H1 historiek en impact
1. Historische achtergrond
TIJD GEBEURTENIS
800 v.C. - Assyriërs
-> kruisbestuiving bij dadelplanten
1694 - Homunculus: theorie van preformatie
-> spermacel/bevruchte eicel bevat voorgevormd individu
19de E - Lamarck: evolutietheorieën
-> kenmerken verworven tijdens leven kunnen doorgegeven
worden aan volgende generatie
- Darwin: evolutietheorieën
-> natuurlijke selectie aan basis van individuen
= survival of the fittest
1866 - Gregor mendel:
-> theorie voor overerving op basis van statistische patronen die
hij waarnam bij kruisingsexperimenten bij de tuinerwt
-> bevestigd rond 1900 = wetten van Mendel
= grondlegger huidige principes genetica
1888 - begrip ‘chromosoom’ (Wilhelm Roux)
-> gekleurd lichaam in celkern
1909 - begrip ‘gen’ (Johansson)
1953 - DNA-structuur (Watson en Crick)
1956 - Menselijk karyotype: 46 chromosomen (Tjio en Levan)
1959 - beschrijving eerste chromosoomfouten
, 2. Impact van de genetica
Sociologisch
• Eind 19e eeuw: eugenetica
o Maatschappelijke beweging olv Francis Galton
o 1ste poging op genetische kennis te gebruiken om het menselijke ras te verbeteren via AI
Landbouw en veeteelt
• Verhoogde opbrengsten, grotere resistentie (KI)
• Aanmaken van nieuwe superieure soorten
• GMO = genetisch gemodificeerde organismen
Rechtswezen
• Introductie van DNA-identificatietest (vingerprinten)
Farmacologie
• Geneesmiddelenproductie via recombinant DNA-technologie
• Farmacogenetica: gepersonaliseerde medicatie
Geneeskunde
• Genetisch materiaal aanwezig in alle weefsels
-> afwijkingen kunnen implicaties hebben op alle specialisaties van geneeskunde
• Victor Mc Kusick
= klinisch geneticus
o Maakte cataloog: menselijke genen en ziektebeelden
▪ Alle genetische aandoeningen die hij kende werden kort klinisch beschreven
en ook welke genen aan basis liggen van deze erfelijke aandoeningen
• Genetica
o Belangrijke rol in monogene ziektebeelden
= ziekte veroorzaakt door een mutatie in 1 gen
o Rol in complexe, multifactoriële ziektebeelden
= meerdere genen interageren met elkaar en met omgevingsfactoren
, o Heritabiliteit
= rol van de genetische factoren
▪ Bepaalt door tweelingstudies
▪ Wat is de kans dat als de ene de het heeft, de andere dit ook heeft
• Monozygoot = genetisch identiek, dizygoot = niet genetisch identiek
-> concordantie ligt veel hoger in monozygote groep
▪ Besluit: genetische factoren spelen belangrijke rol (in omgevingsfactoren geen
verschil tss de 2 individuen)
• Humaan Genoom project (1991)
= grootste biologisch proces
o Invloed op alle specialisaties van de geneeskunde
o Genen voor multifactoriële aandoeningen en zelfs gedrag
o (gestart in 1990) Doel:
▪ 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
▪ Werk aan de ethische, wettelijke en sociale aspecten
o Tijdschema:
▪ Formeel begin in 1990
▪ Bij aanvang een 15-jarig project
▪ Voltooiing versneld tot 2003
• Technologische vooruitgang
• Competitie van bedrijven
▪ Eerste kladversie tegen de lente van 2000
• Celera Genomics
= Amerikaans biotech bedrijf
o Opgericht in 1998 om op 2j tijd het mens genoom te sequensen
o Verkoopt toegang tot genetische databases
▪ Cliënten: belangrijkste farmaceutische firma’s
o Uitgebreide DNA-sequentie infrastructuur
o President: J. Craig Venter
• MAOA = monoamine oxidase A
o Gebaseerd op studie waarvan 8 mannen met abnormaal gedrag (ingekleurd)
▪ Geringe intelligentie
▪ Agressieve uitbarstingen
-> brandstichting, poging tot verkrachting, exhibitionisme
o Kunnen concluderen dat het met het X-chromosoom te maken heeft
▪ Ipv C nucleotide was er een T bij de rare mannen
o Onderzoek naar zekerheid dat die variatie aan basis van ziektebeeld ligt:
▪ Proefdieronderzoek:
• Mutatie in muis zetten en kijken naar effect
(kan dat je niks ziet, kan ook dat je veel erger ziet)
• Resultaat: volwassen mannetjes muizen werden ook agressief
• Oorzaak: extra aanmaak van hormonen in hersenen door eiwit
,Diergeneeskunde
