Download - Epigenetica presentate 22 11-2011
![Page 1: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/1.jpg)
MENS EN ERFELIJKHEID
Epigenetica
![Page 2: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/2.jpg)
Deel 1: structuur van de erfelijkheidscode
Begrippen die betrekking hebben op de erfelijkheid:
Cel
DNA
Chromosomen
Genen en hun functie
![Page 3: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/3.jpg)
Verschillende cellen
• Een mens bestaat uit ±100.000.000.000.000 cellen (100 biljoen)
• Er bestaan ca 220 verschillende soorten celtypes
Organen en weefsels zijn opgebouwd uit cellen. Cellen zijn daarmee de bouwstenen waaruit het organisme is gevormd
![Page 4: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/4.jpg)
Cel grootte
8 µmzoutkorrel
0,5mm
Gameet
0,2mm
X 500.000
![Page 5: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/5.jpg)
Een dierlijke cel; bouwsteen van het leven
0,007 (witte bloedcel) tot 0,2 mm
Organellen: structuren binnen de cel zelf omgeven met een membraan
![Page 6: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/6.jpg)
De DNA molecule
Base paren:
Adenine – Thymine
Cytosine - Guanine
desoxyribonucleïnezuur
![Page 7: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/7.jpg)
De DNA molecule
1 dna molecule kan wel 10 cm lang zijn
Iedere DNA streng bevat 50 tot 250 miljoen baseparen
![Page 8: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/8.jpg)
DNA en de code
Iedere DNA streng bevat 50 tot 250 miljoen letters
![Page 9: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/9.jpg)
DNA chromatine
Het DNA is gewikkeld rond eiwit complexen; op dat moment krijgt het de benaming: chromatine.
"beads-on-a-string" = kralen aan een snoer
![Page 10: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/10.jpg)
Chromatine
Tijdens de normale werking van de cel ligt het DNA uitgespreid in de kern als
lange draden.
kern
cel
![Page 11: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/11.jpg)
Chromatine
500.000 x vergroot
DNA dat opgerold is om histonen heet chromatine
![Page 12: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/12.jpg)
Van DNA tot chromosoom
2 nm
11 nm
30 nm
300 nm
850 nm
850 nm
Base paren per winding
Inkorting
10 1
80 6-7
1200 10
60.000 680
1.000.000
18 windingen/band10.000
50.000.000250.000.000
10.000
DNA dubbele helix
chromatine
Solenoïde: 6 ‘parels’ per
spiraal
Strik: 30 lussen
Rozet: 18 windingen
Chromosoom
Compacteren van het DNA
![Page 13: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/13.jpg)
De chromosomenkaart (karyogram)
De homologe chromosomen bij elkaar
gezet en gerangschikt naar grootte
Homologe chromosomen zijn gelijksoortige chromosomen: 1 van vader en 1 van moeder.
De 46 chromosomen van de mens
![Page 14: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/14.jpg)
De chromosomenkaart (karyogram)
centromeer
Chromosoom 1 4 14
p
q
![Page 15: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/15.jpg)
Homologe chromosomen
Van elk chromosoom vindt
men er 2 gelijkaardige, men
noemt ze homoloog.
De gelijksoortige zones
coderen voor dezelfde
eigenschap (dominant,
recessief, codominant, partieel
dominant)
![Page 16: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/16.jpg)
De chromosomen
Karper chromosomen
Het aantal chromosomen verschilt
van soort tot soort. Zo hebben
muggen slechts er slechts 6, een ajuin
16 en een karper 104
Mug chromosomen
Ajuin chromosomen
![Page 17: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/17.jpg)
Het gen: segment van de DNA-molekule
De verzameling van alle mogelijke genetische instructies wordt het genoom genoemd.
Een gen is een opeenvolging van letters
op het DNA die een specifieke informatiecode
betreft.
Iedere DNA-streng (chromosoom) bevat
verschillende genen.
De mens heeft ongeveer 25.000 genen,
waarbij het kleinste 500 letters, en het
grootste gen 2.500.000 DNA-letters telt.
