Basic genetik Flashcards
Genomet består af hvor mange basepar?
… i en human somatisk cellekerne består af ca 6,4 mia basepar DNA
Opdelt i 46 kromosomer - 23 kromosompar
Kromosomsygdomme
Hele kromosomer eller store segmenter af kromosomer mangler, er duplikeret eller er ændret.
Enkeltgenssygdomme - monogene sygdomme
Et enkelt gen er ændret
Mitose
Ved mitose bliver 1 celle til 2 nye celler (datterceller) som er genetisk identiske både indbyrdes og med den oprindelige (parentale) celle. Kromosomantallet på 46 kromosomer bevares. Sker i de somatiske celler
Meiose
Ved meiose bliver 1 celle til 4 nye celler (datterceller), som indeholder genetisk variation pga. overkrydsning i første meiotiske deling. Kromsomantallet på 23 kromosomer er halveret (22 autosomer og 1 kønskromosom). Sker i gameterne. Hos kvinder “overlever” dog kun en af de 4 nye celler.
Somatiske celler
Dannes ved mitose. Er diploide. Har 23 par kromosomer og i alt 46 kromsomer herunder - herunder 22 homologe autosomer og 1 par kønskromosomer
Diploid
To af hvert kromosom
Kønsceller
Dannes ved meiose. Er haploide. Har 23 kromosomer
Haploid
En af hvert kromosom
DNAs fire nitrogenholdige baser
Pyrimiderne: cytosin C og thymin T
Purinerne: adenin A og guanin G
DNAs struktur
Dobbelt helix og antiparallelt komplementært
Aneuploid
Et antal kromosomer der ikke går op i 23.
Autosomale kromosompar
- 22 stk
- Homologe, idet de består af to meget ens, men ikke identiske kromosomer
- Navngivet 1-22 efter størrelse
Mitokondriel DNA
- Ca. 16.500 bp
- Kopier af hvad der er arvet fra mor.
DNA replikation
1 DNA-dobbeltstreng -> 2 identiske DNA-dobbeltstrenge
- Sker i cellecyklus i interfasens S-fase
- DNA denatureres (adskilles i strenge)
- Template streng læses i retning 3’ til 5’
- Primere binder antiparallelt komplementært til DNA
- DNA-polymerase påsætter nukleotider antiparallelt komplementært fra primers 3’ og i retningen 5’ til 3’ på den nye DNA-streng
- Foregår i replikaitonsbobler og med to replikationsgafler
- DNA replikeres i begge retninger på hver DNA-streng
- Sker flere steder på genom samtidigt
DNA polymerase
Enzym, der katalyserer DNA-replikationen ved at sammensætte nukleotider ud fra baseparringsprincippet
- DNA polymerases læseretning er fra 3’ til 5’ på skabelonsstrengen
- DNA polymerases synteseretning er fra 5’ til 3’ på den nye syntetiserede DNA-streng
Telomere
Gentagne DNA-sekvenser på kromosomenderne
- 2 stk. pr. kromosom
- bliver kortere pr replikation
Telomerase
Enzym der sørger for, at der i kønsceller og tidlige embryo sker den nødvendige forlængelse af telomer-sekvenser
Centromer
Område på kromosomet, der holder kromatiderne sammen og sørger for korrekt deling af replikeret kromosomalt DNA i anafasen
- 1 stk pr kromosom
Det centrale dogme
Det biologiske informationsflow
DNA –> RNA –> Protein
RNA
Enkeltstrenget molekyle identisk med DNA udover at deoxyribose -> ribose og basen thymin T -> uracil U
Hvad er et gen?
Et afgrænset stykke dobbeltstrenget genomisk DNA, der indeholder al den nødvendige information til at der igennem transkription kan dannes RNA der er komplementære til den ene DNA streng som transkriveres.
Det dannede RNA kan have en funktion i sig selv eller efterfølgende blive translateret til protein med en funktion
Det humane genom indeholder hvor mange kodende gener?
Ca. 20.500 gener, der er proteinkodende
Transkriptionens start og retning bestemmes af …
… promoter
Transkriptionsfaktorer
Proteiner, der binder til promoter DNA sekvens, fx en TATA-box og definerer transkriptions startsted og hvilken retning, der skal transkriberes
RNA polymerase
Enzym der katalyserer transkription.
