Hoofdstuk 5 Erfelijkheid
Fenotype: je verzameling eigenschappen
- De eigenschappen die ons tot mensen maken, hebben hun basis in het DNA in de chromosomen.
Dat betekent niet dat iedereen dezelfde eigenschappen heeft. Niet alleen je DNA bepaalt hoe je
eruitziet, ook het milieu en de leefstijl spelen een rol. Jouw combinatie van eigenschappen vormt
een uniek wezen.
- Al je eigenschappen, de waarneembare en de eigenschappen die te maken hebben met het
functioneren van je lichaam, vormen samen je fenotype. De handleiding voor het vormen van die
eigenschappen bevindt zich in de genen in je DNA -> die vormen samen je genotype. Genen zijn
stukjes DNA met de code voor een eiwit. Al het DNA in je celkern en in je mitochondriën vormt
samen jouw genoom, dat bestaat uit nucleotiden -> A, T, C en G. Bij sommige eigenschappen
bepaalt uitsluitend het genotype de eigenschap, zoals bij je bloedgroep. Op andere
eigenschappen hebben ook het milieu of de leefstijl invloed.
- Cholesterol komt op twee manieren in je bloed. In je lever zijn genen actief waardoor je lever de
cholesterol maakt die je nodig hebt voor onder andere de opbouw van cellen en hormonen. Via
voedsel met verzadigde vetten komt er extra cholesterol in je bloed. Het bloed vervoert al de
hydrofobe cholesterol verpakt in blaasjes. Voor het opnemen van die blaasjes gebruiken de cellen
speciale receptoren. Het cholesterolgehalte van je bloed is een complexe zaak, de lever maakt
cholesterol, maar breekt die ook af. Dat vraagt om actie van veel genen.
Variatie in genotype
- Je genoom ligt vooral vast in de 23 paar chromosomen van je lichaamscellen. Het DNA in je
chromosomen bevat bijvoorbeeld genen voor bloedeiwitten en enzymen. Ieder mens heeft een
uniek genoom, al heeft het ook grote overeenkomsten met dat van andere mensen.
- Mutaties door bepaalde stoffen, straling en zelfs de eigen lichaamswarmte leiden tot
veranderingen in het DNA en tot variatie in genotypen. Dergelijke varianten van een gen heten
allelen. Een aantal door mutaties veranderde allelen leidt tot receptoren die vrijwel normaal
werken; die mutaties zijn niet schadelijk. Maar er zijn ook mutaties van allelen die wel schadelijk
zijn.
- Chromosomenpaar 19 bevat ook andere genen. Van elk gen komen allelen voor. De combinatie
van de allelen samen op één chromosoom -> haplotype. Gezien de variatie aan allelen bestaat
van ieder chromosoom een groot aantal haplotypen.
- Bij de bevruchting heb je zowel van je vader als van je moeder een complete set van 23
chromosomen gekregen. Daardoor hebben je cellen alle chromosomen in paren, met op elk
chromosoom van een paar een eigen combinatie aan allelen -> een eigen haplotype.
Chromosomenportret
- Kernen van normale menselijke cellen bevatten 23 paar chromosomen. Die zijn, op het X- en Y-
chromosoom bij een man na, twee aan twee gelijk van vorm en grootte en vormen paren
homologe chromosomen. Onderling verschillen alle paren in grootte en de plaats van het
centromeer, de plaats waar de twee chromatiden tijdens de celdeling het langst aan elkaar
vastzitten. Die plaats varieert van in het midden tot bijna aan het uiteinde van het chromosoom.
, - Door kleurstoffen toe te voegen aan chromosomen ontstaat een uniek bandenpatroon voor ieder
paar. Dat maakt identificatie eenvoudiger. Vaak gebruiken analisten voor hun onderzoek foto's
van chromosomen uit de metafase van de mitose. In de metafase zijn de chromosomen
verdubbeld. De analist bepaalt het karyotype door de chromosomen bijeen te plaatsen in een
karyogram -> chromosomenportret. Het langste chromosomenpaar komt vooraan ->
chromosomenpaar 1. Daarna volgen de chromosomenparen 2 tot en met 22. De eerste 22 paren
zijn de autosomen. Het 23e paar is anders, dat zijn de geslachtschromosomen. Dat zijn bij
jongens een groot X- en een klein Y-chromosoom; bij meisjes zijn het twee grote X-chromosomen.