![Page 18: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/18.jpg)
Het gen: segment van de DNA-molekule
Eén DNA streng bevat 50 tot 250 miljoen letters
Slechts 2% van het DNA bevat coderende informatie
start Gen: coderend gedeelte stop
![Page 19: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/19.jpg)
Aantal genen per chromosoom
![Page 20: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/20.jpg)
De functie van het gen
Er bestaan 2 typen van genen:
1. Eiwit coderende genen
2. Genen die niet-coderend
RNA aanmaken
ribonucleïnezuur
![Page 21: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/21.jpg)
Eiwitten!!!
De eiwitsynthese volgens de recepten van de erfelijkheidscode is de manier waarop de erfelijkheid haar invloed laat gelden in de ontwikkeling en het functioneren van het organisme
Myoglobine
![Page 22: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/22.jpg)
Eiwitten: omzetting in lichaamseigenschappen
Enkele voorbeelden: Detectie van geuren in onze neusslijmvliezen gebeurt door ca 1500 verschillende soorten
eiwitten; kleurreceptoren werken dankzij specifieke eiwitten
Structuureiwitten: collageen (lijmvormend eiwit) in het skelet, in kraakbeen en pezen
Transporteiwitten: bv hemoglobine zorgt voor het zuurstoftransport in het bloed; een groot aantal hormonen worden via de bloedbaan getransporteerd na binding aan een specifiek transporteiwit. (bv cortisol)
Communicatie-eiwitten: neuropeptiden verzorgen de communicatie tussen verschillende zenuwcellen
Beschermende eiwitten: antistoffen die door het afweersysteem gemobiliseerd worden
Regulerende eiwitten: komen tussen bij de celdeling, bepalen welke specifieke DNA segmenten op een bepaald moment tot expressie moeten komen in een cel
Enzymen: versneller van (bio)chemische processen die zich in levende organismen afspelen
Vrijwel alle hormonen werkzaam in het zenuw- en spijsverteringstelsel zijn eiwithormonen
![Page 23: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/23.jpg)
1.Eiwit coderende genen
Door de genen worden meer dan 90.000 eiwitten aangemaakt!!
Ze zijn opgebouwd uit niet meer dan 20 verschillende aminozuren (eenvoudige moleculen, gemakkelijk te verbinden tot lange ketens)
Hemoglobine
Hemoglobine is een eiwit verantwoordelijk voor het transport van zuurstof
![Page 24: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/24.jpg)
gen
Aanmaak van eiwitten
20 aminozuren
1-1
1-2
1-3
1-4
2-1
2-2
2-3
2-4
3-1
3-2
3-3
3-4
4-1
4-2
4-3
4-4
16 verschillende
aminozuren
1-1-1
1-1-2
1-1-3
1-1-4
1-2-1
1-2-2
…
…
…
…
4-4-1
4-4-2
4-4-3
4-4-4
64 verschillende
aminozuren
… 1- 4-2- 4-3-3-2-1-1-3- 4-1-3-1-2-4-4-1-1-2-1-2-3- 4- 4-2-3-1- 4-1… DNA streng
1 10
![Page 25: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/25.jpg)
1. Eiwit coderende genen
20 aminozuren
Aanmaak van eiwitten (proteïnen)
1 2 2 3 3 3 2 3 1 1 4
3 3 3 2 3 1
![Page 26: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/26.jpg)
1. Eiwit coderende genen
1…20
(rRNA)
eiwit
![Page 27: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/27.jpg)
2.Niet coderende RNA genen
Het was al een hele tijd geweten dat de genen die voor eiwitten coderen slechts een fractie (2%) uitmaken van de ganse DNA bibliotheek.
Maar wat de functie kon zijn van de rest bleef tot voor kort een raadsel. Thans weet men dat er binnen het zogenaamde junk-DNA heel wat nuttige informatie zit.
