DNA-rekombination, mutation och polymorfismer Flashcards

1
Q

Varför är det viktigt att rättningsprocesser vid replikation inte är helt perfekta?

A

Om vi inte skulle kunna få några förändringar i vår arvsmassa skulle det göra att evolution inte kan ta plats och vi skulle därmed inte längre kunna anpassa oss till nya miljöer.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Vad är en baksida med att rättningssystem vid replikation inte är helt perfekt?

A

Genetiska sjukdomar kan uppkomma

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Vad är en mutation och vad kan det få för konsekvenser?

A

En förändring som påverkar en eller flera nukleotider i en DNA-sekvens. Mutationer är ursprunget till genetisk variation. De kan vara:
•Neutrala (de flesta, kan inte koplas till en speciell fenotyp)
•Sjukdomsorsakande
•Positiva, vilket leder till positiv selektion för den mutationen.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Hur brukar man skilja på genetiska variationer?

A

Somatisk eller nedärvd variation

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

När uppstår de flesta mutationerna?

A

Vid replikationen vilket gör att celler som delar sig ofta löper större risk för exempelvis cancer.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Hur skiljer sig ägg och spermier mellan varandra ur mutationssynpunkt och varför?

A

Spermier har fler nymutationer än äggceller. Detta är på grund av att spermier genomgår fler celldelningar än äggceller vilket i sig ökar risken för mutationer. Man har också sätt en koppling mellan mutationer i spermier och manens ålder.

Äggceller däremot bildas tidigt i embryogenesen och delas sedan bara en gång till vid ovulation för att bli ett färdigt ägg. Därför löper äggceller lägre rik för punktmutationer. Det finns dock andra riskfaktorer som kan ses vid den senare delningen. Detta är ofta kopplat till syndrom som orsakas av en felfördelning av kromosomer.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Vad är risken med en för låg respektive för hög mutationsfrekvens hos en organism?

A
  • Fr få mutationer begränsar en organisms möjlighet att anpassas till nya miljöer
  • För många mutationer gör att viktig information kan gå förlorad och risken för sjukdom blir för stor
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Ungefär hur hög är mutationsfrekvensen hos människan?

A

1,5 • 10^-8 per baspar per generation

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Vad är de novo-mutationer och hur många sådana bär vi på?

A

Det är mutationer vi har som ingen av våra föräldrar bär på. Vi har ungefär 50-100 stycken.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Vad är en allel?

A

En specifik variant av en specifik DNA-sekvens

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Vad innebär att vara heterozygot för en allel?

A

Man har den allelen på en av de två homologa kromosomerna

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Vad innebär det att vara homozygot för en allel?

A

Man har den allelen på de båda homologa kromosomerna

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Hur kan man avgöra om en person har en genetisk variation?

A

Man jämför personens genom med ett referensgenom som består av en konsensussekvens vilken kan användas för att se vilka förändringar en person bär.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Genetisk variation kan beskrivas på olika sätt beroende på…

A
  • Frekvens (polymorfism)
  • Typ av förändring
  • Storlek
  • Vilken effekt den har på gener
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Vad är polymorfismer?

A

Vanliga genetiska varianter som bärs av mer än en procent av populationen.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Vad är SNP?

A

Single nucloetide polymorphism.
• Den vanligaste formen av variation i vårt genom som bara finns i ett baspar
•Cirka 1/300 baspar i populationen
•Cirka 1/1000 baspar mellan två individer
•Tittar man bara på SNP så är vi 99.9% genetiskt lika varandra.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Vilka olika typer av SNPs finns det inom gener?

A
  • Introniska
  • Exoniska
  • Promotor
  • 5’-UTR
  • 3’-UTR
  • Splice site mutation
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Vilka olika typer av SNPs finns det inom exoner?

A
  • Synonymous (silent)
  • Nonsynonymous (missense)
  • Nonsense
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Vad innebär en silent mutation?

A

Ett baspar i ett kodon - vanligtvis det sista - byts ut mot en annan som kommer att koda för samma aminosyra.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Vad innebär en missense mutation?

A

En bas byts ut mot en annan så att kodonet kommer att koda för en ny aminosyra.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Vad innebär en nonsense mutation?

