• Wrong document? Swap it for free
  • Written by students who passed
  • Immediately available after payment
  • Read online or as PDF
Sell
Where do you study
Your language
Document preview thumbnail
Preview 4 out of 58 pages
Summary

Epigenetica - Samenvatting

Document preview thumbnail
Preview 4 out of 58 pages

Dit document bevat uitgebreide een samenvatting voor het vak Epigenetica in de Master Biomedische Wetenschappen aan de Universiteit Antwerpen. De aantekeningen bevatten een heldere uitleg van DNA-methylatie, cis en trans epigenetische kenmerken, en nucleosoommodificaties - essentieel voor het begrijpen van hoe genexpressie wordt gereguleerd zonder DNA-sequentie veranderingen. Perfect voor voorbereiding op examens en voor het consolideren van ingewikkelde concepten zoals het Waddington-landschap en de rol van epigenetische enzymen.

Content preview

1. Introductie: van genetica naar epigenetica [11]
1.1. Hoe genetica tekortkomt
❥ In 20% van erfelijke ziekten kan men een mutatie/variatie in een eiwit terugvinden
❥ Voor de meerderheid kan er echter geen genetisch defect worden geworden
❥ Men is daardoor naar de promotor-regio gaan kijken aangezien mutaties hierin kunnen zorgen dat
bepaalde transcriptiefactoren (TF) niet kunnen vinden
❥ Er zijn een aantal genetische SNP’s gevonden die een verhoogd risico op lifestyle ziekten (zoals
obesitas, diabetes, astma, CVD) kunnen voorspellen
❥ Ondanks dat mensen complexer zijn hebben insecten meer coderende genen
❣ Er is duidelijk iets dat ons complexer maakt ongeacht het minder voorkomen van coderende genen
❣ Aantal coderende genen ≠ complexiteit organisme
❥ Genetica kan bepaalde fenomenen niet verklaren zoals: cel differentiatie, metamorfose of ziekte in
genetisch identieke tweelingen
❣ Vlinders en rupsen hebben dezelfde genoom maar verschillen toch in fenotype
❣ Een deletie van hetzelfde chromosoom kan verschillende genotypen opleveren t.g.v. genomische
imprinting (expressie van maternale versus paternale genen verschillen en zijn uniek)
❣ Dit zijn een aantal voorbeelden waarbij genetica niet voldoende is om deze fenomenen te verklaren

1.2. Geschiedenis van de (epi)genetica
❥ In de 3e eeuw voor christus postuleerde Aristoles het volgende:
❣ Een mannelijke kiem is verantwoordelijk voor het voorgevormde mens
❣ Een vrouwelijke kiem is nodig voor de voeding en groei van een mens
❥ In de 17e eeuw ging Antonie van Leeuwenhoek kijken hoe een bevruchte eicel van een kip omvormde
tot een kip en hoe dit proces kon worden beïnvloed door temperatuur
❥ In de 19e eeuw kwamen meer vooruitgangen in de genetica
❣ Gregor Mendel maakte de eerste link tussen erfelijke kenmerken (dominant/recessief) en genen
❥ Lamarck onderzocht omgevingsadaptatie en hoe genetica hierdoor werd beïnvloed
❥ Darwin onderzocht evolutie en “survival of the fittest” en
dacht dat genen bepalen of je kan overleven of niet (o.b.v.
bepaalde eigenschappen die je wel of niet bezit)
❥ In de 20e eeuw kwamen nog meer vooruitgangen
❣ Conrad Waddington creëerde de Waddington landschap
⤷ Een metafoor om epigenetica te visualiseren
⤷ Elke stap verder induceert beperkingen en laat het
terugkeren naar de vorige stap niet toe
❣ Watson en Crick creëerde de DNA-helix model
⤷ Onder een microscoop is er echter geen helixstructuur zichtbaar maar een vezelstructuur
⤷ Dit komt doordat het DNA gewikkeld zit rond nucleosomen waarbij elk nucleosoom kan worden
gemodificeerd en de vezelstructuur kan beïnvloeden
⤷ Deze verandering in structuur beïnvloed dan weer transcriptie

,❥ In de 21e eeuw kwamen nog meer ontdekkingen
❣ Men ontdekte topologisch geassocieerde domeinen (TAD’s): het
chromatine zit georganiseerd in deze domeinen en zijn actief
❣ Ook ontdekte men lamina geassocieerde domeinen (LAD’s):
hierin zitten ook chromatine maar deze domeinen zijn inactief
en zitten eerder bij de nucleaire lamina
❣ Ondertussen weet men dat DNA-conformatie de genactiviteit
determineert
❣ Men bestudeerde hor methylatie impact heeft op DNA-replicatie
en gentranscriptie: methylatie ontregelde alles en men zag in
dat methylatie wel degelijk van belang is bij cel differentiatie en maturatie
❣ Men ontdekte dat hypermethylatie belangrijk is voor genrepressie en hypomethylatie voor
genexpressie
❣ Het effect van methylatie op transcriptie en op genetica werd epigenetica
❣ Ook RNA kan worden gemethyleerd dit werd epitranscriptomics genoemd
❣ DMNT1 werd ontdekt in 1997; dit is een enzym dat DNA methyleert

