MOLECULAIRE &
ALGEMENE
GENETICA
2022 – 2023
2e bachelor Diergeneeskunde
,Inhoud
H1 Inleidende en algemene aspecten van de genetica: de overerving van fenotypische
variatie ............................................................................................................................ 3
Inleiding – historiek .................................................................................................................. 3
Algemene begrippen van de erfelijkheidsleer of genetica .......................................................... 4
De grondslagen van de genetica ............................................................................................... 4
De wetten van Mendel .................................................................................................................................. 4
Chromosoomtheorie van de erfelijkheid ....................................................................................................... 6
Linkage van genen ......................................................................................................................................... 9
Mitotische recombinatie .............................................................................................................................. 10
Nomenclatuur van genen en allelen ........................................................................................ 11
Verschillende types van overerving van fenotypen ..................................................................................... 13
Toepassingen ............................................................................................................................................... 21
H2 De structuur van het genoom .................................................................................... 32
Historiek ................................................................................................................................ 32
Het genoom ........................................................................................................................... 32
Primaire DNA structuur................................................................................................................................ 32
De secundaire DNA structuur ...................................................................................................................... 33
De tertiaire DNA structuur ........................................................................................................................... 34
De samenstelling van het eukaryote genoom (DNA) ................................................................ 37
Het gen ......................................................................................................................................................... 37
Genduplicatie ............................................................................................................................................... 38
Mitochondriaal DNA .................................................................................................................................... 42
Replicatie ..................................................................................................................................................... 43
Telomeerstructuur ....................................................................................................................................... 45
DNA beschadigingen en mutagenese ...................................................................................... 47
Types DNA beschadigingen .......................................................................................................................... 47
Mutaties ....................................................................................................................................................... 47
Mutagenese ................................................................................................................................................. 47
DNA-herstelmechanismen en recombinatie ............................................................................ 52
DNA herstelmechanismen ........................................................................................................................... 52
Recombinatie ............................................................................................................................................... 55
H3 De genetische informatiestroom: van genotype tot fenotype ..................................... 59
Historiek ................................................................................................................................ 59
Het centrale dogma ................................................................................................................ 59
De structuur van RNA .................................................................................................................................. 59
RNA types..................................................................................................................................................... 59
Transcriptie ............................................................................................................................ 61
Eigenschappen van DNA afhankelijke RNA polymerase .............................................................................. 61
RNA processing ............................................................................................................................................ 63
mRNA processing ......................................................................................................................................... 63
Translatie ............................................................................................................................... 67
Componenten .............................................................................................................................................. 67
1
, De genetische code ...................................................................................................................................... 68
De translatie initiatie van mRNA .................................................................................................................. 69
De correcte inbouw van aminozuren ........................................................................................................... 72
Detectie en afbraak van defecte mRNA’s .................................................................................................... 73
Post-translationele modificaties .................................................................................................................. 74
Genexpressie ......................................................................................................................... 75
Regulatie van de genexpressie..................................................................................................................... 75
Genvermeerdering in tumorcellen .............................................................................................................. 79
Regulatie van de transcriptie .................................................................................................. 79
Algemene structuur van de transcriptiefactoren ........................................................................................ 80
Activatie van transcriptiefactoren ............................................................................................................... 80
Regulatie door steroïde hormonen.............................................................................................................. 80
Regulatie van de genexpressie..................................................................................................................... 81
H4 Gentechnologie ......................................................................................................... 85
DNA-technieken ..................................................................................................................... 85
Kloneren ....................................................................................................................................................... 85
DNA-isolatie/zuivering ................................................................................................................................. 85
Fragmentering ............................................................................................................................................. 85
Scheiding van DNA-fragmenten: elektroforese ........................................................................................... 87
Ligatie van DNA-fragmenten ........................................................................................................................ 89
Bacteriële transformatie (plasmiden) .......................................................................................................... 90
Sequentiebepaling ....................................................................................................................................... 92
Toepassingen van DNA testen in de diergeneeskunde ............................................................. 95
Proefkruisingen ............................................................................................................................................ 95
Polymorfismen (genotypering) .................................................................................................................... 96
DNA-testen .................................................................................................................................................. 97
RNA-technieken ................................................................................................................... 102
cDNA bibliotheken ..................................................................................................................................... 102
Gentherapie en transgenese ................................................................................................. 103
Somatische cel gentherapie ....................................................................................................................... 104
Gentransfer: algemene methoden ............................................................................................................ 104
Transgenese ............................................................................................................................................... 106
2
, H1 Inleidende en algemene aspecten van de genetica: de overerving
van fenotypische variatie
Inleiding – historiek
Fenotype = de naam van een kenmerk, iets wat je visueel kan zien. Denk aan oogkleur, gewicht etc.
