Leerstof week 3
Medical genetics, Jorthe, 6th Ed.
Chapter 1 Background and history
What is medical genetics?
Medische genetica omvat elke toepassing van genetica voor medische doeleinden. Het omvat
dus ook erfelijke ziektes in families, ziektelocaties in chromosomen, aandoeningen waardoor
ziektes ontstaan en de diagnose en behandeling. Door snelle progressie en onderzoek is het nu
mogelijk voor duizenden condities.
Redenen waarom zorgwerkers medische genetica moeten begrijpen en kennen:
Ten eerste vormen genetische ziektes een groot doel van ziekte en aandoeningen in
volwassenen. Ook is genetica de basis om het biologische leven te begrijpen waardoor je
zieketeprocessen ook beter leert begrijpen. In sommige gevallen kan het zelfs tot preventie of
behandeling leiden.
Types of Genetic Diseases
- Chromosoom aandoeningen waarbij complete chromosomen (deels) missen,
gedupliceerd zijn of op een andere manier zijn gewijzigd. Denk aan Down en Turner
- Single-cel-disorders waarbij een enkel gen is gewijzigd. Denk aan taaislijmziekte,
sikkelcelziekte en hemofilie
- Multicactorial disorders wat het gevolg is van een combinatie van genetische fouten en
omgeving. Denk aan hazenlip, hart problemen en diabetes
- Mitochondriale aandoeningen zijn een klein aandeel van de aandoeningen en ontstaan
door wijzigingen in het MRNA
Chapter 2 Basic Cell Biology
From genes to proteins
Terwijl DNA gevormd en gerepliceerd wordt in de cel nucleolus vindt de eiwitsynthese plaats is
het cytoplasma. De informatie die in het DNA ligt moet naar het cytoplasma om te coderen voor
de eiwitten wat bestaat uit Transcriptie en Translatie. Het DNA wordt Getranscribeerd in mRNA
wat vervolgens de nucleolus verlaat om te vertalen voor eiwitten. Transcriptie en translatie
worden beide bemiddeld door RNA. Het verschil tussen DNA en RNA: RNA heeft ribose ipv
deoxyribose en uracil ipv thymine, ook is het enkelstrengs.
Transcriptie
Transcriptie is het proces waarbij een RNA volgorde wordt gemaakt naast een DNA-streng. Er
ontstaat mRNA. Om de productie te beginnen bindt een RNA-polymerase enzym aan een
promotor van het DNA. De polymerase trekt een DNA deel weg waardoor een enkele streng
overblijft. 1 van de strengen is nodig voor het mRNA. Elke streng kan dit zijn maar de
promotervolgorde bepaald dit omdat mRNA alleen in de 5’---3’ richting gemaakt kan worden. De
gekozen DNA streng noemen we ook wel de antisense streng. RNA polymerase wordt in de 3’
—5’richting gelezen maar in de 5’---3’richting gevormd.
Transcriptiefactoren zijn nodig voor de transcriptie van DNA naar mRNA. Algemene transcriptie
factoren worden gebruikt door alle genen. Specifieke transcriptiefactoren helpen bij het initiëren
van genen in specifieke cellen op specifieke punten. Transcriptie wordt ook geregeld door
enhancer en silencer sequenties die soms zelfs duizenden bases verderop liggen.
, Transcriptiefactoren bevatten DNA-binding motifs die ervoor zorgen dat ze kunnen interacteren
met specifieke DNA-sequenties. Gecondenseerde of open chromatideregios, euchromatin
genoemd, worden gekenmerkt bij histoon acetylation. Heterochromatine dat erg verkort en
gehypacetyleerd is, heeft de neiging om transcriptioneel inactief te zijn terwijl euchromatin, dat
geaccetyleerd is en minder gecondenseerd, de neiging heeft om transcriptioneel actief te zijn.
Transcriptie wordt ook geregeld door methylisering en de aanhechting van microRNA’s aan
mRNA. Deze factoren zijn allen voorbeeld van epigenetische modificatie.
Introns worden uit het mRNA verwijderd omdat ze geen nuttig DNA bevatten. Dit gebeurd
voordat de mature transcript de nucleus verlaat. Exonen blijven in het mRNA omdat ze coderen
voor specifieke eiwitten.
Individuele aminozuren die coderen voor eiwitten worden gecodeerd door units van 3 mRNA
bases, genaamd codon. Er zijn 64 mogelijke codons en maar 20 aminozuren. De genetische
code is dus ontaard.
De genetische codes zijn universeel, organismen gebruiken dezelfde. Een uitzondering is
mitochondria, zij hebben anders DNA en RNA.
