in
INLEIDING IN DE GENETICA
EN
NEUROWETENSCHAPPEN-
DEEL GENETICA
Hogeschool Gent, academiejaar 20-21
M. Vanhove
,INHOUDSOPGAVE
Genetica .................................................................................................................................................................. 4
Inleiding ....................................................................................................................................................... 4
De erfelijke code en de wijze waarop ze wordt doorgegeven ....................................................................... 4
Situering in de cel ............................................................................................................................................ 4
Celmembraan .............................................................................................................................................. 4
Cytoplasma/ celsap ..................................................................................................................................... 4
nucleus of celkern ....................................................................................................................................... 5
uitzicht van het erfelijk materiaal ................................................................................................................... 6
de enkelvoudige chromatinedraadjes ......................................................................................................... 6
omvorming tot chromosomen .................................................................................................................... 6
chromosomenkaart of karyogram .............................................................................................................. 6
chromosomenformule of karyotype ........................................................................................................... 7
DNA: een werkplan ......................................................................................................................................... 8
hoe de code wordt doorgegeven: celdeling .................................................................................................... 8
soorten celdelingen ..................................................................................................................................... 8
klassieke overervingspatronen ..................................................................................................................... 9
enkele basisbegrippen .................................................................................................................................... 9
genen en allelen .......................................................................................................................................... 9
het menselijk genoom ................................................................................................................................. 9
genotype en fenotype ............................................................................................................................... 10
homozygoot, heterozygoot rn hrmizygoot ............................................................................................... 10
omzetting van genotype naar fenotype ........................................................................................................ 10
dominantie en recessiviteit ....................................................................................................................... 10
hemizygote eigenschappen ....................................................................................................................... 11
x-gebonden recessieve overerving........................................................................................................ 11
X-gebonden dominante overerving ...................................................................................................... 11
genetische overdracht van ouders naar kinderen ........................................................................................ 12
stamboomonderzoek ................................................................................................................................ 12
rooster van punnett .................................................................................................................................. 12
overdracht van autosomaal recessieve kenmerken.............................................................................. 13
overdracht van autosmaal dominante kenmerken ............................................................................... 14
overdacht van X-gebonden recessieve kenmerken .............................................................................. 15
overdracht van X-gebonden dominante kenmerken ............................................................................ 15
algemeen schema ......................................................................................................................................... 16
enkele monogene ziektebeelden ................................................................................................................ 17
Inleiding in de genetica en neurowetenschappen M.Vanhove 1
, autosomaal recessieve aandoeningen .......................................................................................................... 17
mucoviscidose of cystische fibrose (CF) (lange arm chromosoom 7) ....................................................... 17
fenylketonurie (PKU) (korte arm chromosoom 4)..................................................................................... 17
albinisme ................................................................................................................................................... 18
autosomaal dominante aandoeningen ......................................................................................................... 18
ziekte van huntington (chromosoom 4) .................................................................................................... 18
neurofibromatose (NF) (lange arm chromosoom 17 → Recklinghausen) ................................................ 19
achondroplasie (chromosoom 4) .............................................................................................................. 19
X-gebonden recessieve aandoeningen ......................................................................................................... 19
musculaire dystrofie of ZIekte van Duchenne........................................................................................... 19
fragiel X-syndroom .................................................................................................................................... 20
X-gebonden dominante aandoeningen ........................................................................................................ 20
het Rett-syndroom .................................................................................................................................... 20
algemeen schema ......................................................................................................................................... 22
niet-mendeliaanse overervingspatronen .................................................................................................... 24