• Sequentiebepalingen van genomen van verschillende species
o 2014: meer dan 4400 genomen afgewerkt
o Voorbeeld:
▪ Mens-chimpansee: bijna 99% identisch genoom
▪ 1% verschillend
▪ Eiwitten: gemiddeld 1-2 aminozuren verschillend
▪ FOXP2 gen verschilt -> verschillende taalontwikkelingen
• Omgekeerd: verlies van genen
o Pseudogenisatie door verlies van functies mutaties
▪ Pseudogenisatie = wnr er geen eiwit meer kan worden gevormd van een gen
-> gen gaat verloren
▪ Bij mens is helft van de genen verloren gegaan
-> zijn bv niet afhankelijk van reukzin
▪ Bij chimpansee zijn er minder genen verloren gegaan
-> afhankelijk van reukzin
o Olfactorische receptoren -> reukzin
• Boxer = eerste hond die volledig gesequeneerd is
o Mens: 3milj basenparen
<-> boxer: 2.4milj basenparen
o Mens: 23 paar chromosomen
<-> boxer: 39 paar chromosomen
o 5% van erfelijk materiaal gemeenschappelijk tss mens, muis en hond
o 2.5 miljoen variabele plaatsen gevonden
o Interessant voor studie complexe fenotypes (gedrag)
3. Interactie erfelijke en omgevingsfactoren
3.1 definities
genotype
= genetische samenstelling van dier, plant of persoon
(doorgegeven van generatie op generatie)
fenotype
= uitzicht van een dier, plant of persoon
(bepaalt door het genotype + interactie met omgeving)
survival of the fittest
= natuurlijke selectie
genetische drift
= veranderen van genetische samenstelling van sommige species
3.2 flexibiliteit natuur op wisselende omgevingsfactoren
megura (bladluizen)
• gevleugelde en ongevleugelde vorm
o afhankelijk van contact met anderen tijdens ontwikkeling
o veel contact = weinig voedsel -> volgende generatie vleugels om naar volgende plant te
vliegen
wormen (Bonelia viridis)
• geslacht bepaald door omgeving
• vele vrouwtjes in buurt -> factoren afgeven zodat er mannelijke wormen ontstaan
, russisch konijn, siamese kat, planten
• kleur afhankelijk van omgevingstemperatuur
= bij lagere T wordt er pigmentatie gevormd, hogere T geen pigmentatie
-> alle extremiteiten zijn gepigmenteerd (lagere T dan rest van lichaam)
o enzymen van pigmentproductie actief op lagere temperatuur
o onder 34° zwart, rest wit
• avondsleutelbloem
o 23°C: rode bloem
o 18°C: witte bloem
Radardiertje branchionus calyciflorus
• Gestekelde en stekelloze vorm
o Afhankelijk van aanwezigheid van Asplanchna (=hun roofdier)
▪ Deze komen later in het seizoen uit
Motten onder invloed van milieufactoren
• Milieu -> invloed op hele populatie
• 2 vormen:
o Bisgton betularia = licht gekleurd
o Biston carbonaria = donker gekleurd
-> 2 verschillende species maar verschillen slechts 1 mutatie
• slapen overdag op stenen, boomstammen enz
-> gevaarlijk voor roofdieren
o landelijke regio’s (weinig vervuiling) vooral lichte
o industriële regio’s (veel vervuiling) vooral donkere
➔ omgeving bepaalt mee genetische samenstelling van mottenpopulatie
Mens onder invloed van milieufactoren
• invloed van malaria op sikkelcelanemie
-> veroorzaakt door mutatie in het globine gen (recessieve aandoening dus in beide delen mutatie
nodig eer het voorkomt)
• gevolgen:
o rode bloedcellen kunnen moeilijk door capillaire bloedvaten
-> verstopping, anemie en vernietiging van weefsels
-> immunodeficiëntie, infecties en dood
• er is een negatieve selectie tegen mutante vorm
o klopt voor Noord-Europa
<-> Afrika is de prevalentie van de ziekte soms 1/600 geboortes
▪ verklaring: er is een link tss malaria en sikkelcelanemie
Link malaria en sikkelcelanemie
• malariaparasiet kan niet overleven in heterozygote individuen
o homozygoten sterven aan sikkelcelanemie
• balans: negatieve selectie van malaria: diegene met 1 mutatie kunnen zich voortplanten en
kunnen niet ziek worden met malaria
o malaria verspreid door Plasmodium falciparum (=parasiet die niet kan overleven in
heterozygoot individu)
• conclusie: natuurlijke selectie tegen deze mutatie wordt tegengewerkt door een voordeel voor
dragers van de mutatie in streken waar malaria voorkomt
