Docent: Katia Perquy
INLEIDING GENETICA EN NEURO-
WETENSCHAPPEN
Jade Dewildeman
2018-2019
, Inleiding neurowetenschappen en genetica
Hoofdstuk 1: de erfelijke code en de wijze waarop ze wordt doorgegeven
1. Situering in de cel (filmpje op Chamilo)
Kleinste cel: kleine witte bloedcellen (0,003 – 0,004 mm)
Grootste cel: eicellen (tijdens eisprong: 0,2 mm)
Celmembraan Cytoplasma Nucleus/celkern
= houdt geheel samen en selectieve wisseling cel en omgeving = stofwisselingsprocessen = erfelijk materiaal
• Dun vliesje met dubbele laag vetmoleculen (= fosfolipiden) • Complexe geleiachtige stof • 1/3 totale celvolume
• Ionenkanaaltjes: buisvormige opening omsloten door eiwitten voor • Inhoud: moleculen belang voor levensverrichtingen van de cel • Ovaal/onregelmatige vorm
selectieve uitwisseling van stoffen • Celsap: 80% water + organische stoffen (eiwit,suiker,vetten) + • Vloeistof: kernplasma omsloten door
anorganische stoffen (magnesium,calcium,ijzer), … kernmembraan met openingen (= kernporiën)
• Orgaantjes/organellen: • Kernporiën: erfelijk materiaal hierlangs + die
Tekening: ® Endoplasmatisch reticulum (transport chemische stoffen) activiteiten van cel regelen
® Microtubuli: buisjes die skelet vormen voor behouden vom • Fijnkorrelige/donkere vlekken: kernvloeistof of
chromatine (ontstaan bij cytologisch onderzoek met
® Golgi-apparaat: verpakking product gemaakt door cel
kleurstoffen door hechting aan dunne draadjes)
® Lyosomen: zakjes enzymen voor afbraak (analyse) stoffen
• Chromatinedraadjes = erfelijk materiaal
® Mitochondriën: energiecentrales (activiteiten) cel à buiten:
glad, binnen: scherpe plooien
• Donkerdere vlekken!: kernlichaampje of nucleolus:
doorgeven erfelijke informatie van celkern naar
® Ribosomen: decoderen erfelijke materiaal (ECode à eiwitten cytoplasma (+ mogelijk)
voor controle bouw en werking organisme)
• Wanneer cel zich klaarmaakt om te delen verandert
® Centriolen: celdeling, twee bundeltjes microtubuli loodrecht op de diffuse chromatine in herkenbare patronen =
elkaar + dicht bij kern (=centrosfeer) chromosomen
2. Uitzicht van het erfelijk materiaal
2.1 Enkelvoudige chromatinedraadjes
• Chromosoom = ingewikkelde scheikundige molecule (DNA)
• Elk menselijke celkern à 46 moleculen: erfelijk materiaal (dun kettinkje 2 nanometer dik + gestrekt tot 8 cm lang) + klopjes eiwitten (waar ketting omheen zit)
• Normale werkingsfase: chromosomen niet apart zichtbaar
2.2 Omvorming tot chromosomen
• Celdeling: dunne chromatinedraadjes (erfelijk materiaal) à korter en dikker à na vormverandering: zichtbaar als 46 uitzonderlijke chromosomen zoals op karyogram (chr.
Kaart)
• Chromosomen: 46 in twee parallelle groepjes van 23 verschillende exemplaren à groepje 1: eicel moeder + groepje 2: zaadcel vader à binnen 2 sets = twee overeenkomstige
of homologe chromosomen (! Geen identieke maar wel eenzelfde soort informatie! BV: oogkleur kan blauw OF bruin zijn)
• Autosomen: 44 chromosomen die geen verschil maakt tussen man/vrouw geslachtschromosomen: 2 chromosomen die door combinatie geslacht bepalen
2.3 Chromosomenkaart
• Karyogram: overzicht van de geordende chromosomen van een individu
• Rangschikking: volgens lengte, plaats centromeer (= deel chromosoom) à meta/sub/acrocentrisch chromosoom + korte p-arm en lange q-arm
• Heterochromatine: bevatten erfelijk materiaal dat niet gebruikt wordt en geen invloed heeft op individu (donkere stroken)
• Euchromatine (= goede chromatine): echte coderende informatie
, 2.4 Chromosomenformule of het karyotype
• = Conventionele letter-en cijfercombinatie om iemands chromosomensamenstelling weer te geven.
