Humane moleculaire genetica
Tags 2e bach 2e semester
Examen
1. Het humaan genoom & genetische variatie
Historisch perspectief
19e eeuw: Mendel ⇒ overervingswetten
20e eeuw: structuur van DNA → opgerold in chromosomen
Jaren 70: moleculaire biologie
Jaren 80: PCR
Jaren 90: Humaan Genoom Project (heeft 10 jaar geduurd)
Functionele & structurele opbouw
Coderend DNA = deel van het genoom dat voor eiwitten codeert
→ slechts 2%
→ niet-coderend DNA bedraagt 98%
Exonen zitten vervat in genen
→ dienen als template voor mRNA bij transcriptie
→ pre-mRNA ondergaat splicing & vormt matuur mRNA
Translatie: mRNA wordt omgezet tot een polypeptideketen
→ opvouwing & eventuele modificaties ⇒ functioneel eiwit
Splicing = verwijderen van intronen in een mRNA molecule
→ fouten kunnen oorzaak zijn voor genetische aandoeningen
Cis-regulatorisch netwerk = samenspel van intergenische &
intragenische elementen
→ core promotor = minimale regio nodig om transcriptie te initiëren
Humane moleculaire genetica 1
, → proximale promotor bevat cis-regulatorische elementen (CRE) &
transcriptiefactor bindingsplaatsen
→ tot 1000bp stroomopwaarts
→ 5’ & 3’ onvertaalde regio’s
→ 5’ UTR bevat CREs die nodig zijn om de translatie te reguleren
→ 3’ UTR bevat CREs die de stabiliteit, polyadenylatie & correcte
localisatie van het mRNA beïnvloeden
→ kan ook bindingsplaatsen voor miRNAs bevatten
→ nodig voor correcte vorming van poly-A staart
→ enhancer = CREs met positieve invloed op transcriptie
→ silencer = CRE met negatieve invloed op transcriptie
Topologically associating domains (TADs) = structurele & functioneel
geïsoleerde chromosomale regio’s die transcriptionele regulatorische
eenheden bevatten
→ enhancers & silencers
→ loops die samengebracht worden door cohesine
Begrippen
Humaan genoom
DNA in elke celkern
Diploïd: 2 kopijen → materneel & paterneel
Veel herhalingen waarvan de functies nog niet bekend zijn
Genetische variatie
Vergelijking met referentiegenoom
Genoom van 2 individuen is 99,6% identiek
Genetische variant = verandering in een DNA sequentie
Somatische variant = variant die enkel voorkomt in
somatische cellen
Germinale of constitutionele variant = variant die in alle
lichaamscellen voorkomt
→ kan doorgegeven worden aan de volgende generatie
Humane moleculaire genetica 2
, De novo variant = variant die in een individu gedetecteerd
wordt maar niet in de ouders
Polymorfisme = benigne variant = variant is niet geassocieerd
met een fenotype
Causale of pathogene variant = variant leidt tot een fenotype
of een erfelijke ziekte
Meest frequent: single nucleotide variants (SNV) → verschil in 1
enkele nucleotide
→ puntmutaties
SNP = single nucleotide polymorfisme → meestal geen ernstige
gevolgen
Basepaarsubstituties
Substitutie = vervanging van een nucleotide door een ander
Transitie = verandering van een purine naar een ander purine of
een pyrimidine naar een andere pyrimidine
Transversie = verandering van een purine naar een pyrimidine of
omgekeerd
Silent of synonieme veranderingen = geen aminozuurverandering
→ door degeneratie van de genetische code
Missense = aminozuursubstitutie
Nonsense = coderend codon verandert in 1 van de 3 stopcodons
→ nonsense-mediated decay (NMD) zorgt voor afbraak van
onstabiele mRNAs met een nonsense variant ⇒ geen eiwit
Splice variant = mutatie in een splice donor of acceptor site leidt
tot aberrante RNA splicing
Donor loss of acceptor loss
⇒ transcripten waarin intronen opgenomen worden (intron
retentie)
⇒ transcripten waarin exonen partieel gedeleteerd zijn
(truncated)
⇒ exon skipping
Humane moleculaire genetica 3
, Donor gain of acceptor gain
→ verwijderen stukken van de normale splice sites & maken
nieuwe die herkend worden
Kopijveranderingen
Deleties & duplicaties groter dan 1000bp
→ veroorzaken meestal een ziekte door gendosage effect
→ kunnen ontstaan door niet-allelische homologe recombinatie
(NAHR) tussen 2 low copy repeats
Structurele variaties
Gebalanceerd
Ongebalanceerd
Inserties & deleties → minder dan 50 nucleotiden
Tandem repeats (microsatellieten): korte reeksen nucleotiden
die meerdere keren herhaald worden & sterk variabel zijn
tussen mensen
Groter dan 50 nucleotiden
Deletie
→ 1 kopij van PMP22 leidt tot HNPP
Duplicatie
→ 3 kopijen van PMP22 leidt tot CMT1A
→ Charcot-Marie-Tooth = aandoening van perifeer
zenuwstelsel
Inversie → kunnen kopij neutraal zijn
Insertie → kopijneutraal (geen informatie verloren)
Translocatie
Humane moleculaire genetica 4
