7. Genetische variatie

Question 1

Wat is genetische variatie ?

Answer 1

Variatie in genomisch DNA tussen individuen en tussen soorten
* cross over tussen 2 niet homologe moleculen

Question 2

Hoe verliep het experiment over uitwisseling van genetisch materiaal ?

Answer 2

Men brengt een mutatie aan in het gen noodzakelijk voor de aanmaak van Leucine of Methionine. Die E.Coli kunnen niet groeien op een voedingsbodem waar geen Leu of Met aanwezig is.
* een klein aantal kolonies kan groeien door terugmutatie
* groter aantal door horizontale gentransfer

Question 3

Wat is homologe recombinatie ?

Answer 3

integreren van vreemd DNA in het genoom/plasmide van een bacterie :
* alignatie van homologe stukken van de DNA strengen
* cross over : F-plasmide in genoom integreren
* 2 cross overs nodig om lineair DNA te integreren : kan bij 2 chromosomen in meiose

Question 4

Welke stappen zijn er in gen-transfer ?

Answer 4

1. conjugatie of mating
2. transformatie
3. transductie
4. transpositie

Question 5

Wat is conjugatie ?

Answer 5

cytoplasmatische brug vormen tussen 2 bacteriën om genen door te geven op een plasmide
* F-plasmide
* F-plasmide geïntegreerd in chromosoom = grotere delen doorgeven
Vb. Neisseria gonorrhea heeft antibiotica resistentie gen op F-plasmide dat via mating/conjugatie kan worden doorgegeven

Question 6

Wat is transformatie ?

Answer 6

Bacteriën nemen DNA op uit de omgeving en integreren het in hun genoom zodat de eigenschappen kunnen veranderen.

Question 7

Wat is transductie ?

Answer 7

Infectie bacteriofaag - faag DNA verwijderen uit genoom en fragment bacterieel chromosoom meenemen - repliceren en infecteren in een nieuwe bacterie
vb. Roodvonk, botulisme en difterie : besmetting met besmette bacteriën

Question 8

Wat is transpositie ?

Answer 8

Een stukje DNA = transposon gaat overgezet worden van 1 plaats naar de andere
= vorm van parasitisme - selfisch DNA is een fragment DNA dat transposase gebruikt voor replicatie, TXN en TLN

Question 9

Wat is een transposon ?

Answer 9

DNA element dat overgezet kan worden van 1 plaats in het genoom naar een andere

Question 10

Wat is selfisch DNA ?

Answer 10

DNA fragment dat het enzym transposase gaat gebruiken om zich te repliceren, TXN en TLN te doen wat nadelig is voor de gastheer

Question 11

Wat is transposase ?

Answer 11

enzyme dat korte sequenties aan de 2 uitiende van het transposon herkent en het knip en plakt op een andere plaats

Question 12

Wat zijn de nadelen van transpositie ?

Answer 12

de bacterie lijdt aan energieverlies tijdens replicatie

Question 13

Wat zijn de voordelen van transpositie ?

Answer 13

genetische variatie : indien inactivatie van gen of promotor/enhancer in transposon

Question 14

Wat is Tn10 ?

Answer 14

transposon met tetracycline-resistentie gen :
* ontstaan uit nabijgelegen transposons die migreren als 1 groot transposon en kunnen overspringen naar het F-plasmide

Question 15

Wat zijn VNTR ?

Answer 15

= variable nucleotide tandem repeats
* zeer korte motieven, vaak herhaalt
* satelliet DNA (vb. rond centromeren en telomeren)
* variabele lengte afhankelijk van mens tot mens en voor gerechtelijk onderzoek gebruikt

Question 16

Wat is LINE ?

Answer 16

= long interspersed nuclear element
* retrotransposon die wordt verplaatst via RNA-intermediaren
* 5 000 bp
* promotor die eerst wordt overgeschreven van DNA door RNA poly II
* reversed TXN op RNA : copy DNA - geïntegreerd op andere plaats in het genoom

Question 17

Wat is SINE ?

Answer 17

= short interspersed nuclear element
* retrotransposon die wordt verplaatst via RNA intermediairen
* 100 - 500 bp lang
* promotor overgeschreven door RNA poly II maar codeerd niet noor reversed TXN
* afhankelijk van LINE of retrovirussen
* Alu repeats : 11% van genoom

Question 18

Wat zijn pseudogenen ?

Answer 18

repetitief DNA
* fragment ontstaan door mRNA gebruik als template door reversed TXN
* geïnsereerd in genomisch DNA

Question 19

Wat zijn retrotransposons ?