Er worden tevens RNA-afschriften gemaakt die nietvertaald worden tot eiwitten, maar die als actief RNA een bepalende invloed hebben op expressie van eiwit coderende genen
![Page 28: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/28.jpg)
RNA
De hoofdsoorten van niet coderend RNA zijn:
messanger RNA (mRNA: complementair afschrift van een gen voor de aanmaak van eiwitten
ribosomaal RNA (rRNA): wordt gebruikt voor de aanmaak van de ribosomen (de fabrieken die
eiwitten maken).
transfer RNA (tRNA): zijn de transportmoleculen, die de aminozuren aanvoeren die het
ribosoom nodig heeft om de eiwitten te kunnen maken.
-small nuclear RNA (snRNA): Het verwijderen van de introns, en het terug samenplakken van
de RNA-keten, gebeurt door spliceosomen. Zo'n spliceosoom is een
samenstelling van 5 snRNA moleculen en circa 145 verschillende
eiwitten.
-small nucleolar RNA (snoRNA): ontstaan uit introns en hebben verschillende functies in de
celkern, ze spelen o.a. een rol bij het bepalen van het eindpunt van
een intron.
-micro RNA (miRNA): hele korte stukken RNA (ongeveer 22 letters), die ook uit de introns
ontstaan, en die zich aan het messenger-RNA kunnen hechten om te
beletten dat dit verder verwerkt kan worden.
- siRNA vernietigd een actief mRNA
ribonucleïnezuur
Het is redelijk recent dat er diverse nieuwe soorten RNA ontdekt werden (Junk DNA)
![Page 29: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/29.jpg)
Deel 2: mitose, meiose
Het doorgeven van het erfelijk materiaal aan het nageslacht
![Page 30: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/30.jpg)
Iedere mens is opgebouwd uit +/- honderdduizend miljard cellen. (100.000.000.000.000)
Celdelingen in functie van ‘onderhoud’; vervanging van afgestorven cellen.
De meeste zenuwcellen, cellen van de skeletspieren delen zich na een zekere tijd niet meer.
Ook levercellen of cellen van het bot gaan pas tot deling over na beschadiging
Witte bloedcellen delen zich door de aanwezigheid van ziektekiemen
Huidcellen: 4 weken
Rode bloedcellen: 17 weken (2,4 miljoen/sec)
Mitose: nieuwe lichaamscellen
![Page 31: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/31.jpg)
De celdeling
Een cel kan niet zomaar in 2 gedeeld worden; heel wat voorbereidend werk gaat hieraan vooraf
![Page 32: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/32.jpg)
Replicatie van het DNA
Als de cel klaar is om zich te delen, dan trekt het enzymhelicase de sporten van de ladder uiteen. Dit enzym wordt gevolgd door het enzym polymerase, die over de opengetrokken sport trekt en een nieuwe corresponderende nucleotide aan de sporthelft koppelt, zodat er terug een volledige ladder ontstaat. Deze nieuwe, vrije nucleotiden worden constant aangemaakt in de celkern en zijn ten tijde van de deling voorradig.
Een gemiddeld menselijk chromosoom bestaat uit 150 miljoen sporten, die gekopieerd worden tegen 50 sporten per seconde.
De deling vindt dan ook op verschillende plaatsen van de ladder tegelijk plaats, zodat de volledige deling op minder dan 8 uur klaar is, anders zou dit 80 dagen duren
Iedere nieuw aangemaakte chromosoom bestaat dus altijd uit één helft van de gedeelde chromosoom, en een nieuw aangemaakte helft.
![Page 33: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/33.jpg)
Het chromosoom juist voor de celdeling
•Een (delings-)chromosoom bestaat uit twee delen, deze delen heten de chromatiden (1)
•De twee chromatiden zijn volledig identiek en worden bij elkaar gehouden door een gedeelte dat het centromeerwordt genoemd (2).
