H1 – Inleiding
Inleiding
• Genetica: erfelijkheidsleer, studie van de erfelijkheid van genen
• Fenotype wordt beïnvloed door genen en de omgeving
• Erfelijke factor: wat er wordt doorgegeven naar de volgende generatie
• Forward genetics (klassieke genetica): genotype bepalen adhv fenotype
o Werking: mutanten (individuen die afwijken van de wild-types) worden op
verschillende manieren gekruist → kijk wat het gevolg is voor het fenotype (zo kan je
achterhalen welk gen verantwoordelijk is voor welk kenmerk)
o Voordeel: geen voorkennis van de moleculaire basis van een kenmerk nodig
• Reverse genetics (moderne genetica): fenotype bepalen adhv genotype (DNA-sequentie)
o Werking: gen wordt gekloneerd en in een levend organisme gebracht → kijk wat er
gebeurt met het fenotype
• Waarom genetica? → begrijpen van genetica is essentieel als men het leven van organismen,
planten, dieren, ... wil begrijpen
Mitose en meiose
Interfase
• G1-fase (groeifase 1): cel maakt veel proteïnen aan
• S-fase (synthesefase): DNA-replicatie
• G2-fase (groeifase 2): controle, proteïnesynthese en klaarmaken voor mitose
Mitose
• Mitose: vegetatieve vermeerdering van somatische cellen (= geen voortplantingscellen)
• Elke mitotische deling levert 2 identieke dochtercellen (2n) op
Profase
• Nucleolus en kernmembraan verdwijnen
• Chromosomen condenseren
• Spoelfiguur ontstaat
Metafase
• Zusterchromatiden leggen zich in het evenaarsvlak
Anafase
• Zusterchromatiden worden van elkaar gescheiden door samentrekking spoelfiguur → elke
chromatide wordt naar de pool getrokken waarmee ze verbonden is
• De zusterchromatiden zijn nu volwaardige chromosomen, maar bevinden zich nog in een
gecondenseerde toestand
Telofase en cytokinese
• Chromosomen decondenseren
• De spoelfiguur verdwijnt
• Cytokinese: cel wordt in 2 gedeeld
• Kernmembraan en nucleoli worden terug gevormd
Meiose
• Meiose 1: aantal chromosomen wordt gehalveerd (reductiedeling)
• Meiose 2: zusterchromatiden worden van elkaar gescheiden (gelijkaardig aan mitose)
• Chiasma: punt waarop chromosomen DNA uitwisselen door overlapping van chromatiden →
crossing-over kan plaatsvinden → genetische variatie
• Elke meiotische deling levert 4 niet-identieke dochtercellen (n) op
1
,2
,Mendeliaanse genetica
Gregor Mendel
• Grondlegger klassieke genetica (via kruisexperimenten op erwten)
• 1e wet van Mendel (uniformiteitswet): bij kruising van 2 homozygoten met verschillende
allelen zullen alle nakomelingen hetzelfde fenotype en genotype hebben
Dus elk individu heeft 2 allelen, elke ouder geeft 1 allel door
• 2e wet van Mendel (splitsingswet): Indien een organisme heterozygoot is, zal de helft van de
gameten (1n) het dominante allel dragen en de andere helft het recessieve
De nakomelingen zullen verschillende fenotypes hebben in een constante verhouding
• 3e wet van Mendel (onafhankelijkheidswet): kenmerken worden onafhankelijk van elkaar
doorgegeven
Thomas Morgan
• Ontdekt uitzonderingen op de wetten van Mendel (via experimenten op fruitvliegjes)
• Ontdekt dat er kleine percentages recombinanten zijn → er gebeurt crossing-over tijdens
meiose
• Hoe verder genen van elkaar verwijderd liggen → hoe meer kans op crossing-over
• Linkage groepen: gekoppelde genen die op hetzelfde chromosoom liggen → kenmerken van
deze genen komen vaker samen voor
o Linkage equilibrium: 2 genen liggen ver van elkaar → grote kans op crossing-over →
genen worden met dezelfde kans samen doorgegeven als ze gelinked zijn en als ze
niet gelinked zijn
o Linkage disequilibrium: 2 genen liggen dicht bij elkaar → kleine kans op crossing-
over → gelinkte genen hebben een grotere kans om samen doorgegeven te worden
(die kans neemt af over het aantal generaties)
3
, H2 – Genetisch materiaal
Transformatie
• Genen
o Bestaan uit een nucleïnezuur waarop proteïnen vastzitten
o DNA = de drager van erfelijke informatie
Ontdekking van transformatie
• Experiment met pneumokokken: varianten met en zonder kapsel