neurale buisdefecten .................................................................................................................................... 24
anencefalie ................................................................................................................................................ 24
open rug of spina bifida (aperta)............................................................................................................... 24
spina bifida occulta ................................................................................................................................... 25
andere lichaamsmisvormingen ..................................................................................................................... 25
gepleten lip met of zonder gespleten verhemelte .................................................................................... 25
klompvoet ................................................................................................................................................. 25
ontwrichte heup ........................................................................................................................................ 25
numerieke en structurele chromosoomdefecten ........................................................................................ 26
enkele algemene vaststellingen .................................................................................................................... 26
incidentie van chromosomale afwijkingen ............................................................................................... 26
mogelijke oorzaken ................................................................................................................................... 26
gradaties in de gevolgen ........................................................................................................................... 26
numerieke autosomale afwijkingen .............................................................................................................. 27
trisomie 21 of syndroom van Down .......................................................................................................... 27
volledige trisomie 21 ............................................................................................................................. 27
partiële trisomie door trnaslocatie ....................................................................................................... 28
mozaïeken van trisomie 21 ................................................................................................................... 28
andere autosomale trisomieën ................................................................................................................. 28
trisomie-18: Syndroom van Edwards .................................................................................................... 28
trisomie-13: syndroom van Patau ......................................................................................................... 29
structurele autosomale afwijkingen ............................................................................................................. 29
Inleiding in de genetica en neurowetenschappen M.Vanhove 2
, cri-de-chat syndroom (5p-) ....................................................................................................................... 29
wolf-Hirschhorn-syndroom (4p-) .............................................................................................................. 29
geslachtschromosomale numerieke afwijkingen .......................................................................................... 30
vrouwelijke afwijkingen ............................................................................................................................ 30
syndroom van Turner (45, X0) ............................................................................................................... 30
Triple-X of XXX-syndroom (47, XXX) ...................................................................................................... 31
mannelijke afwijkingen ............................................................................................................................. 31
Klinefeltersyndroom (47, XXy) .............................................................................................................. 31
XXY-syndroom of ‘le chromosome du crime’ (47, XXY) ......................................................................... 32
genetische advisering en prenataal onderzoek ........................................................................................... 32
het genetisch advies ...................................................................................................................................... 32
situering .................................................................................................................................................... 32
de mogelijke herkomst van aangboren afwijkingen ................................................................................. 32
normale ontwikkeling van de vrucht in de baarmoeder ....................................................................... 32
prentale oorzaken van aangeboren afwijkingen ................................................................................... 33
genetic counseling..................................................................................................................................... 35
het prenataal onderzoek ............................................................................................................................... 36
doelgroepen .............................................................................................................................................. 36
het gynaecologisch onderzoek .................................................................................................................. 36
het vruchtwateronderzoek ....................................................................................................................... 36
vlokkentest ................................................................................................................................................ 37
triple test- combinatietest ........................................................................................................................ 37
niet Invasieve Prenatale Test (NIPT) ......................................................................................................... 37
Navelstrengpunctie of cordcentese .......................................................................................................... 39
preïmplantatie genetische diagnose (PGD) ............................................................................................... 39
onderzoeksmogelijkheden en beperkingen .............................................................................................. 39
algemeen schema ..................................................................................................................................... 40
Inleiding in de genetica en neurowetenschappen M.Vanhove 3
,GENETICA
INLEIDING
Toename kennis en inzicht leidt tot :
- Nieuwe toepassingsmogelijkheden (maakt vroegtijdige diagnose erfelijke aandoeningen mogelijk)
- Nieuwe behandelingsvormen
- Nieuwe perspectieven
- Nieuwe (ethische) vragen.
