Genomica Werkcollege 1 & 2 – Meiose, Mendel, genetica en aandoeningen
Vraag 1A : Hiernaast zie je een cel die zich in meiose bevindt. Vul de labels in.
Gebruik daarvoor de volgende termen: non-zuster chromatiden; kinetochoor;
chiasma; centromeer; homologe chromosomen; gen loci; gedupliceerd
chromosoom; zusterchromatide cohesie; zusterchromatiden.
Antwoord:
1. Kinetochoor
2. Non-zusterchromatiden
3. Gen loci
4. Gedupliceerd chromosoom
5. Homologe chromosomen
6. Zusterchromatiden
7. Zusterchromatidencohesie
8. Centromeer
9. Chiasma
Vraag 1B : In welke fase van meiose I of meiose II bevindt de cel zich en waaraan kun je dat zien?
Antwoord: Metafase I, er zijn homologe chromosomen aanwezig die op de metafase-plaat liggen en er treedt cross-over op.
Vraag 1C : Welke van de volgende beweringen zijn juist?
• Alle rode en blauwe chromosomen samen zijn een diploïde set
• Alle blauwe chromosomen zijn een diploïde set
• De chromosomen van één kleur vormen een haploïde set
• De chromosomen van één kleur vormen een diploïde set
• De rode chromosomen zijn een haploïde set
• De rode chromosomen zijn homologe partners van de blauwe chromosomen
• De cel is tetraploïd (4n) in deze fase
• Op basis van deze afbeelding kun je niet zeggen of de cel diploïd of haploïd is
Antwoord:
• Alle rode en blauwe chromosomen samen zijn een diploïde set
• De chromosomen van één kleur vormen een haploïde set
• De rode chromosomen zijn een haploïde set
• De rode chromosomen zijn homologe partners van de blauwe chromosomen
Vraag 2 : Kies voor de volgende stellingen de juiste fase van meiose I of meiose II.
a. Homologe chromosomen liggen op een rij in het midden van de spoelfiguur
Antwoord: Metafase I
b. De cohesines rond de centromeren van de zusterchromatiden breken af
Antwoord: Anafase II
c. Haploïde cellen worden gevormd, die verbonden zusterchromatiden bevatten
Antwoord: Telofase I
Vraag 3 : Als de DNA-inhoud van een primaire, diploïde oocyte van een Chinese goudhamster kan worden uitgedrukt in X in de G1 fase van
de celcyclus, en in 2X in metafase I, hoe kunnen we dan uitdrukken wat de hoeveelheid DNA in diezelfde cel is in metafase II?
Antwoord: De eerste meiotische deling reduceert van 2X naar X.
1
,Vraag 4A : In de figuur is een karyogram te zien van een mens.
a. Is deze karyogram mannelijk of vrouwelijk?
Antwoord: Mannelijk, er is zowel een X als een Y-chromosoom te zien op de karyogram.
b. Hoeveel chromosomen zie je?
Antwoord: 46 chromosomen.
c. Hoeveel verschillende chromosomen zie je?
Antwoord: 24 verschillende chromosomen.
d. Op welk van de afbeeldingen zie je precies 1 chromosoom?
Antwoord: B en C. Bij A is er geen verbinding tussen centromeerregio’s, dus het gaat hier om twee losse en waarschijnlijk homologe
chromosomen.
Vraag 4B : Een patiënt is heterozygoot voor een mutatie in een gen op chromosoom 1.
e. Hoeveel chromsomen 1 hebben cellen in de G2-fase?
Antwoord: Elke cel heeft 2 maal chromosoom 1.
f. Hoeveel kopieën van het gezonde gen hebben cellen van de patiënt tijdens de G2-fase?
Antwoord: Cellen hebben ieder 2 kopieën van het gezonde gen.
g. Hoeveel kopieën van het gemuteerde gen hebben de cellen van de patiënt in profase II?
Antwoord: 2 of 0 kopieën, of 1 als er crossing-over heeft plaatsgevonden.
Vraag 4C : Een vrouwelijke patiënt is homozygoot voor een mutatie in een X-chromosomaal gen.
h. Hoeveel X-chromsomen hebben de cellen van de patiënt in profase I?
Antwoord: Iedere cel heeft 2 maal het X-chromosoom.
i. En na het voltooien van meiose I?
Antwoord: Dan heeft iedere cel slechts 1 maal het X-chromosoom.
j. Hoeveel kopieën van het gemuteerde gen hebben de cellen aan het einde van meiose II?
Antwoord: Iedere cel heeft 1 maal het gemuteerde gen.
k. En aan het einde van de S-fase?