1. Historische achtergrond
TIJD GEBEURTENIS
800 v.C. - Assyriërs
-> kruisbestuiving bij dadelplanten
1694 - Homunculus: theorie van preformatie
-> spermacel/bevruchte eicel bevat voorgevormd individu
19de E - Lamarck: evolutietheorieën
-> kenmerken verworven tijdens leven kunnen doorgegeven
worden aan volgende generatie
- Darwin: evolutietheorieën
-> natuurlijke selectie aan basis van individuen
= survival of the fittest
1866 - Gregor mendel:
-> theorie voor overerving op basis van statistische patronen die
hij waarnam bij kruisingsexperimenten bij de tuinerwt
-> bevestigd rond 1900 = wetten van Mendel
= grondlegger huidige principes genetica
1888 - begrip ‘chromosoom’ (Wilhelm Roux)
-> gekleurd lichaam in celkern
1909 - begrip ‘gen’ (Johansson)
1953 - DNA-structuur (Watson en Crick)
1956 - Menselijk karyotype: 46 chromosomen (Tjio en Levan)
1959 - beschrijving eerste chromosoomfouten
, 2. Impact van de genetica
Sociologisch
• Eind 19e eeuw: eugenetica
o Maatschappelijke beweging olv Francis Galton
o 1ste poging op genetische kennis te gebruiken om het menselijke ras te verbeteren via AI
Landbouw en veeteelt
• Verhoogde opbrengsten, grotere resistentie (KI)
• Aanmaken van nieuwe superieure soorten
• GMO = genetisch gemodificeerde organismen
Rechtswezen
• Introductie van DNA-identificatietest (vingerprinten)
Farmacologie
• Geneesmiddelenproductie via recombinant DNA-technologie
• Farmacogenetica: gepersonaliseerde medicatie
Geneeskunde
• Genetisch materiaal aanwezig in alle weefsels
-> afwijkingen kunnen implicaties hebben op alle specialisaties van geneeskunde
• Victor Mc Kusick
= klinisch geneticus
o Maakte cataloog: menselijke genen en ziektebeelden
▪ Alle genetische aandoeningen die hij kende werden kort klinisch beschreven
en ook welke genen aan basis liggen van deze erfelijke aandoeningen
• Genetica
o Belangrijke rol in monogene ziektebeelden
= ziekte veroorzaakt door een mutatie in 1 gen
o Rol in complexe, multifactoriële ziektebeelden
= meerdere genen interageren met elkaar en met omgevingsfactoren
, o Heritabiliteit
= rol van de genetische factoren
▪ Bepaalt door tweelingstudies
▪ Wat is de kans dat als de ene de het heeft, de andere dit ook heeft
• Monozygoot = genetisch identiek, dizygoot = niet genetisch identiek
-> concordantie ligt veel hoger in monozygote groep
▪ Besluit: genetische factoren spelen belangrijke rol (in omgevingsfactoren geen
verschil tss de 2 individuen)
• Humaan Genoom project (1991)
= grootste biologisch proces
o Invloed op alle specialisaties van de geneeskunde
o Genen voor multifactoriële aandoeningen en zelfs gedrag
o (gestart in 1990) Doel:
▪ 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
▪ Werk aan de ethische, wettelijke en sociale aspecten
o Tijdschema:
▪ Formeel begin in 1990
▪ Bij aanvang een 15-jarig project
▪ Voltooiing versneld tot 2003
• Technologische vooruitgang
• Competitie van bedrijven
▪ Eerste kladversie tegen de lente van 2000
• Celera Genomics
= Amerikaans biotech bedrijf
o Opgericht in 1998 om op 2j tijd het mens genoom te sequensen
o Verkoopt toegang tot genetische databases
▪ Cliënten: belangrijkste farmaceutische firma’s
o Uitgebreide DNA-sequentie infrastructuur
o President: J. Craig Venter
• MAOA = monoamine oxidase A
o Gebaseerd op studie waarvan 8 mannen met abnormaal gedrag (ingekleurd)
▪ Geringe intelligentie
▪ Agressieve uitbarstingen
-> brandstichting, poging tot verkrachting, exhibitionisme
o Kunnen concluderen dat het met het X-chromosoom te maken heeft
▪ Ipv C nucleotide was er een T bij de rare mannen
o Onderzoek naar zekerheid dat die variatie aan basis van ziektebeeld ligt:
▪ Proefdieronderzoek:
• Mutatie in muis zetten en kijken naar effect
(kan dat je niks ziet, kan ook dat je veel erger ziet)
• Resultaat: volwassen mannetjes muizen werden ook agressief
• Oorzaak: extra aanmaak van hormonen in hersenen door eiwit
,Diergeneeskunde
