikkeling.
o Pseudogenisatie: door een mutatie gaat de informatie van een gen verloren.
o Bij de mens is heel veel van de olfactorische receptoren verloren gegaan.
OMIA: online mendelian in animals
,1.3 Interactie erfelijke en omgevingsfactoren
Genotype: genetische samenstelling van en dier, plant of persoon.
Fenotype: het uitzicht van een dier, plant of persoon, bepaald door genotype en interactie met
omgeving.
Bij wijziging van omgevingsfactoren zal het species zich genetisch via natuurlijke selectie aanpassen.
Genetic drift: de genetische veranderingen, zeer langzaam.
Toch kan de natuur heel flexibel reageren op wisselende omgevingsfactoren, voorbeelden:
Megura (bladluizen): wel of geen vleugels, afhankelijk van contact met andere tijdens
ontwikkeling.
Wormen (Bonelia viridis): geslacht bepaald door omgeving.
Russisch konijn, siamese kat: kleur afhankelijk van omgevingstemperatuur.
o Heeft invloed op enzyme van pigmentproductie.
Raderdiertje: wel of geen stekels, afhankelijk van natuurlijke vijand Asplancha.
Motten: biston betularia (licht) en biston carbonaria (donker), in landelijke regio’s lichte
motten en in industriële regio’s donkere motten.
Sikkelcelanemie: mutatie in het globine gen, aders verstoppen.
o Homozygoten sterven.
o Heterozygoten hebben als voordeel dat Malaria niet kan overleven in dit individu.
2. De wetten van Mendel
2.1 inleiding
Gregor mendel is de basis van de hedendaagse genetica. Hij gebruikte tuinerwt met een zevental
variabele kenmerken die makkelijk te onderscheiden waren en zo weinig mogelijk van elkaar
verschilden. De tuinerwt is in staat tot kruisbestuiving en de hybride planten bleven vruchtbaar.
2.2 Monohybride kruising
Monohybride kruisingen verschillen in 1 kenmerk.
P1 generatie is de originele parentale generatie.
F1 generatie zijn de resulterende planten.
Monohybride kruisingen:
Resultaten van wederkerige kruisingen zijn identiek.
De F1 generatie zijn allemaal identiek gelijk aan een van de parentale stammen.
Na zelfbestuiving van F1 generatie worden beide parentale vormen teruggevonden in
verhouding 3:1.
Allelen: verschillende vormen van factoren.
Het dominante kenmerk komt tot uiting, het recessieve alleen als het dominante niet aanwezig is.
Homozygoot: beide allelen zijn identiek.
Heterozygoot: de allelen zijn verschillend.
, Punnett vierkant geeft de mogelijkheden aan:
Er is in de tweede generatie een 3:1 verhouding.
Eerste wet van Mendel (segregatiewet/splitsingswet): allelen splitsen en segregeren willekeurig.
2.3 Dihybride kruisingen
Bij een dihybride kruising worden ouderparen die verschillen in 2 kenmerken met elkaar gekruist.
Alle F1 planten hebben hetzelfde fenotype
Na zelfbestuiving van de F1 generatie worden 4 verschillende fenotypes waargenomen,
verhouding 9: 3: 3: 1.
Een dihybride kruising kan gelijkgesteld worden aan het uitvoeren van twee monohybride
kruisingen, zolang de kenmerken onafhankelijk van elkaar overerven.
Tweede wet van Mendel (onafhankelijke segregatie): paren van allelen segregeren onafhankelijk.
2.5 Afwijkingen op de wetten van Mendel
Codominantie: beide allelen komen tot uiting in het fenotype bij een heterozygoot.
Onvolledige of partiële dominantie: een heterozygoot vertoont een intermediair fenotype.
Fenotypeverhouding 1:2:1
Letale genen: een bepaald gen of combinatie van allelen is letaal.
Fenotypeverhouding verandert dan.
Multipele allelie: meer dan twee allelen kunnen voorkomen in genetisch kenmerk.
Penetrantie: het genetisch profiel is aanwezig maar het fenotype komt niet tot uiting, er is dan
verminderde penetrantie.
Pleiotropie: een gen beïnvloed meer dan één kenmerk terwijl deze niet in verband met elkaar zijn.
Vaak gecombineerd met verminderde penetrantie.
Epistasie: twee o meer genen kunnen interfereren met elkaar waarbij bepaalde allelen van het ene
gen het effect van de allelen van het andere gen kunnen te niet doen.
Dominante epistasie: bij aanwezigheid van een dominant allel komt het andere gen niet tot
uiting. Verhouding: 12 : 3: 1.
Wederkerige dominante epistasie: de aanwezigheid van een dominant allel van één gen
belet de expressie van de allelen van het andere gen, in beide richtingen. 15: 1
Recessieve epistasie: bij homozygote recessieve toestand van het tweede gen, kan het
eerste niet tot uiting komen. Ookwel cryptomerie. Verhouding: 9: 3: 4
Wederkerige recessieve epistasie: homozygoot recessieve allel gaat expressie van andere
gen beletten, beide kanten op. Verhouding: 9: 7