Antwoord: Iedere cel heeft dan 4 maal het gemuteerde gen.
l. Hoeveel ‘n’ (n, 2n of 4n) zijn cellen in de G2-fase?
Antwoord: Cellen zijn in de G2-fase 2n.
Vraag 5 : Er is onderzoek gedaan naar de verdeling van bloedgroepen onder de inwoners van Zürich. Per 10.000
inwoners komen ze op de volgende getallen in de tabel. Wat is de allelfrequentie van O in de populatie?
Antwoord: Frequentie O = (3618 + 804 + 4489 ∙ 2) / (2 ∙10.000) = 0.67.
2
, In een plantenpopulatie komt een ziekte voor waardoor de plant die hieraan leidt, te weinig chlorofyl aanmaakt en de bladeren gelig worden.
Deze ziekte wordt veroorzaakt door een autosomaal recessief allel “r”, Dragers van dit recessieve allel ontwikkelen groene bladere met gele
vlekken.
Vraag 6 : Van de plantenpopulatie zijn de volgende gegevens beschikbaar. Vul de tabel verder aan.
Antwoord:
• Allelfrequentie R = (0.375 + 2 ∙ 0.0625) / 2 = 0.25
• Allelfrequentie r = (0.375 + 2 ∙ 0.5625) / 2 = 0.75
De ziekte phenylketonurie (PKU) wordt veroorzaakt door een recessief allel. Mensen die aan deze ziekte leiden zijn niet in staat het aminozuur
phenylalanine te synthetiseren. In Nederland is de frequentie van PKU-patiënten ongeveer 1: 40.000.
Vraag 7A : Wat is de allelfrequentie van het schadelijke allel? Ga ervan uit dat de populatie in Hardy-Weinberg evenwicht verkeert.
Antwoord: Genotype frequentie van homozygoot recessief = q2= 1/40.000 = 0.000025
→ Allelfrequentie van het recessieve allel = q = √(0.000025) = 0.005.
Vraag 7B : Welk deel van de bevolking is drager van het schadelijke allel (heterozygoot)?
Antwoord: Allelfrequentie van het dominante allel = p = 1 – q = 1 – 0.005 = 0.995 → Genotype frequentie van heterozygoot = 2pq = 2 ∙ 0,995 ∙
0,005 = 0,00995 → Dat wil zeggen dat ±1% van de Nederlandse bevolking drager is van het recessieve allel.
Een recessieve mutatie in een X-chromosomaal gen in de mens leidt tot hemofilie. Deze aandoening wordt gekenmerkt door een langdurige
toename in de tijd die nodig is voor bloedstolling. Een stel met een normaal fenotype krijgt twee niet-aangedane dochters en een zoon met
hemofilie.
Vraag 8A : Wat is kans dat beide dochters heterozygote dragers zijn van hemofilie?
Antwoord:
• Vader is niet ziek → XHY-; Moeder is drager → XHXh
• Vader geeft altijd XH door bij dochter ; Moeder geeft 50% van de gevallen Xh door.
• Twee heterozygote dochters → 50% ∙ 50% = 25%
Vraag 8B : Als een van de dochters met een normale (=niet-aangedane) man een zoon voortbrengt, wat is dan de kans dat deze zoon
hemofilie zal vertonen?
Antwoord:
• Dochter is 50% van de gevallen drager XHXh
• Moeder geeft 50% van de gevallen Xh door
• Kans op zoon met hemofilie → 50% ∙ 50% = 25%
De ziekte van Huntington is een zeldzame en dodelijke ziekte die zich over het algemeen ontwikkeld in het vierde of vijfde decennia van het
leven. De ziekte wordt veroorzaakt door een enkel autosomaal dominant allel. Een man met een normaal fenotype in zijn twintiger jaren heeft
een zoon van twee jaar oud. Hij komt erachter dat zijn vader de ziekte van Huntington heeft ontwikkeld.
Vraag 9A : Wat is de kans dat de man zelf de ziekte zal ontwikkelen?
Antwoord: Vanwege de zeldzaamheid van de aandoening, nemen we aan dat de (groot)vader heterozygoot is voor het gen dat
verantwoordelijk is voor HD (Huntington Disease). Hij (vader van 2-jaar oude zoon) heeft 50% kans (½) dat hij het nadelige allel bezit.
Vraag 9B : Wat is de kans dat zijn jonge zoon uiteindelijk de ziekte zal ontwikkelen?
Antwoord: Hierbij wordt gelet op de kans dat de vader het heeft en de kans dat het kind het kan krijgen. Mocht deze vader van het 2-jarige
zoontje het HD allel hebben, dan heeft zijn 2-jaar oude zoon ook 50% kans (½) om dit allel te erven. Daarom heeft het kind op dit moment: ½ x
½ = ¼ (25%) kans om het HD allel te erven.
