Genetica
Inleiding
Indeling genetische aandoeningen
1. chromosomale afwijkingen versus genafwijkingen
Versch technieken worden toegepast afh v het type mutatie:
• Chromosomen (cytogenetisch) onderzoek → structuur van chromosomen
• DNA (moleculair) onderzoek → samenstelling van DNA
→ dit onderscheid is echter aan het vervagen
2. volgens het overervingspatroon
• Mendeliaanse of monogene overerving
o Kenmerken/ziekten bepaald door 1 enkel gen
o Autosomaal dominant
o Autosomaal recessief
o X-gebonden (meestal recessief, soms dominant)
• Polygene en multifactoriële overerving
o Oligogene en polygene kenmerken/aandoeningen zijn bepaald door enkele of meerdere genen
o Overerving volgens mendel maar complexer fenotype (niet te vatten in wetten)
o beïnvloed door omgevingsfactoren en lifestyle
• niet-mendeliaanse of niet-traditionele overerving
o mosaicisme (zeldzaam, uitz kanker)
o genomische imprinting en epigenetische erfelijkheid (zeldzaam)
o uniparentele disomie (zeer uitzonderlijk)
o mitochondriële erfelijkheid (slechts enkele zeldzame aandoeningen)
o onstabiele trinucleotide repeats (meerder, maar meestal zeldzame aandoeningen)
3. constitutioneel of verworven
Constitutioneel (of germ-line) = een genetische afwijking die al aanwezig is in de bevruchte eicel en dus in alle
lichaamscellen
Verworven genetische afwijkingen ontstaan tijdens het leven, na de bevruchting (postzygotisch)
→ maar in gedeelte cellen aanwezig (mozaicisme)
→ meest voorkomende = kanker
Symbolen in een stamboom
1
,1. stamboom tekenen
2. consanguiniteit?
• Is er verwantschap? → ja → dubbele streep
• Belangrijk voor
o Autosomaal recessieve aandoeningen
o Multifactorieel
3. miskramen?
• Belangrijk bij chromosomale translocaties
4. natuurlijke zwangerschap <-> vruchtbaarheidsbehandeling
• Chromosomale translocaties en vruchtbaarheidsproblemen
• Verhoogd risico op imprintingsstoornissen in geval van in vitro fertilisatie
5. etniciteit
6. personen aanduiden die een (medisch) ‘probleem’ hebben
7. aanleiding genetische raadpleging
• Index of propositus
• Vb aangeboren afwijking hart bij kind
8. wat is uw vraag?
• Herhalingsrisico volgend kind
• Oorzaak
• Ander afwijkingen te verwachten
• Geen vraag, gestuurd door dokter
H1: cytogenetica: chromosomen onderzoek
Doelstellingen :
- Je kent de verschillende technieken voor chromosomenonderzoek,
+ elk met hun beperkingen en voordelen
- Je kent verschillende categorieën van chromosomale afwijkingen
- Je verwerft inzicht in verband tussen miskramen en chromosomale afwijkingen
+ de strategieën om bij IVF de slaagkansen te verhogen
- Voor chromosomale aneuploidies, met als voorbeeld syndroom van Down
ken je de verschillende types en hun oorzaak en erfelijkheidsrisico’s
- Je kent de verschillende types mozaicisme en hun manifestaties
- Je weet wat een chromosomale translocatie is, en welke de mogelijke uitingen zijn
Chromosomale afwijkingen zijn de frequenste doodsoorzaak bij de mens
2
,1.1 cytogenetische technieken
in de celkern zijn er 46 aparte chromosomen, samengesteld uit:
• DNA
• Eiwitten
o Staan in voor structuur (histonen, telomeren)
o Staan in voor regulering genexpressie
Versch technieken om chromosomen te onderzoeken:
1.1.1 klassieke karyotypering
Chromosomen condenseren tijdens celdeling
→ zichtbaar gemaakt als staafjes met specifieke kleurstoffen
Karyotype = chromosomenprofiel van een persoon, aantal en vorm chromosomen
Karyotypering = visualiseren van chromosomen
A. delende cellen nodig:
Chromosomen worden enkel zichtbaar zijdens mitose (metafase)
Welke cellen zijn toegankelijk en hebben de capaciteit om (al dan niet spontaan) te delen?