1.3. Wat is epigenetica?
1.3.A. Overzicht
❥ De epigenetische code is reversibel in tegenstelling tot de genetische code
❣ Epigenetische enzymen kunnen chemische modificaties aanbrengen (writers) of afhalen (erasers)
❣ Deze modificaties kunnen op DNA of histonen worden aangebracht
❣ Readers kunnen de epigenetische modificaties dan aflezen




❥ In een menselijk lichaam zit maar een enkel genoom maar er kunnen duizenden epigenomen zijn
❥ We kunnen cis en trans epigenetische kenmerken opmerken
❣ Cis epigenetische kenmerken
⤷ Deze signalen zijn fysiek gehecht aan het DNA-molecuul of bijbehorende eiwitten (chromatine)
⤷ Makkelijker te kopiëren
⤷ Voornaamste deel van overgeërfde epigenetische wijzigingen
⤷ Bv.: DNA-methylatie, histon-modificaties, etc.
❣ Trans epigenetische kenmerken
⤷ Dit zijn moleculen die niet gebonden zijn aan het DNA, maar wel aanwezig zijn in het cytosol
⤷ Kunnen tijdens deling worden overgedragen aan dochtercellen en werken op meerdere allelen of
genomische locaties
⤷ Bv.: transcriptiefactoren die hun eigen expressie activeren, kleine niet-coderende RNA's (sRNA's),
etc.

,1.3.B. DNA-methylatie
① De methylatieproces
❥ De DNA-methylatie reactie
❣ DNA-methylatie wordt uitgevoerd door DNA methyltransferasen
⤷ We hebben verschillende isovormen van het DNMT-enzym
⤷ DNMT1 = maintenance DNMT: methylatie aanbrengen op het
nieuw gesynthetiseerde streng
⤷ DNMT2: betrokken bij methylatie van RNA
⤷ DNMT3A/B: de novo methylatie
⤷ DNMT3L: inactieve methyltransferase die de activiteit van DNMT3A/B stimuleert
❣ S-adenosyl-L-methionine geeft een methylgroep aan cytosine en wordt daarna S-
adenosylhomocysteïne
❣ Methylatie van cytosil vereist echter genoeg methyldonoren: indien DNA-methylatie niet goed
verloopt kan het enerzijds liggen aan DNMT of anderzijds aan het metabolisme (↓ SAM-productie)
❥ DNA-methylatie patronen worden afgelezen door reader enzymen
❣ Deze reader enzymen zijn methyl-CpG bindende eiwitten (MBD proteins)
❣ Ook deze enzymen komen voor in verschillende isovormen: ze herkennen allemaal methylgroepen
maar complexeren met verschillende eiwitten
❣ Mutaties in deze MBD-isovormen kunnen aanleiding geven tot syndromen en ziektes
❥ DNA-demethylatie
❣ = het afhalen van methylgroepen af een cytosine
❣ Kan actief of passief zijn
⤷ Actieve demethylatie: TET-enzymen oxideren
5mC om tot verschillende intermediairen die
door BER eraf worden geknipt en worden
vervangen door een cytosine
⤷ Passieve demethylatie: treedt op tijdens DNA-
replicatie als DNMT1 geïnhibeerd/afwezig is of er
onvoldoende methyldonoren zijn
❥ Onstabiliteit van 5mC
❣ 5mC is 12x meer vatbaar voor deaminatie dan cytosine
❣ Cytosine kan spontaan deamineren tot uracil en dit wordt
makkelijk herkend (hoort niet op DNA) en hersteld
❣ 5mC deamineerd echter tot thymine en dit wordt niet
herkend als een fout (normaal aanwezig in DNA) en wordt
dus ook niet hersteld