• Sequentiebepalingen van genomen van verschillende species
o 2014: meer dan 4400 genomen afgewerkt
o Voorbeeld:
▪ Mens-chimpansee: bijna 99% identisch genoom
▪ 1% verschillend
▪ Eiwitten: gemiddeld 1-2 aminozuren verschillend
▪ FOXP2 gen verschilt -> verschillende taalontwikkelingen
• Omgekeerd: verlies van genen
o Pseudogenisatie door verlies van functies mutaties
▪ Pseudogenisatie = wnr er geen eiwit meer kan worden gevormd van een gen
-> gen gaat verloren
▪ Bij mens is helft van de genen verloren gegaan
-> zijn bv niet afhankelijk van reukzin
▪ Bij chimpansee zijn er minder genen verloren gegaan
-> afhankelijk van reukzin
o Olfactorische receptoren -> reukzin
• Boxer = eerste hond die volledig gesequeneerd is
o Mens: 3milj basenparen
<-> boxer: 2.4milj basenparen
o Mens: 23 paar chromosomen
<-> boxer: 39 paar chromosomen
o 5% van erfelijk materiaal gemeenschappelijk tss mens, muis en hond
o 2.5 miljoen variabele plaatsen gevonden
o Interessant voor studie complexe fenotypes (gedrag)
3. Interactie erfelijke en omgevingsfactoren
3.1 definities
genotype
= genetische samenstelling van dier, plant of persoon
(doorgegeven van generatie op generatie)
fenotype
= uitzicht van een dier, plant of persoon
(bepaalt door het genotype + interactie met omgeving)
survival of the fittest
= natuurlijke selectie
genetische drift
= veranderen van genetische samenstelling van sommige species
3.2 flexibiliteit natuur op wisselende omgevingsfactoren
megura (bladluizen)
• gevleugelde en ongevleugelde vorm
o afhankelijk van contact met anderen tijdens ontwikkeling
o veel contact = weinig voedsel -> volgende generatie vleugels om naar volgende plant te
vliegen
wormen (Bonelia viridis)
• geslacht bepaald door omgeving
• vele vrouwtjes in buurt -> factoren afgeven zodat er mannelijke wormen ontstaan
, russisch konijn, siamese kat, planten
• kleur afhankelijk van omgevingstemperatuur
= bij lagere T wordt er pigmentatie gevormd, hogere T geen pigmentatie
-> alle extremiteiten zijn gepigmenteerd (lagere T dan rest van lichaam)
o enzymen van pigmentproductie actief op lagere temperatuur
o onder 34° zwart, rest wit
• avondsleutelbloem
o 23°C: rode bloem
o 18°C: witte bloem
Radardiertje branchionus calyciflorus
• Gestekelde en stekelloze vorm
o Afhankelijk van aanwezigheid van Asplanchna (=hun roofdier)
▪ Deze komen later in het seizoen uit
Motten onder invloed van milieufactoren
• Milieu -> invloed op hele populatie
• 2 vormen:
o Bisgton betularia = licht gekleurd
o Biston carbonaria = donker gekleurd
-> 2 verschillende species maar verschillen slechts 1 mutatie
• slapen overdag op stenen, boomstammen enz
-> gevaarlijk voor roofdieren
o landelijke regio’s (weinig vervuiling) vooral lichte
o industriële regio’s (veel vervuiling) vooral donkere
➔ omgeving bepaalt mee genetische samenstelling van mottenpopulatie
Mens onder invloed van milieufactoren
• invloed van malaria op sikkelcelanemie
-> veroorzaakt door mutatie in het globine gen (recessieve aandoening dus in beide delen mutatie
nodig eer het voorkomt)
• gevolgen:
o rode bloedcellen kunnen moeilijk door capillaire bloedvaten
-> verstopping, anemie en vernietiging van weefsels
-> immunodeficiëntie, infecties en dood
• er is een negatieve selectie tegen mutante vorm
o klopt voor Noord-Europa
<-> Afrika is de prevalentie van de ziekte soms 1/600 geboortes
▪ verklaring: er is een link tss malaria en sikkelcelanemie
Link malaria en sikkelcelanemie
• malariaparasiet kan niet overleven in heterozygote individuen
o homozygoten sterven aan sikkelcelanemie
• balans: negatieve selectie van malaria: diegene met 1 mutatie kunnen zich voortplanten en
kunnen niet ziek worden met malaria
o malaria verspreid door Plasmodium falciparum (=parasiet die niet kan overleven in
heterozygoot individu)
• conclusie: natuurlijke selectie tegen deze mutatie wordt tegengewerkt door een voordeel voor
dragers van de mutatie in streken waar malaria voorkomt