o Met kapsel: gevaarlijk (virulent) → muis gaat dood als ingespoten
o Zonder kapsel: niet gevaarlijk (niet virulent) → muis overleeft als ingespoten
o Met kapsel maar door hitte gedood (ongevaarlijk) → muis overleeft als ingespoten
o Met kapsel maar door hitte gedood + zonder kapsel → muis gaat dood als
ingespoten → gek want afzonderlijk ongevaarlijk → conclusie: eigenschap om kapsel
te vormen wordt overgedragen van dode naar levende pneumokokken
• Transformatie: DNA uit omgeving opnemen en integreren in eigen genetisch materiaal →
bacteriën doen dus ook aan horizontale gentransfer
o Horizontale gentransfer: DNA uitwisselen tussen verschillende lijnen (door contact)
o Verticale gentransfer: DNA doorgeven naar de volgende generatie (voortplanting)
• Ook testen op proteasen en RNA, maar hier geen transformatie mogelijk → ontdekking dat
DNA het erfelijk materiaal is
• Niet elk DNA wordt opgenomen want de dubbele lipide wand van het celmembraan zorgt
dat vreemd DNA niet zomaar binnen kan
• Competente cellen nemen het nuttig DNA uit de omgeving op 2 manieren
o Natuurlijk competent DNA: heeft zelf een transporter
o Ander DNA: membraan wordt door competente cellen instabiel gemaakt → DNA kan
binnen
Virussen
• Virus: genetisch materiaal (DNA en/of RNA) + simpel eiwitkapsel (geen cellen)
• Heeft een gastheer nodig om voort te planten (= obligaat parasitair) want geen machinerie
om eiwitten aan te maken
• Veroorzaken ziektes bij dieren, bacteriën en planten
• Meestal haploïd (dus maar 1 kopie van het genoom)
• 3 ordes, 61 families en 241 genera
Types virussen
• DNA virussen
o Dubbelstrengig: vb: T, P1, 𝜆 (lineair), SV40 (polyomavirus - circulair)
o Enkelstrengig: vb: M13, filamenteuze fagen, verlaten cel zonder lyse
• RNA virussen
o Dubbelstrengig: retrovirus type 3
o Enkelstrengig: vb: poliovirus, Influenza
• Retrovirussen
o RNA omgezet in DNA door reverse transcriptase
• Hepatitis
o DNA maar replicatie via RNA intermediair
4
Inleiding
• Genetica: erfelijkheidsleer, studie van de erfelijkheid van genen
• Fenotype wordt beïnvloed door genen en de omgeving
• Erfelijke factor: wat er wordt doorgegeven naar de volgende generatie
• Forward genetics (klassieke genetica): genotype bepalen adhv fenotype
o Werking: mutanten (individuen die afwijken van de wild-types) worden op
verschillende manieren gekruist → kijk wat het gevolg is voor het fenotype (zo kan je
achterhalen welk gen verantwoordelijk is voor welk kenmerk)
o Voordeel: geen voorkennis van de moleculaire basis van een kenmerk nodig
• Reverse genetics (moderne genetica): fenotype bepalen adhv genotype (DNA-sequentie)
o Werking: gen wordt gekloneerd en in een levend organisme gebracht → kijk wat er
gebeurt met het fenotype
• Waarom genetica? → begrijpen van genetica is essentieel als men het leven van organismen,
planten, dieren, ... wil begrijpen
Mitose en meiose
Interfase
• G1-fase (groeifase 1): cel maakt veel proteïnen aan
• S-fase (synthesefase): DNA-replicatie
• G2-fase (groeifase 2): controle, proteïnesynthese en klaarmaken voor mitose
Mitose
• Mitose: vegetatieve vermeerdering van somatische cellen (= geen voortplantingscellen)
• Elke mitotische deling levert 2 identieke dochtercellen (2n) op
Profase
• Nucleolus en kernmembraan verdwijnen
• Chromosomen condenseren
• Spoelfiguur ontstaat
Metafase
• Zusterchromatiden leggen zich in het evenaarsvlak
Anafase
• Zusterchromatiden worden van elkaar gescheiden door samentrekking spoelfiguur → elke
chromatide wordt naar de pool getrokken waarmee ze verbonden is
• De zusterchromatiden zijn nu volwaardige chromosomen, maar bevinden zich nog in een
gecondenseerde toestand
Telofase en cytokinese
• Chromosomen decondenseren
• De spoelfiguur verdwijnt
• Cytokinese: cel wordt in 2 gedeeld
• Kernmembraan en nucleoli worden terug gevormd
Meiose
• Meiose 1: aantal chromosomen wordt gehalveerd (reductiedeling)
