Hoofdstuk

1
Hoofdstuk 1. Chemie van het leven 2. De cel 3.
Genetica
2
Gregor Mendel (1822-1884)
Verhandlungen des naturforschenden Vereines in
Brünn
3
Hugo de Vries (1848-1935) Carl Correns
(1864-1933) Erick von Tschermak (1871-1962)
4

• zelfbestuiving

• artificiële kruisbestuiving

• P zuivere lijnen

• kenmerken met discontinue variatie

• monohybride kruisingen

5
dominant
recessief
6

• voor elk kenmerk heeft een organisme
• twee allelen, elk afkomstig van één ouder

7

• voor elk kenmerk heeft een organisme
• twee allelen, elk afkomstig van één ouder
• als de twee allelen verschillen, komt slechts
  één
• tot uiting

genotypePP
P
8
Pp of PP ? ? testkruising
9

• voor elk kenmerk heeft een organisme
• twee genen, elk afkomstig van één ouder
• als de twee allelen verschillen, komt slechts
  één
• tot uiting
• de twee allelen voor elk karakter scheiden bij
  de
• gameetvorming

anafase I van de meiose
10
dihybride kruising
P
YYRR
yyrr
gameten
11
2de Wet van Mendel De overerving van één
kenmerk gebeurt onafhankelijk van de overerving
van een ander kenmerk (onafhankelijke segregatie)
12
Mendeliaanse genetica bij de mens
stamboomanalyse
losse oorlel
vaste oorlel
recessief
dominant
13
(No Transcript)
14
Widows peak
geen Widows peak
recessief
dominant
15
Widows peak (dominant)
Geen widows peak (recessief)
16
Mendeliaanse genetica bij de mens
recessief
dominant
tong-gymnastiek
niet-kunnen kunnen
17
Mendeliaanse genetica bij de mens

• albinisme

18
Mendeliaanse genetica bij de mens

• mucoviscidose (cystic fibrosis)

• 1/2500 blanken is homozygoot
• 1/25 is drager van het allel
• gen codeert voor transporteiwit (Cl--pomp)
• abnormaal hoge concentratie aan Cl- veroorzaakt
• mucusopstapeling in pancreas, longen,
  MD-kanaal
• verhoogde kans op bacteriële infectie
• afgebroken afweercellen dikken mucus aan

19
Mendeliaanse genetica bij de mens

• achondroplasie (dwerggroei)

• 1/10 000 heterozygoot
• dominante lethale allelen zijn zeldzaam

20
Mendeliaanse genetica bij de mens

• ziekte van Huntington (Huntingtons chorea)

• aftakeling van het zenuwstelsel
• manifesteert zich tussen 35 en 45 jaar
• kind van een drager heeft 50 kans op de ziekte
• gen situeert zich op chromosoom 4

Aa x aa ? Aa en aa
21
Mendeliaanse genetica bij de mens

• essential tremor

autosomaal, dominant ETM1 (chr 3), ETM2 (chr2)
22
Mendeliaanse genetica bij de mens

• Parkinson

gt50 jaar tremor spierstijfheid evenwichtstoornisse
n chromosoom 4 synthese a synucleïne
Muhammed Ali
Michael J. Fox
23
Mendeliaanse genetica bij de mens

• Alzheimer

ff gt mm vergeetachtigheid verlies vermogen
tot herkennen personen chr 1, 14, 19, 21
Ronald Reagan
24
Mendeliaanse genetica bij de mens

• Cockayne syndroom

overgevoelig voor zonlicht (UV) geringe
gestalte voortijdige veroudering chr 5
25
Mendeliaanse genetica bij de mens

• Obesitas

mm gt25 vet ff gt30vet Ob-gen (chr 7) leptine ?
26
Mendeliaanse genetica bij de mens

• Williams syndroom

elfachtige gelaatstrekken hart- en
bloedvaten hyperacusis laag IQ taalgevoel,
muzikaal chr 7
27
Mendeliaanse genetica bij de mens

• Werner syndroom

versnelde veroudering vanaf adolescentie autosomaa
l recessief chr 8
28
Mendeliaanse genetica bij de mens
genetische adviescentra

