H16: Mutaties Flashcards
Wat is een mutatie?
Een variatie in de genetische code
Wat kan de oorzaak zijn van een mutatie?
Zonlicht, straling…
Is een mutatie per definitie fout of negatief?
Neen, want een variatie in de genetische code kan er juist voor zorgen dat een organisme beter is aangepast aan zijn omgeving, beter aangepast is om te kunnen overleven
Wat is een allel? Hoe ontstaan ze?
Elke mogelijke variant van eenzelfde gen.
Ze ontstaan door mutaties in de DNA-code.
Hoeveel genen hebben we ongeveer als mens?
20.687
Wanneer is een mens homozygoot voor een gen?
Als hij voor een bepaalde locus eenzelfde allel heeft
Wanneer is een mens heterozygoot voor een gen?
Als de beide allelen verschillend zijn.
Welke term gebruiken we voor het X & Y chromosoom bij de man?
Homozygoot, heterozygoot, …?
Hemizygoot
Welk onderscheid kunnen we maken in de genen?
Monomorfe genen en polymorfe genen
Wat zijn monomorfe genen?
Genen waarvan weinig verschillende allelen in omloop zijn.
1 allel komt heel frequent voor, de andere zijn zeldzaam
Hoe noemen we het allel dat vaak voorkomt bij monomorfe genen?
Wild-type allel
Hoe noemen we de allelen die niet vaak voorkomen bij monomorfe genen?
Mutanten
Wat zijn polymorfe genen? Hoeveel komen ze voor?
Voorbeeld?
Genen waarbij veel genetische variaties in omloop zijn.
Een derde van de genen van de mens zijn polymorf.
3 allelen die bloedgroep bepalen A B O
Kun je bij polymorfe genen spreken van wild-type en mutanten?
Neen, je spreekt over polymorfisme.
Wat is een genotype?
Een term die vaak gebruikt wordt om te beschrijven over welke allelen iemand beschikt voor een bepaald gen.
Welke 6 soorten mutaties bestaan er?
- Puntmutatie
- Deletie
- Insertie
- Duplicatie
- Inversie
- Translocatie
Bespreek de puntmutatie.
Meest voorkomende mutatie.
één base/nucleotide wordt vervangen door een andere.
Wat zijn synoniemen voor de puntmutatie?
Basepaar-substitutie
Single nucleotide polymorphism = SNiP
Bespreek deletie. Welke subcategorie bevat dit nog?
één of meer baseparen gaan verloren
Microdeletie = deletie van < 5miljoen baseparen. Verschillende genen kunnen hierbij verloren gaan.
Vanwaar komt de naam micro-deletie?
Deze deleties zijn niet zichtbaar via karyotypering met de lichtmicroscoop.
Bespreek insertie.
één of meerdere baseparen worden toegevoegd
Bespreek duplicatie
één of meerdere baseparen worden herhaald
Bespreek inversie.
een groepje baseparen wordt omgedraaid (leesrichting draait om)
Bespreek translocatie
Een deel van een chromosoom wordt uitgewisseld met een niet-homoloog chromosoom.
Ingrijpende mutatie!
2 soorten:
1. Ongebalanceerde translocatie: erfelijk materiaal gaat verloren/wordt gedupliceerd
2. Gebalanceerde translocatie: erfelijk materiaal blijft gelijk
vb: philadephia-translocatie
Wat is een Philadelphia-translocatie?
Uitwisseling tussen de lange armen van chromosomen 9 en 22. Dragers hebben een grotere kans op leukemie.
Welke mogelijke oorzaken hebben mutaties?
- Spontaan
- Geïnduceerd
- Kiembaanmutaties
Welke oorzaak hebben de meeste mutaties?
Verklaar?
Spontaan door de complexiteit van het DNA (vrij onstabiel) en de grote aantal celdelingen.
Waar zien we het vaakst spontane mutatie? Hoe noemen we dat?
Voorbeeld?
Op plaatsen waar basesequenties zich herhalen (stotterfrequenties).
We noemen dat mutatie-hotspots.
CAACAACAA
Welk systeem heeft ons lichaam om mutaties te corrigeren?
Wat gebeurt bij het ouder worden?
DNA-repair > Een systeem van herstellende enzymen die in elke cel actief zijn. Ze herkennen foute basen, knippen ze eruit en herstellen het DNA.
Corrigeert 99,9% van de fouten.
