H14 – MEDISCHE GENETICA
• Genoom: alle genen en niet-coderende sequenties van DNA
• Chromosoom: 23 (n) paar = 46 (2n) totaal
▪ locus= vaste plek op chromosoom
▪ Polyploïdy= extra set chromosomen door fout bij celdeling (planten met zelfbestuiving)
[auto-: individu>2n afkomstig van zelfde soort, allo-: hybride 2 soorten, alleen onderlinge voortplanting]
• Gen: DNA code erfelijke eigenschap
• Allel: alternatieve varianten gen --> genetische variatie
1. Haploïd= 1 allel [2 genotypen, X+Y=1] GAMETEN
2. Diploïd= 2 allelen van gen [3 genotypen, allelfrequentie A=X+ ½ Y / a=Y+ ½X]
3. Triploïd= 3 allelen van gen [4 genotypen, allelfrequentie A=X+ 2⁄3Y + 1⁄3Z]
→Genotypen (erfelijke informatie) vs fenotype (fysieke kenmerken)
- Dominant, recessief, “intermediair”=mengvorm, codominantie=beide allelen even sterk tot uiting
- Heterozygoot, homozygoot, hemizygoot
o Pleiotropie: enkel gen met meerdere fenotypische kenmerken als gevolg
o Epistasie: expressie gen 1 beïnvloed expressie gen 2
o Polygene overerving: meerdere genenparen bepalen 1 erfelijke eigenschap
VB. waarschijnlijkheid genotype PpYyRr x PpyyRR, hoeveel recessief voor 2 karakteristieken?
ppyyRR= (½*½) x (½*1) x (½*1)= (pp)*(yy)*(RR)kans ppyyrR= (1/4) x (½) x (½)=1/16 kans
P generatie: true breeding
F1 generatie: mono- of dihybride
1. law of segregation: 2 alllelen voor erfelijke eigenschap eindigen gescheiden in gameten (geslachtcel)
2. law of independent assortment: 2 genen/allel paren erven afzonderlijk over als over verschillende chromosomen
- gekoppelde genen: dichtbij op een chromosoom [parental/ouderlijke type>50% & ratio 1:1:0:0]
- wild type (w+) vs mutant phenotype (w)
H15 – KOPPELING & CHROMOSOMEN
1. meiosis I/II: 2n→1n voor geslachtcellen/gameten [4 dochtercellen]
2. mitose: celdeling van 2n→2*2n [n=23 chromosomen]
a. metafase I: willekeurige schikking chromosoomparen op evenaar
b. anafase I: splitsing 2 alllelen (chromatiden) in 2 gameten
→Autosomen (22 chromosoomparen) vs geslachtschromosomen (X,Y)
- seks-linked genes: wanneer recessief & X-gebonden, vooral bij man = HEMIZYGOOT
- barr bodies: bij vrouw één X inactief van XX (silencing door methylering -CH3)
- genomic imprinting: expressie gen afhankelijk van afkomst moeder of vader (vooral op autosomen)
GENETISCHE RECOMBINATIE
Crossing over Uitwisseling genen 2 homologe chromosomen
(profase&meiosis I) Hoe verder genen uit elkaar, hoe hoger kans
Nondisjunction chromosoom/chromatidepaar niet gescheiden → aneuploidy (meer/minder kopieën)
(meiosis I) [monosomie=2n-1, trisomie= 2n+1, polyploïdy=… n]
Meiosis, zelfde genen/fenotype aanwezig Ander fenotype
Deletion: chromosoom segment verwijderd Inversion: herbevestiging segment in omgkeerde volgorde
Duplicatie: herhaald segment uit homoloog chromosoom Translocatie: segment bevestigd aan niet-homoloog chromosoom
, H21 – HOE EVOLUTIE WERKT
• Convergente evolutie: onafhankelijke evolutie van vergelijkbare kenmerken [GEEN GEDEELDE VOOROUDER]
▪ analoge kenmerken: zelfde functie, andere structuur
• Evolutie: verandering in genetische compositie van POPULATIE
▪ Afstamming: gemeenschappelijke voorouders & karakteristieken
▪ “Aanpassingen”: accumulatie van genetische verschillen
▪ adaptatie: door geërfde kenmerken die overlevings- en reproductiekansen vergroten in bepaalde omgeving
→Frequentie kenmerk veranderd tussen leeftijdsklassen in populatie
→Frequentie veranderd tussen opeenvolgende generaties tussen zelfde leeftijdsklasse
• punctual equilibrium: sprongsgewijze evolutie door afwisseling snelle diversificatie met geleidelijk verloop
