Menselijke Erfelijkheidsleer
Opbouw: ik volg de lessen, die zijn hoofdzaak. Ik probeer aan iedere titel die we in de les zagen een stuk van het boek te
linken (kan je zien onder de titel). Tegen het einde vd sv moeten alle puntjes van het boek aan bod gekomen zijn normaal.
Extra info dat ik toevoeg vanuit het boek aangeduid met een *
Inleiding – HF1, niet gezien in de les
- Verleden: wisten dat erffactoren op chromosomen voor overdracht van eigenschappen zorgen
▪ Levene: moleculen waaruit DNA bestaan
▪ Crick & Watson: niet de eiwitten die rond DNA zitten, maar eigenlijk de ruggengraat van chr zelf is de
drager van erfelijke code
Situering in de cel* (1.1)
- Cellen: elementaire bouwstenen
- Volwassene: 100 000 miljard cellen
- 2 voortplantingscellen (ei en zaad) -> zygote: bevruchte eicel -> deling: steeds meer cellen
- Differentiatie tot weefsels en organen: cellen krijgen specifieke vorm en functie
▪ Eerste dagen embryo: alle celen zijn gelijk
- Erfelijkheidscode: info die nodig is om differentiatie mogelijk te maken
▪ In iedere cel met celkern aanwezig (dus niet in RBC)
- Kleinste cellen: witte bloedlichaampjes (lymfocyten) (8 micron = 0,006-0,008 mm)
- Grootste cellen: eicellen (0,2 mm)
- Meeste menselijke cellen hebben een dm van 25 micron = 0,025 mm
- Gemeenschappelijke kenmerken van dierlijke cellen (eukaryoten)
▪ Celmembraan: houdt alles samen, selectieve uitwisseling binnen en buitenkant
▪ Cytoplasma: hier alle stofwisselingsprocessen
▪ Nucleus: hier erfelijk materiaal
Het celmembraan
- Dun: 7-10nm
- Dubbele fosfolipide laag (vetmoleculen) waartussen proteïnen zitten
- Vaak aan buitenkant nog complex geheel van sachariden
- Ionenkanaaltjes
▪ Kan selectief openen/sluiten
▪ Buisvormige opening omsloten door eiwitten
▪ Eiwitten zijn poortwachters
Cytoplasma/celsap
- Opbouw: 80% water, rest zijn moleculen voor levensverrichtingen vd cel
- Endoplasmatisch reticulum (glad/ruw): transport chemische stoffen
- Microtubuli: skelet van de cel, zorgen voor behoud van de vorm
- Golgi-apparaat: deel van SER, verpakking en afscheiding van producten die de cel maakt
- Vacuolen: holten/blaasjes die secretieproducten bevatten
- Lysosomen: zakjes met enzymen, zorgt voor afbraak van stoffen
- Mitochondriën
▪ Functie: energie leveren aan cel
▪ Kenmerken
. Vorm: ovaal, te zien hoe je de doorsnede neemt -> rond/langwerpig
. Uitwendig membraan: glad
. Inwendig membraan: plooien -> groter oppervlak voor stofwisseling
Eiwitten zorgen voor oxidatieprocessen die leiden tot ATP
ATP: adenosinetrifosfaat
Energie onder zeer geconcentreerde vorm
1
, - Ribosomen
▪ Functie: omzetting erfelijke code in lichaamseigenschappen
▪ Kenmerken
. Klein, overal in cytoplasma
. SER: ribosomen vrij
. RER: ribosomen vast
. 2 onderdelen die loskunnen om RNA door te laten
- Centriolen
▪ Centriolen: 2 cilindervormige bundels microtubuli die loodrecht op elkaar staan
