Het humane genoom en analyse van genexpressie met microarrays en NGS

Question 1

2 typen DNA in humane genoom

Answer 1

o Mitochondriaal DNA: 16.5kb, maximaal 1000 kopieën per cel, omvat <1% van de totale hoeveelheid DNA, is circulair: zijn cirkeltjes waarop genen liggen

o Kern DNA: bij haploïde cel 3 miljard baseparen, 50-250Mb per chromosoom (1.7-8.5cm)

Question 2

bepalen sequentie humane genoom

Answer 2

1. Isoleren van het DNA
2. Kloneren van het DNA (met behulp van bacteriën)
3. Delen van het DNA ordenen op de plek van het chromosoom
4. Een specifiek deel van het DNA in kleine stukjes knippen
5. Sequencen van de kleine stukjes DNA, waarna deze weer in de goede volgorde gezet worden (door een overlap op de strengen)

Question 3

genomisch DNA en shotgun sequencing

Answer 3

Genomisch DNA uit humane cellen–> stukjes in bacs gekloneerd–> bepaald op welke volgorde die kleine stukken langs een chromosoom liggen–> van individuele sukjes maak je kleine stukjes van die ook weer gekloneerd worden–> zo in goede volgorde gezet door overlap op de strengen

Shotgun sequencing: alle stukjes meerdere keren bepalen

Question 4

hoeveel eiwit coderende genen en RNA only genen

wat zijn RNA only genen

hoe groot is proteoom

Answer 4

• Er zijn 20.440 eiwit coderende genen in het humane genoom
• Er zijn 23.995 RNA-only genen die niet voor eiwitten maar voor RNA coderen
  o RNA-only genen: op ribosomen en tRNA, dit wordt niet gebruikt om eiwitten van te maken, rol van deze niet-coderende genen is nog niet goed onderzocht
• Het proteoom (volledige set eiwitten gecodeerd door het humane genoom) is veeeeeeel meer dan 20.440

Question 5

hoeveel % exonen

hoeveel van genoom wordt getranscribeerd

hoeveel van genoom bestaat uit hoog repetitief DNA

Answer 5

• Maar 1,5% van het humane genoom bestaat uit coderende sequenties (exonen)
• Tenminste 1/3e deel van het genoom wordt getranscribeerd, door veel en grote intronen
• Ongeveer 50% van het genoom beestaat uit hoog repetitief DNA van transposable elementen
  o Hoog repetitief DNA: komt op veel plekken op hele chromosoom voor, komt van transposabele elementen, deze elementen hebben hun transposon activiteit vrijwel geheel verloren

Question 6

DNA verschil 2 mensen vs mens en chimpanzee

Answer 6

• DNA verschil tussen 2 mensen: 1 versch/1000 basen (SNP)=0,1%, totaal ong 3mil versch basen
• DNA verschil mens en chimp: 1 versch/100 basen (SNP)=1%

Question 7

wanneer HGS

Answer 7

• HGS kan gebruikt worden bij:
  o Identificeren en kloneren ziektegenen, incl genen betrokken bij ontstaan kanker (BRCA2 en XLP)
  o Identificeren nieuwe genen die verwant zijn aan bekende drug targets–> nieuwe/ beter farmaco’s
  o Vinden mutaties die overgevoeligheid voor medicijnen veroorzaken–> dosis goed en bijwerkingen

Question 8

homologe DNA-reparatiegenen in gist

Answer 8

Van alle humane DNA-reparatiegenen bestaan er homologe DNA-reparatiegenen in gist, hierin kan makkelijk het fenotype bestudeerd worden waardoor uitgezocht kan worden wat de functie is

Question 9

cDNA microarrays

Answer 9

door het maken van combinaties van bepaalde regulatie-eiwitten met cellen, kunnen verschillende soorten celtypen ontstaan. Deze zijn te onderscheiden door te kijken naar de genexpressie in de verschillende celtypen (in onco handig)

Question 10

cDNA microarrays in onco

Answer 10

In onco wordt RNA uit de tumor en uit gezond weefsel geïsoleerd om te vergelijken: labels aan het RNA opgehangen–> worden geanalyseerd met microarray analyse, 3 opties:

• Geen oplichting: de genen komen niet tot expressie
• Gele uitslag: de genen komen even hard tot expressie in beide weefsels
• Rode of groene uitslag: genen komen in ene weefsel meer tot expressie dan andere

Question 11

hoe data cDNA microarrays analyseren

Answer 11

De data kan geanalyseerd met bioinformatica, validering met western blot / PCR–> inzicht genen en moleculaire processen–> diagnose, prognose en individuele behandeling beter en gen analyse

Question 12

toepassing cDNA microarrays

Answer 12

De toepassing is belangrijk voor DLBCL (diffuse large B-cell lymphoma): door cDNA microarrays kan je onderscheid maken tussen GC B-like DLBCL en activated B-like DLBCL (agressiever), hebben een heel andere prognose dan de ander–> behandeling anders

Question 13

wat kan je doen met referentiegenoom

Answer 13

• Varianten in eiwit coderende exonen die genexpressie beïnvloeden en genduplicaties, kleine deleties en inversies kunnen in kaart gebracht worden bij vergelijking met referentiegenoom
  o Kan in kliniek voor voorspellen eigenschappen: ziekterisico en verslaving

Question 14

dekking

Answer 14

elke base gemiddeld x keer gesequenced in hele genoomsequentie–> hoger/ vaker = nauwkeuriger = dieper