Tags 2e bach 2e semester
Examen
1. Het humaan genoom & genetische variatie
Historisch perspectief
19e eeuw: Mendel ⇒ overervingswetten
20e eeuw: structuur van DNA → opgerold in chromosomen
Jaren 70: moleculaire biologie
Jaren 80: PCR
Jaren 90: Humaan Genoom Project (heeft 10 jaar geduurd)
Functionele & structurele opbouw
Coderend DNA = deel van het genoom dat voor eiwitten codeert
→ slechts 2%
→ niet-coderend DNA bedraagt 98%
Exonen zitten vervat in genen
→ dienen als template voor mRNA bij transcriptie
→ pre-mRNA ondergaat splicing & vormt matuur mRNA
Translatie: mRNA wordt omgezet tot een polypeptideketen
→ opvouwing & eventuele modificaties ⇒ functioneel eiwit
Splicing = verwijderen van intronen in een mRNA molecule
→ fouten kunnen oorzaak zijn voor genetische aandoeningen
Cis-regulatorisch netwerk = samenspel van intergenische &
intragenische elementen
→ core promotor = minimale regio nodig om transcriptie te initiëren
Humane moleculaire genetica 1
, → proximale promotor bevat cis-regulatorische elementen (CRE) &
transcriptiefactor bindingsplaatsen
→ tot 1000bp stroomopwaarts
→ 5’ & 3’ onvertaalde regio’s
→ 5’ UTR bevat CREs die nodig zijn om de translatie te reguleren
→ 3’ UTR bevat CREs die de stabiliteit, polyadenylatie & correcte
localisatie van het mRNA beïnvloeden
→ kan ook bindingsplaatsen voor miRNAs bevatten
→ nodig voor correcte vorming van poly-A staart
→ enhancer = CREs met positieve invloed op transcriptie
→ silencer = CRE met negatieve invloed op transcriptie
Topologically associating domains (TADs) = structurele & functioneel
geïsoleerde chromosomale regio’s die transcriptionele regulatorische
eenheden bevatten
→ enhancers & silencers
→ loops die samengebracht worden door cohesine
Begrippen
Humaan genoom
DNA in elke celkern
Diploïd: 2 kopijen → materneel & paterneel
Veel herhalingen waarvan de functies nog niet bekend zijn
Genetische variatie
Vergelijking met referentiegenoom
Genoom van 2 individuen is 99,6% identiek
Genetische variant = verandering in een DNA sequentie
Somatische variant = variant die enkel voorkomt in
somatische cellen
Germinale of constitutionele variant = variant die in alle
lichaamscellen voorkomt
→ kan doorgegeven worden aan de volgende generatie
Humane moleculaire genetica 2
, De novo variant = variant die in een individu gedetecteerd
wordt maar niet in de ouders
Polymorfisme = benigne variant = variant is niet geassocieerd
met een fenotype
Causale of pathogene variant = variant leidt tot een fenotype
of een erfelijke ziekte
Meest frequent: single nucleotide variants (SNV) → verschil in 1
enkele nucleotide
→ puntmutaties
SNP = single nucleotide polymorfisme → meestal geen ernstige
gevolgen
Basepaarsubstituties
Substitutie = vervanging van een nucleotide door een ander
Transitie = verandering van een purine naar een ander purine of
een pyrimidine naar een andere pyrimidine
Transversie = verandering van een purine naar een pyrimidine of
omgekeerd
Silent of synonieme veranderingen = geen aminozuurverandering
→ door degeneratie van de genetische code
Missense = aminozuursubstitutie
Nonsense = coderend codon verandert in 1 van de 3 stopcodons
→ nonsense-mediated decay (NMD) zorgt voor afbraak van
onstabiele mRNAs met een nonsense variant ⇒ geen eiwit
Splice variant = mutatie in een splice donor of acceptor site leidt
tot aberrante RNA splicing
Donor loss of acceptor loss
⇒ transcripten waarin intronen opgenomen worden (intron
retentie)
⇒ transcripten waarin exonen partieel gedeleteerd zijn
(truncated)
⇒ exon skipping
Humane moleculaire genetica 3
, Donor gain of acceptor gain
→ verwijderen stukken van de normale splice sites & maken
nieuwe die herkend worden
Kopijveranderingen
Deleties & duplicaties groter dan 1000bp
→ veroorzaken meestal een ziekte door gendosage effect
→ kunnen ontstaan door niet-allelische homologe recombinatie
(NAHR) tussen 2 low copy repeats
Structurele variaties
Gebalanceerd
Ongebalanceerd
Inserties & deleties → minder dan 50 nucleotiden
Tandem repeats (microsatellieten): korte reeksen nucleotiden
die meerdere keren herhaald worden & sterk variabel zijn
tussen mensen
Groter dan 50 nucleotiden
Deletie
→ 1 kopij van PMP22 leidt tot HNPP
Duplicatie
→ 3 kopijen van PMP22 leidt tot CMT1A
→ Charcot-Marie-Tooth = aandoening van perifeer
zenuwstelsel
Inversie → kunnen kopij neutraal zijn
Insertie → kopijneutraal (geen informatie verloren)
Translocatie
Humane moleculaire genetica 4
