HOOFDSTUK 1 ALGEMENE ASPECTEN VAN DE PATHOGENETICA EN POP. GEN.

1

SAMENVATTING

PATHOGENETICA

2022-2023 1 / 10

2

HOOFDSTUK 1 – ALGEMENE ASPECTEN VAN DE PATHOGENETICA EN POP. GEN.

1.1. NIVEAU VAN HET DNA

1.1.1. TERMINOLOGIE

Bij genetica is het essentieel dat een correcte terminologie gebruikt wordt. Het genoom is al het erfelijke materiaal in een cel en dat is de optelsom van het DNA op de chromosomen en daarnaast het mitochondriaal DNA. Dit is substantieel groot (hond ± 2,4 miljard basenparen, mens en varken ± 3 miljard basenparen).

IS ER EEN LINK TUSSEN AANTAL (EIWIT-CODERENDE) GENEN EN COMPLEXITEIT VAN

HET ORGANISME?

Er is veel meer dan het aantal eiwit-coderende genen (veel complexer). Het idee bestond dat eiwit-coderende genen de basis moest zijn en de complexiteit van het menselijk organisme ging bepalen. Maar nu blijkt dat hier veel meer bij komt kijken. De expressieniveaus, hoe veel of hoe weinig iets tot expressie wordt gebracht, laat allemaal toe om het veel complexer te gaan reguleren. Het gaat echter niet alleen over eiwit- coderende genen, het verhaal is veel uitgebreider.Naast eiwit-coderende genen zijn er namelijk ook coderende genen die niet voor eiwitten coderen maar effectief op expressie niveau tot RNA gaan leiden en het veel complexer gaan reguleren. Eiwit-coderende genen zijn essentieel, maar het zijn die regulatie mechanismen die een zeer belangrijke rol gaan spelen in hoe complex een mens of dier is.

IS DE CONTRIBUTIE VAN BEIDE OUDERS NAAR NAKOMELINGEN GELIJK? (DUS 50%

VAN VADER, 50% VAN MOEDER)?

Mitochondriaal DNA komt van moeders kant waardoor er een hogere contributie vanuit de moeder is.

Een locus is een plaats op het genoom. Bijvoorbeeld een random plaats op chromosoom 16 bij de hond ziet er als volgt uit: NC_006598.3:g.59380814. Dit is chromosoom 16, deze heeft een bepaalde standaard afkorting gekregen, en we zitten hier op het genoom te kijken op die plaats. Op zo een locus op het genoom kunnen bepaalde nucleotiden zitten die variëren.Het is heel belangrijk om het verschil te kennen tussen een variant, mutatie en polymorfisme. Variant is eigenlijk overkoepelend, het is gewoon een verschil ten opzichte van de referentie. Er is een referentiegenoom (bvb genoom van 2,4 miljard basenparen van de hond), dat zijn allemaal nucleotiden achter elkaar, en dat wordt beschouwd als de referentie. Als daar nu een verschil ten opzichte van is wordt gesproken over een variant.Mutatie houdt eigenlijk in dat het een zeldzame variant is, een allelfrequentie onder de 1%.Polymorfisme is een frequenter voorkomende variant, meer dan 1%.

2 / 10

3

VAAK WORDT ER EEN ASSOCIATIE GEMAAKT TUSSEN “ZIEKTE” EN 1 VAN DEZE 3

TERMEN. WELKE VAN DEZE DRIE DENK JE OP BASIS VAN DE DEFINITIE?

Vaak wordt de associatie gelegd tussen mutatie en ziekte, een mutatie is verantwoordelijk voor die aandoening. Maar eigenlijk is dit niet de meest optimale terminologie omdat hier ook direct een allelfrequentie, een voorkomen aan wordt vastgehecht. En dat is iets dat zeer arbitrair is en heel erg gaat afhangen van naar welke diersoort je aan het kijken bent.

Bij mensen is er relatief weinig inteelt. Bij de mens komen globaal genomen varianten geassocieerd met aandoeningen relatief zeldzaam voor. Bij de huisdierensector zijn, omwille van de manier waarop zij ontstaan zijn, de allelfrequenties veel hoger. Wanneer dan gezegd wordt dat een mutatie ziekte veroorzakend is, dan klopt dit eigenlijk niet met die allelfrequentie.