• 1922 Painter met spermatogonia→ mens 48 chromosomen = fout
• 1956 Tijo en Levan met foetale fibroblasten → mens heeft 46 chromosomen (22 autosomen en 2
geslachtschromosomen
• 1960: constitutionele chromosomenonderzoek, meestal op WBC die in celcultuur tot deling aangezet worden
met PHA
B. Mitose stilleggen
Door toevoeging colchicine → bindt vrij tubuline → delingsspoel breekt af → chromosomen blijven in metafase, op
de equator van de cel
deze chromosomen bestaan op dat tijdstip uit 2 chromatiden → met elkaar verbonden door centromeer
cellen in hypotone oplossing gebracht → zwellen en barsten → mooie spreiding chromosomen op draagglaasje
Integriteit: niet kapot gaan aan uiteinden
Segregatie:: tijdens mitose uit elkaar gaan
3
, C. identificatie van de chromosomen
Verschillende criteria
• Grootte
o 1 = grootste
o 22 = kleinste MAAR 21 is kleiner dan 22 (historische vergissing)
• Positie centromeer
o Verhouding grootte van korte arm (p-arm) tov lange arm (q-arm)
o Acrocentrische chromosomen: zeer kleine p-arm → acrosoom bijna aan uiteinde (13, 14, 15, 21, 22)
→ bevat exclusief genen voor rRNA
→ identiek, vormen nucleoli in actieve cel
→ betrokken in apart type chromosoom afwijking: robertsoniaanse translocatie
• Banderingspatroon
o Zichtbaar gemaakt door kleurtechniek
o Specifiek patroon voor elk chromosoom, identiek bij elke mens
o Elk bandje krijgt een nummer
o Vb bovenste bandje van chromosoom 1p is 1p36
o → exacte beschrijving van lokalisatie van genen en van chromosomale afwijkingen
o Meest gebruikte techniek = G-banding
▪ Chromosoombandjes die niet aankleuren met G-banding bevatten meestal veel genen
▪ Bandjes die wel aankleuren met G-banding bevatten geen of minder genen (vb centromere regio)
Euchromatine = licht gekleurde chromosomenregio’s
heterochromatine = donker gekleurde regio
bij benadering metafase chromosomen zijn er heterochromatisch regio’s die zeer sterk aankleuren (centromeren en
p-armen van acrocentrische chromosomen)
Praktische uitvoering v/e chromosomenonderzoek of karyotypering
In principe kan op elke delende cel een karyotype of chromosomenkaart bepaald worden, meest gebruikte cellen:
• BLOED: meestal op WBC (T-lymfocyten) → bloedafname van paar milliliter in buisje met heparine (anti stolling)
• HUID: bij vermoeden mozaïcisme karyotypering op fibroblasten, gekweekt uit kleine huidbiopsie
• KANKER: karyotypering van maligne cellen kan helpen het type kanker te bepalen
• PRENATAAL: onderzoek versch celtypes
4
Inleiding
Indeling genetische aandoeningen
1. chromosomale afwijkingen versus genafwijkingen
Versch technieken worden toegepast afh v het type mutatie:
• Chromosomen (cytogenetisch) onderzoek → structuur van chromosomen
• DNA (moleculair) onderzoek → samenstelling van DNA
→ dit onderscheid is echter aan het vervagen
2. volgens het overervingspatroon
• Mendeliaanse of monogene overerving
o Kenmerken/ziekten bepaald door 1 enkel gen
o Autosomaal dominant
o Autosomaal recessief
o X-gebonden (meestal recessief, soms dominant)
• Polygene en multifactoriële overerving
o Oligogene en polygene kenmerken/aandoeningen zijn bepaald door enkele of meerdere genen
o Overerving volgens mendel maar complexer fenotype (niet te vatten in wetten)
o beïnvloed door omgevingsfactoren en lifestyle
• niet-mendeliaanse of niet-traditionele overerving
o mosaicisme (zeldzaam, uitz kanker)
o genomische imprinting en epigenetische erfelijkheid (zeldzaam)
o uniparentele disomie (zeer uitzonderlijk)
o mitochondriële erfelijkheid (slechts enkele zeldzame aandoeningen)
o onstabiele trinucleotide repeats (meerder, maar meestal zeldzame aandoeningen)
3. constitutioneel of verworven
Constitutioneel (of germ-line) = een genetische afwijking die al aanwezig is in de bevruchte eicel en dus in alle
lichaamscellen
Verworven genetische afwijkingen ontstaan tijdens het leven, na de bevruchting (postzygotisch)
→ maar in gedeelte cellen aanwezig (mozaicisme)
→ meest voorkomende = kanker
Symbolen in een stamboom
1
,1. stamboom tekenen
2. consanguiniteit?
• Is er verwantschap? → ja → dubbele streep
• Belangrijk voor
o Autosomaal recessieve aandoeningen
o Multifactorieel
3. miskramen?
• Belangrijk bij chromosomale translocaties
4. natuurlijke zwangerschap <-> vruchtbaarheidsbehandeling
• Chromosomale translocaties en vruchtbaarheidsproblemen
• Verhoogd risico op imprintingsstoornissen in geval van in vitro fertilisatie
5. etniciteit
6. personen aanduiden die een (medisch) ‘probleem’ hebben
7. aanleiding genetische raadpleging
• Index of propositus
• Vb aangeboren afwijking hart bij kind
8. wat is uw vraag?
