PATHOGENETICA: hoofdstuk 1
Sectie 1: het DNA
Terminologie
Genoom = al het erfelijke materiaal in een cel
= optelsom van DNA op chromosomen
= mitochondriaal DNA
à hoe groot is variabel afh van diersoort
Locus = plaats op het genoom
Allel = verschillende versies die je hebt van een bepaalde locus
• Onderscheid: normaal/wild type en abnormaal/mutant type
Genotype = versie v DNA sequentie dat individu heeft op specifieke plaats
Genetische varianten = er is een verschil tov referentie
Mutatie = zeldzame variant, frequentie in populatie van <1%
Polymorfisme = variant die frequenter voorkomt, >1%
Vragen
Is er een link tss # eiwitcoderende genen en complexiteit van organisme?
• Nee: er zijn ook niet eiwitcodernede genen die rol spelen
Is het zo dat contributie van beide ouders nr nakomeling gelijk is (50/50)?
• Nee: mitochondriaal DNA, omgevingsfactoren (V)
Vaak wordt er associatie gemaakt tussen ‘ziekte’ en ‘variant, mutatie,
polymorfisme’ – welke van deze 3?
• Mutatie
Wat kan ervoor zorgen dat zelfde variant er anders uitziet?
• Er is een nieuwe referentie of versie van annotatie
• Er is een andere referentietype
• Forward vs reverse strand
Wat heeft de voorkeur: SNP of SNV?
• SNV, want bij polymorfisme is bijkomende betekenis
Is elke variant belangrijk, speelt elke variant rol in ziektes of erfelijke
kenmerken?
• Nee
Is het genoom van alle cellen van individu identiek?
• Nee: er kan strand slippage en replicatiefouten ontstaan
Variant beschrijven
Volgorde: referentie – versie – type referentie – locatie – allelen
NC_006598.3:g.8789496G>A
Type referentie:
1) DNA: genomisch of coderend
• Genomisch: g. (AGCT)
• Coderend: c. (AGCT)
,2) Transcript: r. (AGCU)
3) Eiwit: p. (aminozuren)
Varianten classificeren
Varianten kunnen klein zijn (1bp) tot zeer groot, knunen zelfs volledige
chromosomen of genomen zijn die varieren
à grens tussen groot/klein = 50 bp
Eigenlijke DNA-verandering
• Deletie = verwijdering van 1, enkele tot grote aantallen nt
• Insertie = additie van 1, enkele tot grote aantallen nt
• Substitutie = vervanging van 1 tot enkele nt
• Puntmutatie = deletie, insertie of substitutie van 1 nt
à single nucleotide polymorphism (SNP) of single nucleotide variant
(SNV) = substitutie van 1 nt
• Inversie = stukje DNA wordt omgedraaid
• Duplicatie= stukje DNA wordt herhaald
• Translocatie = stuk DNA wordt verplaatst
Hoe classificeren?
• Grootte: klein à groot
• Eigenlijke DNA-verandering
• Effect op niveau eiwit: silent – missense – nonsense – frameshift
• Pathogeniciteit: is variant ziekteverwekkend of niet
Effect op niveau eiwit
1) Silent of synonymous variant = gn effect op AZ-samenstelling
2) Missense variant = AZ vervangen dr ander AZ
3) Nonsense variant = codon vr AZ vervangen dr stopcodon
4) Frameshift variant = deletie of insertie gepaard met lengte ≠ 3
Waarom belangrijk?
Beslissingen obv DNA-testen kunnen verregaande consequenties hebben
à dier aborteren, euthanaseren, … is het rev, …
à je mag enkel DNA-testen aanbieden vr gevalideerde varianten
• Niet makkelijk
• Het is niet omdat het aangeboden is dr labo, dat het gevalideerd is
• Veel varianten/individu à weinig F-geassocieerd
• Initiele associatie is niet altijd gevalideerd
Hoe ontstaan varianten
Belangrijk om te weten omdat het een consequentie kan hebben voor het
uitvoeren van DNA-testen
Indeling: spontane en geinduceerde mutagenese
Spontane mutagenese
1) Replicatiefouten
• Replicatie is niet foutloos
• Incorporatie fout nt à 1ste correctie dr DNA polymerase
, • Niet perfect: mutatiefrequentie 1.1-1.7 x 10(-8)
2) Strand slippage thv repeats
Tandem repeat = sequentie van 2/meerdere DNA bp dat herhaald is in die
manier dat de herhalingen naast elkaar op chromosoom liggen
(belangrijk vr ouderschapscontrole)
• Mutatiefrequentie: 1 x 10(-3 a -4)
Waarom belangrijk om mechanisme te kennen?