- Eén van die genen is het SRY-gen, dat al vroeg in het embryo de ontwikkeling van de
geslachtsorganen in mannelijke richting stuurt. Bij meisjes ontbreekt het SRY-gen en ontwikkelen
de geslachtsorganen zich tot vagina, baarmoeder en eierstokken. In een formule is het karyotype
van een man 46-XY en van een vrouw 46-XX
Mutaties
- Om genen in kaart te brengen gebruiken onderzoekers chemische technieken. Genen liggen
onregelmatig verspreid over de chromosomen.
- Bij FH-patiënten is op chromosomenpaar 19 meestal bij een van beide allelen een aantal basen
weggevallen in het LDLR-gen. Daardoor kunnen hun cellen onvoldoende werkzame receptoren
maken. Dergelijke mutaties zijn niet te zien in een karyogram.
Genoommutaties
- In een karyogram constateren onderzoekers soms
monosomie of trisomie. Er is dan een chromosoom te
weinig of te veel -> genoommutatie.
- De afwijking is ontstaan door een fout tijdens de meiose en
geeft aanleiding tot ernstige afwijkingen of niet-levens-
vatbare embryo's. Tijdens de meiose zijn de homologe
chromosomen van een chromosomenpaar (bij meiose l) of
de chromatiden (bij meiose 2) niet uiteengegaan -> non-
disjunctie. Daardoor kregen de geslachtscellen te veel of te
weinig chromosomen. Na een bevruchting ontwikkelt het
embryo zich meestal niet. Een aantal vormen van mono- en
trisomie blijkt wel levensvatbaar te zijn.
- Meisjes met het syndroom van Turner hebben maar één X-
chromosoom. Ze zijn vaak klein en hebben een
hartafwijking. De Engelse arts Down beschreef in 1866 voor
het eerst trisomie 21, een voorbeeld van trisomie door een extra chromosoom 21. Kinderen met
downsyndroom ontwikkelen zich langzamer en hebben een kortere levensverwachting.
Chromosoommutaties
- Soms hebben kinderen aangeboren afwijkingen aan hart of longen of wijkt de plaats van oren en
ogen af. Analyse van hun karyogram toont vaak een chromosoommutatie -> een verandering in
het erfelijk materiaal, waarbij delen van twee niet-homologe chromosomen zijn uitgewisseld of
doordat een chromosoomdeel is verplaatst naar een ander chromosoom -> translocatie.
Fenotype: je verzameling eigenschappen
- De eigenschappen die ons tot mensen maken, hebben hun basis in het DNA in de chromosomen.
Dat betekent niet dat iedereen dezelfde eigenschappen heeft. Niet alleen je DNA bepaalt hoe je
eruitziet, ook het milieu en de leefstijl spelen een rol. Jouw combinatie van eigenschappen vormt
een uniek wezen.
- Al je eigenschappen, de waarneembare en de eigenschappen die te maken hebben met het
functioneren van je lichaam, vormen samen je fenotype. De handleiding voor het vormen van die
eigenschappen bevindt zich in de genen in je DNA -> die vormen samen je genotype. Genen zijn
stukjes DNA met de code voor een eiwit. Al het DNA in je celkern en in je mitochondriën vormt
samen jouw genoom, dat bestaat uit nucleotiden -> A, T, C en G. Bij sommige eigenschappen
bepaalt uitsluitend het genotype de eigenschap, zoals bij je bloedgroep. Op andere
eigenschappen hebben ook het milieu of de leefstijl invloed.
- Cholesterol komt op twee manieren in je bloed. In je lever zijn genen actief waardoor je lever de
cholesterol maakt die je nodig hebt voor onder andere de opbouw van cellen en hormonen. Via
voedsel met verzadigde vetten komt er extra cholesterol in je bloed. Het bloed vervoert al de
hydrofobe cholesterol verpakt in blaasjes. Voor het opnemen van die blaasjes gebruiken de cellen
speciale receptoren. Het cholesterolgehalte van je bloed is een complexe zaak, de lever maakt
cholesterol, maar breekt die ook af. Dat vraagt om actie van veel genen.
Variatie in genotype
- Je genoom ligt vooral vast in de 23 paar chromosomen van je lichaamscellen. Het DNA in je
chromosomen bevat bijvoorbeeld genen voor bloedeiwitten en enzymen. Ieder mens heeft een
uniek genoom, al heeft het ook grote overeenkomsten met dat van andere mensen.