- Rekruteres til promoter og placeret korrekt vha. transkriptionsfaktorerne
- Transkriberer DNA streng i retning 3’ til 5’
- Syntetiserer RNA i retningen 5’ til 3’
Den transkriberede (aflæste) DNA streng kaldes
den transkriberede, template, skabelon, antisense, ikke-kodende
Den ikke-transkriberede (ikke-aflæste) DNA streng kaldes
ikke-transkriberede, kodende
Upstream
5’ ende af genet
Downstream
3’ ende af genet
Kromatin, herunder eukromatin og heterokromatin
Genomisk DNA er i en cellekerne pakket i form af nukleosomer = kromatin
Eukromatin = åbent pakket
hetero kromatin = tætpakket
Translation af mRNA sekvens
Foregår i ribosomer (enhed som består af ribosomalt RNA og ribosomale proteiner) i cytoplasma. Oversættelsen sker fra startcodon til stopcodon i et ribosom i retning 5’ til 3’.
UTRs
untranslated regions = ikke-translaterede mRNA sekvenser
microRNA
17-27 nukleotider (baser) lange RNA. Der findes miRNA gener.
Genotype
Et individs alleller i et bestemt locus
Fænotype
Hvordan en persons genotype kommer til udtryk
Syg/ikke syg
Locus
Et bestemt sted på et kromosom. Betyder groft sagt sted
Profase
Kromosomerne kondenserer, og centromerene bevæger sig imod hver sin pol, hvor de danner tentrådsapparat med mikrotubuli
Prometafase
Kernemembranen nedbrydes, og de kinetochore mikrotubuli kan binde til kinetochoren på kromosomets centrosom.
Metafase
Kromosomerne ligger vinkelret på en række langs cellens ækvator.
Anafase
Søsterkromatiderne trækkes mod hver sin pol. Det sker vha. det anafasepromoverende kompleks APC, som aktiverer enzymet separase, der nedbryder cohaesin, der før holdt søsterkromatiderne sammen
Telofase
Der dannes nye kernemembraner omkring de to nye sæt af 46 kromosomer med heterokromatiske og eukromatiske områder identisk med modercellen. Tentrådsapparatet nedbrydes, og kromosomerne dekondenserer.
Cytokinese
Opdeler cytoplasma og organeller i to datterceller. Sker ved dannelsen af kløvningsfure der sammensnøres af aktin og myosin.
Mendels første lov
Arveanlæg kommer i par, men kun 1 kopi gives videre til afkommet
Mendels anden lov
Gener nedarves uafhængigt af hinanden - hvilket dog ikke gælder for de koblede gener
Centimorgan
En slags afstandsbestemmelse mellem to gener. Angiver sandsynligheden for at de nedarves sammen. Altså hvor koblet to gener er. 50 cM = 50 % sandsynlighed.
Mutation
En ændring i DNA-sekvensen
Promotor-sekvenser
Enchancer (øger transskriptionsaktiviteten)
Silencer (formindsker transskriptionsaktiviteten)
Single copy DNA
DNA-sekvenser der kun ses 1 gang i genomet (udgør halvdelen af genomet)
Dominant negativ
Produktet der dannes fungerer ikke som det skal og vil oveni inhibere funktionen af det protein, som det normale allel producerer. Ses ved dominant nedarvede sygdomme
Den genetiske kode
Liste/skema hvor tre mRNA baser/et codon koder for aminosyre. Der er 64 mulige codons og 20 mulige aminosyrer (flere codons koder for samme aminosyre)
Single copy DNA
Ses kun 1 gang i genomet (udgør halvdelen af genomet)
Haploinsufficiens
Når en heterozygot producerer 50% af den krævede mængde protein, men det ikke er sufficient til normal funktion. Ses ved dominant nedarvede sygdomme
Gain of function
Leder til overekspression af et bestemt protein. Ses ved dominant nedarvede sygdomme
Dominant negativ
Produktet der dannes fungerer ikke som det skal og vil oveni inhibere (hæmme) funktionen af det protein, som den normale allel producerer.
Loss of function
Der mistes 50% af proteinproduktionen, men det er ofte nok til at overleve. Ses ved recessivt nedarvede sygdomme.
Er man homozygot syg vil der ikke produceres nok til at opretholde et normalt niveau
Repetitiv DNA
DNA-sekvenser der er gentaget mange gange genomet (udgør halvdelen af genomet)
Repetitive DNA inddeles i:
- Satelit DNA (udgør 8-10%)
- Dispersed repetitive DNA (udgør 45%)
Satelit DNA er og inddeles i:
Gentagne DNA-sekvenser grupperet i kromosome lokationer, hvor de optræder som tandem repeats.
