Ter verduidelijking genetica – 2.1. Samenstelling van het humane genoom
Functionele eenheid komt niet altijd overeen met structurele eenheid
- Bepaalde regulerende sequenties (enhancers) kunnen op grote afstand van het gen gelegen zijn
Pseudogen:
= DNA sequenties die op een gen lijken maar naar een inactieve vorm zijn gemuteerd
➔ Sommige DNA analyse technieken kunnen geen onderscheid maken tussen functioneel en
pseudogen wat tot foutieve resultaten kan leiden bij het opsporen van mutaties in een gen
Vitamine C (ter illustratie) – GULOP enzyme
- Vitamines zijn essentiële bestanddelen die ons lichaam niet zelf kan aanmaken en
we dus via voeding binnen moeten krijgen
- Doorheen de evolutie is het gen nodig voor het enzym noodzakelijk voor de synthese van vitamine C
geïnactiveerd -> het genoom van de mens bevat het gen voor dit enzyme nog steeds maar het bevat
meerdere varianten waardoor het niet meer functioneel is -> afhankelijk van vitaminen
Kortom: De meeste dieren kunnen zelf vitamine C maken in hun lever. Mensen niet, omdat wij een defect gen
hebben voor het enzym dat nodig is voor de synthese van vitamine C.
Endogene retrovirus-like sequenties (ter illustratie)
- Zijn meestal niet functioneel
- oud retrovirusgen is ingebouwd in het menselijk genoom -> nu een belangrijke functie in de placenta
- Syncytin wordt tot expressie gebracht in de placenta.
Het zorgt voor:
Fusie van cytotrofoblastcellen
→ die versmelten tot één grote meerkernige celmassa
→ dit vormt de syncytiotrofoblast
Er is geen verband tussen de complexiteit van een organisme en het aantal genen
- Van 1 gen kan je meerdere transcripten maken via alternatieve splicing en verschillende startcodons
,Ter verduidelijking genetica – 2.2. Van gen tot kenmerk – genotype naar fenotype
Genomics = genoom, DNA, organisme bestuderen
➔ genen worden overgeschreven naar RNA
Transcriptoom = het geheel van alle RNAs in een cel, weefsel of organisme
➔ mRNAs worden vertaald naar eiwitten
Proteoom = geheel van eiwitten in een cel, weefsel of organisme
➔ eiwitten hebben vele functies in een cel en dat resulteert in een brede waaier aan cellulaire
kenmerken -> fenotype
Pleiotropie = de functie van een gen kan verschillend zijn in verschillende weefsels of op verschillende
momenten van het leven
Genotype
= genetische samenstelling van een persoon
Fenotype
= het zichtbare, de bouw of het functioneren van cellen en het organisme
kleur ogen, spijsverteringsproblemen, frequente longontstekingen
Intermediair fenotype
= kenmerken die met testen opgespoord kunnen worden maar niet meteen uiterlijk zichtbaar zijn
verhoogd chloride in het zweet bij mensen met mucoviscidose
Onderscheid obv het genotype op beide allelen:
- homozygoot: identieke allelen op beide loci
- heterozygoot: op beide chromosomen een verschillend allel
- hemizygoot: voor een bepaalde locus/gen maar één allel
=> man met één x chromosoom en één y chromosoom is hemizygoot voor alle loci op het x en y chromos
=> wanneer genen op één van beide chromosomen ontbreken
Effect van een bepaald allel op het fenotype
- dominant: het effect van één bepaald allel is al merkbaar als het slechts op één van beide allelen
aanwezig is -> ene allel domineert boven het andere
- recessief: komt pas tot uiting als beide allelen de variant bevatten
! een gen is niet dominant of recessief => het gaat over het effect van het allel op het fenotype !
varianten in éénzelfde gen kunnen afhankelijk van hun effect of dominant of recessief zijn
Gen vs. allel
• Gen = stuk DNA met een functie
• Allel = variant van datzelfde gen
Bijvoorbeeld:
• Gen: “oogkleur”
• Allelen: “bruin”, “blauw”, …
Dominant/recessief slaat niet op het gen zelf, maar op hoe een allel zich gedraagt.
Hoe weet je of een bepaalde aandoening dominant of recessief is?