• screening ouders (homo/heterozygoot)

29
1. Mendeliaanse genetica 2. Voorbij Mendel
2.1. Onvolledige dominantie
30
volledige dominantie (Mendel)
31
partiële dominantie
DD
dd
Dd
32
codominantie
IA IB IO
IAIA, IAI0 alleen N-acetyl-D-galactosamine IBIB,
IBI0 alleen a-D-galactose IAIB
beide glycoproteïnen I0I0 geen van
beide
33
dominant, partiëel dominant of co-dominant ?
organisatieniveau vb ziekte van Tay-Sachs
GM2 ganglioside (onderdeel van de cel- membraan,
vooral bij zenuwcellen)
b-hexosaminidase A (Hex A)
organismaal niveau enkel homozygoten
getroffen ? recessief, volledige dominantie
biochemisch niveau Hex A-activiteit van
heterozygoten is intermediair tussen homozygoten
? co-dominant
34

• dominantie is zelden zo eenvoudig als bij
  Mendels
• erwten

• dominantie is geen gevolg van een directe
  interactie

• de dominantie van een allel zegt niets over zijn
  
• frequentie in de populatie

35
1. Mendeliaanse genetica 2. Voorbij Mendel
2.1. Onvolledige dominantie 2.2. Multipele allelen
36
Multipele allelen bij de ABO-bloedgroep
IA codeert voor koolhydraat A IB codeert voor
koolhydraat B i codeert geen koolhydraat
allelen
IA en IB co-dominant, dominant over i
37
fenotype
klontering wanneer in contact met serum van
antilichamen in serum
O A B AB O ii Anti-A
Anti-B nee ja ja ja A IAIA of
IAi Anti-B nee nee ja ja B IBIB of
IBi Anti-A nee ja nee ja AB IAIB geen nee nee
nee nee
genotype
38
1. Mendeliaanse genetica 2. Voorbij Mendel
2.1. Onvolledige dominantie 2.2. Multipele
allelen 2.3. Pleiotropie
fenotypisch kenmerk A
gen
fenotypisch kenmerk B
39
Pleiotropie sikkelcelanemie
homozygoot voor sikkelcel-allel
sikkelcel-hemoglobine
Hb kristalliseert bij lage O2 bloedcellen worden
sikkelvormig
afbraak rode bloedcellen
klontering, verstoppingen
opstapeling rbc in milt
hart problemen
pijn, koorts
hersen- schade
schade organen
schade milt
zwakte
anemie
verminderde mentale capaciteit
nier- problemen
verlammingen
infecties
rheuma
40
1. Mendeliaanse genetica 2. Voorbij Mendel
2.1. Onvolledige dominantie 2.2. Multipele
allelen 2.3. Pleiotropie 2.4. Epistasis
41
Epistasis vacht muizen
b pigment
Bb of BB
bb
g afzetting
Cc of CC afzetting cc geen afzetting
42
Epistasis vacht muizen
BbCc
BbCc
43
1. Mendeliaanse genetica 2. Voorbij Mendel
2.1. Onvolledige dominantie 2.2. Multipele
allelen 2.3. Pleiotropie 2.4. Epistasis 2.5.
Geslachtsgebonden genen
44
Geslachtsgebonden genen Morgans fruitvliegen
m
f
P
F1
alle ff, 1/2mm
1/2 mm
F2
45
Geslachtsgebonden genen Morgans fruitvliegen
m
f
P
WW
w.
F1
Ww en W.
alle ff, 1/2mm
1/2 mm
F2
w.
WW, Ww, W.
46
Geslachtsgebonden genen rood-groen blindheid
47
Geslachtsgebonden genen rood-groen blindheid
ouders
nakomelingen
vader
moeder
zonen
dochters
XY
X
X
X
Y
of XY
X
X of XX
c
c
c
XY
X
X
X
Y
X
X
c
c
c
c
X
Y
XX
XY
X
X
c
c
X
Y
X
X
XY of
X
Y
X
X of
X
X
c
c
c
c
c
c
X
Y
X
X
X
Y
X
X
c
c
c
c
c
c
48
Geslachtsgebonden genen hemofilie
49
Victoria 1819-1901
Albert 1819-1861
Alexandra 1872-1918
50
1. Mendeliaanse genetica 2. Voorbij Mendel
2.1. Onvolledige dominantie 2.2. Multipele
allelen 2.3. Pleiotropie 2.4. Epistasis 2.5.
Geslachtsgebonden genen 2.6. Inactivatie van
X-chromosomen
51
Inactivatie van een X-chromosoom bij zoogdieren
Barr-lichaam
XX
X
X
X
X
X
zygote
X
jong embryo
52
Inactivatie van een X-chromosoom bij lapjeskat
53
1. Mendeliaanse genetica 2. Voorbij Mendel
2.1. Onvolledige dominantie 2.2. Multipele
allelen 2.3. Pleiotropie 2.4. Epistasis 2.5.
Geslachtsgebonden genen 2.6. Inactivatie van
X-chromosomen 2.7. Gekoppelde genen
54
Gekoppelde genen Morgan fruitvliegen revisited
bb vv
bb vv
P
55
Gekoppelde genen
b
b
v
v
56
Gekoppelde genen genenkaarten
17
a
b
c
10
7
recombinatiefrequentie
57
1. Mendeliaanse genetica 2. Voorbij Mendel
2.1. Onvolledige dominantie 2.2. Multipele
allelen 2.3. Pleiotropie 2.4. Epistasis 2.5.
Geslachtsgebonden genen 2.6. Inactivatie van
X-chromosomen 2.7. Gekoppelde genen 2.8.
Genetische imprinting
58
Genetische imprinting Prader-Willi / Angelman
deletie op chromosoom 15
chromosoom lt vader
chromosoom lt moeder
59
Genetische imprinting fragile X syndroom