• 1: aantal chromosomen, 2: geslachtschromosomen, 3: eventuele afwijkingen
• BV: 46, XX = 46 chromosomen waarvan 2X-chromosomen = normale vrouw
• BV: 45, XO = 45 chromosomen waarvan slechts 1 X-chromosoom = het Turnersyndroom
2.5 DNA: een werkplan (Desoxyribonucleïnezuur)
• Werkplannen die van generatie op generatie worden doorgegeven à sturen de ontwikkeling van het organisme en controleren al zijn vitale functies
• Gen = stukje van DNA à bevat nodige constructies om bepaald eiwit te produceren
à groep opeenvolgende basen in DNA, die coderen voor een eiwit, noemt men een gen
2.6 Hoe de code wordt doorgegeven: celdelingen
• Mitose / gewone celdeling /vermenigvuldigingsdeling
à Lichaamscellen
• Meiose / reductiedeling
à Gameten / voortplantingscellen (eicellen en zaadcellen)
• Amitose / directe celdeling
à Eencellige organismen, soms in menselijke kankercellen
Hoofdstuk 3: enkele monogene ziektebeelden
Monogeen = één enkel gen volstaat om de eigenschap of ziekte tevoorschijn te doen komen
Autosomaal recessieve aandoeningen Autosomaal dominante aandoeningen X-gebonden recessieve aandoeningen X-gebonden dominante aandoeningen
Mucoviscidose of cystische fibrose (CF) Ziekte van Huntington Musculaire dystrofie of Ziekte van Duchenne Rett-Syndroom
à Lange arm chromosoom 7 à chromosoom 4 à • Gekenmerkt door
• Veel voorkomende aandoening van de • Progressieve aantasting van de • Alleen jongens psychomotoriek en
exocriene klieren hersenen (35-40 jaar) • Wat? Door aantasting hersenontwikkeling
• Gekenmerkt door afscheiding van taai • Begin: onwillekeurige, spiercellen een geleidelijk • 6 -18 maand = normaal à
of ingedikt slijm = taaislijmziekte ongecoördineerde bewegingen voortschrijdende verlamming plots of geleidelijk stilstand
• optreedt en achteruitgang in
CF verwijst naar toename van • Daarna: psychische symptomen
bindweefsel (fibrose) in slijmvliezen • Ergste X-gebonden = ontwikkeling
à verstoring emoties + dementie
• Spijsverteringsproblemen = spierdystrofie van Duchenne • Eerder geleerde
• Ongeneeslijk
afvoergangen alvleesklier makkelijk à fysisch normaal geboren + vaardigheden kunnen
• Nu: presymptomatische/ vanaf 2-4 jaar een verzwakking
verstopt verloren gaan
predictieve test à als kind 1/2 van gordelspieren (schouders
• + grote zoutafscheiding in zweet en kans om ziekte te hebben • Na 3 jaar = stabiele
verlies glucose in urine + en bekken) à hand gebruiken
• Screening mogelijk periode à daarna
onvruchtbaarheid op de trap
vermindert motoriek
à bovenste ledematen
• Vroege dood: overbelasting hart + Neurofibromatose (NF) geleidelijk, door
longinfectie à alle andere skeletspieren
à lange arm chromosoom 17 à Recklinghausen spierstijfheid en verlies
• Levensduur: 20-30 jaar • Rond 10 jaar = rolstoel spiermassa
• Tussen neuro-cutane • Rond 20-30 jaar = vroegtijdig
• Prenatale diagnose mogelijk • Groei hoofd vermindert
aandoeningen à zenuw als huid
• Frequentie heterozygote dragers: 1/25 overlijden
aangetast
INLEIDING GENETICA EN NEURO-
WETENSCHAPPEN
Jade Dewildeman
2018-2019
, Inleiding neurowetenschappen en genetica
Hoofdstuk 1: de erfelijke code en de wijze waarop ze wordt doorgegeven
1. Situering in de cel (filmpje op Chamilo)
Kleinste cel: kleine witte bloedcellen (0,003 – 0,004 mm)
Grootste cel: eicellen (tijdens eisprong: 0,2 mm)