3
Vraag 1A : Hiernaast zie je een cel die zich in meiose bevindt. Vul de labels in.
Gebruik daarvoor de volgende termen: non-zuster chromatiden; kinetochoor;
chiasma; centromeer; homologe chromosomen; gen loci; gedupliceerd
chromosoom; zusterchromatide cohesie; zusterchromatiden.
Antwoord:
1. Kinetochoor
2. Non-zusterchromatiden
3. Gen loci
4. Gedupliceerd chromosoom
5. Homologe chromosomen
6. Zusterchromatiden
7. Zusterchromatidencohesie
8. Centromeer
9. Chiasma
Vraag 1B : In welke fase van meiose I of meiose II bevindt de cel zich en waaraan kun je dat zien?
Antwoord: Metafase I, er zijn homologe chromosomen aanwezig die op de metafase-plaat liggen en er treedt cross-over op.
Vraag 1C : Welke van de volgende beweringen zijn juist?
• Alle rode en blauwe chromosomen samen zijn een diploïde set
• Alle blauwe chromosomen zijn een diploïde set
• De chromosomen van één kleur vormen een haploïde set
• De chromosomen van één kleur vormen een diploïde set
• De rode chromosomen zijn een haploïde set
• De rode chromosomen zijn homologe partners van de blauwe chromosomen
• De cel is tetraploïd (4n) in deze fase
• Op basis van deze afbeelding kun je niet zeggen of de cel diploïd of haploïd is
Antwoord:
• Alle rode en blauwe chromosomen samen zijn een diploïde set
• De chromosomen van één kleur vormen een haploïde set
• De rode chromosomen zijn een haploïde set
• De rode chromosomen zijn homologe partners van de blauwe chromosomen
Vraag 2 : Kies voor de volgende stellingen de juiste fase van meiose I of meiose II.
a. Homologe chromosomen liggen op een rij in het midden van de spoelfiguur
Antwoord: Metafase I
b. De cohesines rond de centromeren van de zusterchromatiden breken af
Antwoord: Anafase II
c. Haploïde cellen worden gevormd, die verbonden zusterchromatiden bevatten
Antwoord: Telofase I
Vraag 3 : Als de DNA-inhoud van een primaire, diploïde oocyte van een Chinese goudhamster kan worden uitgedrukt in X in de G1 fase van
de celcyclus, en in 2X in metafase I, hoe kunnen we dan uitdrukken wat de hoeveelheid DNA in diezelfde cel is in metafase II?
Antwoord: De eerste meiotische deling reduceert van 2X naar X.
1
,Vraag 4A : In de figuur is een karyogram te zien van een mens.
a. Is deze karyogram mannelijk of vrouwelijk?
Antwoord: Mannelijk, er is zowel een X als een Y-chromosoom te zien op de karyogram.
b. Hoeveel chromosomen zie je?
Antwoord: 46 chromosomen.
c. Hoeveel verschillende chromosomen zie je?
Antwoord: 24 verschillende chromosomen.
d. Op welk van de afbeeldingen zie je precies 1 chromosoom?
Antwoord: B en C. Bij A is er geen verbinding tussen centromeerregio’s, dus het gaat hier om twee losse en waarschijnlijk homologe
chromosomen.
Vraag 4B : Een patiënt is heterozygoot voor een mutatie in een gen op chromosoom 1.
e. Hoeveel chromsomen 1 hebben cellen in de G2-fase?
Antwoord: Elke cel heeft 2 maal chromosoom 1.
f. Hoeveel kopieën van het gezonde gen hebben cellen van de patiënt tijdens de G2-fase?
Antwoord: Cellen hebben ieder 2 kopieën van het gezonde gen.
g. Hoeveel kopieën van het gemuteerde gen hebben de cellen van de patiënt in profase II?
Antwoord: 2 of 0 kopieën, of 1 als er crossing-over heeft plaatsgevonden.
Vraag 4C : Een vrouwelijke patiënt is homozygoot voor een mutatie in een X-chromosomaal gen.
h. Hoeveel X-chromsomen hebben de cellen van de patiënt in profase I?
Antwoord: Iedere cel heeft 2 maal het X-chromosoom.
i. En na het voltooien van meiose I?
Antwoord: Dan heeft iedere cel slechts 1 maal het X-chromosoom.
j. Hoeveel kopieën van het gemuteerde gen hebben de cellen aan het einde van meiose II?
Antwoord: Iedere cel heeft 1 maal het gemuteerde gen.
k. En aan het einde van de S-fase?
Antwoord: Iedere cel heeft dan 4 maal het gemuteerde gen.
l. Hoeveel ‘n’ (n, 2n of 4n) zijn cellen in de G2-fase?