In dit eerste deel gaan we vooral het fenotype bespreken. Op het examen krijg je altijd een vraag
met daarin een stamboom.
Pre-Mendeliaanse erfelijkheid is erfelijkheid dat je onbewust toepast, dit type erfelijkheid is al lang
geleden ontstaan. Men kreeg bij dit type erfelijkheid het inzicht dat soortgelijk x soortgelijk,
soortgelijk voortbrengt. Witte hond x witte hond geeft grote kans op een witte hond. Bij inteelt is er
altijd een grotere kans op soortgelijke nakomelingen, het verhoogt de voorspelbaarheid.
Tijdens de tijd van de Grieken kwamen ze met de Pangenesis theorie.
Deze theorie zegt dat er kleine partikels (fenotypes: vachtkleur,
geslacht, etc), ook wel gemmules genoemd, in elk deel van het lichaam
gevormd worden. Deze partikels zouden bij elkaar komen in de
gonaden en bij de bevruchting vormen deze dan de gameten en de
zygote. De theorie is onjuist, maar hij heeft wel lang standgehouden.
Deze theorie is ook wel de eerste misvatting.
De theorie van de overerving van verworven karakteristieken spreekt
over de gemmules die zogenaamd telkens zouden veranderen met de
leeftijd. Alcmaeon geloofde in deze theorie. Dit was een theorie die ook heel lang een vatbare
opvatting was. Deze opvatting stelde ook dat als een kind twee ouders had die goed piano konden
spelen, dat het kind dit ook zou kunnen. Aristoteles zei later dat deze opvatting incorrect was. Dit zei
hij omdat als van een dief een hand afgehakt wordt (dit is een verworven karakteristiek), zijn
nakomelingen gewoon beide handen zouden hebben.
Lamarck kwam met het Lamarckisme, hierin stond de opvatting van verworven karakteristieken ook
centraal. Aan de hand van deze opvatting zouden we kunnen stellen dat de nek van een giraf telkens
groeit, omdat giraffen hun nek steeds meer strekken en dit zou overerfbaar zijn. De theorie van
Darwin zegt iets anders, Darwin zegt namelijk dit is een vorm van selectie. De theorie van Darwin is
degene die klopt, maar de theorie van Lamarck is niet geheel gek. De reden dat Lamarck niet volledig
onjuist is, komt door de epigenetica. Epigenetica lijkt zowat op de overerving van verworven
karakteristieken.
Na deze theorie kwam men met het preformationisme. Deze theorie stelt dat in een spermacel al
een klein mensje aanwezig is, dit mensje zou niet moeten ontwikkelen, maar moet enkel nog
groeien.
De tweede grote misvatting van vroeger is de theorie van de versmelting van kenmerken.
Hybriden hebben een intermediair uitzicht. Het lijkt er dus op alsof de kenmerken als het ware
versmelten om iets tussen beide fenotypen te krijgen. Er is wel een type overerving dat lijkt over te
erven via de versmelting van kenmerken, dit noemen we de intermediaire overerving. De reden dat
deze theorie fout is, is omdat er kenmerken bij de nakomelingen aanwezig kunnen zijn, die bij de
ouders niet voorkomen, maar wel bij de grootouders. Op het examen is er vaak een vraag over de
twee grote misvattingen van vroeger, waarom deze niet juist zijn en hoe ze ontstaan zijn.
