H1. INTRODUCTIE: VAN GENETICA NAAR EPIGENETICA
Overzicht
Inleiding
Het Humaan Genoom Project wou alle ziektes verklaren aan de hand van genetica/wijzigingen in het
DNA
• Kijken naar fouten in de genetische code om de ziekte te verklaren
• MAAR blijkt niet zo goed te zijn want maar 20% van de ziekten is genetisch te verklaren
o complexe zieken (diabetes, alzheimer, overgewicht) waren moeilijk te verklaren
▪ Bv obesitas wordt genetisch en metabolisch bepaald (Het metabolisme is
zeer belangrijk voor het epigenoom)
Epigenetica is het sluitstuk voor complexe ziekten
• Eiwitten moeten op het juiste moment in de juiste hoeveelheid gemaakt worden
o Kan verstoord worden door omgevingsblootstelling
▪ Ondernutritie, overnutritie, dieet, voeding, endocriene verstoorders
o Kan leiden tot complexe ziekten
• Het correcte eiwit moet aangemaakt worden
o Kan verstoord worden door genetische risicofactoren
▪ Mutaties, SNP
o Kan leiden tot complexe ziekten
Epigenetica/epigenoom
• een studie van mitotische en/of meiose erfelijke veranderingen in genfunctie die niet
verklaard kunnen worden door veranderingen in DNA sequentie
• de structurele adaptatie van chromosomale regio’s om gewijzigde activiteit toestanden te
registreren en signaleren
Genetische SNPs
Er zijn een aantal genetische SNP (single nucleotide polymorfism) gevonden die het risico op lifestyle
aandoeningen (obesitas, diabetes, astme, CVD) kan voorspellen
1
, • Polymorfismen hebben ook een regulatorische functie!
• Niet enkel de functie van enzymen is belangrijk, maar ook de hoeveelheid
• Denk aan kinases en signaalmoleculen die een belangrijke rol spelen
• Epigenetica speelt een rol in het regelen van expressieniveaus
• Genetica en epigenetica kan je niet volledig ontkoppelen, ze zijn verstrengeld met elkaar
DUS Identificatie voor complexiteit
• Aantal genen
• Mutaties
• Polymorfismen
• MAAR ook: epigenetica
Het aantal genen reflecteert de complexiteit v/e organisme niet
• Vroeger dacht men dat de mens veel meer genen had dat andere diersoorten en planten,
aangezien de mens veel complexer in elkaar zit → klopt niet!
• De mens bezit even veel genen als de plant Arabidopsis en minder genen dan de insect Aphid
o 25000 genen
• Genen bepalen dus niet alle complexiteit in het organisme – er is namelijk ook
o Epigenetica
▪ het zijn software instructies bovenop het DNA
▪ Complexiteit van het organisme ligt op het niveau van de genregulatie, de
expressie van genen en dus ook de epigenetica
▪ Laag van DNA modificatie, laag van chromatinemodificaties en van hogere
ordere structuur modificaties (LAD en TAD)
o niet-coderend DNA
▪ 90% van het RNA wordt niet omgezet tot eiwitten, en zag men als ‘niet-
functioneel’
▪ Maar er is bewezen dat ze wel een software functie hebben, dus het is
regulatorisch DNA
▪ het blijft onduidelijk of het een onderdeel of een gevolg is van epigenetica
Genetics does not explain cell differentiation, metamorfose or disease in genetic identical twins
• Sommige observaties kon men niet verklaren door genetica
• Oorsprong van mutatie (moeder of vader) gaat bepalen welk
fenotype tot uiting komt → heeft te maken met genomische
imprinting (prader willi en ander syndroom links)
• Vlinders: verpoppen tot rupsen en hier komt een nieuwe
vlinder uit. Het zijn 3 stadia met hetzelfde DNA, maar door
modulatie veranderingen krijg je 3 zeer verschillende situaties
• Mieren: in kolonies heb je zeer grote methylatie verschillen zodat je bv werkermieren,…
krijgt
• Van een bevruchte eicel tot 200 verschillende celtypen → hoe wordt dit proces gestuurd? →
epigenetica speelt hier een grote rol in