Antwoord: Cellen zijn in de G2-fase 2n.
Vraag 5 : Er is onderzoek gedaan naar de verdeling van bloedgroepen onder de inwoners van Zürich. Per 10.000
inwoners komen ze op de volgende getallen in de tabel. Wat is de allelfrequentie van O in de populatie?
Antwoord: Frequentie O = (3618 + 804 + 4489 ∙ 2) / (2 ∙10.000) = 0.67.
2
, In een plantenpopulatie komt een ziekte voor waardoor de plant die hieraan leidt, te weinig chlorofyl aanmaakt en de bladeren gelig worden.
Deze ziekte wordt veroorzaakt door een autosomaal recessief allel “r”, Dragers van dit recessieve allel ontwikkelen groene bladere met gele
vlekken.
Vraag 6 : Van de plantenpopulatie zijn de volgende gegevens beschikbaar. Vul de tabel verder aan.
Antwoord:
• Allelfrequentie R = (0.375 + 2 ∙ 0.0625) / 2 = 0.25
• Allelfrequentie r = (0.375 + 2 ∙ 0.5625) / 2 = 0.75
De ziekte phenylketonurie (PKU) wordt veroorzaakt door een recessief allel. Mensen die aan deze ziekte leiden zijn niet in staat het aminozuur
phenylalanine te synthetiseren. In Nederland is de frequentie van PKU-patiënten ongeveer 1: 40.000.
Vraag 7A : Wat is de allelfrequentie van het schadelijke allel? Ga ervan uit dat de populatie in Hardy-Weinberg evenwicht verkeert.
Antwoord: Genotype frequentie van homozygoot recessief = q2= 1/40.000 = 0.000025
→ Allelfrequentie van het recessieve allel = q = √(0.000025) = 0.005.
Vraag 7B : Welk deel van de bevolking is drager van het schadelijke allel (heterozygoot)?
Antwoord: Allelfrequentie van het dominante allel = p = 1 – q = 1 – 0.005 = 0.995 → Genotype frequentie van heterozygoot = 2pq = 2 ∙ 0,995 ∙
0,005 = 0,00995 → Dat wil zeggen dat ±1% van de Nederlandse bevolking drager is van het recessieve allel.
Een recessieve mutatie in een X-chromosomaal gen in de mens leidt tot hemofilie. Deze aandoening wordt gekenmerkt door een langdurige
toename in de tijd die nodig is voor bloedstolling. Een stel met een normaal fenotype krijgt twee niet-aangedane dochters en een zoon met
hemofilie.
Vraag 8A : Wat is kans dat beide dochters heterozygote dragers zijn van hemofilie?
Antwoord:
• Vader is niet ziek → XHY-; Moeder is drager → XHXh
• Vader geeft altijd XH door bij dochter ; Moeder geeft 50% van de gevallen Xh door.
• Twee heterozygote dochters → 50% ∙ 50% = 25%
Vraag 8B : Als een van de dochters met een normale (=niet-aangedane) man een zoon voortbrengt, wat is dan de kans dat deze zoon
hemofilie zal vertonen?
Antwoord:
• Dochter is 50% van de gevallen drager XHXh
• Moeder geeft 50% van de gevallen Xh door
• Kans op zoon met hemofilie → 50% ∙ 50% = 25%
De ziekte van Huntington is een zeldzame en dodelijke ziekte die zich over het algemeen ontwikkeld in het vierde of vijfde decennia van het
leven. De ziekte wordt veroorzaakt door een enkel autosomaal dominant allel. Een man met een normaal fenotype in zijn twintiger jaren heeft
een zoon van twee jaar oud. Hij komt erachter dat zijn vader de ziekte van Huntington heeft ontwikkeld.
Vraag 9A : Wat is de kans dat de man zelf de ziekte zal ontwikkelen?
Antwoord: Vanwege de zeldzaamheid van de aandoening, nemen we aan dat de (groot)vader heterozygoot is voor het gen dat
verantwoordelijk is voor HD (Huntington Disease). Hij (vader van 2-jaar oude zoon) heeft 50% kans (½) dat hij het nadelige allel bezit.
Vraag 9B : Wat is de kans dat zijn jonge zoon uiteindelijk de ziekte zal ontwikkelen?
Antwoord: Hierbij wordt gelet op de kans dat de vader het heeft en de kans dat het kind het kan krijgen. Mocht deze vader van het 2-jarige
zoontje het HD allel hebben, dan heeft zijn 2-jaar oude zoon ook 50% kans (½) om dit allel te erven. Daarom heeft het kind op dit moment: ½ x
½ = ¼ (25%) kans om het HD allel te erven.
3