Answer 19

• basis genetische variatie bij eukaryoten die verschillende gevolgen hebbben
• soort-specifiek
• ORF-verandering
• verandering in gen-regelingsmechanisme
• genduplicatie
• exon shuffling

Question 20

Wat is ORF-verandering ?

Answer 20

inactivatie van een gen door retrotransposon in een exon
= vernieteging van het ORF

Question 21

Wat zijn de veranderingen in het gen-regelmechanisme ?

Answer 21

TXN retrotransposon : insertie van cDNA op andere plaats (kan promotor/enhancer bevatten)

Question 22

Wat is genduplicatie ?

Answer 22

recombinatie tussen homologe DNA seq : retrotransposon links en recht van gen in diploïde cel
* homologe recombinatie tussen transposon links en rechts van het DNA
* bij fout in alignering : 2 homologe chromosomen waarbij 1 allel verloren gaat in 1 van de 2 dochtercellen
Vb. globine genfamilie : duplicatie van 1 voorloper gen

Question 23

Wat is exon shuffling ?

Answer 23

homologe recombinatie tussen retrotransposons in introns = individuele exons dupliceren of verplaatsen naar niet homologe genen
* exon belandt in intron van bestaand gen waardoor een nieuw gen een bijkomend exon heeft
* belangrijke vorm van evolutie

Question 24

Wat zijn SNP’s ?

Answer 24

= single nucleotide plymorfisms
verschillende vormen van op 1 plaats
* grote hoeveelheid genetische variatie

Question 25

Wat is GWAS ?

Answer 25

= genome wide association studies
* duizende SNPs over hele genoom willen associëren met bepaalde kenmerken

Question 26

Wat is functional genomics ?

Answer 26

functionele implicaties van SNP’s bij aandoeningen

Question 27

Wat is pharmocogenomics ?

Answer 27

voorspellen aan de hand van specifieke genomische sequenties van patient hoe hij/zij zal reageren op bepaalde behandelingen

Question 28

Wat is CNV ?

Answer 28

ontbreken of in overmaat zijn van bepaalde stukken DNA
vb. Down syndroom

Question 29

Wat zijn retrovirussen ?

Answer 29

RNA moleculen als genomische info drager
* enkel- of dubbelstrengig DNA
* reversed TXNase in vapside
* zit in membraan enveloppe
* besmetting : RNa door reversed TXNase overgeschreven tot dubbelstrengig DNA dat integreerd in DNA van gastheercel
* kunnen kankerverwekkend zijn

Question 30

Wat zijn transpose dieren?

Answer 30

diern met vreemd DNA in genoom
* eukaryote cellen kunnen onder bepaalde condities vreemd DNA opnemen
* recombinatie van DNA moet in kiemlijn plaatsvinden
* zygote injectie
* transformatie van embryonale stamcellen

Question 31

Wat is een zygote injectie ?

Answer 31

bevrucht zygote injecteren met DNA oplossing, dat insereerd in het genoom : ontwikkelde embryo zal DNA in elke cel hebben
* DNA komt tot expressie als het op een gen ligt

Question 32

Wat is een transformatie van embryonale stamcellen ?

Answer 32

In vitro kweken pluripotente ESC van dier
- vreemd DNA inbrengen door recombinatie in genoom interegeren - chimeer dier
- die dieren later ook kruisen met elkaar

Question 33

Wat is een chimeer dier ?

Answer 33

dier dat uit 2 soorten cellen bestaat

Question 34

wat is gen additie ?

Answer 34

gen toevoegen aan genoom en rol van gekozen eiwit bestuderen

Question 35

Wat is gen-replacement ?

Answer 35

via homologe recombinatie een bepaalt fragment uitwisselen voor gemodificieerde versies

Question 36

Wat is knock-out ?

Answer 36

een gen inactiveren door de promotor of exon met start-codon te vervangen met een inactief fragment

Question 37

Wat is CRISPR/Cas 9?

Answer 37

= clustered regularly interspaced short palindromic repeats
* CRISPR : RNA dat guide RNA bevat - een deel kan hybridiseren met genomisch DNA en een ander deel wordt gebonden door Cas 9 eiwit
* Cas 9 eiwit : endonuclease dat DNA zal knippen
* Cas 9 in stamcellen inbrengen met gRNA met gekozen sequentie dat enkel hybridiseert op de plaats van gewenste mutatie
* endjoining van gebroken DNA streng leidt tot deletie / kleine mutatie / het breken van ORF
* toevoeging van DNA fragment met gewenste sequentie dat door homoloog DNA repair systeem gebruikt wordt om geknipte uiteindes te verbinden