• X-chromosoom gebroken
• 1/2000 mm, 1/1000 ff
• mentale retardatie
• overmaatse oren, testes
• erger wanneer abnormale chromosoom lt moeder

60
1. Mendeliaanse genetica 2. Voorbij Mendel
2.1. Onvolledige dominantie 2.2. Multipele
allelen 2.3. Pleiotropie 2.4. Epistasis 2.5.
Geslachtsgebonden genen 2.6. Inactivatie van
X-chromosomen 2.7. Gekoppelde genen 2.8.
Genetische imprinting 2.9. Overerving van
extranucleaire genen
61
Overerving van extranucleaire genen
62
1. Mendeliaanse genetica 2. Voorbij Mendel 3.
Kwantitatieve genetica
63
Centrale limietstelling de som van een groot
aantal onafhankelijke, willekeurige kwantiteiten
leidt tot een normaal- verdeling
Gauss-curve klok-curve normaalcurve
64
frequentie
X
gemiddelde m, X
65
frequentie
standaarddeviatie (s) variantie (s2)
m
66
frequentie
s2 gt s2
67
1. Mendeliaanse genetica 2. Voorbij Mendel 3.
Kwantitatieve genetica 3.1. Polygenische
beïnvloeding
68
2 min
1 min
a A a
b B b
g C c
d D d
69
8
70
9
71
10
72
11
73
12
74
13
75
14
76
15
77
16
78
frequentie
0.30
AaBbCcDd
AABBccdd
.
0.25
AaBbCcdd
AABbCcDd
AABbccdd
AABBCcdd
.
.
0.20
0.15
AABBCCdd
AABbCCDd
.
0.10
Aabbccdd
AABBCCDd
aaBbccdd
0.05
AaBBCCDD