Spiralisering of condensering van het DNA
![Page 34: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/34.jpg)
De Mitose: celdeling
46
23 x 2
46 x 2
46
23 x 2
![Page 35: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/35.jpg)
De Mitose: celdeling
ANAFASE TELOFASE NIEUWE INTERFASE
INTERFASE EINDE INTERFASE PROFASE METAFASE
![Page 36: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/36.jpg)
Meiose: vorming van gameten
Meiose = reductiedeling De eicellen bij de vrouw en de zaadcellen bij de man bevatten slechts de helft
van de totale hoeveelheid erfelijk materiaal; vandaar reductiedeling
23 paar homologe chromosomen
kiemcel
-primaire spermatocyt
-primaire oöcyt
46
46x2
23
23
23x2
![Page 37: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/37.jpg)
Overerving van eigenschappen
meer dan 8 miljoen verschillende nakomelingen
![Page 38: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/38.jpg)
Overkruising
We kunnen echter nog moeilijk spreken van ‘paternale’ en ‘maternale’ chromosomen, omdat de homologe chromosomen in sterke mate genen gaan uitwisselen. Dit gebeurt zeer nauwkeurig, zodat enkel equivalente stukken DNA worden uitgewisseld. Het gevolg is dat zelfs één chromosoom in een gameet erfelijke informatie van de vader én de moeder meedraagt.
2 homologe
delingschromosomen
Meiose 1: opdeling van
de homologe
chromosomen
Meiose 2: opdeling van
de chromatiden van elk
chromosomen
2 homologe
chromosomen
![Page 39: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/39.jpg)
Meiose inclusief overkruising
Meiose = reductiedeling De eicellen bij de vrouw en de zaadcellen bij de man bevatten slechts de helft
van de totale hoeveelheid erfelijk materiaal; vandaar reductiedeling
3 paar homologe chromosomen
kiemcel
-primaire spermatocyt
-primaire oöcyt
![Page 40: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/40.jpg)
Overerving van eigenschappen
2 = 8,4 miljoen23
![Page 41: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/41.jpg)
Genexpressie: huidskleur
De huidskleur wordt bepaald door een groot aantal genen
Pigment (er zijn 15 genen gekend die melanine aanmaken, wellicht zijn het er meer)
Bepaalde genen zorgen voor de verpakking en transport ervan naar de verhoornde cellen van de opperhuid.
Dikte van de hoornlaag
Bloeddoorstroming van de huid
tweelingzusjes
Melanine: stof die zorgt voor de pigmentatie van de huid, het haar en iris in het oog
![Page 42: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/42.jpg)
ouder
Genexpressie: huidskleur
Stel dat er slechts 3 paar genen verantwoordelijk zouden zijn voor de huidskleur
En stel dat ‘ma’ en ‘pa’ een gelijke, neutrale huidskleur zouden hebben
![Page 43: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/43.jpg)
Deel 3: mutaties
Mutaties bij celdeling zijn onvermijdelijk; meestal blijft dit zonder gevolg, maar toch ….
![Page 44: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/44.jpg)
Mutaties mbt voortplanting
Mutaties die optreden in een gewone lichaamscel kunnen problemen opleveren voor het individu zelf.
Alleenmutaties in voortplantingscellen kunnen overgedragen worden op nakomelingen
![Page 45: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/45.jpg)
Mutaties
Er bestaan verschillend soorten:
Puntmutatie: als 1 of een paar basen verkeerd gekopieerd worden (missense-, nonsens, - of een stille mutatie)
Microdeleties en –inserties: hele stukken van het chromosoom vallen weg of worden toegevoegd.
Mutaties die de transcriptie of de processing van het mRNA verstoren
![Page 46: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/46.jpg)
Oorzaken mutaties: spontaan
Tijdens een celdeling worden in enkele uren 2 x 3=6 miljard letters gekopieerd. Men schat dat het bij het kopiëren zelf 1 op de 100.000 letters fout loopt.
Na alle controles zou dit nog 1 op het miljard belopen.
Omdat het gen slechts een fractie van het DNA uitmaakt is de kans 1 op 100.000 dat een gen hierbij getroffen wordt.
Een cel bevat 2 sets van ca 25.000 genen, dat betekent dat gemiddeld 1 van de 2 dochtercellen een nieuwe mutatie vertoont.