. Centrosoom: 2 centriolen samen
▪ Waar: bleke zone bij de kern
▪ Functie: bij celdeling
Nucleus/celkern
- Kenmerken
▪ 1/3 vh celvolume
▪ Meestal ronde ovaal, soms andere vorm
▪ Bevat kernplasma
▪ Afgeschermd van cytoplasma door kernmembraan (heeft kernporiën)
- Meeste cellen hebben 1 kern – uitzonderingen bestaan
▪ Rode bloedcellen: hebben geen kern
▪ Cellen van skeletspieren: meerdere kernen (versmelting aparte spiercellen)
▪ Pathologische structuren (kanker): meerdere kernen
- Kernkleurstof/chromatine: fijnkorrelige, donkere vlekken op celkern
▪ Kleurstoffen in labo hechten zich vast aan dunnen draadjes
▪ Chromatinedraadjes: dragers van erfelijk materiaal
- Chromosomen: diffusie chromatine -> herkenbaar patroon (bij delen)
▪ Dan in oplossing: cel gaat openbarsten -> chromosomen komen vrij
▪ Kleuren -> rangschikken -> karyogram/chromosomenkaart
▪ Karyogram/chromosomenkaart: geordend overzicht van alle chr uit de celkern
Les 1: DNA en replicatie
DNA structuur
Boek: 1.4.1, 1.5
Verleden
- 4,8 miljard: ontstaan aarde
- 3,8 – 3,5 miljard:
▪ Ontstaan eerste leven: prokaryoten
▪ Atmosfeer initieel anaeroob
- 2, 4 – 2 miljard:
▪ Ontstaat fotosynthese
▪ Toenemende zuurstofconcentratie in atmosfeer
▪ Bacteriën die niet met O2 overweg konden, stierven uit
- 1,5 miljard: ontstaan eukaryoten → multicellaire organismen
- 0,5 miljard: vissen en plankton (voorlopers planten)
- 420 miljoen: eerste landdieren
- 50 000: mens – homo sapiens
- Endosymbiose: eukaryoten die samengesmolten zijn met mitochondriën
▪ Opname van bacteriën in eukaryote cellen, chloroplasten en mitochondria hebben eigen DNA
Prokaryoten en eukaryoten
Prokaryoten
- Klein: 1µm
- Geen cytoskelet
- Geen organellen
2
, - Geen celkern
- Geen celmembraan
- Circulair chromosoom
- DNA in cytoplasma: 1-5 x 10ˆ6 nucleotiden
Eukaryoten
- Groot: 10-100 µm
- Wel kernmembraan
- Lineaire chromosomen
- Wel organellen
- DNA in celkern: 1-5 x 10ˆ9 nucleotiden
▪ DNA in kern met dik kernmembraan -> zal dit nooit verlaten tenzij bij celdeling
- Cytoskelet: eiwitten die zorgen dat cel kan bewegen (bv: spiercel)
- Protozoa: uni-cellulaire eukaryoot
- Multicellulair: mens, fungi,…
Bouwstenen van de cel
- H20
- Suikers (uit voeding) -> polysachariden
- Vetzuren (vetten) -> vetten
- Aminozuren (eiwitten)
- DNA unit/basiseenheid: 1 nucleotide
- DNA strook: polynucleotide
▪ DNA streng nucleotiden die vasthangen aan elkaar
- Basen -> nucleotiden -> nucleïnezuren (DNA/RNA)
- Nucleotide: base + pentose (suikerring) + fosfaat
▪ Bases
. 2 pyrimidines
Cytosine (C)
Thymine (T, DNA) & Uracil (U, RNA)
. 2 purines
Adenine (A)
Guanine (G)
▪ Pentose
. 5 suikers
. RNA: ribonucleïnezuur
. DNA: deoxyribonucleïnezuur
Op 1 plaats is een zuurstofje weg
▪ Fosfaat
. Nucleoside: nucleotide zonder fosfaatgroep
. Hangt aan koolstofatoom 5
. Losse nucleotide: kunnen meerdere fosfaatjes aan hangen (mono, di, tri,..)