Meestal is dat kennis die door observatie en onderzoek bekomen is -> opzoeken in databanken
,Variatie
- Als iets <1% voorkomt: variant van de allelen
- Als iets >1% voorkomt: polymorfisme = meerdere varianten van een allel, veel voorkomende variatie
Voorbeeld:bloedgroepen:
Het gen voor bloedgroep heeft meerdere allelen: A, B, O
Deze komen allemaal vaak voor in de populatie
Co-dominant (codominantie)
= betekent dat twee verschillende allelen allebei volledig tot uiting komen in het fenotype
Voorbeeld: Het ABO-systeem:
• Allel A → maakt antigeen A
• Allel B → maakt antigeen B
Als je genotype AB hebt:
je hebt zowel A als B op je rode bloedcellen dus A en B zijn co-dominant
Verduidelijking bij figuur met pijlen
Fenotype bepaald door 1 gen: monogeen
Fenotype bepaald door meerdere genen: oligogeen of polygeen
→ Meestal bijkomende invloed van omgeving: multifactorieel
Één gen zorgt voor meerdere kenmerken (in meerdere orgaansystemen): pleiotropie
‘The extended phenotype’ = het fenotype bepaald door een gen of genen is niet beperkt tot het
organisme maar kan zich ‘uitbreiden’ of zichtbaar maken in de omgeving
➔ Bijvoorbeeld: dam van een bever, nest van een vogel
, ABO bloedgroepen
Gen met 3 verschillende allelen: A, B, O
A en B = co dominant => A op ene chromosoom, B op andere chromosoom dan bloedgroep AB
A en B zijn dominant over O => A/B op ene chromosoom, O op andere dan bloedgroep A/B
Enzym: glycosyltransferase voegt een suiker toe aan het celmembraan van de RBC
Maar O is niet functioneel dus voegt geen bijkomende suiker toe
(A => voegt GaINAc toe, B => voegt D-galactose toe)
Allelen A en B: dominant ten opzichte van O
en co-dominant ten opzichte van elkaar
Allel O: recessief allel ten opzichte van allel A of B,
komt tot expressie wanneer iemand homozygoot is
Ter verduidelijking genetica – 2.3. Variatie in het humane genoom
Genetische variatie: op verschillende manieren beschreven/geklasseerd
afhankelijk van welk kenmerk van variatie men bekijkt
- Waar in genoom, lokalisatie
- Frequentie van variant
- Type DNA-variatie
- Functionele gevolgen
- Klinische effecten
Genoom is zeer variabel en nieuwe allelen ontstaan door mutatie (= een verandering in het DNA) dus er
bestaat geen ‘normale DNA sequentie’ die voor iedereen klopt => spreken van referentie sequentie
Een mutatie is niet noodzakelijk slecht maar wijst op een verandering in het DNA
Van elk gen op de 22 autosomen (vrouw ook van x chromosoom): 2 kopijen
Nucleotide sequentie kan identiek zijn of verschillend (-> variatie)
Een mens kan maar 2 allelen dragen, maar er kunnen meerdere allelen voorkomen (ABO)
Een gewijzigde DNA sequentie ontstaat door mutatie
Functionele eenheid komt niet altijd overeen met structurele eenheid
- Bepaalde regulerende sequenties (enhancers) kunnen op grote afstand van het gen gelegen zijn
Pseudogen:
= DNA sequenties die op een gen lijken maar naar een inactieve vorm zijn gemuteerd
➔ Sommige DNA analyse technieken kunnen geen onderscheid maken tussen functioneel en
pseudogen wat tot foutieve resultaten kan leiden bij het opsporen van mutaties in een gen
Vitamine C (ter illustratie) – GULOP enzyme
- Vitamines zijn essentiële bestanddelen die ons lichaam niet zelf kan aanmaken en
we dus via voeding binnen moeten krijgen
- Doorheen de evolutie is het gen nodig voor het enzym noodzakelijk voor de synthese van vitamine C
geïnactiveerd -> het genoom van de mens bevat het gen voor dit enzyme nog steeds maar het bevat
meerdere varianten waardoor het niet meer functioneel is -> afhankelijk van vitaminen
Kortom: De meeste dieren kunnen zelf vitamine C maken in hun lever. Mensen niet, omdat wij een defect gen
hebben voor het enzym dat nodig is voor de synthese van vitamine C.
Endogene retrovirus-like sequenties (ter illustratie)
- Zijn meestal niet functioneel
- oud retrovirusgen is ingebouwd in het menselijk genoom -> nu een belangrijke functie in de placenta
- Syncytin wordt tot expressie gebracht in de placenta.