50.000 / 100.000 = ½ ( 1 kans op 2 dat een gen in een cel getroffen wordt
![Page 47: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/47.jpg)
Oorzaken mutaties: extern
1. Straling: x- of röntgenstralen, nucleaire of radioactieve stralen
Herkomst: kosmisch (heelal), radongas (bodem) of van menselijke origine (medisch, bouwmaterialen, enz)
2. Chemicaliën: natuurlijk (planten) of synthetisch
3. Virussen,
4. …
Iedere cel beschikt over de mogelijkheid om zichzelf te vernietigen in geval van extreme
mutatie; men noemt dit apoptose.
![Page 48: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/48.jpg)
Mutaties: geen gevolgen
Een niet-herstelde genmutatie zal geen enkel merkbaar effect hebben als:
a. Een stille mutatie, waardoor een onveranderd eiwit geproduceerd wordt;
b. de gemuteerde cel te midden van een overmaat aan niet-gemuteerde cellen ligt (als één cel in de pancreas geen werkzaam insuline meer maakt merk je niets zolang de overige cellen normaal insuline produceren);
c. in de betreffende cel het (gemuteerde) gen nooit tot expressie hoeft te komen;
d. het kopie-gen op het homologe chromosoom niet gemuteerd is en voor voldoende eiwit kan zorgen (hetgeen niet altijd het geval is !);
![Page 49: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/49.jpg)
Mutaties: positieve gevolgen
Gen dat codeert voor eiwit lactase Breekt melksuiker (lactose) af
Wordt normaal uitgezet na de zoogperiode
Streken met weinig zon (en met een lange traditie van melkveehouderij) is blijvende consumptie nodig (vitamine D)
Mutatie in dat gen het wordt niet uitgezet
Veel Afrikanen en Aziaten hebben problemen met de vertering van melk
Gen dat codeert voor een enzym dat de lever in staat stelt om alcohol af te breken Het zijn vooral de Europeanen geweest bij wie mutaties zorgden voor een verhoogde
enzymproductie
Mutatie van het CCR5 eiwit (CCR5 delta-32 gen )
Biedt resistentie tegen aids (builenpest, pokken?)
Sikkelcelanemie Biedt een relatieve resistentie tegen malaria (heterozygoot)
![Page 50: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/50.jpg)
Sikkelcelanemie
![Page 51: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/51.jpg)
Mutaties: negatieve gevolgen
Mutaties hebben dikwijls een slechte reputatie (terecht):1. Thalassemie (bloedarmoede) * . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . recessief
2. Syndroom van Ehlers-Danlos (bindweefselziekte) . . . . . . . . . . . . . recessief
3. Ziekte van Tay-Sachs (aftakeling centrale zenuwstelsel) . . . . . . . . . recessief
4. Mucoviscidose (taaislijmziekte) * . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . recessief
5. Hemofilie A(bloederziekte) * . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . recessief
6. Daltonisme (kleurenblindheid) * . . . . . . . . . . . . . . . . recessief/dominant (X/Y)
7. Spierdystrofie (spierverlamming) . . . . . . . . . . . . . . . . recessief/dominant
8. Achondroplasie (dwerggroei) *. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . dominant
9. Ziekt van Huntington (aantasting hersenen) * . . . . . . . . . . . . . . . dominant
10. Sikkelcelanemie (bloedarmoede) * . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . recessief
11. Fenylketonurie (stofwisselingsziekte) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . recessief
12. Familiale hypercholesterolemie (hoger risico hartinfarct) . . . . . . . . dominant
13. Syndroom van Marfan (aandoening van het bindweefsel) . . . . . . . .dominant
14. Retinablastoom (oogtumoren op jonge leeftijd) . . . . . . . . . . . . . .dominant
15. ALS ; Amyotrofe Lateraal Sclerose: neuromusculaire aandoening . . .dominant
Al deze aandoeningen worden veroorzaakt door een mutatie in 1 gen.