- Mutaties door bepaalde stoffen, straling en zelfs de eigen lichaamswarmte leiden tot
veranderingen in het DNA en tot variatie in genotypen. Dergelijke varianten van een gen heten
allelen. Een aantal door mutaties veranderde allelen leidt tot receptoren die vrijwel normaal
werken; die mutaties zijn niet schadelijk. Maar er zijn ook mutaties van allelen die wel schadelijk
zijn.
- Chromosomenpaar 19 bevat ook andere genen. Van elk gen komen allelen voor. De combinatie
van de allelen samen op één chromosoom -> haplotype. Gezien de variatie aan allelen bestaat
van ieder chromosoom een groot aantal haplotypen.
- Bij de bevruchting heb je zowel van je vader als van je moeder een complete set van 23
chromosomen gekregen. Daardoor hebben je cellen alle chromosomen in paren, met op elk
chromosoom van een paar een eigen combinatie aan allelen -> een eigen haplotype.
Chromosomenportret
- Kernen van normale menselijke cellen bevatten 23 paar chromosomen. Die zijn, op het X- en Y-
chromosoom bij een man na, twee aan twee gelijk van vorm en grootte en vormen paren
homologe chromosomen. Onderling verschillen alle paren in grootte en de plaats van het
centromeer, de plaats waar de twee chromatiden tijdens de celdeling het langst aan elkaar
vastzitten. Die plaats varieert van in het midden tot bijna aan het uiteinde van het chromosoom.
, - Door kleurstoffen toe te voegen aan chromosomen ontstaat een uniek bandenpatroon voor ieder
paar. Dat maakt identificatie eenvoudiger. Vaak gebruiken analisten voor hun onderzoek foto's
van chromosomen uit de metafase van de mitose. In de metafase zijn de chromosomen
verdubbeld. De analist bepaalt het karyotype door de chromosomen bijeen te plaatsen in een
karyogram -> chromosomenportret. Het langste chromosomenpaar komt vooraan ->
chromosomenpaar 1. Daarna volgen de chromosomenparen 2 tot en met 22. De eerste 22 paren
zijn de autosomen. Het 23e paar is anders, dat zijn de geslachtschromosomen. Dat zijn bij
jongens een groot X- en een klein Y-chromosoom; bij meisjes zijn het twee grote X-chromosomen.
- Eén van die genen is het SRY-gen, dat al vroeg in het embryo de ontwikkeling van de
geslachtsorganen in mannelijke richting stuurt. Bij meisjes ontbreekt het SRY-gen en ontwikkelen
de geslachtsorganen zich tot vagina, baarmoeder en eierstokken. In een formule is het karyotype
van een man 46-XY en van een vrouw 46-XX
Mutaties
- Om genen in kaart te brengen gebruiken onderzoekers chemische technieken. Genen liggen
onregelmatig verspreid over de chromosomen.
- Bij FH-patiënten is op chromosomenpaar 19 meestal bij een van beide allelen een aantal basen
weggevallen in het LDLR-gen. Daardoor kunnen hun cellen onvoldoende werkzame receptoren
maken. Dergelijke mutaties zijn niet te zien in een karyogram.
Genoommutaties
- In een karyogram constateren onderzoekers soms
monosomie of trisomie. Er is dan een chromosoom te
weinig of te veel -> genoommutatie.
- De afwijking is ontstaan door een fout tijdens de meiose en
geeft aanleiding tot ernstige afwijkingen of niet-levens-
vatbare embryo's. Tijdens de meiose zijn de homologe
chromosomen van een chromosomenpaar (bij meiose l) of
de chromatiden (bij meiose 2) niet uiteengegaan -> non-
disjunctie. Daardoor kregen de geslachtscellen te veel of te
weinig chromosomen. Na een bevruchting ontwikkelt het
embryo zich meestal niet. Een aantal vormen van mono- en
trisomie blijkt wel levensvatbaar te zijn.
- Meisjes met het syndroom van Turner hebben maar één X-
chromosoom. Ze zijn vaak klein en hebben een
hartafwijking. De Engelse arts Down beschreef in 1866 voor
het eerst trisomie 21, een voorbeeld van trisomie door een extra chromosoom 21. Kinderen met
downsyndroom ontwikkelen zich langzamer en hebben een kortere levensverwachting.
Chromosoommutaties
- Soms hebben kinderen aangeboren afwijkingen aan hart of longen of wijkt de plaats van oren en
ogen af. Analyse van hun karyogram toont vaak een chromosoommutatie -> een verandering in
het erfelijk materiaal, waarbij delen van twee niet-homologe chromosomen zijn uitgewisseld of
doordat een chromosoomdeel is verplaatst naar een ander chromosoom -> translocatie.