Gebruikt om DNA op te bouwen/synthese
Losmaken van fosfaat geeft energie
Slide 16 over bouwstenen -> ‘Niet zo relevant’
Gwn weten dat er van ieder basenpaar een mono/di/tri fosfaat is
Richting
- Lokalisatie van koolstofatomen is belangrijk (3 en 5)
- Fosfodiester binding van 2 nucleotiden aan elkaar met fosfaat
- 5’ einde: ene kant eindigt fosfor die vast zit op 5’
- 3’ begin: ene kant eindigt met lege hoek 3’
3
, Helix structuur
- Termen: DNA is… *
▪ Complementair: A over T, G over C
▪ Antiparallel: links 3->5 dan rechts 5->3
▪ Spiraalvormig: uitzicht van trap
- DNA keten van 5’ naar 3’ -> andere streng van 3’ naar 5’
▪ Andere streng is complementair maar loopt in andere richting
▪ Basen zitten in het midden en gaan paren met elkaar
. C met G
. T met A
. Tussen basen ontstaan waterstofbruggetjes waardoor de strengen aan elkaar blijven
3 waterstofbruggen tussen G en C
2 waterstofbruggen tussen A en T
▪ Fosfor en suikers aan buitenkant
- DNA altijd dubbelstrengig
▪ Kan de binding breken door DNA te koken
▪ Zodra het afkoelt -> terug paren
- Geen perfecte wenteltrap
▪ Steeds grote groeve, kleine groeve
Verschil RNA DNA
- U ipv T
- RNA altijd enkelstrengig -> maakt RNA gevoelig
▪ RNA vaccins bewaren in -70°C
▪ Op kamertemperatuur -> RNA snel afgebroken
- Aan ribose hangt wel nog een zuurstof bij RNA
▪ Deoxyribose vs ribose
Menselijk genoom
- Menselijk genoom: totale hoeveelheid DNA die terug te vinden is in een enkelvoudige set van 23 chromosomen *
▪ 3 miljard basenparen (1 genoom is 3 meter)
- Kind krijgt genoom van vader en van moeder
- Ruwe versie van genoom in 2000 gepubliceerd
- Termen *
▪ Basenpaar: bp
▪ Kilobase: kb
▪ Ieder chromosoom 50 000-250 000 kb
- Enkelvoudig DNA (25%): codeert niet, wordt niet herhaald
▪ Van meeste genen maar 1 exemplaar in genoom
. Soms kunnen het er wel meerdere zijn
. Coderende sequenties: 2%
▪ Wel veel gewijzigde kopieën van genen *
. Kunnen gelijkwaardige producten maken = pseudo-genen
. In loop van de evolutie zodanig veel wijziging -> missen deel info om zelf iets te doen
Niet rechtstreeks coderend
. Vroeger: junk-DNA
Nu: hebben invloed op manier waarop echte genen werken
- Repetitief DNA (50%)
▪ Gegroepeerd repetitief DNA/Tandem repeats (10%)
. Bv: A-C-A-C-A-C….
. Soms: genen die in meerdere kopieën gegroepeerd liggen, meestal: junk-DNA
. Polymorf: precies aantal sequenties verschilt van individu tot individu
Handig voor maken van DNA-profielen
4
Opbouw: ik volg de lessen, die zijn hoofdzaak. Ik probeer aan iedere titel die we in de les zagen een stuk van het boek te
linken (kan je zien onder de titel). Tegen het einde vd sv moeten alle puntjes van het boek aan bod gekomen zijn normaal.
Extra info dat ik toevoeg vanuit het boek aangeduid met een *
Inleiding – HF1, niet gezien in de les
- Verleden: wisten dat erffactoren op chromosomen voor overdracht van eigenschappen zorgen
▪ Levene: moleculen waaruit DNA bestaan
▪ Crick & Watson: niet de eiwitten die rond DNA zitten, maar eigenlijk de ruggengraat van chr zelf is de
drager van erfelijke code
Situering in de cel* (1.1)
- Cellen: elementaire bouwstenen
- Volwassene: 100 000 miljard cellen
- 2 voortplantingscellen (ei en zaad) -> zygote: bevruchte eicel -> deling: steeds meer cellen
- Differentiatie tot weefsels en organen: cellen krijgen specifieke vorm en functie
▪ Eerste dagen embryo: alle celen zijn gelijk
- Erfelijkheidscode: info die nodig is om differentiatie mogelijk te maken
▪ In iedere cel met celkern aanwezig (dus niet in RBC)
- Kleinste cellen: witte bloedlichaampjes (lymfocyten) (8 micron = 0,006-0,008 mm)
- Grootste cellen: eicellen (0,2 mm)
- Meeste menselijke cellen hebben een dm van 25 micron = 0,025 mm
- Gemeenschappelijke kenmerken van dierlijke cellen (eukaryoten)
▪ Celmembraan: houdt alles samen, selectieve uitwisseling binnen en buitenkant
▪ Cytoplasma: hier alle stofwisselingsprocessen
▪ Nucleus: hier erfelijk materiaal
Het celmembraan
- Dun: 7-10nm
- Dubbele fosfolipide laag (vetmoleculen) waartussen proteïnen zitten
- Vaak aan buitenkant nog complex geheel van sachariden
- Ionenkanaaltjes