![Page 52: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/52.jpg)
Mutaties
5% (raming) wordt geboren met een multifactoriële aandoening
Redelijk onschuldig
Allergieën, syndroom van Gilbert (lichte vorm van geelzucht), kleurenblindheid, piebaldisme, andere kunnen soms met een kleine chirurgische ingreep verholpen worden,…)
Ernstig: hartafwijkingen, open rug, gespleten rug, …
60% komt pas later tot uiting: hart- en vaatziekten, psychiatrische aandoeningen, diabetes, multiple sclerose, Alzheimer, Parkinson, …
In de meeste gevallen weet men niet hoeveel en welke genen van invloed zijn op
een betreffende eigenschap en evenmin hoe groot die invloed is.
![Page 53: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/53.jpg)
Deel 4: epigenetica
Al onze cellen hebben hetzelfde DNA, dezelfde genen.
Hoe komt het dat bepaalde genen tot expressie komen en andere niet?
![Page 54: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/54.jpg)
Het genoom: jaar 2000
De rivalen Francis Collins en Craig Venter,
samen op de cover van Time magazine, rond
de tijd dat het nieuws van het ophelderen van
het menselijk genoom bekend werd.
“Deze grootse kennis brengt de mens de mogelijkheid tot een geweldige nieuwe vorm van genezen. Genoomwetenschap zal een enorme impact hebben op onze levens – en nog meer op dat van onze kinderen. Het zal een revolutie teweeg brengen in de diagnostiek en preventie, en de behandeling van de meeste, zo niet alle menselijke ziekten mogelijk maken.”
Met deze bombastische woorden kondigde
president Bill Clinton in 2000 aan dat een
van de grootste wetenschappelijke
projecten ooit succes had geboekt: de
volledige genetische code van de mens
was ontrafeld.
De verzameling van alle genen van een organisme wordt genoom genoemd
3 juli 2000
![Page 55: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/55.jpg)
Identieke tweelingen
Neither knew of the other’s existence until a
shared acquaintance brought them together.
• Grew up to share characteristics ranging
from their firefighting avocation to their
taste in beer.
• They had grown the same mustache and
sideburns, and each even wore the same
glasses.
• Both men are bachelors, attracted to the
exact same type of women, “tall, slender,
long hair.”
![Page 56: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/56.jpg)
Enkel het genoom?
Het idee van een genetische plan waarin de erfelijke aanleg stevig verankerd zit blijkt niet helemaal te kloppen.
Zaterdag 8 oktober 2011 De Morgen
![Page 57: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/57.jpg)
Identieke tweelingen
Tweelingmuizen!!
De gele lijdt aan obesitas, en is beduidend
meer ontvankelijk voor diabetes en kanker.
Soja, ajuin, look, bieten,…
![Page 58: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/58.jpg)
3 lagen betreffende erfelijkheid
1. DNA sequensen die coderen voor eiwitten (maken slechts
enkele procenten uit van de ganse DNA bibliotheek)
2. De 2e laag bevat nuttige informatie die her en der verscholen zit in het overige DNA.
Beide behoren tot de vaste uitrusting van het genoom en wordt ongewijzigd doorgegeven (als er geen mutatie optreedt) aan het nageslacht
3. De derde laag bestaat uit een mengsel van eiwitten en chemicaliën die het DNA omgeven.
De term ‘epigenetica’ verwijst voornamelijk naar de laatste laag,
![Page 59: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/59.jpg)
Epigenetica
In het algemeen wijst de term epigenetica naar de veranderingen die zich kunnen voordoen in het erfelijke materiaal, zonder dat er iets gewijzigd wordt aan de code zelf van het DNA. Het gaat dus uitdrukkelijk niet om mutaties.
Belangrijk is dat sommige van die veranderingen erfelijk doorgegeven worden.
Sommige van die epigenetische veranderingen worden veroorzaakt door de omgeving (extern)
![Page 60: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/60.jpg)
Wat zijn die veranderingen en wat is het effect ervan?