Het zorgt voor:
Fusie van cytotrofoblastcellen
→ die versmelten tot één grote meerkernige celmassa
→ dit vormt de syncytiotrofoblast
Er is geen verband tussen de complexiteit van een organisme en het aantal genen
- Van 1 gen kan je meerdere transcripten maken via alternatieve splicing en verschillende startcodons
,Ter verduidelijking genetica – 2.2. Van gen tot kenmerk – genotype naar fenotype
Genomics = genoom, DNA, organisme bestuderen
➔ genen worden overgeschreven naar RNA
Transcriptoom = het geheel van alle RNAs in een cel, weefsel of organisme
➔ mRNAs worden vertaald naar eiwitten
Proteoom = geheel van eiwitten in een cel, weefsel of organisme
➔ eiwitten hebben vele functies in een cel en dat resulteert in een brede waaier aan cellulaire
kenmerken -> fenotype
Pleiotropie = de functie van een gen kan verschillend zijn in verschillende weefsels of op verschillende
momenten van het leven
Genotype
= genetische samenstelling van een persoon
Fenotype
= het zichtbare, de bouw of het functioneren van cellen en het organisme
kleur ogen, spijsverteringsproblemen, frequente longontstekingen
Intermediair fenotype
= kenmerken die met testen opgespoord kunnen worden maar niet meteen uiterlijk zichtbaar zijn
verhoogd chloride in het zweet bij mensen met mucoviscidose
Onderscheid obv het genotype op beide allelen:
- homozygoot: identieke allelen op beide loci
- heterozygoot: op beide chromosomen een verschillend allel
- hemizygoot: voor een bepaalde locus/gen maar één allel
=> man met één x chromosoom en één y chromosoom is hemizygoot voor alle loci op het x en y chromos
=> wanneer genen op één van beide chromosomen ontbreken
Effect van een bepaald allel op het fenotype
- dominant: het effect van één bepaald allel is al merkbaar als het slechts op één van beide allelen
aanwezig is -> ene allel domineert boven het andere
- recessief: komt pas tot uiting als beide allelen de variant bevatten
! een gen is niet dominant of recessief => het gaat over het effect van het allel op het fenotype !
varianten in éénzelfde gen kunnen afhankelijk van hun effect of dominant of recessief zijn
Gen vs. allel
• Gen = stuk DNA met een functie
• Allel = variant van datzelfde gen
Bijvoorbeeld:
• Gen: “oogkleur”
• Allelen: “bruin”, “blauw”, …
Dominant/recessief slaat niet op het gen zelf, maar op hoe een allel zich gedraagt.
Hoe weet je of een bepaalde aandoening dominant of recessief is?
Meestal is dat kennis die door observatie en onderzoek bekomen is -> opzoeken in databanken
,Variatie
- Als iets <1% voorkomt: variant van de allelen
- Als iets >1% voorkomt: polymorfisme = meerdere varianten van een allel, veel voorkomende variatie
Voorbeeld:bloedgroepen:
Het gen voor bloedgroep heeft meerdere allelen: A, B, O
Deze komen allemaal vaak voor in de populatie
Co-dominant (codominantie)
= betekent dat twee verschillende allelen allebei volledig tot uiting komen in het fenotype
Voorbeeld: Het ABO-systeem:
• Allel A → maakt antigeen A
• Allel B → maakt antigeen B
Als je genotype AB hebt:
je hebt zowel A als B op je rode bloedcellen dus A en B zijn co-dominant
Verduidelijking bij figuur met pijlen
Fenotype bepaald door 1 gen: monogeen
Fenotype bepaald door meerdere genen: oligogeen of polygeen
→ Meestal bijkomende invloed van omgeving: multifactorieel
Één gen zorgt voor meerdere kenmerken (in meerdere orgaansystemen): pleiotropie
‘The extended phenotype’ = het fenotype bepaald door een gen of genen is niet beperkt tot het
organisme maar kan zich ‘uitbreiden’ of zichtbaar maken in de omgeving
➔ Bijvoorbeeld: dam van een bever, nest van een vogel
, ABO bloedgroepen
Gen met 3 verschillende allelen: A, B, O
A en B = co dominant => A op ene chromosoom, B op andere chromosoom dan bloedgroep AB
A en B zijn dominant over O => A/B op ene chromosoom, O op andere dan bloedgroep A/B
Enzym: glycosyltransferase voegt een suiker toe aan het celmembraan van de RBC
Maar O is niet functioneel dus voegt geen bijkomende suiker toe
(A => voegt GaINAc toe, B => voegt D-galactose toe)
Allelen A en B: dominant ten opzichte van O
en co-dominant ten opzichte van elkaar
Allel O: recessief allel ten opzichte van allel A of B,
komt tot expressie wanneer iemand homozygoot is
Ter verduidelijking genetica – 2.3. Variatie in het humane genoom
Genetische variatie: op verschillende manieren beschreven/geklasseerd
afhankelijk van welk kenmerk van variatie men bekijkt
- Waar in genoom, lokalisatie
- Frequentie van variant
- Type DNA-variatie
- Functionele gevolgen
- Klinische effecten
Genoom is zeer variabel en nieuwe allelen ontstaan door mutatie (= een verandering in het DNA) dus er
bestaat geen ‘normale DNA sequentie’ die voor iedereen klopt => spreken van referentie sequentie
Een mutatie is niet noodzakelijk slecht maar wijst op een verandering in het DNA
Van elk gen op de 22 autosomen (vrouw ook van x chromosoom): 2 kopijen
Nucleotide sequentie kan identiek zijn of verschillend (-> variatie)
Een mens kan maar 2 allelen dragen, maar er kunnen meerdere allelen voorkomen (ABO)
Een gewijzigde DNA sequentie ontstaat door mutatie
