H1: Inleiding
1. Historische ontwikkeling van de genetica
Belangrijke mijlpalen:
8000–6000 VC: domesticatie van dieren en planten; rotstekeningen tonen
vroege inzichten in overerving.
800 VC: Assyriërs doen gecontroleerde kruisbestuiving van dadelplanten
500–300 VC: Hippocrates & Aristoteles → pangenesis-theorie (pangenen
reizen van weefsels naar voortplantingscellen)
17e eeuw: Preformatie → idee dat een mini-mensje (homunculus) in de zaad-
of eicel zit
19e eeuw:
o Lamarck → verworven kenmerken zijn erfelijk
o Darwin → natuurlijke selectie obv evolutie
o Mendel (1865) → wetten van overerving via erwtenkruisingen
1888: Roux introduceert het begrip chromosoom (gekleurd lichaam id celkern)
1900–1909: Bateson introduceert “genetica”; Johannsen definieert “gen”
1953: Watson & Crick bepalen DNA-structuur
1956–1959: humaan karyotype (46 chromosomen) (Tjio en Levan) en eerste
chromosoomafwijkingen beschreven.
Conclusie: genetica is oud, maar het theoretisch begrip is recent en explosief
gegroeid.
2. Impact van genetica op maatschappij en wetenschap
Sociologisch
Eugenetica (einde 19e eeuw, Francis Galton, neef van Darwin): misbruik van
genetische kennis om het “ras te verbeteren”, leidend tot o.a. gedwongen
sterilisatie voorkomen inferieur bloed
Landbouw & veeteelt
1
, Hogere opbrengsten, resistentie, GMO’s
In de VS verdrievoudigde graanopbrengst
Rechtswezen
DNA-identificatietesten
Farmacologie
Productie van geneesmiddelen via recombinant DNA
Farmacogenetica: medicatie afstemmen op genetisch profiel
Geneeskunde
Genetisch materiaal zit in alle weefsels → genetica relevant voor alle
medische disciplines
OMIM-database, Mendelian Inheritance in Man (Victor McKusick) catalogeert
menselijke genen en aandoeningen
Genetica speelt rol in monogene én multifactoriële aandoeningen
(heritabiliteit= hoe erfelijk een ziekte is).
1991: Human genome project : grootste biologische project
o invloed op alle specialisaties van de geneeskunde
o genen voor multifactoriele aandoeningen en zelfs gedrag
Diergeneeskunde
Genoomsequencing van vele diersoorten (in 2014 >4400 genomen).
Mens–chimpansee genoom: ~99% identiek.
o Fenotypisch verschil: FOXP2 gen: belangrijk bij spraakontwikkeling
Hondengenoom (2005): 2,5 miljard bp, 75% van genen gedeeld met mens.
Domesticatie hond: ~15.000 jaar geleden uit grijze wolf.
OMIA-database voor dierlijke erfelijke aandoeningen.
3. Interactie tussen erfelijkheid en omgeving
Genotype vs. fenotype
2
, Genotype: genetische samenstelling van een dier, plant of persoon
Fenotype: uiterlijk/biochemische/fysiologische kenmerken
Fenotype = genotype + omgeving.
Natuurlijke selectie & genetische drift
“De natuur en de omgeving veranderen constant… Survival of the fittest.”
Genetische drift = langzame willekeurige veranderingen in allelfrequenties
Omgevingsveranderingen kunnen soorten doen uitsterven als aanpassing te
traag gaat.
Voorbeelden van omgevingsinvloeden op fenotype
Bladluizen (Megura): vleugels ontstaan bij veel contact/weinig voedsel.
Bonelia viridis (wormen): geslacht bepaald door omgeving.
Siamese kat / Russisch konijn: pigmentenzym actief bij lage temperatuur →
donkere extremiteiten.
Raderdiertje: stekels ontwikkelen bij aanwezigheid van predator Asplanchna.
Biston-motten: industrieel melanisme → donkere vorm in vervuilde gebieden
omgeving bepaalt mee genetische samenstelling van mottenpopulatie
Menselijk voorbeeld: sikkelcelanemie & malaria
“Heterozygoten hebben geen specifiek voordeel behalve in malaria streken…”
Mutatie in globinegen → sikkelcelanemie.
Homozygoten sterven vroeg → negatieve selectie.
Heterozygoten zijn beschermd tegen malaria → positieve selectie.