• Herhalingsrisico volgend kind
• Oorzaak
• Ander afwijkingen te verwachten
• Geen vraag, gestuurd door dokter
H1: cytogenetica: chromosomen onderzoek
Doelstellingen :
- Je kent de verschillende technieken voor chromosomenonderzoek,
+ elk met hun beperkingen en voordelen
- Je kent verschillende categorieën van chromosomale afwijkingen
- Je verwerft inzicht in verband tussen miskramen en chromosomale afwijkingen
+ de strategieën om bij IVF de slaagkansen te verhogen
- Voor chromosomale aneuploidies, met als voorbeeld syndroom van Down
ken je de verschillende types en hun oorzaak en erfelijkheidsrisico’s
- Je kent de verschillende types mozaicisme en hun manifestaties
- Je weet wat een chromosomale translocatie is, en welke de mogelijke uitingen zijn
Chromosomale afwijkingen zijn de frequenste doodsoorzaak bij de mens
2
,1.1 cytogenetische technieken
in de celkern zijn er 46 aparte chromosomen, samengesteld uit:
• DNA
• Eiwitten
o Staan in voor structuur (histonen, telomeren)
o Staan in voor regulering genexpressie
Versch technieken om chromosomen te onderzoeken:
1.1.1 klassieke karyotypering
Chromosomen condenseren tijdens celdeling
→ zichtbaar gemaakt als staafjes met specifieke kleurstoffen
Karyotype = chromosomenprofiel van een persoon, aantal en vorm chromosomen
Karyotypering = visualiseren van chromosomen
A. delende cellen nodig:
Chromosomen worden enkel zichtbaar zijdens mitose (metafase)
Welke cellen zijn toegankelijk en hebben de capaciteit om (al dan niet spontaan) te delen?
• 1922 Painter met spermatogonia→ mens 48 chromosomen = fout
• 1956 Tijo en Levan met foetale fibroblasten → mens heeft 46 chromosomen (22 autosomen en 2
geslachtschromosomen
• 1960: constitutionele chromosomenonderzoek, meestal op WBC die in celcultuur tot deling aangezet worden
met PHA
B. Mitose stilleggen
Door toevoeging colchicine → bindt vrij tubuline → delingsspoel breekt af → chromosomen blijven in metafase, op
de equator van de cel
deze chromosomen bestaan op dat tijdstip uit 2 chromatiden → met elkaar verbonden door centromeer
cellen in hypotone oplossing gebracht → zwellen en barsten → mooie spreiding chromosomen op draagglaasje
Integriteit: niet kapot gaan aan uiteinden
Segregatie:: tijdens mitose uit elkaar gaan
3
, C. identificatie van de chromosomen
Verschillende criteria
• Grootte
o 1 = grootste
o 22 = kleinste MAAR 21 is kleiner dan 22 (historische vergissing)
• Positie centromeer
o Verhouding grootte van korte arm (p-arm) tov lange arm (q-arm)
o Acrocentrische chromosomen: zeer kleine p-arm → acrosoom bijna aan uiteinde (13, 14, 15, 21, 22)
→ bevat exclusief genen voor rRNA
→ identiek, vormen nucleoli in actieve cel
→ betrokken in apart type chromosoom afwijking: robertsoniaanse translocatie
• Banderingspatroon
o Zichtbaar gemaakt door kleurtechniek
o Specifiek patroon voor elk chromosoom, identiek bij elke mens
o Elk bandje krijgt een nummer
o Vb bovenste bandje van chromosoom 1p is 1p36
o → exacte beschrijving van lokalisatie van genen en van chromosomale afwijkingen
o Meest gebruikte techniek = G-banding
▪ Chromosoombandjes die niet aankleuren met G-banding bevatten meestal veel genen
▪ Bandjes die wel aankleuren met G-banding bevatten geen of minder genen (vb centromere regio)
Euchromatine = licht gekleurde chromosomenregio’s
heterochromatine = donker gekleurde regio
bij benadering metafase chromosomen zijn er heterochromatisch regio’s die zeer sterk aankleuren (centromeren en
p-armen van acrocentrische chromosomen)
Praktische uitvoering v/e chromosomenonderzoek of karyotypering
In principe kan op elke delende cel een karyotype of chromosomenkaart bepaald worden, meest gebruikte cellen:
• BLOED: meestal op WBC (T-lymfocyten) → bloedafname van paar milliliter in buisje met heparine (anti stolling)
• HUID: bij vermoeden mozaïcisme karyotypering op fibroblasten, gekweekt uit kleine huidbiopsie
• KANKER: karyotypering van maligne cellen kan helpen het type kanker te bepalen
• PRENATAAL: onderzoek versch celtypes
4
