Samenvatting Cyclus 2.15 SOG - onderdeel F: moleculair genetische diagnostiek

Cyclus 2.15 stoornissen in ontwikkeling en groei onderdeel F: moleculair genetische diagnostiek
1. De verschillende typen mutaties, mutatiesnelheid en de moleculaire consequenties en de oorzaken van mutaties uitleggen.
HS 3: Genetic variation: its origin and detection
 Genetische variatie onstaat door mutatie  verandering in DNA volgorde. Mutaties kunnen
plaatsvinden in de kiemlijn (cellen die gameten produceren) of in somatische cellen (alle andere cellen
m.u.v. kiemlijn cellen).
o Mutaties in somatische cellen  kunnen leiden tot kanker.
 Verandering van volgorde van DNA vindt plaats in allelen.
o Persoon is homozygoot wanneer de persoon hetzelfde allel op beide chromosomen paren
bezit.
o Persoon is heterozygoot wanneer de persoon een verschillend allel (op een bepaalde plek,
loci) op beide chromosomen paren bezit.
o Genotype: combinatie van allelen dat aanwezig is op een bepaalde locus.
o Mutatie  DNA volgorde veranderingen die genetische ziekten veroorzaken  zijn
zeldzaam (1%).
o Polymorfismen  loci die verschillende allelen bezitten zijn polymorf.
 Veroorzaken vaak diabetes en hartziekten.
 Punnett square
o HH: mensen worden lang.
o hh: mensen worden kort.
o Hh: mnsen worden lang want H is dominant en h is recessief.
 Mutation: the source of genetic variation
o Types of mutation
 Base paar vervanging/punt mutatie
 Enkel gen mutatie
 Basepaar is vervangn door een ander basepaar
 aminozuurvolgorde kan veranderen maar
gebeurt vaak niet  hebben vaak geen effect
(silent substitution)
 Anders:
o Missense mutations
 Veranderen een enkel
aminozuur
o Nonsense mutations
 Mutatie zorgt voor het
ontstaan van een
stopcodon UAA, UAG of
UGA in mRNA.
 Kunnen veel effect hebben
 Kunnen ervoor zorgen dat translatie van
mRNA stopt.
 Kunnen ervoor zorgen dat er een verlengd
polypeptide ontstaat doordat het
stopcodon is veranderd zodat het een
aminozuur codeert.
 Deleties/Inserties
 Resulteren in extra of missende aminozuren in een eiwit
 Zijn vaak zeer schadelijk
 Wanneer dit voorkomt in een meervoud van drie is het niet zo erg
o Wanneer dit niet het geval is kan de volgorde van de
aminozuren erna afwijken (frameshift mutatie)
 Vaak veroorzaakt een frameshift mutatie een stopcodon stroomafwaarts
avn de insertie of deletie  resulterend in een afgekort polypeptide.
 VB. deletie vindt plaats bij cystische fibrose.
 Duplicaties
 VB. charchot-marie-tooth disease  leidt tot atrofie van
distale ledenmaten spieren.
o Sommige genen zijn dosis gevoelig en produceren
een ziekte bij een bepaalde dosis.


 Promoter mutation.
 Regulatie van transcriptie of translatie veraderen.
 Kunnen affiniteit van RNA polymerase voor een promoterplaats verlagen  verminderde productie van
mRNA en dus verminderd eiwit.
 Mutaties van transcriptie factor genen of enhancer sequences kunnen gelijke gevolgen hebben.