▪ Kan selectief openen/sluiten
▪ Buisvormige opening omsloten door eiwitten
▪ Eiwitten zijn poortwachters
Cytoplasma/celsap
- Opbouw: 80% water, rest zijn moleculen voor levensverrichtingen vd cel
- Endoplasmatisch reticulum (glad/ruw): transport chemische stoffen
- Microtubuli: skelet van de cel, zorgen voor behoud van de vorm
- Golgi-apparaat: deel van SER, verpakking en afscheiding van producten die de cel maakt
- Vacuolen: holten/blaasjes die secretieproducten bevatten
- Lysosomen: zakjes met enzymen, zorgt voor afbraak van stoffen
- Mitochondriën
▪ Functie: energie leveren aan cel
▪ Kenmerken
. Vorm: ovaal, te zien hoe je de doorsnede neemt -> rond/langwerpig
. Uitwendig membraan: glad
. Inwendig membraan: plooien -> groter oppervlak voor stofwisseling
Eiwitten zorgen voor oxidatieprocessen die leiden tot ATP
ATP: adenosinetrifosfaat
Energie onder zeer geconcentreerde vorm
1
, - Ribosomen
▪ Functie: omzetting erfelijke code in lichaamseigenschappen
▪ Kenmerken
. Klein, overal in cytoplasma
. SER: ribosomen vrij
. RER: ribosomen vast
. 2 onderdelen die loskunnen om RNA door te laten
- Centriolen
▪ Centriolen: 2 cilindervormige bundels microtubuli die loodrecht op elkaar staan
. Centrosoom: 2 centriolen samen
▪ Waar: bleke zone bij de kern
▪ Functie: bij celdeling
Nucleus/celkern
- Kenmerken
▪ 1/3 vh celvolume
▪ Meestal ronde ovaal, soms andere vorm
▪ Bevat kernplasma
▪ Afgeschermd van cytoplasma door kernmembraan (heeft kernporiën)
- Meeste cellen hebben 1 kern – uitzonderingen bestaan
▪ Rode bloedcellen: hebben geen kern
▪ Cellen van skeletspieren: meerdere kernen (versmelting aparte spiercellen)
▪ Pathologische structuren (kanker): meerdere kernen
- Kernkleurstof/chromatine: fijnkorrelige, donkere vlekken op celkern
▪ Kleurstoffen in labo hechten zich vast aan dunnen draadjes
▪ Chromatinedraadjes: dragers van erfelijk materiaal
- Chromosomen: diffusie chromatine -> herkenbaar patroon (bij delen)
▪ Dan in oplossing: cel gaat openbarsten -> chromosomen komen vrij
▪ Kleuren -> rangschikken -> karyogram/chromosomenkaart
▪ Karyogram/chromosomenkaart: geordend overzicht van alle chr uit de celkern
Les 1: DNA en replicatie
DNA structuur
Boek: 1.4.1, 1.5
Verleden
- 4,8 miljard: ontstaan aarde
- 3,8 – 3,5 miljard:
▪ Ontstaan eerste leven: prokaryoten
▪ Atmosfeer initieel anaeroob
- 2, 4 – 2 miljard:
▪ Ontstaat fotosynthese
▪ Toenemende zuurstofconcentratie in atmosfeer
▪ Bacteriën die niet met O2 overweg konden, stierven uit
- 1,5 miljard: ontstaan eukaryoten → multicellaire organismen
- 0,5 miljard: vissen en plankton (voorlopers planten)
- 420 miljoen: eerste landdieren
- 50 000: mens – homo sapiens
- Endosymbiose: eukaryoten die samengesmolten zijn met mitochondriën
▪ Opname van bacteriën in eukaryote cellen, chloroplasten en mitochondria hebben eigen DNA
Prokaryoten en eukaryoten
Prokaryoten
- Klein: 1µm
- Geen cytoskelet
- Geen organellen
2
, - Geen celkern
- Geen celmembraan
- Circulair chromosoom
- DNA in cytoplasma: 1-5 x 10ˆ6 nucleotiden
Eukaryoten
- Groot: 10-100 µm
- Wel kernmembraan
- Lineaire chromosomen
- Wel organellen
- DNA in celkern: 1-5 x 10ˆ9 nucleotiden
▪ DNA in kern met dik kernmembraan -> zal dit nooit verlaten tenzij bij celdeling
- Cytoskelet: eiwitten die zorgen dat cel kan bewegen (bv: spiercel)
- Protozoa: uni-cellulaire eukaryoot
- Multicellulair: mens, fungi,…
Bouwstenen van de cel
- H20
- Suikers (uit voeding) -> polysachariden
- Vetzuren (vetten) -> vetten
- Aminozuren (eiwitten)
- DNA unit/basiseenheid: 1 nucleotide
- DNA strook: polynucleotide
▪ DNA streng nucleotiden die vasthangen aan elkaar
- Basen -> nucleotiden -> nucleïnezuren (DNA/RNA)
- Nucleotide: base + pentose (suikerring) + fosfaat
▪ Bases
. 2 pyrimidines
Cytosine (C)
Thymine (T, DNA) & Uracil (U, RNA)
. 2 purines
Adenine (A)
Guanine (G)
▪ Pentose
. 5 suikers
. RNA: ribonucleïnezuur
. DNA: deoxyribonucleïnezuur
Op 1 plaats is een zuurstofje weg
▪ Fosfaat
. Nucleoside: nucleotide zonder fosfaatgroep
. Hangt aan koolstofatoom 5
. Losse nucleotide: kunnen meerdere fosfaatjes aan hangen (mono, di, tri,..)