• Meiose 2: zusterchromatiden worden van elkaar gescheiden (gelijkaardig aan mitose)
• Chiasma: punt waarop chromosomen DNA uitwisselen door overlapping van chromatiden →
crossing-over kan plaatsvinden → genetische variatie
• Elke meiotische deling levert 4 niet-identieke dochtercellen (n) op
1
,2
,Mendeliaanse genetica
Gregor Mendel
• Grondlegger klassieke genetica (via kruisexperimenten op erwten)
• 1e wet van Mendel (uniformiteitswet): bij kruising van 2 homozygoten met verschillende
allelen zullen alle nakomelingen hetzelfde fenotype en genotype hebben
Dus elk individu heeft 2 allelen, elke ouder geeft 1 allel door
• 2e wet van Mendel (splitsingswet): Indien een organisme heterozygoot is, zal de helft van de
gameten (1n) het dominante allel dragen en de andere helft het recessieve
De nakomelingen zullen verschillende fenotypes hebben in een constante verhouding
• 3e wet van Mendel (onafhankelijkheidswet): kenmerken worden onafhankelijk van elkaar
doorgegeven
Thomas Morgan
• Ontdekt uitzonderingen op de wetten van Mendel (via experimenten op fruitvliegjes)
• Ontdekt dat er kleine percentages recombinanten zijn → er gebeurt crossing-over tijdens
meiose
• Hoe verder genen van elkaar verwijderd liggen → hoe meer kans op crossing-over
• Linkage groepen: gekoppelde genen die op hetzelfde chromosoom liggen → kenmerken van
deze genen komen vaker samen voor
o Linkage equilibrium: 2 genen liggen ver van elkaar → grote kans op crossing-over →
genen worden met dezelfde kans samen doorgegeven als ze gelinked zijn en als ze
niet gelinked zijn
o Linkage disequilibrium: 2 genen liggen dicht bij elkaar → kleine kans op crossing-
over → gelinkte genen hebben een grotere kans om samen doorgegeven te worden
(die kans neemt af over het aantal generaties)
3
, H2 – Genetisch materiaal
Transformatie
• Genen
o Bestaan uit een nucleïnezuur waarop proteïnen vastzitten
o DNA = de drager van erfelijke informatie
Ontdekking van transformatie
• Experiment met pneumokokken: varianten met en zonder kapsel
o Met kapsel: gevaarlijk (virulent) → muis gaat dood als ingespoten
o Zonder kapsel: niet gevaarlijk (niet virulent) → muis overleeft als ingespoten
o Met kapsel maar door hitte gedood (ongevaarlijk) → muis overleeft als ingespoten
o Met kapsel maar door hitte gedood + zonder kapsel → muis gaat dood als
ingespoten → gek want afzonderlijk ongevaarlijk → conclusie: eigenschap om kapsel
te vormen wordt overgedragen van dode naar levende pneumokokken
• Transformatie: DNA uit omgeving opnemen en integreren in eigen genetisch materiaal →
bacteriën doen dus ook aan horizontale gentransfer
o Horizontale gentransfer: DNA uitwisselen tussen verschillende lijnen (door contact)
o Verticale gentransfer: DNA doorgeven naar de volgende generatie (voortplanting)
• Ook testen op proteasen en RNA, maar hier geen transformatie mogelijk → ontdekking dat
DNA het erfelijk materiaal is
• Niet elk DNA wordt opgenomen want de dubbele lipide wand van het celmembraan zorgt
dat vreemd DNA niet zomaar binnen kan
• Competente cellen nemen het nuttig DNA uit de omgeving op 2 manieren
o Natuurlijk competent DNA: heeft zelf een transporter
o Ander DNA: membraan wordt door competente cellen instabiel gemaakt → DNA kan
binnen
Virussen
• Virus: genetisch materiaal (DNA en/of RNA) + simpel eiwitkapsel (geen cellen)
• Heeft een gastheer nodig om voort te planten (= obligaat parasitair) want geen machinerie
om eiwitten aan te maken
• Veroorzaken ziektes bij dieren, bacteriën en planten
• Meestal haploïd (dus maar 1 kopie van het genoom)
• 3 ordes, 61 families en 241 genera
Types virussen
• DNA virussen
o Dubbelstrengig: vb: T, P1, 𝜆 (lineair), SV40 (polyomavirus - circulair)
o Enkelstrengig: vb: M13, filamenteuze fagen, verlaten cel zonder lyse
• RNA virussen
o Dubbelstrengig: retrovirus type 3
o Enkelstrengig: vb: poliovirus, Influenza
• Retrovirussen
o RNA omgezet in DNA door reverse transcriptase
• Hepatitis
o DNA maar replicatie via RNA intermediair
4