 Splice-site mutation

,  Mutaties kunnen interfereren met de splicing van intronen wanneer volwassen mRNA is gevormd van het
primaire mRNA transcript
 Mutaties bij intron/exon grenzen  splicing signaal dat nodig is voor verwijdering van een intron wordt
veranderd.
 Kan plaatsvinden op de GT volgorde die de 5’ kant weergeeft (donor site) of op de AG volgorde die de 3’
kant weergeeft (acceptor site).
o Kunnen ook plaatsvinden op de plekken dichtbij de donor en acceptor plekken.
 De splitsings plekken waarbij DNA volgorden lichtelijk anders zijn dan die van de normale splitsings plekken
zijn vaak verborgen in het exon  cryptic splice sites.
o Gebruik van cryptic splice sites voor splicing resulteert in partiële deletie van een exon of deletie
van een geheel exon.
 Kan resulteren in een abnormale inclusie van een deel of al het intron in het volwassen mRNA.
 Een mutatie op een cryptic splice site  lijkt alsof een mutatie op een normale splitsings plek plaatsvindt
en daardoor concurreert het met de normale splitsingsplek.
 Bewegelijke/mobiele elementen
 Verschillende DNA volgorden kunnen kopieën van zichzelf maken  deze worden op andere locaties op
chromosomen geplaatst.
 Kunnen frame shift mutaties veroorzaken.
 VB. type 1 neurofibromatosis, Duchenne muscular dystrophy, B-thalassemia, borstkanker, colon kanker en
hemofilie A en B (stollingsstoornis).
 Expanded repeats
 Tandem herhaalde DNA volgorden ontstaat binnen of dichtbij bepaalde ziekte gerelateerde genen.
o Herhaalde units zijn vaak 3bp lang  vb. CAGCAGCAG.
 Normaal persoon heeft weinig van deze herhaalde tandems (10-30 CAG opeenvolgend)
op een bepaalde chromosoom locatie.
 Het aantal herhalingen vermeerdert tijdens meiose of tijdens vroege foetale
ontwikkeling  nieuwgeborenen hebben honderden of duizenden tandem herhalingen.
 In een bepaalde regio van het genoom wordt dit een genetische ziekte genoemd.
 Kan worden doorgegeven aan de nakoemlingen.
o Moleculaire gevolgen van mutatie
 Mutaties kunnen gain of function of loss of function veroorzaken van
het eiwitproduct.
 Gain of function wordt soms gezien in dominant overerfbare
ziekten en veroorzaakt een compleet nieuw eiwitproduct of
nog vaker expressie van een product of ongepaste expressie
(verkeerd weefsel of verkeerde fase van ontwikkeling).
o Vb. Charcot-Marie-Tooth disease
o Vb. Huntington disease
 Loss of function wordt soms gezien in recessieve ziekten en in
haploinsufficiency (50% van het genproduct doet het niet en de andere
50% wel).
 Heterozygoot iemand is dus niet aangedaam maar een
homozygoot iemand wel.
 Maar vaak is 50% genproduct niet voldoende voor normale
functie (haploinsufficiëntie)  dominante ziekte ontstaat.
o VB. dominante hypercholesterolemia.
o Enkele kopie van een mutatie (heterozygositeit)
vermindert het aantal LDL eiwit receptoren met
50%.
o Cholesterol niveaus bij heterozygoten zijn normaal
ongeveer het dubbele van normale homozygote 
substantiele verhoging in risico op hartziekten.
 Ziekten waarbij haploinsufficiëntie betrokken raakt is vaak
erger bij homozygoten dan bij heterozygoten.
 Dominant negatieve mutaties
 Resulteert in een eiwitproduct die niet alleen abnormaal is maar ook de functie van het eiwit geproduceerd
door het normale allel in een heterozygoot iemand remt.
 Vaak bij genen die coderen voor multimere eiwitten (eiwitten bestaande uit 2+ subunits).
o VB. type 1 collageen  3 helische subunits.
o Een abnormale helix gecreëerd door een enkele mutatie kan samengevoegd worden met een
andere helix  verstoring vindt plaats en productie van een ernstige triple-helix eiwit.
 Abnormale eiwitproduct interfereert met normale eiwitproduct.

2. De technieken gelelectroforese, PCR, DNA Sanger sequencing, exome sequencing beschrijven en aangeven op welke principes deze technieken
berusten.
3. Uitleggen wat genetische markers zijn en hoe met behulp van deze genetische markers persoonsidentificatie en familieonderzoek uitgevoerd
kan worden.
 DNA repair
o DNA repair  zorgt ervoor dat DNA replicatie erg nauwkeurig is.
 99% van fouten worden hersteld door verschillende enzymen  herkennen veranderd basebaar  knippen dit stuk
uit DNA streng en vervangen het door de correcte base afgelezen van complementaire keten.