3
ALGEMENE
GENETICA
2022 – 2023
2e bachelor Diergeneeskunde
,Inhoud
H1 Inleidende en algemene aspecten van de genetica: de overerving van fenotypische
variatie ............................................................................................................................ 3
Inleiding – historiek .................................................................................................................. 3
Algemene begrippen van de erfelijkheidsleer of genetica .......................................................... 4
De grondslagen van de genetica ............................................................................................... 4
De wetten van Mendel .................................................................................................................................. 4
Chromosoomtheorie van de erfelijkheid ....................................................................................................... 6
Linkage van genen ......................................................................................................................................... 9
Mitotische recombinatie .............................................................................................................................. 10
Nomenclatuur van genen en allelen ........................................................................................ 11
Verschillende types van overerving van fenotypen ..................................................................................... 13
Toepassingen ............................................................................................................................................... 21
H2 De structuur van het genoom .................................................................................... 32
Historiek ................................................................................................................................ 32
Het genoom ........................................................................................................................... 32
Primaire DNA structuur................................................................................................................................ 32
De secundaire DNA structuur ...................................................................................................................... 33
De tertiaire DNA structuur ........................................................................................................................... 34
De samenstelling van het eukaryote genoom (DNA) ................................................................ 37
Het gen ......................................................................................................................................................... 37
Genduplicatie ............................................................................................................................................... 38
Mitochondriaal DNA .................................................................................................................................... 42
Replicatie ..................................................................................................................................................... 43
Telomeerstructuur ....................................................................................................................................... 45
DNA beschadigingen en mutagenese ...................................................................................... 47
Types DNA beschadigingen .......................................................................................................................... 47
Mutaties ....................................................................................................................................................... 47
Mutagenese ................................................................................................................................................. 47
DNA-herstelmechanismen en recombinatie ............................................................................ 52
DNA herstelmechanismen ........................................................................................................................... 52
Recombinatie ............................................................................................................................................... 55
H3 De genetische informatiestroom: van genotype tot fenotype ..................................... 59
Historiek ................................................................................................................................ 59
Het centrale dogma ................................................................................................................ 59
De structuur van RNA .................................................................................................................................. 59
RNA types..................................................................................................................................................... 59
Transcriptie ............................................................................................................................ 61
Eigenschappen van DNA afhankelijke RNA polymerase .............................................................................. 61
RNA processing ............................................................................................................................................ 63
mRNA processing ......................................................................................................................................... 63
Translatie ............................................................................................................................... 67
Componenten .............................................................................................................................................. 67
1
, De genetische code ...................................................................................................................................... 68
De translatie initiatie van mRNA .................................................................................................................. 69
De correcte inbouw van aminozuren ........................................................................................................... 72
Detectie en afbraak van defecte mRNA’s .................................................................................................... 73
Post-translationele modificaties .................................................................................................................. 74
Genexpressie ......................................................................................................................... 75
Regulatie van de genexpressie..................................................................................................................... 75
Genvermeerdering in tumorcellen .............................................................................................................. 79
Regulatie van de transcriptie .................................................................................................. 79
Algemene structuur van de transcriptiefactoren ........................................................................................ 80
Activatie van transcriptiefactoren ............................................................................................................... 80
Regulatie door steroïde hormonen.............................................................................................................. 80
Regulatie van de genexpressie..................................................................................................................... 81
H4 Gentechnologie ......................................................................................................... 85
DNA-technieken ..................................................................................................................... 85
Kloneren ....................................................................................................................................................... 85
DNA-isolatie/zuivering ................................................................................................................................. 85
Fragmentering ............................................................................................................................................. 85
Scheiding van DNA-fragmenten: elektroforese ........................................................................................... 87
Ligatie van DNA-fragmenten ........................................................................................................................ 89
Bacteriële transformatie (plasmiden) .......................................................................................................... 90
Sequentiebepaling ....................................................................................................................................... 92
Toepassingen van DNA testen in de diergeneeskunde ............................................................. 95
Proefkruisingen ............................................................................................................................................ 95
Polymorfismen (genotypering) .................................................................................................................... 96
DNA-testen .................................................................................................................................................. 97
RNA-technieken ................................................................................................................... 102
cDNA bibliotheken ..................................................................................................................................... 102
Gentherapie en transgenese ................................................................................................. 103
Somatische cel gentherapie ....................................................................................................................... 104
Gentransfer: algemene methoden ............................................................................................................ 104
Transgenese ............................................................................................................................................... 106
2
, H1 Inleidende en algemene aspecten van de genetica: de overerving
van fenotypische variatie
Inleiding – historiek
Fenotype = de naam van een kenmerk, iets wat je visueel kan zien. Denk aan oogkleur, gewicht etc.