Allel zijn de verschillende “versies” van een locus en je kan dit op verschillende manieren gaan benoemen. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen “normaal” of “wild type” vs “abnormaal” of “mutant allele”. Aangeraden is om het woord “variant” en “allel” te gebruiken, en gebruik het woord mutatie enkel als het echt gaat over het eigenlijke veranderen van de sequentie. Dan gebeurd er namelijk een mutatie, er vindt een mutatie plaats en het geheel muteert. Anders gebruik je best “variant” en “allel”.

VOORBEELD VAN EEN VARIANT:

NC_006598.3:g.59380814C>A

ENSCAFT00000068700.1:c.1575G>T

ENSCAFP00000051488.1:p.Arg525Ser

Er zijn een aantal standaard structuren in een variant. Op het einde is zichtbaar wat er eigenlijk verandert. De locatie is altijd met daaraan voorafgaand een G, C, P of nog iets anders, er zijn nog andere opties. Wat eigenlijk weergeeft op welk niveau je aan het kijken bent. Gevolgd door, helemaal in het begin, op welk niveau gekeken wordt, naar welke molecule. Dat is zeer relevant, correcte notatie en terminologie is essentieel!

Een genotype is “the version of a DNA sequence that an individual has at a specific place”.Op een bepaalde plaats in het genoom, zijn er bepaalde allelen/varianten die aanwezig zijn, en hoe dat het DNA op die plaats exact in elkaar steekt is het genotype.

VOORBEELD VAN DE VERSCHILLENDE NIVEAUS:

NC_006598.3:g.59380814C>A

Dit is een variant, op die positie is er zowel een C als A in de populatie. Er zijn dus twee allelen, C en A (groen). Het gehele rode deel is de eigenlijk locus, de eigenlijke plaats op het genoom. Als er twee allelen zijn, zijn er verschillende mogelijkheden als diploïd organisme: homozygoot C (CC), homozygoot A (AA) en heterozygoot CA.

Je kan kijken op genomisch niveau, maar ook op andere niveaus

Bv: op coderende en eiwit niveau

• c = coderend op eiwitniveau
• p = protein op eiwitniveau

De correcte notatie is belangrijk 3 / 10

4

1.1.2. HOE BESCHRIJVEN WE NU EEN VARIANT?

In dit voorbeeld is de SOD1 mutatie zichtbaar. Degeneratieve myopathie is zowel een algemene variant voor die wijd verspreid is als een specifiek voor de Berner Sennen. Op basis van hoe het hier genoteerd staat is het onmogelijk te bepalen om welke variant het gaat.Daarnaast zijn er een hoop markers voor wat Adult-onset Deafness bij de Border Collie wordt genoemd in deze specifieke setting. Maar welke marker is het nu eigenlijk? Is de eerste, tweede of derde het belangrijkste? En als naar de literatuur gekeken wordt, welke komt dan overeen met deze op de test? Deze notatie is incorrect en maakt het heel moeilijk om te gaan bepalen welke van de verschillende varianten nu eigenlijk getest is en hoe je dan advies moet gaan geven.

1.1.3.1 IS DIT DEZELFDE VARIANT?

Chromosome 16:8789496G>A

NC_006598.3:g.8789496G>A

ENSCAFT00000006395.4:c.944G>A

ENSCAFP00000005920.3:p.Arg315Lys

ENSCAFT00000068554.1:c.860G>A

ENSCAFP00000047755.1:p.Arg287Lys

rs8948574

Op het einde komt G naar A heel frequent voor, de kans bestaat dat het effectief dezelfde variant is. Maar het wordt niet altijd gezien, soms wordt geen G naar een A gezien. Maar soms ook dat van arginine naar lysine gegaan wordt, met andere woorden dat er een aminozuur verandert. Om dan te zeggen dat het nog dezelfde zijn is moeilijk te zetten.

Bij de bovenste twee notaties komt wel dezelfde genomische locatie voor (geel: 8789496).Arginine naar lysine komt verschillende keren voor.

4 / 10