• Natuurlijke selectie: GERICHT & INDIVIDU, overdraagbare kenmerken leveren fitness voordeel
▪ Veroorzaakt ADAPTIEVE evolutie bij aanwezigheid van FITNESSVERSCHIL
▪ Bewijs: fossielen (no missing-links), homologie (gedeelde voorouder), biogeografie (continental drift),
soortvorming, directe observaties (vestigial structures)
DARWIN & EVOLUTIE
Observaties: Conclusie
- populatie varieert in erfelijke eigenschappen - individuen met voordelig geërfde kenmerken krijgen meer nakomelingen
- overproductie van nakomelingen - gunstige kenmerken accumuleren over generaties
1. overproductie (meer nakomelingen dan kunnen overleven= competitie / survival of the fittest) exponentiële J→S curve
2. variatie in eigenschappen in populatie
3. Variatie beïnvloed fitness (fitnessverschil 2 fenotype nodig)
4. Eigenschap= erfelijk (genetisch bepaald)
5. Veranderende omgeving (bepaald natuurlijke selectie)
ALLELFREQUENTIE VERANDERING RICHTING VAN SELECTIE
Natuurlijke selectie GERICHT I) directional: verschuiving frequentie naar 1 fenotype (XX of Xx of xx)
Mutaties TOEVAL II) disruptive: verschuiving naar 2 uiterste fenotype (XX en xx)
Gene flow III) stabalizing: verschuiving naar intermediaire fenotype (Xx)
Genetic drift IV) balancing: meerdere fenotype gehandhaafd (heterozygoot-voordeel)
Non-random mating
I) Lamarck: individuen ontwikkelen kenmerken gedurende leven en geven deze door aan nakomelingen
SOCIALITEIT
Leven in groepen= directe fitness
B) voordelen socialiteit: veiligheid (verdunningseffect= kleinere pakkans), voedsel verzamelen (samenwerken), partner vinden
C) nadelen socialiteit: verspreiding ziekten, zichtbaarder voor predatoren, concurrentie voedsel/partner, inteelt
• Altruïsme: gedrag ten koste van individuele fitness, toename fitness ander individu in populatie ( verwantschap)
→Kin altruïsme: A helpt (ten koste van eigen nakomelingen=C) verwante B (=r), waardoor B extra nakomelingen
krijgt (=B) wat A zijn indirecte fitness vergroot (rB>C)
→Reciprook altruïsme: bij niet-verwante= wederkerig (ontmoetingen, geheugen, gelijkwaardige situatie)
Siblicide: jongen doden elkaar want verwantschap met zichzelf = 1 (voedseltekort)
Parent-Offspring conflict: verschil hoeveelheid zorg ouder wil geven en jong wil ontvangen (B/C<0.5 nieuwe)
Eusocialiteit (insecten): slechts 1 individu plant voort, aanwezigheid complexe sociale structuren/taakverdeling
• Genoom: alle genen en niet-coderende sequenties van DNA
• Chromosoom: 23 (n) paar = 46 (2n) totaal
▪ locus= vaste plek op chromosoom
▪ Polyploïdy= extra set chromosomen door fout bij celdeling (planten met zelfbestuiving)
[auto-: individu>2n afkomstig van zelfde soort, allo-: hybride 2 soorten, alleen onderlinge voortplanting]
• Gen: DNA code erfelijke eigenschap
• Allel: alternatieve varianten gen --> genetische variatie
1. Haploïd= 1 allel [2 genotypen, X+Y=1] GAMETEN
2. Diploïd= 2 allelen van gen [3 genotypen, allelfrequentie A=X+ ½ Y / a=Y+ ½X]
3. Triploïd= 3 allelen van gen [4 genotypen, allelfrequentie A=X+ 2⁄3Y + 1⁄3Z]
→Genotypen (erfelijke informatie) vs fenotype (fysieke kenmerken)
- Dominant, recessief, “intermediair”=mengvorm, codominantie=beide allelen even sterk tot uiting
- Heterozygoot, homozygoot, hemizygoot
o Pleiotropie: enkel gen met meerdere fenotypische kenmerken als gevolg
o Epistasie: expressie gen 1 beïnvloed expressie gen 2
o Polygene overerving: meerdere genenparen bepalen 1 erfelijke eigenschap
VB. waarschijnlijkheid genotype PpYyRr x PpyyRR, hoeveel recessief voor 2 karakteristieken?