Geschiedenis
2
Overzicht
Inleiding
Het Humaan Genoom Project wou alle ziektes verklaren aan de hand van genetica/wijzigingen in het
DNA
• Kijken naar fouten in de genetische code om de ziekte te verklaren
• MAAR blijkt niet zo goed te zijn want maar 20% van de ziekten is genetisch te verklaren
o complexe zieken (diabetes, alzheimer, overgewicht) waren moeilijk te verklaren
▪ Bv obesitas wordt genetisch en metabolisch bepaald (Het metabolisme is
zeer belangrijk voor het epigenoom)
Epigenetica is het sluitstuk voor complexe ziekten
• Eiwitten moeten op het juiste moment in de juiste hoeveelheid gemaakt worden
o Kan verstoord worden door omgevingsblootstelling
▪ Ondernutritie, overnutritie, dieet, voeding, endocriene verstoorders
o Kan leiden tot complexe ziekten
• Het correcte eiwit moet aangemaakt worden
o Kan verstoord worden door genetische risicofactoren
▪ Mutaties, SNP
o Kan leiden tot complexe ziekten
Epigenetica/epigenoom
• een studie van mitotische en/of meiose erfelijke veranderingen in genfunctie die niet
verklaard kunnen worden door veranderingen in DNA sequentie
• de structurele adaptatie van chromosomale regio’s om gewijzigde activiteit toestanden te
registreren en signaleren
Genetische SNPs
Er zijn een aantal genetische SNP (single nucleotide polymorfism) gevonden die het risico op lifestyle
aandoeningen (obesitas, diabetes, astme, CVD) kan voorspellen
1
, • Polymorfismen hebben ook een regulatorische functie!
• Niet enkel de functie van enzymen is belangrijk, maar ook de hoeveelheid
• Denk aan kinases en signaalmoleculen die een belangrijke rol spelen
• Epigenetica speelt een rol in het regelen van expressieniveaus
• Genetica en epigenetica kan je niet volledig ontkoppelen, ze zijn verstrengeld met elkaar
DUS Identificatie voor complexiteit
• Aantal genen
• Mutaties
• Polymorfismen
• MAAR ook: epigenetica
Het aantal genen reflecteert de complexiteit v/e organisme niet
• Vroeger dacht men dat de mens veel meer genen had dat andere diersoorten en planten,
aangezien de mens veel complexer in elkaar zit → klopt niet!
• De mens bezit even veel genen als de plant Arabidopsis en minder genen dan de insect Aphid
o 25000 genen
• Genen bepalen dus niet alle complexiteit in het organisme – er is namelijk ook
o Epigenetica
▪ het zijn software instructies bovenop het DNA
▪ Complexiteit van het organisme ligt op het niveau van de genregulatie, de
expressie van genen en dus ook de epigenetica
▪ Laag van DNA modificatie, laag van chromatinemodificaties en van hogere
ordere structuur modificaties (LAD en TAD)
o niet-coderend DNA
▪ 90% van het RNA wordt niet omgezet tot eiwitten, en zag men als ‘niet-
functioneel’
▪ Maar er is bewezen dat ze wel een software functie hebben, dus het is
regulatorisch DNA
▪ het blijft onduidelijk of het een onderdeel of een gevolg is van epigenetica
Genetics does not explain cell differentiation, metamorfose or disease in genetic identical twins
• Sommige observaties kon men niet verklaren door genetica
• Oorsprong van mutatie (moeder of vader) gaat bepalen welk
fenotype tot uiting komt → heeft te maken met genomische
imprinting (prader willi en ander syndroom links)
• Vlinders: verpoppen tot rupsen en hier komt een nieuwe
vlinder uit. Het zijn 3 stadia met hetzelfde DNA, maar door
modulatie veranderingen krijg je 3 zeer verschillende situaties
• Mieren: in kolonies heb je zeer grote methylatie verschillen zodat je bv werkermieren,…
krijgt
• Van een bevruchte eicel tot 200 verschillende celtypen → hoe wordt dit proces gestuurd? →
epigenetica speelt hier een grote rol in
Geschiedenis
2