- Mini-satelitter (større)
- Mikro-satelitter (mindst)
- Alpha-satelit DNA
Dispered repetitive DNA er og inddeles i:
Gentagne DNA-skevenser spredt enkeltvist udover genomer og optræder ikke i tandem repeats
- SINE: short interspersed elements
- LINE: long interspersed elements
Mitosefejl i fosteret giver
genetisk sygdom
Mitosefejl senere i livet giver
cancer
Meiose del I
1 celle -> 2 celler hver med to søsterkromatider
I meiose I sker overkrydsning i profase I -> genetisk variation
Meiose del II
2 celler hver med to søsterkromatider -> 4 gameter med haploidt kromosomantal (23 kromosomer)
Meiose II forløber som almindelig mitose
Trisomi 21 kaldes i daglig tale
Down’s syndrom
Trisomi 18 kaldes i daglig tale
Edward’s syndrom
Trisomi 13 kaldes i daglig tale
Patau syndrom
47, XXY-mutationen kaldes i daglig tale
Klinefelters syndrom
45, X monosomi kaldes i daglig tale
Turner syndrom
Spermatogenese
Dannelse af sædceller, hvor hver diploid spermatogonium producerer fire haploide spermceller. Sker hele livet hos mænd
Oogenese
Dannelse af ægceller, hvor en diploid oogonium bliver til en haploid ægcelle og tre haploide polære bodies. Sker før kvinden er født og stopper med ægløsningen
I somatiske celler produceres
Alle kroppens celler undtagen kønsceller.
I germline celler produceres
Kroppens kønsceller. Hvis der opstår mutation i disse celler vil det videregives til næste generation
Polymorfismer
DNA-sekvensvariationer, som er hyppigere (end 1%) i en population
Mutagener
Udefrakommende stoffer der kan ændre DNA. Herunder:
- ioniserende stråling
- ikke-ioniserende stråling
- kemikalier
DNA-repair
Hjælper med at sikre nøjagtigheden af DNA-sekvenser ved at rette replikationsfejl, reparere dobbeltstrengede DNA der er i stykker og genskabe ødelagte nucleotider i alle celler. Hertil bruges mange enzymer. Mindst 99,9% repareres.
Mutation hot spots
Særlige nukleotid-sekvenser med forhøjede mutationsrater. Især er methyleret CG dinukleotider hotspot for mutation
SNP
Single nucleotide polymophisms. Varianter af enkelt nukleotidpositioner på et kromosom fx har en A-T-basepar og en anden C-G-basepar på samme position.
SNV
Single nucleotide variant. Mange af disse varianter er sjældne i nogle populationer
Restriktionsenzymer
Kan klippe DNA ud i DNA-fragmenter, som kan bruges til at analysere DNA fx ved elektroforese
Indels
Indsatte eller slettede dele af DNA på mindre end 50 basepar
CNV
Strukturerede repeterede DNA-varianter, som er mere end 50 basepar
Cellecyklus består af faserne:
Interfase: - G1-fasen (og evt. G0) = cellevækst af dattercelle - S- fasen = replikation af DNA - G-2-fasen = kontrol af DNA Mitose: - M-fasen = mitose
Mitose består af faserne:
- Profase
- Prometafase
- Metafase
- Anafase
- Telofase + cytokinese
Cellecykluskontrol
Forskellige cykline-kinaser bruges til at kontrollere at cellecyklus forløber korrekt
Senescence
Cellecyklus går i stilstand og cellen går til grunde pga. fejl i cellecyklus
Apopotose
Programmeret celledød
Karyotype/karyogram
De 23 kromosompar ordnet efter længde, hvilket laves ud fra kromosomer i celledelingens metafase.
Kromosomer inddeles i følgende grupper afhængigt af centromerens position
Metacentrisk = centromeren er i midsten af kromosomet
Submetacentrisk = centromeren er mellem midten og enden af kromosomet
Agocentrisk =centromeren er nær telomeren af kromosomet
Haplotype
Kombinationen af aller i et locus på samme kromosom. Opstilles lodret under hinanden med to streger imellem for at markere de to kromosomer
Transskriptionen kan reguleres af…
Transskriptionsfaktorers binding til promotor, enhancer og silencer + epigenetikkens histonmodifikation (eukromatin eller heterokromatin)
Processeringen af RNA til mRNA kan reguleres ved…
Alternativ splejsning
Translationen kan reguleres af…
microRNA (hæmmer translation ved at binde til seed-sekvens på 5’ UTR af mRNA) og nonsense-mediated decay (nedbryder mRNA ved stopcodon i for tidligt exon)
Donor splice site består altid af baserne
5’- G U - 3’ og en række andre baser
Acceptor splice site består altid af baserne
5’ A G -3’ og en række andre baser