• Afhankelijk van lengte van stuk ga je ander effect hebben
• Lengte allel speelt dus zol
Vb: Merle en strand slippage à onverwachte resultaten, double merles
• Gevolgen qua DNA test: nodig bij nakomelingen
• Gevolgen op niveau dier: aanw meerdere allelen in versch weefsels
= mosaicisme = aanw cellen binnen individu met ander genoom van
rest van individu
Sectie 3: link met fenotypes
Mutatie = verandering van het normale DNA
• Kan grote effecten hebben, bv vachtkleur = 1 mutatie
Mendeliaans of monogenetische aandoening: één vernadering in DNA à
wereld van verschil
Polygenetische of multifactoriele aandoening: samenspel genetische
vernaderingen en omgevingsfactoren
Mendeliaanse monogenetische aandoening
1) Autosomaal D: 1 slecht allel = ziek (bv: renaal cystadenocarcinoma)
2) Autosomaal R: 2 slechte allelen = ziek (bv: multidrug resistance of
haarlengte)
3) X-linked aandoeningen: X-linked D of R: Onderscheid tussen M/V
à dominant X-linked
• M en V: 1 slecht allel = ziek
• Prevalentie V >> M
à recessief X-linked
• M: 1 slecht allel = ziek
• V: 2 slechte allelen = ziek
• Prevalentie M >> V
Complicerende factoren
Penetrantie
= probabiliteit op hebben van bepaald F als je bepaald G hebt (dus wat is
kans op het kenmerk)
, Wat is penetrantie van (AA, Aa, aa) bij autosomaal R aandoening?
• 0, 0, 1
Wat is penetrantie van (AA, Aa, aa) bij autosomaal D aandoening?
• 1, 1, 0
Verminderde penetrantie = dieren zijn genetisch allemaal hetzelfde, maar
fenotypisch zijn er sommige die het niet vertonen dat ze bv paars zijn
à penetrantie kan varieren met genotype
Voorbeelden verminderde penetrantie
1) Degeneratieve myelopathie: geleidelijk aan worden symptomen erger
(ten vroegste 5j symptomen krijgen)
2) Exercise induced collapse: vanaf bep mate van inspanning zie je het
Variabele expressiviteit
Dieren hebben allemaal paars, maar sommige hebben het meer/minder
à ze zijn wel allemaal aangetast !!!
Genetische heterogeniteit
Indelen in 2 subgroepen
1) Allelische heterogeniteit = verschillende varianten in zelfde gen
veroorzaken aandoening (bv: degeneratieve myelopathie)
2) Locus heterogeniteit = varianten in verschillende genen veroorzaken
aandoening (bv: hypertrofische cardiomyopathie bij kat)
à varianten kunnen ras-, familie-, individu-specifiek zijn
Compound heterozygositeit
= je verwacht dat dieren die homozygoot zijn voor A, degeneratieve gaan
ontwikkelen – je veracht dat dieren die homozygoot zijn voor T,
degeneratieve gaan ontwikkelen – maar dier dat zwel A als T heeft
(heterozygoot vr beide loci) kan ook symptomen ontwikkelen
= type variant ontstaan wanneer elke ouder 1 alternatief allel doneert en
die allelen zich op versch loci binnen zelfde gen bevinden
Degeneratieve myelopathie: verminderde penetrantie, genetische
heterogeniteit, compound heterozygositeit
Fenokopie
= F veroorzaakt dr milieu-invloeden dat identiek is aan F veroorzaakt dr
variant
Voorbeelden
1) Warfarine vergiftiging: fenokopie genetische stollingsziekte hond
• F = vertraagde stolling bij wonde
• Fenokopie = vit K (nodig vr activatie stollingsfactoren) à activatie à
vit K epoxide à reductie à vit K essentieel vr recuperatie à
warfarine bindt op reductase à blokkage recycling vit K à activatie
stollingsfactoren à sotllingsproblemen
Sectie 1: het DNA
Terminologie
Genoom = al het erfelijke materiaal in een cel
= optelsom van DNA op chromosomen
= mitochondriaal DNA
à hoe groot is variabel afh van diersoort
Locus = plaats op het genoom
Allel = verschillende versies die je hebt van een bepaalde locus
• Onderscheid: normaal/wild type en abnormaal/mutant type
Genotype = versie v DNA sequentie dat individu heeft op specifieke plaats
Genetische varianten = er is een verschil tov referentie
Mutatie = zeldzame variant, frequentie in populatie van <1%
Polymorfisme = variant die frequenter voorkomt, >1%
Vragen
Is er een link tss # eiwitcoderende genen en complexiteit van organisme?