Gebruikt om DNA op te bouwen/synthese
Losmaken van fosfaat geeft energie
Slide 16 over bouwstenen -> ‘Niet zo relevant’
Gwn weten dat er van ieder basenpaar een mono/di/tri fosfaat is
Richting
- Lokalisatie van koolstofatomen is belangrijk (3 en 5)
- Fosfodiester binding van 2 nucleotiden aan elkaar met fosfaat
- 5’ einde: ene kant eindigt fosfor die vast zit op 5’
- 3’ begin: ene kant eindigt met lege hoek 3’
3
, Helix structuur
- Termen: DNA is… *
▪ Complementair: A over T, G over C
▪ Antiparallel: links 3->5 dan rechts 5->3
▪ Spiraalvormig: uitzicht van trap
- DNA keten van 5’ naar 3’ -> andere streng van 3’ naar 5’
▪ Andere streng is complementair maar loopt in andere richting
▪ Basen zitten in het midden en gaan paren met elkaar
. C met G
. T met A
. Tussen basen ontstaan waterstofbruggetjes waardoor de strengen aan elkaar blijven
3 waterstofbruggen tussen G en C
2 waterstofbruggen tussen A en T
▪ Fosfor en suikers aan buitenkant
- DNA altijd dubbelstrengig
▪ Kan de binding breken door DNA te koken
▪ Zodra het afkoelt -> terug paren
- Geen perfecte wenteltrap
▪ Steeds grote groeve, kleine groeve
Verschil RNA DNA
- U ipv T
- RNA altijd enkelstrengig -> maakt RNA gevoelig
▪ RNA vaccins bewaren in -70°C
▪ Op kamertemperatuur -> RNA snel afgebroken
- Aan ribose hangt wel nog een zuurstof bij RNA
▪ Deoxyribose vs ribose
Menselijk genoom
- Menselijk genoom: totale hoeveelheid DNA die terug te vinden is in een enkelvoudige set van 23 chromosomen *
▪ 3 miljard basenparen (1 genoom is 3 meter)
- Kind krijgt genoom van vader en van moeder
- Ruwe versie van genoom in 2000 gepubliceerd
- Termen *
▪ Basenpaar: bp
▪ Kilobase: kb
▪ Ieder chromosoom 50 000-250 000 kb
- Enkelvoudig DNA (25%): codeert niet, wordt niet herhaald
▪ Van meeste genen maar 1 exemplaar in genoom
. Soms kunnen het er wel meerdere zijn
. Coderende sequenties: 2%
▪ Wel veel gewijzigde kopieën van genen *
. Kunnen gelijkwaardige producten maken = pseudo-genen
. In loop van de evolutie zodanig veel wijziging -> missen deel info om zelf iets te doen
Niet rechtstreeks coderend
. Vroeger: junk-DNA
Nu: hebben invloed op manier waarop echte genen werken
- Repetitief DNA (50%)
▪ Gegroepeerd repetitief DNA/Tandem repeats (10%)
. Bv: A-C-A-C-A-C….
. Soms: genen die in meerdere kopieën gegroepeerd liggen, meestal: junk-DNA
. Polymorf: precies aantal sequenties verschilt van individu tot individu
Handig voor maken van DNA-profielen
4