Translatie
Translatie is het proces waarbij mRNA een template streng is voor de synthese van een
polypeptide. Zo kunnen aminozuren aanbinden. Omdat mRNA niet direct kan binden aan
aminozuren reageert het met tRNA. De cytoplasmische kant van eiwitsynthese is het ribosoom
wat bestaat uit enzymatische eiwitten en rRNA. De functie van rRNA is om te helpen met mRNA
en tRNA te binden aan het ribosoom. Deze sequenties die polypeptides vormen komen bijeen
bij ribosomen. Het tRNA en rRNA reageert met mRNA in het translatieproces.
Posttranslationele modificatie bestaat uit verschillende chemische veranderingen die in eiwitten
voorkomen kort nadat ze klaar zijn met translatie. Deze processen zijn vaak nodig voordat het
eiwit z’n functies kan uitvoeren
Een deel van het RNA wordt niet getransleerd in aminozuren maar kan alsnog belangrijke
invloed hebben. Zo heeft microRNA’s vermoedelijk een rol bij de vorming van kanker. Small
interfering RNA’s speelt vermoedelijk ook een rol bij kanker en wordt gebruikt bij gentherapie.
Ten slotte is er ook nog long noncodig RNA. Hoewel de functie onbekend is wordt er vermoed
dat het lncRNA een rol speelt bij de genregulatie.
Introns en exons
De intron-exonstructuur maakt een belangrijk verschil tussen eukaryoten en prokaryoten.
Introns vormen het grootste deel van eukaryote genen. De enzymen die de splicing uitvoeren
noemen we de consensus sequences. De vraag blijft of introns een functie hebben omdat ze in
zo’n grote mate aanwezig zijn. Men vermoedt dat ze het schudden van genen aanmoedigen
wanneer homologe chromosomen genen uitwisselen tijdens meiose. Ook wordt er gesproken
over dat ze ingeschakeld worden om de tijd die nodig is voor DNA replicatie en transcriptie te
beinvloeden.
Types DNA
Er bestaan verschillende soorten DNA. De eerste en ook de meeste belangrijke is single-copy
DNA. Single-copy DNA neemt de helft van het genoom voor zn rekening inclusief de
eiwitcoderende genen. De andere helft van het gen bestaat uit repetitief DNA. Stukjes die keer
achter keer herhaald worden. Dit DNA kan onderverdeeld worden in 2 groepen: (1): Verspreid
Medical genetics, Jorthe, 6th Ed.
Chapter 1 Background and history
What is medical genetics?
Medische genetica omvat elke toepassing van genetica voor medische doeleinden. Het omvat
dus ook erfelijke ziektes in families, ziektelocaties in chromosomen, aandoeningen waardoor
ziektes ontstaan en de diagnose en behandeling. Door snelle progressie en onderzoek is het nu
mogelijk voor duizenden condities.
Redenen waarom zorgwerkers medische genetica moeten begrijpen en kennen:
Ten eerste vormen genetische ziektes een groot doel van ziekte en aandoeningen in
volwassenen. Ook is genetica de basis om het biologische leven te begrijpen waardoor je
zieketeprocessen ook beter leert begrijpen. In sommige gevallen kan het zelfs tot preventie of
behandeling leiden.
Types of Genetic Diseases
- Chromosoom aandoeningen waarbij complete chromosomen (deels) missen,
gedupliceerd zijn of op een andere manier zijn gewijzigd. Denk aan Down en Turner
- Single-cel-disorders waarbij een enkel gen is gewijzigd. Denk aan taaislijmziekte,
sikkelcelziekte en hemofilie
- Multicactorial disorders wat het gevolg is van een combinatie van genetische fouten en
omgeving. Denk aan hazenlip, hart problemen en diabetes
- Mitochondriale aandoeningen zijn een klein aandeel van de aandoeningen en ontstaan
door wijzigingen in het MRNA
Chapter 2 Basic Cell Biology
From genes to proteins
Terwijl DNA gevormd en gerepliceerd wordt in de cel nucleolus vindt de eiwitsynthese plaats is
het cytoplasma. De informatie die in het DNA ligt moet naar het cytoplasma om te coderen voor
de eiwitten wat bestaat uit Transcriptie en Translatie. Het DNA wordt Getranscribeerd in mRNA
wat vervolgens de nucleolus verlaat om te vertalen voor eiwitten. Transcriptie en translatie
worden beide bemiddeld door RNA. Het verschil tussen DNA en RNA: RNA heeft ribose ipv
deoxyribose en uracil ipv thymine, ook is het enkelstrengs.