aabbccdd
AABBCCDD
0.00
8
10
12
14
16
Duur paring
79
(No Transcript)
80
1. Mendeliaanse genetica 2. Voorbij Mendel 3.
Kwantitatieve genetica 3.1. Polygenische
beïnvloeding 3.2. Genen én omgeving
81
Drosophila
82
reactienorm range van fenotypen die kan
ontstaan uit één genotype, in verschillende
omgevingen
83
fenotypische variatie
genetische variatie
omgevings- variatie
84
additieve genetische variatie
dominantie variatie
epistasis variatie
85
heritabiliteit
0 lt h² lt 1
86
heritabiliteit in de nauwe zin
87
kenmerk h²
levensverwachting 0.29 lichaamslengte 0.85 gew
icht 0.63 maximale polsslag 0.84 verbaliteit
0.63 geheugen 0.47 masculiniteitsindex 0.1
2 temperamentsindex 0.58
88
1. Mendeliaanse genetica 2. Voorbij Mendel 3.
Kwantitatieve genetica 4. Opsporen van genetische
variatie 4.1. Common garden experimenten
89
Ann Hedrick Susan Riechert
90
1. Mendeliaanse genetica 2. Voorbij Mendel 3.
Kwantitatieve genetica 4. Opsporen van genetische
variatie 4.1. Common garden experimenten 4.2.
Kruisingsexperimenten
91
Peter Berthold Ullrich Querner
zwartkop
92
1. Mendeliaanse genetica 2. Voorbij Mendel 3.
Kwantitatieve genetica 4. Opsporen van genetische
variatie 4.1. Common garden experimenten 4.2.
Kruisingsexperimenten 4.3. Studie van
mutanten
93

• stuck
• coïtus interruptus
• bang-sensitive
• dunce
• don giovanni
• amnesiac

94
1. Mendeliaanse genetica 2. Voorbij Mendel 3.
Kwantitatieve genetica 4. Opsporen van genetische
variatie 4.1. Common garden experimenten 4.2.
Kruisingsexperimenten 4.3. Studie van
mutanten 4.4. Artificiële selectie
95
Tryon R.C. 1940
96
Cade W.H. 1982
6
5
4
3
Gryllus integer
Roeptijd (uren)
2
1
P
1
2
3
4
Generatie
97
1. Mendeliaanse genetica 2. Voorbij Mendel 3.
Kwantitatieve genetica 4. Opsporen van genetische
variatie 4.1. Common garden experimenten 4.2.
Kruisingsexperimenten 4.3. Studie van
mutanten 4.4. Artificiële selectie 4.5. Studie
van verwante individuen
98
Grant 1986
galapagosvink
11
1976 1977
10
snavelhoogte jong (mm)
9
8
8
9
10
11
Gem. snavelhoogte ouders (mm)
99
regressie-analyse
b
regressie- coëfficiënt

h²
r
100
genetische verwantschapsgraad
de proportie allelen die twee individuen
gemeen hebben door afkomst
vader - zoon 0.5 ouder - kind 0.5 grootvader
- kleinzoon 0.25 algemeen S (0.5)L
101
variantie-analyse
distributie per familiegroep distributie van de
gemiddelden per familie distributie van alle
waarnemingen
102
2
s
b
intra-klas- correlatie coëfficiënt

t
2
s
p
t

h²
r
103
1. Mendeliaanse genetica 2. Voorbij Mendel 3.
Kwantitatieve genetica 4. Opsporen van genetische
variatie 5. Case study IQ en erfbaarheid
104
(No Transcript)
105
h20.8
It IQ is inherited, or at least innate, not
due to teaching or training it is
intellectual, not emotional or moral, and remains
unchanged by industry or zeal.
Sir Cyril Burt (1833-1971)
106
Oskar Stohr
Jack Yufe
107
Jim Lewis
Jim Springer
108
L.J. Kamin (1972)
1955 n 21, r 0.771 1958 n gt 30, r
0.771 1966 n 53, r 0.771
sexen kinderen ? ouderdom bij testen ? test ?
O. Gillie (1976)
M. Howard J. Conway ?
109
Herrnstein R.J. Murray C. 1994 The bell
curve The Free Press, New York
0.40 lt h2 lt 0.80
Devlin B., Daniels M., Roeder, K. 1997 The
heritability of IQ Nature 388 468-471 h2
0.48 h2narrow 0.34
110
corpred
corobs

Devlin et al. 1997
1
0.85
37
ééneiïge tweelingen, samen
1
0.68
5
ééneiïge tweelingen, apart
0.5
0.59
42
twee-eiïge tweelingen, samen
0.5
0.44
69
broers en zussen, samen
0.5
0.27
69
broers en zussen, apart
0
0.29
5
niet-verwante kinderen, samen
0.5
0.39
32
ouder - biologisch kind, samen
0
0.17
6
ouder - geadopteerd kind