Enkele casussen (cfr. cursus)
DE ERFELIJKE CODE EN DE WIJZE WAAROP ZE WORDT DOORGEGEVEN
Elk levend wezen ontwikkeld zich in een bepaald plan van generatie op generatie → sturen de ontwikkeling van
levend organisme en controleren vitale functies → moeten in alle cellen van lichaam aanwezig zijn
Elementaire bouwstenen → cellen
Volwassen mens: +/- 10 000-100 000 miljarden cellen
Nieuwe mens: versmelting van 2 voortplantingscellen → eicel + zaadcel = zygote/ bevruchte eicel → gaat zich
delen → meer dochtercellen → zelfstandig individu → maakt eigen voortplantingscellen aan
Cellen na een tijdje differentiatie tot weefsels en organen
Cellen zelfde type → weefsels → samenhangende weefsels: organen
Erfelijke code is informatie nodig voor differentiatie → ingewikkelde moleculen aanwezig in elke kern van
iedere cel
➔ In alle soorten cellen toch gemeenschappelijke delen
SITUERING IN DE CEL
Kleinste cellen menselijk lichaam: witte bloedcellen
Grootste cellen menselijk lichaam: eicellen
In geïsoleerde toestand cellen meestal bolvormig uitzicht, in natuurlijke weefselomgeving alle vromen
CELMEMBRAAN
= extreem dun vliesje dat bestaat uit een dubbele laag vetmoleculen of fosfolipiden waartussen grote klompen
eiwitten zitten
➔ In veel gevallen: buitenkant nog complex geheel van
suikermoleculen
Membraan kan allerlei in- en uitstolpingen vertonen naargelang
de functie
Ionkanaaltjes selectief geopend of gesloten = buisvormig
kanaaltje omsloten door eiwitten (poortwachter) voor selectief
openen
CYTOPLASMA/ CELSAP
= complexe, ietwat geleiachtige vloeistof die diverse moleculen bevat die van groot belang zijn voor de
levensverrichtingen van de cel
Inleiding in de genetica en neurowetenschappen M.Vanhove 4
, - Bestaat voor 80% uit water
- Organische stoffen: eiwitten (proteïnen), suikers (koolhydraten), vetten (lipiden) + voorlopers:
mengvormen en afbraakproducten
- Anorganische stoffen of mineralen: natrium, chloor, magnesium kalium, calcium en ijzer
- Andere stoffen uiterst kleine concentratie maar van groot belang
- Organellen
o Endoplasmatisch rituculum: holten en kanalen die zorgen voor transport chemische stoffen
o Microtubuli: kleine buisjes die skelet vormen voor cel opdat deze specifieke vorm kan
behouden
o Golgi-apparaat: deel glad endoplasmatisch riticulum, plaats verpakking producten door cel
gemaakt
o Vacuolen: soort blaasje die diverse
secretieproducten kan bevatten
o Lysosomen: zakjes met enzymen die instaan
voor afbraak diverse stoffen
o Mitochondriën: energiecentrales van de cel
▪ Uitwendig membraan: glad
▪ Inwendig membraan: scherpe
plooien
➔ Uitbreiding oppervlak voor
metabolische processen
➔ Met deze energie: diverse processen
o Ribosomen: !decorderen erfelijke info, zetten erfelijke code om in soorten eiwitten die hele
bouw en werking organisme controleren, komen overal in cytoplasma voor (los of op ER)
2 onderdelen
• Klein
• Groter
➔ Kunnen van elkaar losgekoppeld worden op stukjes erfelijk materiaal te
laten passeren
o Centriolen: !celdeling, 2 cilindervormige bundeltjes microtubuli, loodrecht op elkaar, zitten
dicht bij kern, worden soms centrosfeer genoemd
NUCLEUS OF CELKERN
Celkern = 1/3 totaal celvolume
Meestal afgerond tot ovaal, soms onregelmatige vorm
Bevat kernplasma, omsloten door kernmembraan met kernporiën (!erfelijk materiaal die langs openingen
activiteit cel kan regelen
Aantal fijnkorrelige, donkere vlekken = kernkleurstof of
chromatine → vlekken doordat kleurstoffen tijdens onderzoek zich
hechten aan dunne draadjes die zich als kluwen in de celkern
bevinden
➔ Chromatinedraadjes bevatten erfelijk materiaal
Nog donkerder gekleurde vlek → kernlichaampje of nucleolus →
beslissende rol van doorgeven van erfelijke info vanuit celkern
naar cytoplasma
Inleiding in de genetica en neurowetenschappen M.Vanhove 5
INLEIDING IN DE GENETICA
EN
NEUROWETENSCHAPPEN-
DEEL GENETICA
Hogeschool Gent, academiejaar 20-21
M. Vanhove
,INHOUDSOPGAVE
Genetica .................................................................................................................................................................. 4
Inleiding ....................................................................................................................................................... 4
De erfelijke code en de wijze waarop ze wordt doorgegeven ....................................................................... 4
Situering in de cel ............................................................................................................................................ 4
Celmembraan .............................................................................................................................................. 4
Cytoplasma/ celsap ..................................................................................................................................... 4
nucleus of celkern ....................................................................................................................................... 5
uitzicht van het erfelijk materiaal ................................................................................................................... 6
de enkelvoudige chromatinedraadjes ......................................................................................................... 6
omvorming tot chromosomen .................................................................................................................... 6
chromosomenkaart of karyogram .............................................................................................................. 6
chromosomenformule of karyotype ........................................................................................................... 7
DNA: een werkplan ......................................................................................................................................... 8
hoe de code wordt doorgegeven: celdeling .................................................................................................... 8
soorten celdelingen ..................................................................................................................................... 8
klassieke overervingspatronen ..................................................................................................................... 9
