Eksamenspørgsmål Genetik Flashcards
Nævn fire begrundelser for at fortage en kromosomanalyse på et foster
- Abnormt resultat af risikovurdering (nakkefold og abnorm douple-/triple-test).
- Trisomi eller anden kromosomsygdom i familien
- Flere aborter
- Misdannelser i familien
- Tidligere født et barn med kromosom defekt
- En af forældrene er bærer af en balanceret kromosom fejl
Hvad er non-disjunktion? Hvornår kan den opstår?
Ved en mitotisk non-disjunction sker der ikke en separation af de homologe kromosomer under celledelingen så begge/ingen går til samme dattercelle.
Mitotisk non-disjunction kan ske i somatiske celler.
En non-disjunktion kan ske under meiosen i enten 1. eller 2. deling hos enten faderen eller moderen. I den 1. meiotiske deling er det homologe kromosomer der ikke adskiller og i den 2. meiotiske deling er det søsterkromatider der ikke adskiller.
Hos et barn med trisomi 21 har man vist at moderen har alleler 1,2 og faderen har alleler 3,4 på et polymorft markør locus der sidder meget tæt på centromer af kromosom 21.
Angiv de mulige genotyper for barnet hvis non-disjunktion er sket i
a. den 1. meiotiske deling hos moderen
b. den 2. meiotiske deling hos moderen
Ved non-disjunktion i 1. deling hos moderen kan barnet have genotyperne: 1-2-3 eller 1-2-4
- deling hos moderen: barn kan have genotyperne: 1-1-3, 1-1-4, 2-2-3, eller 2-2-4
Hvordan forklares at et barn kun har trisomi 21 i nogle af cellerne og hvad kaldes dette fænomen?
At et barn med trisomi kun har dette i nogle af cellerne skyldes en mitotisk non-disjunktion i en af celledelingerne efter at ægget er befrugtet. Fænomenet kaldes mosaicism.
Angiv karyotypebetegnelse for
- a. en dreng der har trisomi 21
- b. et pige foster der har monosomi 22
- c. en pige der har Turner syndrom
- d. en dreng med Klinefelter syndrom
- a. 47 XY (+21)
- b. 45 XX (-22)
- c. 45 X
- d. 47 XXY
Redegør kort for multifaktoriel arv, inklusiv tærskelværdi, “major” gen, liabilitet og heritabilitet.
Ved multifaktoriel arv er fænotypen påvirket af både en genetisk komponent og miljøfaktorer.
Den genetiske komponent kan udgøres af et sampsil mellem flere gener (polygeniske) og/eller bidrag fra et enkelt gen(“major gen”).
En brøkdel (proportion) af de genetiske faktorer i forhold til miljø faktorer i multifaktorielle sygdomme kaldes for heritabilitet.
Alle de faktorer, der giver en disposition for en multifaktoriel sygdom, kaldesliabilitet. Ved nogle multifaktorielle sygdom er man enten rask eller syg (en tærskelværdi overskrides).
Nævn 3 normale egenskaber som kan skyldes multifaktoriel arv.
Højde, hårfarve, vægt, blodtryk.
Nævn 3 sygdomme som kan skyldes multifaktoriel arv
Sukkersyge, astma, læbeganespalte, overvægt, nogle cancerformer, forhøjet blodtryk.
Menkes sygdom er en X-bunden recessiv sygdom af kobberstofskiftet. I langt de fleste tilfælde er det drenge der er ramt af sygdommen. De har alvorlige neurologiske og bindevævs symptomer og dør i en tidlig alder. Heterozygote kvinder der er bærere af mutationen viser normalt ikke symptomer, men i nogle tilfælde kan der forekomme nogle symptomer.
Beskriv den mekanisme som hos enkelte heterozygote kvinder der er bærere af X-bundne recessive sygdomme, kan medføre symptomer (højst halv side).
X-inaktivering: Kvinder har to X-kromosomer og tidligt i foster livet (omkring 16 dage efter befrugtningen)sker der en inaktivering af det ene af de to X-kromosomer. Det er helt tilfældigt om det er X-kromosom af paternel eller maternel oprindelse der bliver inaktiveret. Når den enkelte celle deler sig videre fastholdes inaktiveringen af det pågældende X-kromosm. Da den oprindelige inaktivering sker helt tilfældigt, vil det også være helt tilfældigt, hvor mange celler med det ene eller andet inaktiverede kromosom, der findes i et væv. Denne forklarer hvorfor nogle områder hos kvindelige bærere af visse X-bundne sygdomme vil kunne udvise sygdommen, hvorimod andre områder vil være normale. Det forklarer også hvorfor nogle heterozygote kvinder viser symptomer (manifesterende heterozygoter) og hvorfor der ses varierende ekspressivitet af symptomerne.
