ALGEMENE EN
MOLECULAIRE
GENETICA
DGK Bachelor 1
Joëlle Marcks
2022/2023 | Universiteit Antwerpen
, H1Historiek en impact van de genetica
Mijlpalen geschiedenis van de genetica:
8000 VC: eerste biologische successen; domesticatie van huisdieren en
cultivatie van plantensoorten (nomadenbestaan opgegeven nu sedentaire
bevolking)
6000 VC: rotstekeningen met stambomen die overerving van manen bij
paarden illustreerden
800 VC: Assyriërs, kruisbestuiving bij dadelplanten
Eerste die gingen nadenken over hoe dit precies werkte waren de Griekse
filosofen; theorie van de pangenesis = in alle weefsels zitten bepaalde
partikels die via de bloedbaan getransporteerd werden naar de
geslachtsorganen en zo overgedragen kon worden
17e eeuw: theorie van preformatie = spermacel of bevruchte eicel bevat
voorgevormd individu (homunculus)
19e eeuw: evolutietheorieën
o Lamarck: kenmerken verworven tijdens het leven kunnen doorgegeven
worden aan de volgende generatie (bv ontwikkeling lange nek giraffe)
o Darwin: survival of the fittest, natuurlijke selectie
o Gregor Mendel (1866): ontwikkelde een theorie voor overerving op
basis van statistische patronen die hij waarnam bij
kruisingsexperimenten bij de tuinerwt. In 1900 werd zijn werk bevestigd;
hij kreeg erkenning hiervoor
o 1888: ‘chromosoom’
1909: begrip gen
1953: DNA-structuur door Watson en Crick opgehelderd
1956: Karyotype humaan genoom: 46 chromosomen
1959: Beschrijving eerste chromosoomfouten
Impact genetica:
Sociologisch
Eugenetica: maatschappelijke beweging onder leiding van Francis Galton
(neef Darwin). Eerste poging om genetische kennis te gebruiken om het
menselijk ras te verbeteren via artificiële selectie
Landbouw en veeteelt
Verhoogde opbrengsten, resistentie, aanmaken nieuwe superieure soorten,
genetisch gemodificeerde organismen (GMO’s)
Rechtswezen
Introductie van DNA-identificatietest
Farmacologie
Geneesmiddelenproductie via recombinant DNA-technologie
1
, Farmacogenetica: gepersonaliseerde medicatie
Geneeskunde
Genetisch materiaal is aanwezig in alle weefsels vandaar dat afwijkingen
implicaties kunnen hebben op alle specialisaties van de geneeskunde
Victor Kusick: aanmaken cataloog = schema met menselijke genen en
ziektebeelden. Online -> OMIM (= Online Mendelian Inheritance in Man)
Continuüm van ziektebeelden: genetica speelt belangrijke rol in monogene
ziektebeelden veroorzaakt door mutatie van 1 gen en ook in complexe
ziektebeelden waarbij meerdere genen en de omgevingsfactoren invloed
hebben -> heritabliteit (tweelingstudies om dit te onderzoeken)
Humane genome project: grootste wetenschappelijke project in biologie.
Doelstelling = DNA-sequentie van het humane genoom
o 1985 eerste voorstel, 1990 starten project met doelstellingen:
Bepaal de sequentie van de 3 miljard basen
Identificeer alle menselijke genen
Sla de informatie op in vrij toegankelijke databanken
Ontwikkel methoden voor analyse van de data
Werken aan de ethische, wettelijke en sociale aspecten
o Initieel een 15-jarig project, maar in 2003 was het al volbracht. Deze
versnelling komt door technologische vooruitgang en competitie van
bedrijven
Bv Celera Genomics: opgericht in 1998 om op 2 jaar het mens
genoom te sequensen. Dit was niet tot iedereen toegankelijk ->
verkoopt toegang tot databases
o In 2001 gepubliceerd
Vb MAOA mutatie: familie met geringe intelligentie, agressieve uitbarstingen
die leiden tot brandstischting, verkrachting, exhibitionisme
o -> abnormaal gerag, geassocieerd met een puntmutatie in het
structureel gen voor Monoamine Oxidase A ~22 oktober 1993
Testen bij de muis; agressief gedrag in muizen met MAOA mutatie ~23 juni 1995
Nature of nurture?
Diergeneeskunde
Sequentiebepalingen van het genoom van meerdere species is volop bezig.