Celmembraan Cytoplasma Nucleus/celkern
= houdt geheel samen en selectieve wisseling cel en omgeving = stofwisselingsprocessen = erfelijk materiaal
• Dun vliesje met dubbele laag vetmoleculen (= fosfolipiden) • Complexe geleiachtige stof • 1/3 totale celvolume
• Ionenkanaaltjes: buisvormige opening omsloten door eiwitten voor • Inhoud: moleculen belang voor levensverrichtingen van de cel • Ovaal/onregelmatige vorm
selectieve uitwisseling van stoffen • Celsap: 80% water + organische stoffen (eiwit,suiker,vetten) + • Vloeistof: kernplasma omsloten door
anorganische stoffen (magnesium,calcium,ijzer), … kernmembraan met openingen (= kernporiën)
• Orgaantjes/organellen: • Kernporiën: erfelijk materiaal hierlangs + die
Tekening: ® Endoplasmatisch reticulum (transport chemische stoffen) activiteiten van cel regelen
® Microtubuli: buisjes die skelet vormen voor behouden vom • Fijnkorrelige/donkere vlekken: kernvloeistof of
chromatine (ontstaan bij cytologisch onderzoek met
® Golgi-apparaat: verpakking product gemaakt door cel
kleurstoffen door hechting aan dunne draadjes)
® Lyosomen: zakjes enzymen voor afbraak (analyse) stoffen
• Chromatinedraadjes = erfelijk materiaal
® Mitochondriën: energiecentrales (activiteiten) cel à buiten:
glad, binnen: scherpe plooien
• Donkerdere vlekken!: kernlichaampje of nucleolus:
doorgeven erfelijke informatie van celkern naar
® Ribosomen: decoderen erfelijke materiaal (ECode à eiwitten cytoplasma (+ mogelijk)
voor controle bouw en werking organisme)
• Wanneer cel zich klaarmaakt om te delen verandert
® Centriolen: celdeling, twee bundeltjes microtubuli loodrecht op de diffuse chromatine in herkenbare patronen =
elkaar + dicht bij kern (=centrosfeer) chromosomen
2. Uitzicht van het erfelijk materiaal
2.1 Enkelvoudige chromatinedraadjes
• Chromosoom = ingewikkelde scheikundige molecule (DNA)
• Elk menselijke celkern à 46 moleculen: erfelijk materiaal (dun kettinkje 2 nanometer dik + gestrekt tot 8 cm lang) + klopjes eiwitten (waar ketting omheen zit)
• Normale werkingsfase: chromosomen niet apart zichtbaar
2.2 Omvorming tot chromosomen
• Celdeling: dunne chromatinedraadjes (erfelijk materiaal) à korter en dikker à na vormverandering: zichtbaar als 46 uitzonderlijke chromosomen zoals op karyogram (chr.
Kaart)
• Chromosomen: 46 in twee parallelle groepjes van 23 verschillende exemplaren à groepje 1: eicel moeder + groepje 2: zaadcel vader à binnen 2 sets = twee overeenkomstige
of homologe chromosomen (! Geen identieke maar wel eenzelfde soort informatie! BV: oogkleur kan blauw OF bruin zijn)
• Autosomen: 44 chromosomen die geen verschil maakt tussen man/vrouw geslachtschromosomen: 2 chromosomen die door combinatie geslacht bepalen
2.3 Chromosomenkaart
• Karyogram: overzicht van de geordende chromosomen van een individu
• Rangschikking: volgens lengte, plaats centromeer (= deel chromosoom) à meta/sub/acrocentrisch chromosoom + korte p-arm en lange q-arm
• Heterochromatine: bevatten erfelijk materiaal dat niet gebruikt wordt en geen invloed heeft op individu (donkere stroken)
• Euchromatine (= goede chromatine): echte coderende informatie
, 2.4 Chromosomenformule of het karyotype
• = Conventionele letter-en cijfercombinatie om iemands chromosomensamenstelling weer te geven.