1. Bepaalde plaatsen van het DNA kunnen voorzien worden van specifieke moleculen die het afschrijven onmogelijk maken!
2. Chemisch wijzigen van de histonen kunnen eveneens het afschrijven moeilijk tot onmogelijk maken.
Beïnvloeding van de gen-expressie
![Page 61: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/61.jpg)
1. Methylering van stukjes DNA
Genen die niet tot expressie mogen komen
GEN
GEN
Gen dat tot expressie kan komen
Gen inactief gemaakt door ‘methylering’
![Page 62: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/62.jpg)
2. Chemisch wijziging van histonen
Compactering leidt tot vermindering van
expressie van de genen.
Histoon acetylering
![Page 63: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/63.jpg)
Grote verschillen
Eeneiige tweelingen
De activiteit van chromosoom 1
De 3-jarige tweeling links vertoont vrijwel
een identiek activeringspatroon.
Dit in tegenstelling tot de tweeling van 50
rechts.
Foto: PNAS
Deze verschillen blijken groter op hogere leeftijd en in het bijzonder wanneer de
tweelingbroers of -zusters minder tijd met elkaar hadden doorgebracht.
Met andere woorden: wanneer er een groter verschil bestond in hun omgeving en
in hun leefgewoonten (voeding, lichaamsactiviteit, roken)
3 jaar 50 jaar
![Page 64: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/64.jpg)
Epigenetica: conclusie
Het ziet ernaar uit dat meer kennis van de epigenetica een oplossing kan bieden voor problemen waar men tot nu toe geen raad mee wist.
Zo kunnen de epigenetische principes een verklaring bieden voor het feit dat eeneiige tweelingen, die al hun chromosomale DNA identiek hebben vaak maar weinig overeenkomst vertonen in het krijgen van ziekten zoals schizofrenie, bipolaire psychose, jeugddiabetes, het Beckwith-Wiedemann syndroom … .
Andere vaststellingen laten uitschijnen dat omgevingsinvloeden soms gevolgen kunnen hebben die het individu ver overstijgen (Britse kindergeneticus Marcus Pembrey en zijn Zweedse collega Lars Bygren)
Syndroom van Beckwith-Wiedeman (verschillende symptomen: grote tong, verhoogde kans op tumoren, reuzengroei, …)
![Page 65: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/65.jpg)
Deel 5: nurture nature
DETERMINISME
Of
ZELFBEPALING
![Page 66: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/66.jpg)
De ‘nature’ – ‘nurture’ kwestie
Vertroebeling door ideologisch rivaliserende groepen:
Een mens kan alleen datgene wat de natuur hem heeft meegegeven.
De omgeving is bepalend. Zonder menselijke vrijheid is er geen verantwoordelijkheid.
determinisme zelfbepaling
![Page 67: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/67.jpg)
De ‘nature’ – ‘nurture’ kwestie
1. De kwantitatieve genetica probeert al van in het begin van de vorige eeuw een cijfermatig antwoord te vinden wat het respectieve gewicht is van beide factoren in de ontwikkeling van het gedrag
1. Francis Galton, Brits antropoloog en wiskundige, neef van Darwin was de eerste die zich systematisch inliet met de overerfbaarheid van gedragingen
2. Stamboomonderzoek, tweelingenonderzoek, adoptieonderzoek, correlatie en concordantie, …
2. Meer recent zoekt men in de moleculaire genetica naar specifieke genen die aan de basis liggen van psychosociale eigenschappen
![Page 68: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/68.jpg)
De ‘nature’ – ‘nurture’ kwestie
We hebben verschillende voorbeelden gezien waarbij we anatomisch in belangrijke mate bepaald zijn door onze genen:
Oorlelletjes, pigmentatie van de huid, maar ook lichaamsgestalte, man of vrouw, enz.
Sommige van die organische kenmerken hebben op zich al een weerslag op het gedrag. Wie over broze botten beschikt, zal het wellicht nooit ver brengen in de atletiek. Wie doof geboren wordt of slechts over een beperk aantal kegeltjes beschikt in zijn netvliezen neemt de wereld anders waar.