, ② DNA-methylatiepatronen
❥ DNA-methylatie gebeurt op CG-motieven en is overerfbaar (in opeenvolgende celdelingen)
❣ Vaak zijn er grote clusters (200-500 bp) rijk aan CG-
motieven = CpG-eilanden die een regulatoire functie
bezitten
❣ Hypermethylatie van CpG-eilanden
⤷ Als deze eilanden massaal gemethyleerd zijn spreken
we van hypermethylatie
⤷ Dit kan de transcriptie van naastliggende genen
worden gesilenced
⤷ Als dit gebeurt t.h.v. de promotor van een TSG word hij
gesilenced
❣ Hypomethylatie van CpG-eilanden
⤷ Een sterke afwijking van methylatie noemt men hypomethylatie
⤷ Dit kan de transcriptie laten doorgaan
⤷ Als dit gebeurt t.h.v. de promotor van een OG (normaal gehypermethyleerd) wordt hij terug actief
❣ Methylatie kan dus de gentranscriptie inhiberen of laten doorgaan
❥ Palindromische CpG-methylatie
❣ Palindromische CpG methylatie
vindt plaats wanneer cytosine’s
op beide strengen van een 5'-
CpG-3' dinucleotide
gemethyleerd worden, waardoor
een symmetrische, palindrome
structuur ontstaat
❣ In de afbeelding is dat:
Bovenste streng: 5’-5mC-G-3’
Onderste streng: 5’-5mC-G-3’
❣ Na DNA-replicatie zijn beiden strengen gescheiden en opnieuw gesynthetiseerd
❣ DNMT1 zal dan opnieuw een methylgroep aanbrengen op de correcte locatie door de bestaande
methylgroep te herkennen en op de andere streng een methylatie aan te brengen
❣ Resultaat: opnieuw een palindromische CpG die overerfbaar is in opeenvolgende celdelingen

③ Toepassingen en functies van DNA-methylatie
1. Gebruik van 5mC in datering
❣ Sommige DNA-stalen hebben een lagere GC-content
❣ Hoe meer stress, hoe meer 5mC en hoe meer spontane deaminaties plaatsvinden
❣ Dit kan gebruikt worden voor datering zoals bij koolstofdatering = paleoepigenetic
⤷ O.b.v. hoeveel cytosine tot thymine deamineren kan men bepalen wanneer een menstype
voorkwam
⤷ Werd o.a. gebruikt om epigenetische impact op het skelet te achterhalen in de geschiedenis van
de menssoort

Table of contents

  1. 01 1. Introductie: van genetica naar epigenetica [11] 1
    1. 1.1. Hoe genetica tekortkomt 1
    2. 1.2. Geschiedenis van de (epi)genetica 1
    3. 1.3. Wat is epigenetica? 2
    4. 1.4. Epigenetica in DNA-compactering 5
    5. 1.5. Epitranscriptomics 9
    6. 1.6. Vooruitzichten in de epigenetica: G-quadruplex structuren 11
  2. 02 2. Epigenetische technologieën [18] 12
    1. 2.1. Detectie van histonmodificaties 12
    2. 2.2. Detectie van DNA-methylatie 17
    3. 2.3. Detectie van chromatine toegankelijkheid 25
    4. 2.4. Detectie van chromatine 3D topologie 26
    5. 2.5. Detectie van spatiale epigenomics: hsrChST-seq 28
    6. 2.6. Detectie van single cell epigenomics 29
    7. 2.7. Overzicht 29
  3. 03 3. Overerfbare epigenetica [22] 30
    1. 3.1. Mitotische overerfbaarheid 30
    2. 3.2. Inter- versus transgenerationele epigenetische overerfing 42
    3. 3.3. Neurologische aspecten van epigenetica 50
    4. 3.4. Epigenetica in planten 51
  4. 04 4. Epigenetische biomerkers en therapieën [8] 52
    1. 4.1. Epigenetische ziekte biomerkers 52
    2. 4.2. Epigenoom-wijze associatie studies (EWAS) 54
    3. 4.3. Epigenetische reversibiliteit/variabiliteit 55
    4. 4.4. Epigenetische therapiëen 57

Document information

Study
Uploaded on
August 6, 2026
Number of pages
58
Written in
2025/2026
Type
Summary
$11.75

Wrong document? Swap it for free Within 14 days of purchase and before downloading, you can choose a different document. You can simply spend the amount again.
Written by students who passed
Immediately available after payment
Read online or as PDF

Sold
6
Followers
0
Items
39
Last sold
3 weeks ago



Why students choose Stuvia

Created by fellow students, verified by reviews

Quality you can trust: written by students who passed their tests and reviewed by others who've used these notes.

Didn't get what you expected? Choose another document

No worries! You can instantly pick a different document that better fits what you're looking for.

Pay as you like, start learning right away

No subscription, no commitments. Pay the way you're used to via credit card and download your PDF document instantly.

Student with book image

“Bought, downloaded, and aced it. It really can be that simple.”

Alisha Student

Working on your references?

Create accurate citations in APA, MLA and Harvard with our free citation generator.

Working on your references?

Frequently asked questions