Toepassingen van genetische technieken in menselijke genetica: een overzicht
1. Kloneren van DNA
Kloneren van DNA kan gebruikt worden om een stuk DNA te amplificeren, maar meestal is PCR
hiervoor gemakkelijker. Waar het wel heel vaak voor gebruikt wordt, is om genen tot expressie
te brengen. Een voorbeeld hiervan is het opzuiveren van een eiwit. Dit eiwit kan dan in bacteriën
tot expressie worden gebracht, en daarna worden opgezuiverd. Een ander voorbeeld is het tot
expressie brengen van bepaalde eiwitten in eukaryote cellijnen. Die cellijnen kunnen dan in vitro
bestudeerd worden. Zo kan je b.v. een ionenkanaal in een cellijn tot expressie brengen, en het
daarna elektrofysiologisch via patch-clamping gaan bestuderen. Bij expressieklonering wordt de
coderende sequentie voor het eiwit steeds in een vector gekloneerd tot een recombinant DNA
construct. Dat construct wordt in een gastheer gebracht.
2. Blotting technieken
Blotting technieken gaan de aanwezigheid van nucleïnezuur na op de blot, via hybridisatie.
Southern en Northern blotting worden nog weinig gebruikt; de techniek is bijna altijd vervangen
door (reverse transcriptase) PCR gebaseerde technieken. Bij Southern blotting wordt DNA op de
blot gebonden, en het kan gebruikt worden voor het nagaan van bepaalde mutaties, b.v. RFLP
(hoofdstuk 4). Bij Northern blotting wordt RNA gebonden op, nagaan van expressie op RNA
niveau.
Western blotting is een blot techniek waarbij eiwitten worden gebonden op een blot. De
techniek wordt gebruikt voor het nagaan van expressie op eiwitniveau via antilichamen op de
blot. Vermits dit geen techniek is voor nucleïnezuren, wordt de techniek in deze cursus niet in
detail behandeld.
3. Microarrays
Er zijn twee belangrijke soorten microarrays. Een eerste soort bevat probes die verspreid zitten
over het volledige genoom. Op die soort wordt genomisch DNA van een patiënt gehybridiseerd.
Op basis van de resultaten kunnen CNV’s in het genoom worden opgespoord. Een tweede soort
microarrays bevat probes voor alle gensequenties van het mens genoom. Op die array wordt
RNA gehybridiseerd. Op die manier kan je het expressiepatroon van alle menselijke genen
(transcriptoom) bepalen, van b.v. een weefsel van een proefdier, een cellijn, etc.
4. Polymerase kettingreactie
PCR is een universele techniek, met vele toepassingen. Het zorgt voor amplificatie van korte
stukjes DNA. PCR is heel vaak de eerste stap in veel analysetechnieken, bv bij mutatiedetectie in
patiënten. Vaak wordt eerst een stukje geamplificeerd via PCR, en daarna de sequentie bepaald
via Sanger sequencing. PCR werkt alleen op DNA, maar via een reverse transcriptase tussenstap
is het ook bruikbaar voor RNA.
5. QPCR (kwantitatieve of realtime PCR)
QPCR is een speciale soort van PCR, die via een speciaal PCR apparaat wordt uitgevoerd. Met
deze techniek kan je nauwkeurig de concentratie van DNA (of RNA via reverse transcriptase)
meten. De techniek kent in de menselijke genetica dan ook vooral toepassingen bij
1
1. Kloneren van DNA
Kloneren van DNA kan gebruikt worden om een stuk DNA te amplificeren, maar meestal is PCR
hiervoor gemakkelijker. Waar het wel heel vaak voor gebruikt wordt, is om genen tot expressie
te brengen. Een voorbeeld hiervan is het opzuiveren van een eiwit. Dit eiwit kan dan in bacteriën
tot expressie worden gebracht, en daarna worden opgezuiverd. Een ander voorbeeld is het tot
expressie brengen van bepaalde eiwitten in eukaryote cellijnen. Die cellijnen kunnen dan in vitro
bestudeerd worden. Zo kan je b.v. een ionenkanaal in een cellijn tot expressie brengen, en het
daarna elektrofysiologisch via patch-clamping gaan bestuderen. Bij expressieklonering wordt de
coderende sequentie voor het eiwit steeds in een vector gekloneerd tot een recombinant DNA
construct. Dat construct wordt in een gastheer gebracht.
2. Blotting technieken
Blotting technieken gaan de aanwezigheid van nucleïnezuur na op de blot, via hybridisatie.
Southern en Northern blotting worden nog weinig gebruikt; de techniek is bijna altijd vervangen
door (reverse transcriptase) PCR gebaseerde technieken. Bij Southern blotting wordt DNA op de
blot gebonden, en het kan gebruikt worden voor het nagaan van bepaalde mutaties, b.v. RFLP
(hoofdstuk 4). Bij Northern blotting wordt RNA gebonden op, nagaan van expressie op RNA
niveau.
Western blotting is een blot techniek waarbij eiwitten worden gebonden op een blot. De
techniek wordt gebruikt voor het nagaan van expressie op eiwitniveau via antilichamen op de
blot. Vermits dit geen techniek is voor nucleïnezuren, wordt de techniek in deze cursus niet in
detail behandeld.
3. Microarrays
Er zijn twee belangrijke soorten microarrays. Een eerste soort bevat probes die verspreid zitten
over het volledige genoom. Op die soort wordt genomisch DNA van een patiënt gehybridiseerd.
Op basis van de resultaten kunnen CNV’s in het genoom worden opgespoord. Een tweede soort
microarrays bevat probes voor alle gensequenties van het mens genoom. Op die array wordt
RNA gehybridiseerd. Op die manier kan je het expressiepatroon van alle menselijke genen
(transcriptoom) bepalen, van b.v. een weefsel van een proefdier, een cellijn, etc.
4. Polymerase kettingreactie
PCR is een universele techniek, met vele toepassingen. Het zorgt voor amplificatie van korte
stukjes DNA. PCR is heel vaak de eerste stap in veel analysetechnieken, bv bij mutatiedetectie in
patiënten. Vaak wordt eerst een stukje geamplificeerd via PCR, en daarna de sequentie bepaald
via Sanger sequencing. PCR werkt alleen op DNA, maar via een reverse transcriptase tussenstap
is het ook bruikbaar voor RNA.
5. QPCR (kwantitatieve of realtime PCR)
QPCR is een speciale soort van PCR, die via een speciaal PCR apparaat wordt uitgevoerd. Met
deze techniek kan je nauwkeurig de concentratie van DNA (of RNA via reverse transcriptase)
meten. De techniek kent in de menselijke genetica dan ook vooral toepassingen bij
1