ppyyRR= (½*½) x (½*1) x (½*1)= (pp)*(yy)*(RR)kans ppyyrR= (1/4) x (½) x (½)=1/16 kans
P generatie: true breeding
F1 generatie: mono- of dihybride
1. law of segregation: 2 alllelen voor erfelijke eigenschap eindigen gescheiden in gameten (geslachtcel)
2. law of independent assortment: 2 genen/allel paren erven afzonderlijk over als over verschillende chromosomen
- gekoppelde genen: dichtbij op een chromosoom [parental/ouderlijke type>50% & ratio 1:1:0:0]
- wild type (w+) vs mutant phenotype (w)
H15 – KOPPELING & CHROMOSOMEN
1. meiosis I/II: 2n→1n voor geslachtcellen/gameten [4 dochtercellen]
2. mitose: celdeling van 2n→2*2n [n=23 chromosomen]
a. metafase I: willekeurige schikking chromosoomparen op evenaar
b. anafase I: splitsing 2 alllelen (chromatiden) in 2 gameten
→Autosomen (22 chromosoomparen) vs geslachtschromosomen (X,Y)
- seks-linked genes: wanneer recessief & X-gebonden, vooral bij man = HEMIZYGOOT
- barr bodies: bij vrouw één X inactief van XX (silencing door methylering -CH3)
- genomic imprinting: expressie gen afhankelijk van afkomst moeder of vader (vooral op autosomen)
GENETISCHE RECOMBINATIE
Crossing over Uitwisseling genen 2 homologe chromosomen
(profase&meiosis I) Hoe verder genen uit elkaar, hoe hoger kans
Nondisjunction chromosoom/chromatidepaar niet gescheiden → aneuploidy (meer/minder kopieën)
(meiosis I) [monosomie=2n-1, trisomie= 2n+1, polyploïdy=… n]
Meiosis, zelfde genen/fenotype aanwezig Ander fenotype
Deletion: chromosoom segment verwijderd Inversion: herbevestiging segment in omgkeerde volgorde
Duplicatie: herhaald segment uit homoloog chromosoom Translocatie: segment bevestigd aan niet-homoloog chromosoom
, H21 – HOE EVOLUTIE WERKT
• Convergente evolutie: onafhankelijke evolutie van vergelijkbare kenmerken [GEEN GEDEELDE VOOROUDER]
▪ analoge kenmerken: zelfde functie, andere structuur
• Evolutie: verandering in genetische compositie van POPULATIE
▪ Afstamming: gemeenschappelijke voorouders & karakteristieken
▪ “Aanpassingen”: accumulatie van genetische verschillen
▪ adaptatie: door geërfde kenmerken die overlevings- en reproductiekansen vergroten in bepaalde omgeving
→Frequentie kenmerk veranderd tussen leeftijdsklassen in populatie
→Frequentie veranderd tussen opeenvolgende generaties tussen zelfde leeftijdsklasse
• punctual equilibrium: sprongsgewijze evolutie door afwisseling snelle diversificatie met geleidelijk verloop
• Natuurlijke selectie: GERICHT & INDIVIDU, overdraagbare kenmerken leveren fitness voordeel
▪ Veroorzaakt ADAPTIEVE evolutie bij aanwezigheid van FITNESSVERSCHIL
▪ Bewijs: fossielen (no missing-links), homologie (gedeelde voorouder), biogeografie (continental drift),
soortvorming, directe observaties (vestigial structures)
DARWIN & EVOLUTIE
Observaties: Conclusie
- populatie varieert in erfelijke eigenschappen - individuen met voordelig geërfde kenmerken krijgen meer nakomelingen
- overproductie van nakomelingen - gunstige kenmerken accumuleren over generaties
1. overproductie (meer nakomelingen dan kunnen overleven= competitie / survival of the fittest) exponentiële J→S curve
2. variatie in eigenschappen in populatie
3. Variatie beïnvloed fitness (fitnessverschil 2 fenotype nodig)
4. Eigenschap= erfelijk (genetisch bepaald)
5. Veranderende omgeving (bepaald natuurlijke selectie)
ALLELFREQUENTIE VERANDERING RICHTING VAN SELECTIE
Natuurlijke selectie GERICHT I) directional: verschuiving frequentie naar 1 fenotype (XX of Xx of xx)
Mutaties TOEVAL II) disruptive: verschuiving naar 2 uiterste fenotype (XX en xx)
Gene flow III) stabalizing: verschuiving naar intermediaire fenotype (Xx)
Genetic drift IV) balancing: meerdere fenotype gehandhaafd (heterozygoot-voordeel)
Non-random mating
I) Lamarck: individuen ontwikkelen kenmerken gedurende leven en geven deze door aan nakomelingen
SOCIALITEIT
Leven in groepen= directe fitness
B) voordelen socialiteit: veiligheid (verdunningseffect= kleinere pakkans), voedsel verzamelen (samenwerken), partner vinden
C) nadelen socialiteit: verspreiding ziekten, zichtbaarder voor predatoren, concurrentie voedsel/partner, inteelt
• Altruïsme: gedrag ten koste van individuele fitness, toename fitness ander individu in populatie ( verwantschap)
→Kin altruïsme: A helpt (ten koste van eigen nakomelingen=C) verwante B (=r), waardoor B extra nakomelingen
krijgt (=B) wat A zijn indirecte fitness vergroot (rB>C)
→Reciprook altruïsme: bij niet-verwante= wederkerig (ontmoetingen, geheugen, gelijkwaardige situatie)
Siblicide: jongen doden elkaar want verwantschap met zichzelf = 1 (voedseltekort)
Parent-Offspring conflict: verschil hoeveelheid zorg ouder wil geven en jong wil ontvangen (B/C<0.5 nieuwe)
Eusocialiteit (insecten): slechts 1 individu plant voort, aanwezigheid complexe sociale structuren/taakverdeling
