Hst 7: Pathogene genetische variatie Flashcards
Wat zijn de meest voorkomende mutaties?
missens mutaties
-SNV die een codon verandert (asynonieme mutatie), en de incorporatie van de verkeerde AZ veroorzaakt.
Wat kan je concluderen als je missens mutaties, en nonsense mutaties vergelijkt?
Van een missens mutatie, is het moeilijker om te bepalen wat de gevolgen zullen zijn. Bij een nonsense mutatie (een normale codon verandert in een stopcodon), weet je dat de functionaliteit van het eiwit dat geproduceerd wordt, aangetast zal zijn.
Bespreek de insertie van 3 bp in het genoom.
3 bp toevoegen zorgt voor de synthese van een nieuwe AZ, maar het leesraam blijft behouden.
Er zijn veel polymorfismen met zoiets, en de werking van het eiwit is vaak onaangetast
Vergelijk de insertie van 3 bp, met een missensmutatie
bij een insertie van 3 bp voeg je 1 extra AZ toe aan uit eiwit. Vaak is de werking van het eiwit onaangetast.
Bij een missense mutatie = een deletie en insertie van een NZ . De pathogeniteit hangt af van welke AZ weg is genomen, en welke is toegevoegd.
*er zijn conservatieve mutaties, waarbij de missensmutatie voor dezelfde AZ zorgt (genetische codon is gedegenereert)
Hoe groot kan een punt mutatie zijn?
Geef de verschillende punt mutaties
tot 3bp veranderingen = puntmutatie
Synonieme mutaties
Stille substitutie: (een inframe mutatie, waarbij de nieuwe codon voor dezelfde AZ codeert)
Niet stil: vb indien deze codon verantwoordelijk was voor exon splicing, zal er wél pathogene gevolgen zijn
Niet-synonieme mutaties
- missens mutatie
- nonsense mutatie
- stoploss mutatie (foutief verlengde eiwit)
Kleine deleties en inserties
-frameshift /in frame mutaties
Synonymous substitutions and mutations affecting noncoding DNA are often considered silent mutations; however, it is not always the case that the mutation is silent.[1][2][3][4][5]
A synonymous mutation can affect transcription, splicing, mRNA transport, and translation, any of which could alter the resulting phenotype, rendering the synonymous mutation non-silent
A nonsynonymous substitution results in a change in amino acid that may be arbitrarily further classified as conservative (a change to an amino acid with similar physiochemical properties), semi-conservative (e.g. negatively to positively charged amino acid), or radical (vastly different amino acid).
Bespreek concervatieve/niet-conservatieve substituties
Concenrvatieve substituties:
Een mutatie waarbij AZ wordt vervangen door een AZ van dezelfde klasse.
In sommige gevallen zijn deze ook pathogenisch
Bespreek proline mutaties
plooit zich terug op BB van eiwit -> bepekrt vrijheidsgraad van eiwit.
Vb in de structuur van a-helix.
Vervanging, zelfs als conservatief, is vaak pathogenisch
Bespreek glycine mutaties
het kleinste AZ, past op plekken waar andere AZ niet passen.
In collageen bv zit glycine in specifieke plekken.
Glycine mutaties die glycine weg muteren zijn altijd pathogeen
Bespreek cysteine mutaties
Vormt zwavelbruggen (vb in insuline) hangt af van welke soort eiwit: in reducerende omgeving SH, zwavelbruggen vormen pas in oxiderende omgeving.
Extracellulaire ruimtes zijn vaak oxiderend -> mutatie is daar pathogeen
Bespreek Nonsense mediated decay
Eiwitten met premature terminatie codon worden afgebroken, omdat ze mogelijks erg giftig kunnen zijn.
*ze breken het mRNA af
Hoe maken ze onderscheid tussen echte, en premature stopcodons?
Het exon junctie complexen (eiwitten) zitten in de overgangen tussen exonen.
gedurend de splicing van het pre-mrna, worden deze complexen aangebracht.
ribosoom zal de junctie complexen verwijderen (= dit is de eerste keer dat het mRNA wordt vertaald).