I hvilken af de to hovedtyper af gener kan man forvente at finde mutationer i familier med arvelig cancer? Begrund svaret.
Tumor-suppressorgener. Onkogenaktivitet under fosterudviklingen er letal. Tumor- supressorgenmutationer kræver derimod ”second hit” for at få alvorlig effekt.
Cancersygdommen i familier med arvelig cancer udvikles oftest tidligere end tilsvarende sporadiske cancerformer.
2) Giv en forklaring på hvorfor dette er tilfældet.
Den nedarvede mutation i den ene kopi af tumorsupressor genet findes i alle celler i kroppen. En second hit i én af disse celler kan være nok til cancer initiering.
Nævn en anden klinisk forskel der gør, at man vil mene, at det drejer sig om arvelig snarere end sporadisk cancer?
Forekomst af flere uafhængige primærtumorer. Specielt hvis dette sker i parrede organer eller cancer der er kendt for at forekomme i de samme familier.
Hvilken forandring er afgørende for, at en celle med et muteret ”tumor-suppressorgen” kan udvikle sig til en malign cancercelle?
Det homologe wt-gen’s funktion inaktiveres.
Nævn en metode der kan bruges til at visualisere balancerede translokationer i cancerceller.
Fluorescens in situ-hybridisering evt. kromosom farvning
Nævn en metode der i en og samme undersøgelse af hele arvemassen kan afsløre numeriske fejl (dvs. forandret antal kopier af visse områder).
Sekventeringen af hele genomet
Cowdens syndrom skyldes mutationer i tumorsupressorgenet PTEN genet, der også er inaktiveret i mange sporadisk opståede cancere. Patienter, der lider af Cowdens syndrom, har høj risiko for en række cancerformer. I en familie lider moderen og hendes ene datter samt sønnen af Cowdens syndrom mens den ældste datter er rask.
Redegør for arvegangen af Cowdens syndrom i familien, og for hvorfor den ældste datter ikke er syg.
Den er autosomal dominant med nedsat penetrans.
Datteren er ikke syg fordi hun enten ikke har arvet mutationen eller at hun udviser nedsat penetrans. Der skal to mutationer til at inaktiverer et tumorsupressor gen.
Redegør kort for princippet i Sanger sekventering.
- Området amplificeres vha. PCR og genspecifikke primere.
- Der benyttes desuden fluorescere mærket (ddTTP, ddATP, ddGTP, ddCTP) og deoxynukleotider (dTTP, dATP, dGTP, dCTP).
- Der køres typisk et antal cykler af syntese, denaturering og anealing for at opnå kraftigere signal. Inkorporering af ddNTP terminerer syntesen.
- Produkterne adskilles efter størrelse typisk ved kapilar elektroforese, og farvesignalerne aflæses med et kamera.
- En computer oversætter de indkomne signaler til elektroferogrammer og sekvens.
En mutationsanalyse med Sanger sekventering på DNA fra blodprøver fra den syge datter og hendes bror viser at de begge er heterozygote for en insertion af 2 baser i den kodende del af PTEN genet.
Angiv betegnelsen for en sådan mutation og redegør kort for konsekvenserne af den.
Det sker en frame-shift mutation
Det betyder at læserammen skifter sådan at der efter deletionen indbygges forkerte aminosyrer i proteinet.
Sandsynligvis vil der hurtigt optræde et stopcodon i den ny læseramme, så konsekvensen er et forkert og trunkeret protein.
mRNA vil evt. blive nedbrudt ved nonsense-medieret decay.
Analysen gentages på en brysttumorprøve fra den syge datter. Analysen viser homozygositet for mutationen.
Hvordan kan denne forskel i genotype mellem blod og tumor-prøve forklares? Hvad kaldes dette fænomen?
Wildtype allellen er tabt i tumorprøven ved en stor genomisk deletion. Dette er i overensstemmelse med Knudsons 2-hit hypotese. Det at analyse af normalvæv viser heterogycitet og tumorvæv viser homozygositet pga. en somatisk deletion kaldes loss of heterozygocity.
Redegør for en mekanisme, der kan forklare den høje kræftrisiko hos patienter med Cowdens syndrom.
Den syge datter og sønnen med Cowdens syndrom var heterozygote for enkeltbase-deletionen i PTEN, hvilket tyder på at de lider af en arvelig form, der følger Knudson’s Two Hit hypotese.
Denne går ud på at en nedarvet mutation i den ene allel af et tumor suppressor gen er første hit, der med stor sandsynlighed følges af en somatisk mutation i den anden allel af genet – andet hit. Til forskel fra sporadisk opstået cancer som følge af PTEN inaktivering, findes germline mutationen i alle celler i kroppen. Risikoen for at der sker 2-hit (f.eks. somatisk mutation eller methylering) med cancer til følge vil derfor være meget stor.