In dit eerste deel gaan we vooral het fenotype bespreken. Op het examen krijg je altijd een vraag
met daarin een stamboom.
Pre-Mendeliaanse erfelijkheid is erfelijkheid dat je onbewust toepast, dit type erfelijkheid is al lang
geleden ontstaan. Men kreeg bij dit type erfelijkheid het inzicht dat soortgelijk x soortgelijk,
soortgelijk voortbrengt. Witte hond x witte hond geeft grote kans op een witte hond. Bij inteelt is er
altijd een grotere kans op soortgelijke nakomelingen, het verhoogt de voorspelbaarheid.
Tijdens de tijd van de Grieken kwamen ze met de Pangenesis theorie.
Deze theorie zegt dat er kleine partikels (fenotypes: vachtkleur,
geslacht, etc), ook wel gemmules genoemd, in elk deel van het lichaam
gevormd worden. Deze partikels zouden bij elkaar komen in de
gonaden en bij de bevruchting vormen deze dan de gameten en de
zygote. De theorie is onjuist, maar hij heeft wel lang standgehouden.
Deze theorie is ook wel de eerste misvatting.
De theorie van de overerving van verworven karakteristieken spreekt
over de gemmules die zogenaamd telkens zouden veranderen met de
leeftijd. Alcmaeon geloofde in deze theorie. Dit was een theorie die ook heel lang een vatbare
opvatting was. Deze opvatting stelde ook dat als een kind twee ouders had die goed piano konden
spelen, dat het kind dit ook zou kunnen. Aristoteles zei later dat deze opvatting incorrect was. Dit zei
hij omdat als van een dief een hand afgehakt wordt (dit is een verworven karakteristiek), zijn
nakomelingen gewoon beide handen zouden hebben.
Lamarck kwam met het Lamarckisme, hierin stond de opvatting van verworven karakteristieken ook
centraal. Aan de hand van deze opvatting zouden we kunnen stellen dat de nek van een giraf telkens
groeit, omdat giraffen hun nek steeds meer strekken en dit zou overerfbaar zijn. De theorie van
Darwin zegt iets anders, Darwin zegt namelijk dit is een vorm van selectie. De theorie van Darwin is
degene die klopt, maar de theorie van Lamarck is niet geheel gek. De reden dat Lamarck niet volledig
onjuist is, komt door de epigenetica. Epigenetica lijkt zowat op de overerving van verworven
karakteristieken.
Na deze theorie kwam men met het preformationisme. Deze theorie stelt dat in een spermacel al
een klein mensje aanwezig is, dit mensje zou niet moeten ontwikkelen, maar moet enkel nog
groeien.
De tweede grote misvatting van vroeger is de theorie van de versmelting van kenmerken.
Hybriden hebben een intermediair uitzicht. Het lijkt er dus op alsof de kenmerken als het ware
versmelten om iets tussen beide fenotypen te krijgen. Er is wel een type overerving dat lijkt over te
erven via de versmelting van kenmerken, dit noemen we de intermediaire overerving. De reden dat
deze theorie fout is, is omdat er kenmerken bij de nakomelingen aanwezig kunnen zijn, die bij de
ouders niet voorkomen, maar wel bij de grootouders. Op het examen is er vaak een vraag over de
twee grote misvattingen van vroeger, waarom deze niet juist zijn en hoe ze ontstaan zijn.
3
