Samenvatting Leerdoelen Klinisch genetica blok rood

Humane genoom en DNA diagnostiek
De structuur en functie van het humane genoom
Genoom: al het erfelijk materiaal;
23 chromosoom paren, 44 autosomen en 2 geslachtschromosomen

Humane genoom:
- ongeveer 20.000 genen (intronen en exonen)
- intronen worden door splicing verwijderd bij omzetting van pre-mRNA in mRNA
- 1-2% van totaal genoom = eiwit coderend DNA (=exonen)

Genen coderen voor erfelijke eigenschappen in een 4-lettercode
– G, A, T en C
– Nucleotiden vormen baseparen ; TA en GC
– in totaal 3 miljard basepare
– Genetische code is opgebouwd uit tripletten die coderen voor een bepaald aminozuur
– Start codon = ATG stop = TAA TAG TGA

In het ribosoom wordt mRNA afgelezen en een eiwit gemaakt.
U is de base van de Messenger RNA ipv T

De verschillende soorten variaties in het genoom

Natuurlijk variatie = polymorfisme
Pathogene mutaties: veroorzaken erfelijke ziekten

Verschillende soorten mutaties:

Single nucleotide variant = puntmutatie
Komt voor in de vorm van:
Substitutie; nucleotide wordt vervangen = ander codon
Insertie: nucleotide wordt toegevoegd
Deletie: nucelotide wordt verwijderd
 insertie en deletie kunnen frameshift geven bij meer of minder dan 3 nucleotide verandering

Substitutie:
Missense mutaties: Geeft aanleiding tot inbouw van ander aminozuur op positie van de mutatie
 Niet altijd effect op de functie van het eiwit, dus niet altijd pathogeen !
hangt af van
- eigenschappen aminozuren
- ligging in functioneel domein
- evolutionaire conservering
- effect is soms ook onbekend
Nonsense: het nieuwe codon is een stopcodon = eiwit wordt ingekort
Silent: geen aminozuurverandering; het nieuwe codon codeert voor hetzelfde aminozuur
Splice site mutatie; Knipplaats tussen intron en exons is veranderd. dit gebeurd wanneer de mutatie
op het begin of einde van de intron plaats vindt


Segmentmutaties: deletie, duplicatie, inversie, translocatie

,Normale variatie in het humane genoom (= markers)
RFLP = Restriction Fragment Length Polymorphism
 veranderd nucleotide leidt tot een wijziging in een
knipplaats van een restrictie enzym

STRP = Short Tandem Repeat Polymorphism
 kunnen di-, tri- of tetranucleotiden betreffen

VNTR = Variable Number of Tandem Repeats
14-400 baseparen

CNV= Copy Number Variant
>1000 base paren duplicatie of deletie
 een deel van het DNA teveel of te weinig


SNP= Single Nucleotide Polymorphism = meest voorkomende
1 op de 1000 nucleotide is een snps in het genoom


RFLP /SNP: Beide betreffen een polymorfisme vanwege het verschil in één nucleotide. Bij RFLP is
deze variant herkenbaar doordat deze leidt tot een wijziging in de knipplaats van een restrictie
enzym.

Copy Number Variant (CNV)
Een stuk DNA dat niet in de normale hoeveelheid van 2 kopieën aanwezig is:
– 1 kopie = deletie
– > 2 kopieën = duplicatie

Van bepaalde delen van het genoom is bekend dat het hebben van teveel of te weinig ziekte kan
veroorzaken

Van sommige stukken uit het genoom weten we dat het hebben van teveel of te weinig kopieën zeer
waarschijnlijk geen effect heeft, omdat ze ook gevonden worden bij gezonde mensen

Van een groot deel van het genoom weten we niet zeker of het hebben van teveel of te weinig
kopieën ziekte veroorzakend is:

De wijze van opsporing van humane ziektegenen en identificatie van mutaties .
De belangrijkste kenmerken van de verschillende mutatie-detectie methoden

Mutatie-detectie
1. DNA sequentieanalyse
2. Single strand conformation polymorphism (SSCP) analysis
3. Southern blot analyse
4. Restrictie-enzym digestie van PCR-producten

, 5. PCR met lengte bepaling van PCR-producten
6. Allel-specifieke oligonucleotide (ASO) hybridizatie.

 SSCP en Southern blot zijn technieken vooral voor het opsporen van onbekende mutaties
 4 en 5 worden vooral gebruikt om reeds bekende mutaties aan te tonen.




1. Detectie van grote deleties en duplicaties
- Southern blotting
- Array-CGH
- MLPA  telt hoeveel kopieën er van het genoom zijn, kan meten of er van een stukje van
een bepaald gen 1,2,3 kopieën zijn


2. Detectie van puntmutaties
- Mutatie scanning (veel verschillende methoden; pre-screening)
- DNA sequentie analyse;
- Sanger of dideoxy-methode ('conventionele methode')
- Next Generation Sequencing (NGS)