enkele basisbegrippen .................................................................................................................................... 9
genen en allelen .......................................................................................................................................... 9
het menselijk genoom ................................................................................................................................. 9
genotype en fenotype ............................................................................................................................... 10
homozygoot, heterozygoot rn hrmizygoot ............................................................................................... 10
omzetting van genotype naar fenotype ........................................................................................................ 10
dominantie en recessiviteit ....................................................................................................................... 10
hemizygote eigenschappen ....................................................................................................................... 11
x-gebonden recessieve overerving........................................................................................................ 11
X-gebonden dominante overerving ...................................................................................................... 11
genetische overdracht van ouders naar kinderen ........................................................................................ 12
stamboomonderzoek ................................................................................................................................ 12
rooster van punnett .................................................................................................................................. 12
overdracht van autosomaal recessieve kenmerken.............................................................................. 13
overdracht van autosmaal dominante kenmerken ............................................................................... 14
overdacht van X-gebonden recessieve kenmerken .............................................................................. 15
overdracht van X-gebonden dominante kenmerken ............................................................................ 15
algemeen schema ......................................................................................................................................... 16
enkele monogene ziektebeelden ................................................................................................................ 17
Inleiding in de genetica en neurowetenschappen M.Vanhove 1
, autosomaal recessieve aandoeningen .......................................................................................................... 17
mucoviscidose of cystische fibrose (CF) (lange arm chromosoom 7) ....................................................... 17
fenylketonurie (PKU) (korte arm chromosoom 4)..................................................................................... 17
albinisme ................................................................................................................................................... 18
autosomaal dominante aandoeningen ......................................................................................................... 18
ziekte van huntington (chromosoom 4) .................................................................................................... 18
neurofibromatose (NF) (lange arm chromosoom 17 → Recklinghausen) ................................................ 19
achondroplasie (chromosoom 4) .............................................................................................................. 19
X-gebonden recessieve aandoeningen ......................................................................................................... 19
musculaire dystrofie of ZIekte van Duchenne........................................................................................... 19
fragiel X-syndroom .................................................................................................................................... 20
X-gebonden dominante aandoeningen ........................................................................................................ 20
het Rett-syndroom .................................................................................................................................... 20
algemeen schema ......................................................................................................................................... 22
niet-mendeliaanse overervingspatronen .................................................................................................... 24
neurale buisdefecten .................................................................................................................................... 24
anencefalie ................................................................................................................................................ 24
open rug of spina bifida (aperta)............................................................................................................... 24
spina bifida occulta ................................................................................................................................... 25
andere lichaamsmisvormingen ..................................................................................................................... 25
gepleten lip met of zonder gespleten verhemelte .................................................................................... 25
klompvoet ................................................................................................................................................. 25
ontwrichte heup ........................................................................................................................................ 25