*opgelet: >Genen met slechts 1 exon >RNA die splicing missen > Stopcodons net voor de natuurlijke terminatie van het eiwit (= voor de laatste exon, en 55bp ervoor) ondergaan geen NMD
The first ribosome to bind and move along the mRNA
displaces each of these complexes in turn before disengaging
from the mRNA at the natural stop codon.
If there is an in-frame PTC, however, the ribosome
detaches from the mRNA at an early stage; some
exon junction complexes remain bound to the RNA,
which usually signals mRNA destruction.
However,
in-frame PTCs within or just before the last exon
often escape NMD and are translated to give truncated
proteins
Bespreek splice site mutaties
Splice site mutaties – Mutatie in 5’ donor site of 3’ acceptor site Gevolgen • Exon skipping/ Intron retentie
Creatie van een cryptische splice site in een intron/exon
Gevolgen
Verlies van een stuk exon /Retentie van een stuk intron
Bespreek waarom vaders best ‘jong’ hun kinderen hebben
Oudere vaders hebben meer denovo mutaties in hun nakomelingen dan jongere vaders.
Dit komt door het aantal celdelingen nodig om spermacellen te maken (Spermatogonieen (stamcellen) delen 23 keer per jaar = veel. Daarnaast zullen de progentor cellen verder delen (mitotisch en meiotisch )
Males are different
because gametogenesis continues throughout
adult life. About 30 cell divisions separate the
zygote from the spermatogonial stem cell that
is used to make the first sperm cells at the onset
of puberty. From spermatogonial stem cell to
gamete takes four mitotic divisions and then two
meiotic divisions.
So, at the onset of male puberty
gametes are formed that have gone through 30
+ 4 + 2 divisions = 36 cell divisions. Thereafter,
spermatogonial stem cells divide every 16 days
or so (or about 23 times per year). I
Bespreek ziektes waar de vader een grote rol in speelt
Zeldzame ziektes, die vaak doorgegeven worden door de vader:
vb
dwergroei
Sommige mutaties geven een groeivoordeel aan de cel, dus de paternale overerving wordt zo versterkt:
vb: FGFR3 gen missensmutatie waarbij de spematogonie groeivoordeel opdoet, en ook been dysplasie veroorzakt.
Hoe kan de CUG repeat in myotone dystrofie zorgen voor toxiciteit?
-cug repeat bevindt zich in het 3’ UTR
> vormt een haarpin, en hoe langer de repeat is, hoe stabieler de haarpin
> Haarpin bindt aan eiwitten betrokken in alternative splicing (muscle blind regulatoren )
Zowel CTG als CCTG repeat hebben CUG repeat in mRNA
•
CUG repeat is pathogeen op RNA niveau, onafhankelijk van gen
Transgeen muismodel met CTG in actine gen is aangetast
Mutant RNA accumuleert in nucleus
vormt Haarpin structuur in mRNA, en binden bepaalde splice regulatoren
o.a. MBLN1 ( muscleblind familie splice regulatoren)
•
Kunnen hun normale functie niet uitoefenen
•
Splice defecten in verschillende andere RNA moleculen
Bespreek fragiele x-syndroom
–stukjes van één of beide x-chromosomen is afgebroken
-cytogenetisch fragiele stuk zichtbaar (dit is door de behandeling)
-CGG repeats op 5’ UTR, die langer zijn dan 200 repeats.
Hoge aantal repeats (>200) zorgt voor methylatie en inactivatie van het gen
*kan ook zijn dat een puntmutatie de gen inactiveert
- komt vooral voor bij mannen
oorzaak: vrouwen hebben verminderde penetrantie
= x-gebonden dominant, met verminderde penetrantie.
sherman paradox: er is anticipatie, en de repeats verlengen enkel als de moeder doorgeeft
(*vanaf 200 onstabiel en begint te groeien in nakomelingen, enkel groei wanneer vrouw doorgeeft want mannen methyleren repeat)
de volledige mutatie (>200 repeats) zorgt ervoor dat het gen stil wordt gelegd door methylatie van de repeats
*mate van methylatie bepaalt ernst ziekte
*permutatie (<200 repeats),
genen worden afgeschreven, en dit zorgt voor symptomen zoals myotone dystrofie (tremor en ataxie op latere leeftijd)