• Nee: er zijn ook niet eiwitcodernede genen die rol spelen
Is het zo dat contributie van beide ouders nr nakomeling gelijk is (50/50)?
• Nee: mitochondriaal DNA, omgevingsfactoren (V)
Vaak wordt er associatie gemaakt tussen ‘ziekte’ en ‘variant, mutatie,
polymorfisme’ – welke van deze 3?
• Mutatie
Wat kan ervoor zorgen dat zelfde variant er anders uitziet?
• Er is een nieuwe referentie of versie van annotatie
• Er is een andere referentietype
• Forward vs reverse strand
Wat heeft de voorkeur: SNP of SNV?
• SNV, want bij polymorfisme is bijkomende betekenis
Is elke variant belangrijk, speelt elke variant rol in ziektes of erfelijke
kenmerken?
• Nee
Is het genoom van alle cellen van individu identiek?
• Nee: er kan strand slippage en replicatiefouten ontstaan
Variant beschrijven
Volgorde: referentie – versie – type referentie – locatie – allelen
NC_006598.3:g.8789496G>A
Type referentie:
1) DNA: genomisch of coderend
• Genomisch: g. (AGCT)
• Coderend: c. (AGCT)
,2) Transcript: r. (AGCU)
3) Eiwit: p. (aminozuren)
Varianten classificeren
Varianten kunnen klein zijn (1bp) tot zeer groot, knunen zelfs volledige
chromosomen of genomen zijn die varieren
à grens tussen groot/klein = 50 bp
Eigenlijke DNA-verandering
• Deletie = verwijdering van 1, enkele tot grote aantallen nt
• Insertie = additie van 1, enkele tot grote aantallen nt
• Substitutie = vervanging van 1 tot enkele nt
• Puntmutatie = deletie, insertie of substitutie van 1 nt
à single nucleotide polymorphism (SNP) of single nucleotide variant
(SNV) = substitutie van 1 nt
• Inversie = stukje DNA wordt omgedraaid
• Duplicatie= stukje DNA wordt herhaald
• Translocatie = stuk DNA wordt verplaatst
Hoe classificeren?
• Grootte: klein à groot
• Eigenlijke DNA-verandering
• Effect op niveau eiwit: silent – missense – nonsense – frameshift
• Pathogeniciteit: is variant ziekteverwekkend of niet
Effect op niveau eiwit
1) Silent of synonymous variant = gn effect op AZ-samenstelling
2) Missense variant = AZ vervangen dr ander AZ
3) Nonsense variant = codon vr AZ vervangen dr stopcodon
4) Frameshift variant = deletie of insertie gepaard met lengte ≠ 3
Waarom belangrijk?
Beslissingen obv DNA-testen kunnen verregaande consequenties hebben
à dier aborteren, euthanaseren, … is het rev, …
à je mag enkel DNA-testen aanbieden vr gevalideerde varianten
• Niet makkelijk
• Het is niet omdat het aangeboden is dr labo, dat het gevalideerd is
• Veel varianten/individu à weinig F-geassocieerd
• Initiele associatie is niet altijd gevalideerd
Hoe ontstaan varianten
Belangrijk om te weten omdat het een consequentie kan hebben voor het
uitvoeren van DNA-testen
Indeling: spontane en geinduceerde mutagenese
Spontane mutagenese
1) Replicatiefouten
• Replicatie is niet foutloos
• Incorporatie fout nt à 1ste correctie dr DNA polymerase
, • Niet perfect: mutatiefrequentie 1.1-1.7 x 10(-8)
2) Strand slippage thv repeats
Tandem repeat = sequentie van 2/meerdere DNA bp dat herhaald is in die
manier dat de herhalingen naast elkaar op chromosoom liggen
(belangrijk vr ouderschapscontrole)
• Mutatiefrequentie: 1 x 10(-3 a -4)
Waarom belangrijk om mechanisme te kennen?