Vb: BRCA1 en BRCA2 (BReast CAncer genes)
DNA-repair neemt af qua kwaliteit
Wat zijn geïnduceerde mutaties? Geef enkele voorbeelden.
Mutaties veroorzaakt door omgevingsfactoren (=mutagenen).
- Tabaksrook
- Sommige geneesmiddelen vb. chemo
- Straling vb. UV, radioactiviteit
- Sommige virussen vb. HPV en bacteriën vb. Heliobacter
- industriële agentia, zware metalen
Wat is een somatische mutatie?
Een mutatie die aanwezig is in alle lichaamscellen.
NIET overerfbaar
Wat is een kiembaanmutatie?
Een mutatie die aanwezig is in de kiembaancellen.
WEL overerfbaar: zal in alle lichaamscellen van het nageslacht aanwezig zijn.
Is een mutatie een garantie voor ziekte?
Neen, kan wel leiden tot ziekte > functie bepaald eiwit verstoord
Wanneer leidt een mutatie tot een gewijzigde eiwitfunctie?
- De mutatie vindt plaats in het exon van een gen
- De mutatie wordt niet gecorrigeerd door DNA-repair
- De mutatie leidt tot de selectie van een ander aminozuur tijdens de transcriptie.
Aan al deze voorwaarden moet er voldaan zijn vooraleer er een gewijzigde eiwitfunctie is.
Wat is een exon?
Deel van RNA dat niet wordt weggesmeten.
Wat kan een gewijzigde eiwitfunctie inhouden?
- Loss of function: functie gaat (gedeeltelijk) verloren
- Gain of function: functie neemt toe of wijzigt
Welke types mutaties zijn er?
Type: het effect op de transcriptie
- Synonieme mutatie
- Vervangingsmutatie
- Stopmutatie
- Doorleesmutatie
- Frameshiftmutatie
Wat is een synonieme mutatie?
Leidt tot de selectie van hetzelfde aminozuur. Heeft dus geen effect op structuur of functie.
Wat is een vervangingsmutatie?
Leidt tot de selectie van een ander aminozuur. Wel effect op structuur of functie.
Wat is een stopmutatie?
Leidt tot vroegtijdig afbreken van de eiwitsynthese omdat het stopcodon te vroeg werd ingevoegd.
Wat is een doorleesmutatie?
Leidt tot laattijdig afbreken van de eiwitsynthese omdat het stopcodon verloren gaat.
Wat is een frameshiftmutatie?
Het volledig leesraam wordt verschoven. Het eiwit zal hierdoor zeer sterk afwijken van het origineel.
Waarvan hangt het effect van het genotype op het fenotype af?
- Het weefsel waarin deze mutatie optreedt
- Het aantal cellen waarin deze mutatie optreedt
- De rol die het tweede allel speelt
- Omgevingsfactoren
Waarvan hangt het effect van het genotype op het fenotype af?
- Het weefsel waarin deze mutatie optreedt. Leg uit
Voorbeeld
Mutaties komen enkel tot uiting in het fenotype als de genen waarin ze zich bevinden tot expressie worden gebracht.
Vb: gen voor beenmerg maakt geen verschil in de huid, komt daar niet tot expressie
Waarvan hangt het effect van het genotype op het fenotype af?
- Het aantal cellen waarin deze mutatie optreedt. Leg uit.
Wat bij overgeërfde mutaties?
Mutaties komen enkel tot uiting in het fenotype als voldoende cellen de mutatie tot expressie brengen.
Overgeërfde mutaties: mutatie komt in ALLE cellen voor.
Waarvan hangt het effect van het genotype op het fenotype af?
- De rol van het tweede allel
Leg uit?
Mutaties komen enkel tot uiting in het fenotype bij afwezigheid van een dominant/wildtype allel.
We zijn diploïd: elk gen heeft twee allelen, we hebben dus altijd een back-up.
Hoeveel van een gen heb je nodig voor de synthese van een eiwit & bepaling van het fenotype?
Welke uitzondering zien we hier?
De meeste eiwitten: 50%.
- Enzymen en transportkanalen
- We zien hier een NORMAAL fenotype met dragerschap voor het mutante allel
- Het wild-type allel is DOMINANT want het bepaalt het fenotype
- Het mutante allel is recessief want het komt niet tot uiting.
Maar!
Structuureiwitten hebben meer dan 50% van een gen nodig. = haploinsufficiëntie
- We zien hier een AFWIJKEND fenotype met dragerschap voor het wild-type allel
- Het mutante allel is DOMINANT want het bepaalt het fenotype
- Het wild-type allel is recessief want het komt niet tot uiting.