Transcriptie
Transcriptie is het proces waarbij een RNA volgorde wordt gemaakt naast een DNA-streng. Er
ontstaat mRNA. Om de productie te beginnen bindt een RNA-polymerase enzym aan een
promotor van het DNA. De polymerase trekt een DNA deel weg waardoor een enkele streng
overblijft. 1 van de strengen is nodig voor het mRNA. Elke streng kan dit zijn maar de
promotervolgorde bepaald dit omdat mRNA alleen in de 5’---3’ richting gemaakt kan worden. De
gekozen DNA streng noemen we ook wel de antisense streng. RNA polymerase wordt in de 3’
—5’richting gelezen maar in de 5’---3’richting gevormd.
Transcriptiefactoren zijn nodig voor de transcriptie van DNA naar mRNA. Algemene transcriptie
factoren worden gebruikt door alle genen. Specifieke transcriptiefactoren helpen bij het initiëren
van genen in specifieke cellen op specifieke punten. Transcriptie wordt ook geregeld door
enhancer en silencer sequenties die soms zelfs duizenden bases verderop liggen.
, Transcriptiefactoren bevatten DNA-binding motifs die ervoor zorgen dat ze kunnen interacteren
met specifieke DNA-sequenties. Gecondenseerde of open chromatideregios, euchromatin
genoemd, worden gekenmerkt bij histoon acetylation. Heterochromatine dat erg verkort en
gehypacetyleerd is, heeft de neiging om transcriptioneel inactief te zijn terwijl euchromatin, dat
geaccetyleerd is en minder gecondenseerd, de neiging heeft om transcriptioneel actief te zijn.
Transcriptie wordt ook geregeld door methylisering en de aanhechting van microRNA’s aan
mRNA. Deze factoren zijn allen voorbeeld van epigenetische modificatie.
Introns worden uit het mRNA verwijderd omdat ze geen nuttig DNA bevatten. Dit gebeurd
voordat de mature transcript de nucleus verlaat. Exonen blijven in het mRNA omdat ze coderen
voor specifieke eiwitten.
Individuele aminozuren die coderen voor eiwitten worden gecodeerd door units van 3 mRNA
bases, genaamd codon. Er zijn 64 mogelijke codons en maar 20 aminozuren. De genetische
code is dus ontaard.
De genetische codes zijn universeel, organismen gebruiken dezelfde. Een uitzondering is
mitochondria, zij hebben anders DNA en RNA.
Translatie
Translatie is het proces waarbij mRNA een template streng is voor de synthese van een
polypeptide. Zo kunnen aminozuren aanbinden. Omdat mRNA niet direct kan binden aan
aminozuren reageert het met tRNA. De cytoplasmische kant van eiwitsynthese is het ribosoom
wat bestaat uit enzymatische eiwitten en rRNA. De functie van rRNA is om te helpen met mRNA
en tRNA te binden aan het ribosoom. Deze sequenties die polypeptides vormen komen bijeen
bij ribosomen. Het tRNA en rRNA reageert met mRNA in het translatieproces.
Posttranslationele modificatie bestaat uit verschillende chemische veranderingen die in eiwitten
voorkomen kort nadat ze klaar zijn met translatie. Deze processen zijn vaak nodig voordat het
eiwit z’n functies kan uitvoeren
Een deel van het RNA wordt niet getransleerd in aminozuren maar kan alsnog belangrijke
invloed hebben. Zo heeft microRNA’s vermoedelijk een rol bij de vorming van kanker. Small
interfering RNA’s speelt vermoedelijk ook een rol bij kanker en wordt gebruikt bij gentherapie.
Ten slotte is er ook nog long noncodig RNA. Hoewel de functie onbekend is wordt er vermoed
dat het lncRNA een rol speelt bij de genregulatie.
Introns en exons
De intron-exonstructuur maakt een belangrijk verschil tussen eukaryoten en prokaryoten.
Introns vormen het grootste deel van eukaryote genen. De enzymen die de splicing uitvoeren
noemen we de consensus sequences. De vraag blijft of introns een functie hebben omdat ze in
zo’n grote mate aanwezig zijn. Men vermoedt dat ze het schudden van genen aanmoedigen
wanneer homologe chromosomen genen uitwisselen tijdens meiose. Ook wordt er gesproken
over dat ze ingeschakeld worden om de tijd die nodig is voor DNA replicatie en transcriptie te
beinvloeden.
Types DNA
Er bestaan verschillende soorten DNA. De eerste en ook de meeste belangrijke is single-copy
DNA. Single-copy DNA neemt de helft van het genoom voor zn rekening inclusief de
eiwitcoderende genen. De andere helft van het gen bestaat uit repetitief DNA. Stukjes die keer
achter keer herhaald worden. Dit DNA kan onderverdeeld worden in 2 groepen: (1): Verspreid