numerieke en structurele chromosoomdefecten ........................................................................................ 26
enkele algemene vaststellingen .................................................................................................................... 26
incidentie van chromosomale afwijkingen ............................................................................................... 26
mogelijke oorzaken ................................................................................................................................... 26
gradaties in de gevolgen ........................................................................................................................... 26
numerieke autosomale afwijkingen .............................................................................................................. 27
trisomie 21 of syndroom van Down .......................................................................................................... 27
volledige trisomie 21 ............................................................................................................................. 27
partiële trisomie door trnaslocatie ....................................................................................................... 28
mozaïeken van trisomie 21 ................................................................................................................... 28
andere autosomale trisomieën ................................................................................................................. 28
trisomie-18: Syndroom van Edwards .................................................................................................... 28
trisomie-13: syndroom van Patau ......................................................................................................... 29
structurele autosomale afwijkingen ............................................................................................................. 29
Inleiding in de genetica en neurowetenschappen M.Vanhove 2
, cri-de-chat syndroom (5p-) ....................................................................................................................... 29
wolf-Hirschhorn-syndroom (4p-) .............................................................................................................. 29
geslachtschromosomale numerieke afwijkingen .......................................................................................... 30
vrouwelijke afwijkingen ............................................................................................................................ 30
syndroom van Turner (45, X0) ............................................................................................................... 30
Triple-X of XXX-syndroom (47, XXX) ...................................................................................................... 31
mannelijke afwijkingen ............................................................................................................................. 31
Klinefeltersyndroom (47, XXy) .............................................................................................................. 31
XXY-syndroom of ‘le chromosome du crime’ (47, XXY) ......................................................................... 32
genetische advisering en prenataal onderzoek ........................................................................................... 32
het genetisch advies ...................................................................................................................................... 32
situering .................................................................................................................................................... 32
de mogelijke herkomst van aangboren afwijkingen ................................................................................. 32
normale ontwikkeling van de vrucht in de baarmoeder ....................................................................... 32
prentale oorzaken van aangeboren afwijkingen ................................................................................... 33
genetic counseling..................................................................................................................................... 35
het prenataal onderzoek ............................................................................................................................... 36
doelgroepen .............................................................................................................................................. 36
het gynaecologisch onderzoek .................................................................................................................. 36
het vruchtwateronderzoek ....................................................................................................................... 36
vlokkentest ................................................................................................................................................ 37
triple test- combinatietest ........................................................................................................................ 37
niet Invasieve Prenatale Test (NIPT) ......................................................................................................... 37
Navelstrengpunctie of cordcentese .......................................................................................................... 39
preïmplantatie genetische diagnose (PGD) ............................................................................................... 39
onderzoeksmogelijkheden en beperkingen .............................................................................................. 39
algemeen schema ..................................................................................................................................... 40
Inleiding in de genetica en neurowetenschappen M.Vanhove 3
,GENETICA
INLEIDING
Toename kennis en inzicht leidt tot :
- Nieuwe toepassingsmogelijkheden (maakt vroegtijdige diagnose erfelijke aandoeningen mogelijk)
- Nieuwe behandelingsvormen
- Nieuwe perspectieven
- Nieuwe (ethische) vragen.