Waarvan hangt het effect van het genotype op het fenotype af?
- Omgevingsfactoren. Leg uit.
Voorbeeld
Sommige omgevingsfactoren kunnen bepalen of een mutatie invloed heeft op het fenotype.
Voorbeeld: gen dat codeert voor enzym die helpt bij synthese vitC > bij mens pseudogen > vitC via voeding om scheurbuik te voorkomen
.
Voeding = omgevingsfactor
Wat is een pseudogen?
Een DNA-sequentie die lijkt op een gen maar niet meer functioneel is.
Welke populatie-effecten zien we van mutaties?
- Biological fitness
- Genetische diversiteit
- Genetische flessenhals
Leg uit: biological fitness.
De geschiktheid om binnen een bepaalde omgeving nakomelingen te produceren, waaraan de eigenschappen worden doorgegeven.
Sommige mutaties bevoordelen het organisme > meer nakomelingen > de eigenschappen komen steeds vaker voor.
Survival of the fittest = natuurlijke selectie
Geef een voorbeeld
Hoe beïnvloeden omgevingsfactoren het voorkomen van bepaalde mutaties in een populatie?
Wat gebeurt er met de biological fitness?
In W-Europa mensen met hemochromatose (ijzeropstapeling) < in Middeleeuwen mensen met hemochromatose beter bestand tegen pest > meer overlevingskansen voor deze mensen > aandoeningen vaker voorkomend
Verhoogt
Geef een voorbeeld van een genetische aandoening waarbij de biological fitness verlaagt.
Waarom?
Homozygoten voor sikkelcelanemie
vroegtijdig overlijden > geen voortplanting
Wat is het belang van mutaties in de evolutie der soorten?
Evolultieleer van Darwin
Biological fitness resulteert in natuurlijke selectie van individuen met mutatie die hierdoor beter zijn aangepast > survival of the fittest = het best aangepaste genotype overleefd & wordt het meest doorgegeven
Leg uit: genetische diversiteit.
DNA experimenteert voortdurend om te zien of er voordeel uit gehaald kan worden.
Het is de drijvende kracht achter de evolutie van de soorten op aarde.
Keerzijde: erfelijke aandoeningen en kankers.
Leg uit: genetische flessenhals.
Verklaring voor de lage diversiteit bij de mens. Er zijn in de geschiedenis verschillende momenten geweest waarop de populatie sterk daalt > stammen we allemaal af van een kleine populatie.
Dit fenomeen treedt ook op als een deel van de populatie wordt afgezonderd (= genetische isolatie). Vb door aardrijkskundige grenzen.
Wat is een DNA-fingerprint?
Methode om criminelen te identificeren.
= Het unieke aantal herhalingen voor elk van de 12 loci vormt de DNA-vingerafdruk van een individu
Concreet kijkt men naar 12 short tandem repeats in het niet-coderend DNA, waar kleine herhalingen van 2 tot 9 baseparen voorkomen.
Wat kan allemaal dienen als bron voor DNA-onderzoek?
Al het biologisch materiaal dat van de mens afkomstig is: bloed, haar, speeksel, sperma…
Wat doen forensische onderzoekers nadat ze staalafname gedaan hebben?
Polymerase kettingreactie (PCR)
Ze verminigvuldigen het DNA duizenden keren om onderzoek te vergemakkelijken. “Kopies” nemen van het verzamelde DNA.
Wat is elektroforese?
- DNA wordt door enzymen in stukjes geknipt.
- De fragmentjes worden gelabeld met kleurstof.
- Fragmentjes worden in een glazen buisje geplaatst met kunststofgel.
- Er wordt een elektrische lading aangebracht
- De lading zet de negatieve DNA-fragmenten in beweging
- Dit creërt een uniek patroon per DNA-fingerprint
Kleinere fragmenten bewegen sneller dan grote fragmenten.
Hoe gebeurt een ouderschapsbepaling?
Ook via elektroforese.
Iedereen erft de helft van zijn STRs van vader en moeder. Bij elektroforese moet dus ongeveer 50% (er kunnen altijd kleine schrijffoutjes gebeuren) overeenkomen voor een ouderschapsbepaling.
Wat is genetica?
Definitie
= de studie van erfelijke informatie en de wijze waarop deze wordt overgedragen