Diskutér kort for hver af følgende mutationer, hvilken effekt de kan have på proteinniveau.
- Missense
- Nonsense
- Frameshift
- Silent
- Splice site mutation
- Missense: Ændret aminosyre med forskellig effekt alt afhængig af hvilken substisution. Det kan give ændret konformation f.eks. i som hæmglobin
- Nonsense: Trunkerende mutation. Evt. nedsat proteinniveau pga. efterfølgende NMD af mRNA. Nedsat mRNA niveau giver nedsat proteinaktivitet.
- Deletion af tre basepar: En aminosyre tabes. Læserammen bevares. Effekten af mutationen afhænger derfor af den/de aminosyre der ændres.
- Silent: Ingen betydning
- Splice site mutation: Splice defekt – enten exon skipping, kryptisk splejsning eller intron retention. Ved exon skipping mistes formodentligt en del af proteinets funktion, ved kryptisk splejsning samt intron retention kan der introduceres præmaturt stop med efterfølgende NMD af mRNA. Nedsat mRNA niveau giver nedsat proteinaktivitet.
Hvilket af følgende udsagn er ikke karakteristisk for tumor supressor gener?
- De nedarves som et dominant træk i familien
- De er associeret med tab af heterozygositet (LOH, loss of heterozygosity) i tumorerne.
- De er dominante på cellulært niveau
- Deres betydning kan forklares ved Knutsons ’two hit’ hypotese’
De er dominante på cellulært niveau
Ventrikelcancer skyldes i visse tilfælde mutationer i tumorsupressorgenet CDH1. Patienter, med CDH1 mutationer har en meget høj risiko for ventrikelcancer men også høj risiko for brystkræft. I en familie har faderen haft ventrikelcancer og hans datter har brystkræft mens hendes storebror er rask.
Redegør for arvegangen af cancer i familien og hvorfor er sønnen ikke syg
Arvegangen er dominant (nedsat penetrans), fordi kræften ses i to generationer.
Storebroderen er syg fordi han enten ikke har mutationer, eller så udviser han nedsat penetrans.
Redegør kort for princippet i Next Generation Sequencing.
- Genomisk DNA oprenses, og template-DNA fragmenteres til korte fragmenter, og der ligeres adapotorer i enderne. Adaptorerne skal fungere som primersite
- DNA opformes via PCR
- Efter PCR sker der bridge-amplification på en flowcelle efterfulgt af sekventering (sequencing by synthesis). Der dannes klyngerr af identiske DNA-molekyler.
- Data alignes efterfølgende mod det humane genom og forskelle registreres.
En mutationsanalyse med Next Generation Sequencing på DNA fra blodprøver fra den syge datter og hendes bror viser at de begge er heterozygote for en duplikation af 4 baser i den kodende del af CDH1 genet.
Angiv betegnelsen for en sådan mutation og redegør kort for konsekvenserne af den.
Mutationen kaldes en frameshit mutationen, og betyder at læserammen skifte sådan at der efter deletionen indbygges de forkerte aminsyrer i proteinet. Dette kan f.eks. ændre funktion af proteinet.
Der vil sandsynligvis hurtigt optræde et stopcodon i den nye læseramme, og proteinet bliver trunkeret. mRNA vil evt. blive nedbrudtr ved nonsense medieret decay.
Lebers kongenitte amaurose (LCA) er den hyppigste årsag til genetisk betinget blindhed hos nyfødte børn. Sygdommen udviser genetisk heterogenitet, og der er identificeret mutationer i 16 forskellige gener, som forklarer 70% af LCA tilfældene.
Hvad kaldes den type genetisk heterogenitet, der optræder i LCA?
Locus heterogenicitet
Kan man bruge DNA oprenset fra en blodprøve til exom-sekventeringen? Begrund kort dit svar.
Ja, genet er til stede i alle kerneholdige celler, selvom det kun udtrykkes i retina.
1/400
En kvinde har brystkræft. Nedenstående er resultater fra prøven.
- Hvordan vil du forklare dette resultat?
- Hvilken anden mutation eller epigenetisk forandring vil du forvente at finde i PALB2 i tumorprøven.
- Hvad er døtrenes risiko vurderet alene ud fra resultatet af den genetiske analyse?
- Der er en somatisk mutation i tumorvævet. Dette tyder på at tumoren er sporadisk. Mutationen medfører frameshift og forventes at være ødelæggende for proteinet.
- Der forventes tab af Wildtype (Knudsons Two Hit). Dette er IKKE en deletion af hele genet, men kunne være en punktmutation eller methylering af promotoren.
- Ikke øget vurderet ud fra analyserne