In 2014 meer dan 4400 genomen afgewerkt
Vb:
Mens-chimpansee: bijna 99% identiek
o Varianten in FOXP2 gen mogelijk betrokken bij verschil in
spraakontwikkeling mens, Neanderthaler en chimpansee
Verlies van genen
o Olfactorische receptoren (>1000 genen), ongeveer helft hiervan is
inactief. -> kleinere afhankelijkheid van reukzin bij de mens
o Pseudo gen = aanwezig gen, maar door mutatie kan het geen
functioneel eiwit ontwikkelen -> pseudogenisatie
2
, The dog genome Nature 8 December 2005. Daarvoor reeds 75% van genoom
poedel
o Nu Draft sequence: female boxer Tasha
o 99% sequenced
o 39 paar chromosomen
o 5% gemeenschappelijk tussen mens, muis en hond
o 2.5 miljoen variabele plaatsen gevonden
o Belangrij voor begrijpen van genoomevolutie
Online Mendelian Inheritance in Animals (OMIA)
Interactie erfelijke en omgevingsfactoren
Genotype = de genetische samenstelling van een dier, plant of persoon
Fenotype = het uitzicht van een dier, plant of persoon
Bepaald door het genotype en de omgevingsfactoren
Genetische veranderingen noemt men genetische drift. Deze veranderingen
verlopen slechts heel langzaam en kan leiden tot het uitsterven van bepaalde
diersoorten. Toch enige flexibiliteit van de natuur als reactie op wisselende
omgevingsfactoren:
Bladluizen gevleugelde en ongevleugelde vorm -> contact met anderen tijdens
ontwikkeling
Russisch konijn, Siamese kat -> afhankelijk van omgevingstemperatuur
Motten onder invloed van milieufactoren, invloed op ganse populatie -> kleur
omgeving
H2 De wetten van Mendel
De selectie van een geschikt proefmodel: tuinerwt (Pisum sativum) vermits dit een
korte generatietijd heeft en veel nakomelingen oplevert. Hij selecteerde 7 variabele
kenmerken die gemakkelijk te onderscheiden zijn. Hij koos de variëteiten die zo
weinig mogelijk en in duidelijke definieerbare vormen verschilden en hij selecteerde
stabiele kenmerken en trachtte te vertrekken van zuivere rassen.
Bij de tuinerwt is kruisbestuiving mogelijk
2.2. Monohybride kruisingen
= kruisingen met ouderparen die verschillen in 1 kenmerk
Conclusies:
1. De resultaten van wederkerige kruisingen zijn identiek
2. De planten van de F1-generatie zijn allemaal identiek en gelijk aan een van de
parentale stammen
3. Na zelfbestuiving van de F1-generatie worden beide parentale vormen
teruggevonden in een verhouding 3:1 (F2-generatie)
Verwerpen mengtheorie
1e wet van Mendel (segratie/splitsing wet): allelen splitsen en segregeren
willekeurig
Belangrijke genetische terminologie:
Een kenmerk wordt veroorzaakt door een factor
Een factor blijft behouden en vormt samen met de factor afkomstig van de
andere ouder het genotype
3
MOLECULAIRE
GENETICA
DGK Bachelor 1
Joëlle Marcks
2022/2023 | Universiteit Antwerpen
, H1Historiek en impact van de genetica
Mijlpalen geschiedenis van de genetica:
8000 VC: eerste biologische successen; domesticatie van huisdieren en
cultivatie van plantensoorten (nomadenbestaan opgegeven nu sedentaire
bevolking)
6000 VC: rotstekeningen met stambomen die overerving van manen bij
paarden illustreerden
800 VC: Assyriërs, kruisbestuiving bij dadelplanten
Eerste die gingen nadenken over hoe dit precies werkte waren de Griekse
filosofen; theorie van de pangenesis = in alle weefsels zitten bepaalde
partikels die via de bloedbaan getransporteerd werden naar de
geslachtsorganen en zo overgedragen kon worden
17e eeuw: theorie van preformatie = spermacel of bevruchte eicel bevat
voorgevormd individu (homunculus)
19e eeuw: evolutietheorieën
o Lamarck: kenmerken verworven tijdens het leven kunnen doorgegeven
worden aan de volgende generatie (bv ontwikkeling lange nek giraffe)
o Darwin: survival of the fittest, natuurlijke selectie
o Gregor Mendel (1866): ontwikkelde een theorie voor overerving op
basis van statistische patronen die hij waarnam bij
kruisingsexperimenten bij de tuinerwt. In 1900 werd zijn werk bevestigd;
hij kreeg erkenning hiervoor
o 1888: ‘chromosoom’
1909: begrip gen
1953: DNA-structuur door Watson en Crick opgehelderd
1956: Karyotype humaan genoom: 46 chromosomen
1959: Beschrijving eerste chromosoomfouten
Impact genetica:
Sociologisch
Eugenetica: maatschappelijke beweging onder leiding van Francis Galton
(neef Darwin). Eerste poging om genetische kennis te gebruiken om het
menselijk ras te verbeteren via artificiële selectie
Landbouw en veeteelt
Verhoogde opbrengsten, resistentie, aanmaken nieuwe superieure soorten,
genetisch gemodificeerde organismen (GMO’s)
Rechtswezen
Introductie van DNA-identificatietest
Farmacologie
Geneesmiddelenproductie via recombinant DNA-technologie
1
, Farmacogenetica: gepersonaliseerde medicatie
Geneeskunde
Genetisch materiaal is aanwezig in alle weefsels vandaar dat afwijkingen
implicaties kunnen hebben op alle specialisaties van de geneeskunde
Victor Kusick: aanmaken cataloog = schema met menselijke genen en
ziektebeelden. Online -> OMIM (= Online Mendelian Inheritance in Man)
Continuüm van ziektebeelden: genetica speelt belangrijke rol in monogene
ziektebeelden veroorzaakt door mutatie van 1 gen en ook in complexe
ziektebeelden waarbij meerdere genen en de omgevingsfactoren invloed
hebben -> heritabliteit (tweelingstudies om dit te onderzoeken)
Humane genome project: grootste wetenschappelijke project in biologie.