• Afhankelijk van lengte van stuk ga je ander effect hebben
• Lengte allel speelt dus zol
Vb: Merle en strand slippage à onverwachte resultaten, double merles
• Gevolgen qua DNA test: nodig bij nakomelingen
• Gevolgen op niveau dier: aanw meerdere allelen in versch weefsels
= mosaicisme = aanw cellen binnen individu met ander genoom van
rest van individu
Sectie 3: link met fenotypes
Mutatie = verandering van het normale DNA
• Kan grote effecten hebben, bv vachtkleur = 1 mutatie
Mendeliaans of monogenetische aandoening: één vernadering in DNA à
wereld van verschil
Polygenetische of multifactoriele aandoening: samenspel genetische
vernaderingen en omgevingsfactoren
Mendeliaanse monogenetische aandoening
1) Autosomaal D: 1 slecht allel = ziek (bv: renaal cystadenocarcinoma)
2) Autosomaal R: 2 slechte allelen = ziek (bv: multidrug resistance of
haarlengte)
3) X-linked aandoeningen: X-linked D of R: Onderscheid tussen M/V
à dominant X-linked
• M en V: 1 slecht allel = ziek
• Prevalentie V >> M
à recessief X-linked
• M: 1 slecht allel = ziek
• V: 2 slechte allelen = ziek
• Prevalentie M >> V
Complicerende factoren
Penetrantie
= probabiliteit op hebben van bepaald F als je bepaald G hebt (dus wat is
kans op het kenmerk)
, Wat is penetrantie van (AA, Aa, aa) bij autosomaal R aandoening?
• 0, 0, 1
Wat is penetrantie van (AA, Aa, aa) bij autosomaal D aandoening?
• 1, 1, 0
Verminderde penetrantie = dieren zijn genetisch allemaal hetzelfde, maar
fenotypisch zijn er sommige die het niet vertonen dat ze bv paars zijn
à penetrantie kan varieren met genotype
Voorbeelden verminderde penetrantie
1) Degeneratieve myelopathie: geleidelijk aan worden symptomen erger
(ten vroegste 5j symptomen krijgen)
2) Exercise induced collapse: vanaf bep mate van inspanning zie je het
Variabele expressiviteit
Dieren hebben allemaal paars, maar sommige hebben het meer/minder
à ze zijn wel allemaal aangetast !!!
Genetische heterogeniteit
Indelen in 2 subgroepen
1) Allelische heterogeniteit = verschillende varianten in zelfde gen
veroorzaken aandoening (bv: degeneratieve myelopathie)
2) Locus heterogeniteit = varianten in verschillende genen veroorzaken
aandoening (bv: hypertrofische cardiomyopathie bij kat)
à varianten kunnen ras-, familie-, individu-specifiek zijn
Compound heterozygositeit
= je verwacht dat dieren die homozygoot zijn voor A, degeneratieve gaan
ontwikkelen – je veracht dat dieren die homozygoot zijn voor T,
degeneratieve gaan ontwikkelen – maar dier dat zwel A als T heeft
(heterozygoot vr beide loci) kan ook symptomen ontwikkelen
= type variant ontstaan wanneer elke ouder 1 alternatief allel doneert en
die allelen zich op versch loci binnen zelfde gen bevinden
Degeneratieve myelopathie: verminderde penetrantie, genetische
heterogeniteit, compound heterozygositeit
Fenokopie
= F veroorzaakt dr milieu-invloeden dat identiek is aan F veroorzaakt dr
variant
Voorbeelden
1) Warfarine vergiftiging: fenokopie genetische stollingsziekte hond
• F = vertraagde stolling bij wonde
• Fenokopie = vit K (nodig vr activatie stollingsfactoren) à activatie à
vit K epoxide à reductie à vit K essentieel vr recuperatie à
warfarine bindt op reductase à blokkage recycling vit K à activatie
stollingsfactoren à sotllingsproblemen