Deze factoren hebben slechts een indirecte weerslag op het gedrag. Het orgaan dat bepaald hoe we daarmee omgaan is het commandocentrum van ons zenuwstelsel: de hersenen.
![Page 69: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/69.jpg)
Persoonlijkheidseigenschappen
Men onderscheidt 5 basisdimensies die aangeduid worden als tegengestelden: Extraversie – introversie
neuroticisme – emotioneel evenwicht
Gewetensvolheid – laksheid
Vriendelijkheid – vijandigheid
Intellectuele openheid - bekrompenheid
Meestal vindt men wel een aantal genen die een bijdrage leveren in het tot uitdrukking brengen van deze eigenschappen, maar daarnaast heb je bijkomend intense wisselwerking tussen de erfelijke en de omgevingsfactoren (=aan- of uitzetten van de genen)
![Page 70: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/70.jpg)
Het aan- en uitzetten van genen
Een belangrijke vraag daarbij is wie of wat het initiatief neemt om de genen aan of uit te zetten.
Voorbeeld: het gen dat insuline produceert wordt aangezet op het moment van voedselopname. Maar door het suikerverbruik te
beperken wordt expressie van dat gen in toom gehouden.
Sinds de jaren 1980 is er een heel nieuw onderzoeksdomein ontstaan in dit verband: de psycho-neuro-immunologie. Daar wordt nagegaan hoe we psychisch het afweersysteem beïnvloeden, en zo vat kunnen krijgen op ziekte en gezondheid.
![Page 71: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/71.jpg)
Stress
2 mechanismen als de hersenen een stressor opmerken
1. Signalen worden via de zenuwbanen gestuurd naar de bijnieren vrijgeven van adrenaline en noradrenaline in het bloed. Deze hormonen grijpen in op diverse organen waardoor het lichaam fel kan reageren, bv vecht- of vluchtreactie.
![Page 72: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/72.jpg)
Stress
Het 2e mechanisme werkt langzamer:
een hormoon (ACTH) vertrekt vanuit de hersenen via de bloedbaan naar de bijnieren. Hierdoor wordt vooral cortisol afgescheiden. Dit hormoon heeft als uitwerking dat vetten en eiwitten omgezet worden in suiker, en dat de bloeddruk hoog blijft.
Cortisol werkt de aanmaak van afweercellen tegen waardoor het organisme minder weerbaar wordt tegen allerlei ziekten. Het ondermijnt ook de werking van het geheugen (het tast de neuronen in de hippocampus aan en bemoeilijkt de aanmaak van nieuwe zenuwcellen)
Dit zijn maar enkele van de fysiologische invloeden die het gevolg zijn van stress. Bij vele ervan
spelen eiwitten een belangrijke rol. En, zoals bekend, kunnen die maar aangemaakt worden als de
genen die er de codes voor bevatten, op het juiste moment geactiveerd worden.
![Page 73: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/73.jpg)
Stress
Als de stresserende situatie aanhoudt neemt het coritisolsysteem de zaak over en dan kan het op termijn helemaal de verkeerde kant opgaan: vatbaarheid voor allerlei kwalen (immuunsysteem), hoge bloeddruk, chronisch teveel suiker in het bloed,…
![Page 74: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/74.jpg)
Stress: antwoord
Het is in principe mogelijk om zelf de spiraal te onderbreken; bijvoorbeeld door inzicht in de situatie die er de grondslag van vormt. Of door een relaxatietechniek en de agitatie te vervangen door een gevoel van rust.
In beide gevallen maakt men gebruik van de autonome gedragsfunctie die de expressie van bepaalde genen verhindert en die van andere activeert.
![Page 75: Epigenetica presentate 22 11-2011](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052311/55a744961a28ab2f518b4571/html5/thumbnails/75.jpg)
Einde
Iemands genetische constitutie mag dan nog zo belangrijk zijn, dit blijkt meestal evenzeer voor het autonoom zelfbeschikkingsvermogen.