Resultaat: mutatie blijft frequent in malariagebieden.
Kernboodschap
Genetica is een eeuwenoud maar snel evoluerend vakgebied met enorme impact op
geneeskunde, diergeneeskunde, landbouw en maatschappij. Fenotypes ontstaan uit
een samenspel van genen en omgeving, waarbij natuurlijke selectie en
omgevingsdruk populaties voortdurend vormen.
H2: Wetten van Mendel
1. Mendel en zijn onderzoek
3
, Gregor Mendel (1822–1884), monnik en wetenschapper, legde met zijn
erwtenexperimenten de basis van de moderne genetica. Hij koos Pisum sativum (de
tuinerwt) omdat het:
een korte generatietijd heeft
veel nakomelingen produceert, want grote aantallen zijn noodzakelijk
7 duidelijke, stabiele kenmerken bezit
kruisbestuiving ipv zelfbestuiving mogelijk, kruisingen blijven vruchtbaar
zuivere lijnen oplevert
Zijn werk werd pas rond 1900 erkend. In 1902 konden Bateson en Cuenot bewijzen
dat de wetten van Mendel ook geldig zijn bij dieren.
2. Monohybride kruisingen (verschillen in 1 kenmerk)
Belangrijkste observaties
Bij kruisingen tussen twee zuivere lijnen die verschillen in één kenmerk:
1. Wederkerige kruisingen geven dezelfde resultaten.
2. F1-generatie: allemaal hetzelfde fenotype → het dominante kenmerk.
3. F2-generatie na zelfbestuiving: 3:1 verhouding.
Mendels hypothese
Erfelijke factoren komen in paren voor → later allelen genoemd.
Bij vorming van gameten splitsen deze allelen.
Bij bevruchting worden ze opnieuw gepaard.
Dominant allel maskeert recessief allel.
Waarom zijn alle eerste generatieplanten identiek?
Wanneer twee verschillende factoren voorkomen voor een uniek kenmerk, komt een
van beide tot expressie hetgeen het dominant kenmerk genoemd wordt. Het
recessieve kenmerk komt slechts tot expressie als het andere niet aanwezig is.
Waarom in tweede generatie een 3:1 verhouding?
4
1. Historische ontwikkeling van de genetica
Belangrijke mijlpalen:
8000–6000 VC: domesticatie van dieren en planten; rotstekeningen tonen
vroege inzichten in overerving.
800 VC: Assyriërs doen gecontroleerde kruisbestuiving van dadelplanten
500–300 VC: Hippocrates & Aristoteles → pangenesis-theorie (pangenen
reizen van weefsels naar voortplantingscellen)
17e eeuw: Preformatie → idee dat een mini-mensje (homunculus) in de zaad-
of eicel zit
19e eeuw:
o Lamarck → verworven kenmerken zijn erfelijk
o Darwin → natuurlijke selectie obv evolutie
o Mendel (1865) → wetten van overerving via erwtenkruisingen
1888: Roux introduceert het begrip chromosoom (gekleurd lichaam id celkern)
1900–1909: Bateson introduceert “genetica”; Johannsen definieert “gen”
1953: Watson & Crick bepalen DNA-structuur
1956–1959: humaan karyotype (46 chromosomen) (Tjio en Levan) en eerste
chromosoomafwijkingen beschreven.
Conclusie: genetica is oud, maar het theoretisch begrip is recent en explosief
gegroeid.
2. Impact van genetica op maatschappij en wetenschap
Sociologisch
Eugenetica (einde 19e eeuw, Francis Galton, neef van Darwin): misbruik van
genetische kennis om het “ras te verbeteren”, leidend tot o.a. gedwongen
sterilisatie voorkomen inferieur bloed
Landbouw & veeteelt
1
, Hogere opbrengsten, resistentie, GMO’s
In de VS verdrievoudigde graanopbrengst
Rechtswezen
DNA-identificatietesten
Farmacologie
Productie van geneesmiddelen via recombinant DNA
Farmacogenetica: medicatie afstemmen op genetisch profiel
Geneeskunde
Genetisch materiaal zit in alle weefsels → genetica relevant voor alle
medische disciplines
OMIM-database, Mendelian Inheritance in Man (Victor McKusick) catalogeert
menselijke genen en aandoeningen
Genetica speelt rol in monogene én multifactoriële aandoeningen
(heritabiliteit= hoe erfelijk een ziekte is).