Doelstelling = DNA-sequentie van het humane genoom
o 1985 eerste voorstel, 1990 starten project met doelstellingen:
Bepaal de sequentie van de 3 miljard basen
Identificeer alle menselijke genen
Sla de informatie op in vrij toegankelijke databanken
Ontwikkel methoden voor analyse van de data
Werken aan de ethische, wettelijke en sociale aspecten
o Initieel een 15-jarig project, maar in 2003 was het al volbracht. Deze
versnelling komt door technologische vooruitgang en competitie van
bedrijven
Bv Celera Genomics: opgericht in 1998 om op 2 jaar het mens
genoom te sequensen. Dit was niet tot iedereen toegankelijk ->
verkoopt toegang tot databases
o In 2001 gepubliceerd
Vb MAOA mutatie: familie met geringe intelligentie, agressieve uitbarstingen
die leiden tot brandstischting, verkrachting, exhibitionisme
o -> abnormaal gerag, geassocieerd met een puntmutatie in het
structureel gen voor Monoamine Oxidase A ~22 oktober 1993
Testen bij de muis; agressief gedrag in muizen met MAOA mutatie ~23 juni 1995
Nature of nurture?
Diergeneeskunde
Sequentiebepalingen van het genoom van meerdere species is volop bezig.
In 2014 meer dan 4400 genomen afgewerkt
Vb:
Mens-chimpansee: bijna 99% identiek
o Varianten in FOXP2 gen mogelijk betrokken bij verschil in
spraakontwikkeling mens, Neanderthaler en chimpansee
Verlies van genen
o Olfactorische receptoren (>1000 genen), ongeveer helft hiervan is
inactief. -> kleinere afhankelijkheid van reukzin bij de mens
o Pseudo gen = aanwezig gen, maar door mutatie kan het geen
functioneel eiwit ontwikkelen -> pseudogenisatie
2
, The dog genome Nature 8 December 2005. Daarvoor reeds 75% van genoom
poedel
o Nu Draft sequence: female boxer Tasha
o 99% sequenced
o 39 paar chromosomen
o 5% gemeenschappelijk tussen mens, muis en hond
o 2.5 miljoen variabele plaatsen gevonden
o Belangrij voor begrijpen van genoomevolutie
Online Mendelian Inheritance in Animals (OMIA)
Interactie erfelijke en omgevingsfactoren
Genotype = de genetische samenstelling van een dier, plant of persoon
Fenotype = het uitzicht van een dier, plant of persoon
Bepaald door het genotype en de omgevingsfactoren
Genetische veranderingen noemt men genetische drift. Deze veranderingen
verlopen slechts heel langzaam en kan leiden tot het uitsterven van bepaalde
diersoorten. Toch enige flexibiliteit van de natuur als reactie op wisselende
omgevingsfactoren:
Bladluizen gevleugelde en ongevleugelde vorm -> contact met anderen tijdens
ontwikkeling
Russisch konijn, Siamese kat -> afhankelijk van omgevingstemperatuur
Motten onder invloed van milieufactoren, invloed op ganse populatie -> kleur
omgeving
H2 De wetten van Mendel
De selectie van een geschikt proefmodel: tuinerwt (Pisum sativum) vermits dit een
korte generatietijd heeft en veel nakomelingen oplevert. Hij selecteerde 7 variabele
kenmerken die gemakkelijk te onderscheiden zijn. Hij koos de variëteiten die zo
weinig mogelijk en in duidelijke definieerbare vormen verschilden en hij selecteerde
stabiele kenmerken en trachtte te vertrekken van zuivere rassen.
Bij de tuinerwt is kruisbestuiving mogelijk
2.2. Monohybride kruisingen
= kruisingen met ouderparen die verschillen in 1 kenmerk
Conclusies:
1. De resultaten van wederkerige kruisingen zijn identiek
2. De planten van de F1-generatie zijn allemaal identiek en gelijk aan een van de
parentale stammen
3. Na zelfbestuiving van de F1-generatie worden beide parentale vormen
teruggevonden in een verhouding 3:1 (F2-generatie)
Verwerpen mengtheorie
1e wet van Mendel (segratie/splitsing wet): allelen splitsen en segregeren
willekeurig
Belangrijke genetische terminologie:
Een kenmerk wordt veroorzaakt door een factor
Een factor blijft behouden en vormt samen met de factor afkomstig van de
andere ouder het genotype
3