Enkele casussen (cfr. cursus)
DE ERFELIJKE CODE EN DE WIJZE WAAROP ZE WORDT DOORGEGEVEN
Elk levend wezen ontwikkeld zich in een bepaald plan van generatie op generatie → sturen de ontwikkeling van
levend organisme en controleren vitale functies → moeten in alle cellen van lichaam aanwezig zijn
Elementaire bouwstenen → cellen
Volwassen mens: +/- 10 000-100 000 miljarden cellen
Nieuwe mens: versmelting van 2 voortplantingscellen → eicel + zaadcel = zygote/ bevruchte eicel → gaat zich
delen → meer dochtercellen → zelfstandig individu → maakt eigen voortplantingscellen aan
Cellen na een tijdje differentiatie tot weefsels en organen
Cellen zelfde type → weefsels → samenhangende weefsels: organen
Erfelijke code is informatie nodig voor differentiatie → ingewikkelde moleculen aanwezig in elke kern van
iedere cel
➔ In alle soorten cellen toch gemeenschappelijke delen
SITUERING IN DE CEL
Kleinste cellen menselijk lichaam: witte bloedcellen
Grootste cellen menselijk lichaam: eicellen
In geïsoleerde toestand cellen meestal bolvormig uitzicht, in natuurlijke weefselomgeving alle vromen
CELMEMBRAAN
= extreem dun vliesje dat bestaat uit een dubbele laag vetmoleculen of fosfolipiden waartussen grote klompen
eiwitten zitten
➔ In veel gevallen: buitenkant nog complex geheel van
suikermoleculen
Membraan kan allerlei in- en uitstolpingen vertonen naargelang
de functie
Ionkanaaltjes selectief geopend of gesloten = buisvormig
kanaaltje omsloten door eiwitten (poortwachter) voor selectief
openen
CYTOPLASMA/ CELSAP
= complexe, ietwat geleiachtige vloeistof die diverse moleculen bevat die van groot belang zijn voor de
levensverrichtingen van de cel
Inleiding in de genetica en neurowetenschappen M.Vanhove 4
, - Bestaat voor 80% uit water
- Organische stoffen: eiwitten (proteïnen), suikers (koolhydraten), vetten (lipiden) + voorlopers:
mengvormen en afbraakproducten
- Anorganische stoffen of mineralen: natrium, chloor, magnesium kalium, calcium en ijzer
- Andere stoffen uiterst kleine concentratie maar van groot belang
- Organellen
o Endoplasmatisch rituculum: holten en kanalen die zorgen voor transport chemische stoffen
o Microtubuli: kleine buisjes die skelet vormen voor cel opdat deze specifieke vorm kan
behouden
o Golgi-apparaat: deel glad endoplasmatisch riticulum, plaats verpakking producten door cel
gemaakt
o Vacuolen: soort blaasje die diverse
secretieproducten kan bevatten
o Lysosomen: zakjes met enzymen die instaan
voor afbraak diverse stoffen
o Mitochondriën: energiecentrales van de cel
▪ Uitwendig membraan: glad
▪ Inwendig membraan: scherpe
plooien
➔ Uitbreiding oppervlak voor
metabolische processen
➔ Met deze energie: diverse processen
o Ribosomen: !decorderen erfelijke info, zetten erfelijke code om in soorten eiwitten die hele
bouw en werking organisme controleren, komen overal in cytoplasma voor (los of op ER)
2 onderdelen
• Klein
• Groter
➔ Kunnen van elkaar losgekoppeld worden op stukjes erfelijk materiaal te
laten passeren
o Centriolen: !celdeling, 2 cilindervormige bundeltjes microtubuli, loodrecht op elkaar, zitten
dicht bij kern, worden soms centrosfeer genoemd
NUCLEUS OF CELKERN
Celkern = 1/3 totaal celvolume
Meestal afgerond tot ovaal, soms onregelmatige vorm
Bevat kernplasma, omsloten door kernmembraan met kernporiën (!erfelijk materiaal die langs openingen
activiteit cel kan regelen
Aantal fijnkorrelige, donkere vlekken = kernkleurstof of
chromatine → vlekken doordat kleurstoffen tijdens onderzoek zich
hechten aan dunne draadjes die zich als kluwen in de celkern
bevinden
➔ Chromatinedraadjes bevatten erfelijk materiaal
Nog donkerder gekleurde vlek → kernlichaampje of nucleolus →
beslissende rol van doorgeven van erfelijke info vanuit celkern
naar cytoplasma
Inleiding in de genetica en neurowetenschappen M.Vanhove 5
