Samenvatting CEL 4: partim Genetica

Cel IV: Genetica

Les 1 en 2: Moleculaire basis van monogenische aandoeningen

H1: inleiding

 Mendel
o Genen
o Dom/recessief
o Onafh overerving


 Humaan genoom = 46 chromosomen => domein vd cytogenetica
o 3 miljard bp
o 98% niet coderend DNA
o Repeats: >50%
o Genetische variatie
- 99,8% identiek
- Single nucleotide varianten (SNVs)
- Structurele varianten (SVs) incl
kopijveranderingen (CNVs)

 Structuur genomen
o Cis en trans, vnl niet-coderend


 Chromosomen dragen DNA
o DNA bestaat uit 4 nucleotiden (G,A,T,C) rond histonen
o Groep histonen = nucleosoom


H4: Moleculaire basis van monogenische aandoeningen

4.1 Moleculaire pathologie: basisbegrippen

4.1.1 Basisbegrippen

 Germinale / constitutionele mutatie
o Kan op volgende generatie

 Somatische mutatie: niet doorgegeven
o Bij kanker!
 Polymorfisme (=benigne variant)
o Niet geassocieerd met fenotype, onopgemerkt
 Pathogene variant
o Geassocieerd met ziekte, wel fenotype

, Genlocus: locatie gen op chromosoom
 Genotype: geheel van allelen aanwezig op bepaalde locus
 Homozygoot: zelfde allelen voor 2 kopijen bep genlocus
 Hemizygoot: mannen hebben slechts 1 X chromosoom
 Heterozygoot: 2 verschillende allelen
o Variant type
o Wild type
 Samengesteld heterozygoot (compound heterozygoot)
o 2 verschillende allelen voor bep genlocus

 Chromosomale afwijkingen
o Klinische cytogenetica (bv interstitiële deletie, translocatie)
o Microscopisch zichtbaar

 Genomische herschikkingen
o Moleculaire cytogenomica (bv deletie, duplicatie)
o Submicroscopisch

 Sequentievariaties
o Moleculaire genetica
o Vroeger: puntmutaties

 De novo variant: niet in ouders individu aanwezig – opzoeken met trio-analyse


4.1.2 Classificatie mutaties

4.1.2.1 Basenpaarsubstituties

 Puntmutaties
 Transitie
o Purine (Pu) > Pu
o Pyrimidine (Py) > Py
o Frequenter dan transversie

 Transversie
o Purine naar Pyrimidine of omgekeerd

 Hoge frequentie C>T: spontane deaminatie gemethyleerde cytosines (CpG hotspots)

 Silent: geen AZ verandering (synoniem)
 Missense (niet synoniem)
o Verandering 1 AZ
o Stopcodon!

, Nonsense
o Coderend codon -> stopcodon (=prematuur stopcodon = PTC)
 Nonsense-mediated decay zorgt voor degradatie
- Enkel als het te ver van echt stopcodon gelegen is

 Splice-site mutaties
o Mutatie in splice donor of splice acceptor site => aberrant RNA-splicing
o Mature mRNA = enkel exons
o Splice donor = 5’ splice site met vooral GT
o Splice acceptor = 3’ splice site met vooral AG
o Kan door substituties in intron/exonranden


4.1.2.2 Deleties/inserties

 1 of meer nucleotiden in of uit
 Duplicatie: DNA fragment verdubbeld
 In frame
o Veelvoud van 3 nucleotiden
o Leesraam niet verstoord
o Niet perse pathogeen

 Frameshift
o Geen veelvoud van 3
o Meestal pathogeen
o Meestal PTC

 Totale gendeletie en totale genduplicaties
o Niet-allelische homologische recombinatie (NAHR) tss twee low copy repeats (LCRs)
- Mispairing LCRs => abnormale recombinatie

 Structurele varianten (SVs) - gebalanceerd
o Grote verandering
o Deletie, insertie, inversie of translocatie mogelijk

 Kopijveranderingen (CNVs) – ongebalanceerd

 PM22 – door NAHR => Charcot-Marie-Tooth –- ev door consanguiniteit
o Verminderde dosage: loss of function – deletie => HNPP (hereditaire druk
neuropathie)
o Activerende mutatie: gain of function
o Inactiverende mutatie: loss of function
4.1.2.3 (Triplet) repeat-expansies – exx!

 Herhalingen 3 nucleotiden: (GAA)n of (CGG)n,...
 Variabele lengte

,  3 categorieën betrokken bij ziekte
o 5’UTR/promotor – niet coderend
- CGG: Fragile X Syndroom
o Coderend
- CAG: Huntington
- Allemaal neurodegeneratief
o 3’UTR – niet coderend
- CTG: myotone dystrophy = ziekte v Steinert

 Dynamische mutaties
o Instabiel tijdens meiose
o Kan leiden tot patho


 Stabiele mutaties
 Anticipatie
o Age of onset (=aanvangsleeftijd ziekte) daalt en ernst stijgt
o Oorzaak: toename repeat expansie tijdens meiose


4.1.3 Nomenclatuur voor mutaties

 Nucleotidenniveau (cDNA)
o Start met C
o Nadien A van startcodon ATG (gezien als +1)
- Voorgegane base is -1 (geen 0)

 Proteïneniveau (HGVS-nomenclatuur)


4.1.4 Richtlijnen voor evalueren significantie
mutaties

 Significantie variant nagaan
o Aard variant evalueren
- Totale gendeletie, nonsense en frameshift => bijna altijd patho
- Splice-mutatie => verstoring genfunctie