1991: Human genome project : grootste biologische project
o invloed op alle specialisaties van de geneeskunde
o genen voor multifactoriele aandoeningen en zelfs gedrag
Diergeneeskunde
Genoomsequencing van vele diersoorten (in 2014 >4400 genomen).
Mens–chimpansee genoom: ~99% identiek.
o Fenotypisch verschil: FOXP2 gen: belangrijk bij spraakontwikkeling
Hondengenoom (2005): 2,5 miljard bp, 75% van genen gedeeld met mens.
Domesticatie hond: ~15.000 jaar geleden uit grijze wolf.
OMIA-database voor dierlijke erfelijke aandoeningen.
3. Interactie tussen erfelijkheid en omgeving
Genotype vs. fenotype
2
, Genotype: genetische samenstelling van een dier, plant of persoon
Fenotype: uiterlijk/biochemische/fysiologische kenmerken
Fenotype = genotype + omgeving.
Natuurlijke selectie & genetische drift
“De natuur en de omgeving veranderen constant… Survival of the fittest.”
Genetische drift = langzame willekeurige veranderingen in allelfrequenties
Omgevingsveranderingen kunnen soorten doen uitsterven als aanpassing te
traag gaat.
Voorbeelden van omgevingsinvloeden op fenotype
Bladluizen (Megura): vleugels ontstaan bij veel contact/weinig voedsel.
Bonelia viridis (wormen): geslacht bepaald door omgeving.
Siamese kat / Russisch konijn: pigmentenzym actief bij lage temperatuur →
donkere extremiteiten.
Raderdiertje: stekels ontwikkelen bij aanwezigheid van predator Asplanchna.
Biston-motten: industrieel melanisme → donkere vorm in vervuilde gebieden
omgeving bepaalt mee genetische samenstelling van mottenpopulatie
Menselijk voorbeeld: sikkelcelanemie & malaria
“Heterozygoten hebben geen specifiek voordeel behalve in malaria streken…”
Mutatie in globinegen → sikkelcelanemie.
Homozygoten sterven vroeg → negatieve selectie.
Heterozygoten zijn beschermd tegen malaria → positieve selectie.
Resultaat: mutatie blijft frequent in malariagebieden.
Kernboodschap
Genetica is een eeuwenoud maar snel evoluerend vakgebied met enorme impact op
geneeskunde, diergeneeskunde, landbouw en maatschappij. Fenotypes ontstaan uit
een samenspel van genen en omgeving, waarbij natuurlijke selectie en
omgevingsdruk populaties voortdurend vormen.
H2: Wetten van Mendel
1. Mendel en zijn onderzoek
3
, Gregor Mendel (1822–1884), monnik en wetenschapper, legde met zijn
erwtenexperimenten de basis van de moderne genetica. Hij koos Pisum sativum (de
tuinerwt) omdat het:
een korte generatietijd heeft
veel nakomelingen produceert, want grote aantallen zijn noodzakelijk
7 duidelijke, stabiele kenmerken bezit
kruisbestuiving ipv zelfbestuiving mogelijk, kruisingen blijven vruchtbaar
zuivere lijnen oplevert
Zijn werk werd pas rond 1900 erkend. In 1902 konden Bateson en Cuenot bewijzen
dat de wetten van Mendel ook geldig zijn bij dieren.
2. Monohybride kruisingen (verschillen in 1 kenmerk)
Belangrijkste observaties
Bij kruisingen tussen twee zuivere lijnen die verschillen in één kenmerk:
1. Wederkerige kruisingen geven dezelfde resultaten.
2. F1-generatie: allemaal hetzelfde fenotype → het dominante kenmerk.
3. F2-generatie na zelfbestuiving: 3:1 verhouding.
Mendels hypothese
Erfelijke factoren komen in paren voor → later allelen genoemd.
Bij vorming van gameten splitsen deze allelen.
Bij bevruchting worden ze opnieuw gepaard.
Dominant allel maskeert recessief allel.
Waarom zijn alle eerste generatieplanten identiek?
Wanneer twee verschillende factoren voorkomen voor een uniek kenmerk, komt een
van beide tot expressie hetgeen het dominant kenmerk genoemd wordt. Het
recessieve kenmerk komt slechts tot expressie als het andere niet aanwezig is.
Waarom in tweede generatie een 3:1 verhouding?
4