• 1: aantal chromosomen, 2: geslachtschromosomen, 3: eventuele afwijkingen
• BV: 46, XX = 46 chromosomen waarvan 2X-chromosomen = normale vrouw
• BV: 45, XO = 45 chromosomen waarvan slechts 1 X-chromosoom = het Turnersyndroom
2.5 DNA: een werkplan (Desoxyribonucleïnezuur)
• Werkplannen die van generatie op generatie worden doorgegeven à sturen de ontwikkeling van het organisme en controleren al zijn vitale functies
• Gen = stukje van DNA à bevat nodige constructies om bepaald eiwit te produceren
à groep opeenvolgende basen in DNA, die coderen voor een eiwit, noemt men een gen
2.6 Hoe de code wordt doorgegeven: celdelingen
• Mitose / gewone celdeling /vermenigvuldigingsdeling
à Lichaamscellen
• Meiose / reductiedeling
à Gameten / voortplantingscellen (eicellen en zaadcellen)
• Amitose / directe celdeling
à Eencellige organismen, soms in menselijke kankercellen
Hoofdstuk 3: enkele monogene ziektebeelden
Monogeen = één enkel gen volstaat om de eigenschap of ziekte tevoorschijn te doen komen
Autosomaal recessieve aandoeningen Autosomaal dominante aandoeningen X-gebonden recessieve aandoeningen X-gebonden dominante aandoeningen
Mucoviscidose of cystische fibrose (CF) Ziekte van Huntington Musculaire dystrofie of Ziekte van Duchenne Rett-Syndroom
à Lange arm chromosoom 7 à chromosoom 4 à • Gekenmerkt door
• Veel voorkomende aandoening van de • Progressieve aantasting van de • Alleen jongens psychomotoriek en
exocriene klieren hersenen (35-40 jaar) • Wat? Door aantasting hersenontwikkeling
• Gekenmerkt door afscheiding van taai • Begin: onwillekeurige, spiercellen een geleidelijk • 6 -18 maand = normaal à
of ingedikt slijm = taaislijmziekte ongecoördineerde bewegingen voortschrijdende verlamming plots of geleidelijk stilstand
• optreedt en achteruitgang in
CF verwijst naar toename van • Daarna: psychische symptomen
bindweefsel (fibrose) in slijmvliezen • Ergste X-gebonden = ontwikkeling
à verstoring emoties + dementie
• Spijsverteringsproblemen = spierdystrofie van Duchenne • Eerder geleerde
• Ongeneeslijk
afvoergangen alvleesklier makkelijk à fysisch normaal geboren + vaardigheden kunnen
• Nu: presymptomatische/ vanaf 2-4 jaar een verzwakking
verstopt verloren gaan
predictieve test à als kind 1/2 van gordelspieren (schouders
• + grote zoutafscheiding in zweet en kans om ziekte te hebben • Na 3 jaar = stabiele
verlies glucose in urine + en bekken) à hand gebruiken
• Screening mogelijk periode à daarna
onvruchtbaarheid op de trap
vermindert motoriek
à bovenste ledematen
• Vroege dood: overbelasting hart + Neurofibromatose (NF) geleidelijk, door
longinfectie à alle andere skeletspieren
à lange arm chromosoom 17 à Recklinghausen spierstijfheid en verlies
• Levensduur: 20-30 jaar • Rond 10 jaar = rolstoel spiermassa
• Tussen neuro-cutane • Rond 20-30 jaar = vroegtijdig
• Prenatale diagnose mogelijk • Groei hoofd vermindert
aandoeningen à zenuw als huid
• Frequentie heterozygote dragers: 1/25 overlijden
aangetast