A

Mutationen leder till bildning av ett stopkodon

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Vilka typer av splice site mutations finns det och hur påverkar de splicingen?

A
  • Intron retention - ett intron kommer inte att spliceas bort
  • Exon skipping - ett exon kommer att spliceas bort
  • Activation of cryptic splice acceptor site - en del av intronet kommer att tas med som exon genom att mutationen gör att en sekvens i introner attraherar spliceosomen bättre än exon-introngränsen
  • Activation of cryptic splice donor site - en del av exonet kommer att spliceas bort på grund av motsvarande processer som i acceptor site.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Vad är nonsense mediated decay?

A

En process som känner igen när splice site mutations sker och bryter ner mRNA:t innan det går ut i cytosolen så att inget felaktigt protein bildas.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

Vad är en risk med att en splice site mutation finns i en gen vilket leder till aktivering av nonsense mediated decay?

A

Om allt mRNA från en gen bryts ner kan det bli så att den ena genkopian inte är tillräcklig för att bilda den mängd protein som behövs i cellen. Detta är dock bara i vissa fall.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
Q

Vad är indels?

A

Insertioner och deletioner vilket är, efter SNPs, den vanligaste formen av genetisk variation. Insertioner innebär att baspar tillkommer och deletioner innebär att baspar tas bort.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
26
Q

Vad kan indels leda till?

A

Frameshifts

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
27
Q

Vilka polymorfa indels är vanligast?

A

I en kodande sekvens är indels i en storlek som är delbart med 3 vanligast eftersom detta inte kommer att leda till ett framshift utan bara att en aminosyra försvinner eller tillkommer.

28
Q

Vad är mikrosatelliter?

A

Korta sekvenser på 1-6bp som är repeterade 10-100 gånger.

29
Q

Varför är mikrosatelliter använda för identitetstester?

A

De varierar mycket mellan människor i både antal repeats och baspar. Detta kommer att bygga upp ett fingerprint/bar code.

30
Q

Vad kallas den grupp av sjukdomar som orsakas av instabila mikrosatelliter?

A

Trinucleotide repeat disorders.

  • Huntingtons sjukdom
  • Fragile X
  • Spinocerebellar ataxias
31
Q

Varför får vi olika många mikrosatelliter?

A

Polymeraset kan lätt hacka till när den läser av mikrosatelliter och kan åd lägga till en extra eller en mindre.

32
Q

Vilken är gränsen för att en genetisk variation ska räknas som en strukturell variation?

A

Det ska innefatta fler än 50 nukleotider. Ofta är det just att hela gener har bytt plats

33
Q

Vad är obalanserad variation?

A

DNA har förlorats eller tillkommit då det har skett en strukturell förändring

34
Q

Vad är en balanserad variation?

A

Ingen förlust eller tillkomst av DNA.

35
Q

Vilken är den vanligaste strukturella genetiska variationen?

A

Translokation

36
Q

Vilka kromosomförändringar kan man hitta vid evolutionära studier mellan arter?

A

Framförallt antal kromosomer och centromerplaceringar

37
Q

Vad är karyotyp?

A

Den bild över kromosomernas antal och utseende som kan framställas genom att fotografera celler som befinner sig i mitosens metafas.

38
Q

Hur många har en avvikande karyotyp?

A

0,3-0,4%

De flesta är dock balanserade variationer.

39
Q

Vilka metoder finns det för att studera genetisk variation och vilket basparsantal fungerar metoden bäst för?

A
  • Mikroskopiska metoder - kromosomala rearrangemang
  • Arraybaserade metoder - kopietalsvariation
  • PCR och sekvensering - SNPs och indels
40
Q

Vilka typer av genetisk variation kan de nyare skekvenseringsmetoderna undersöka?

A

Alla - de studerar hela genomet

41
Q

Vad är CNV?

A

Kopietalsvariation - segment av DNA som varierar i antal mellan individe.r Dessa sekvenser kan vara mycket långa och innehålla hela kodande gener.

42
Q

Vilka typer av CNVs finns det?

A
  • Repeating segments multiplicationbiallelic CNV: två kopior brevid varandra
  • Multi-allelic CNS: fler en två kopior
  • Complex CNV: flera kopior som är placerade på olika ställen mellan olika gener
  • Insert: flera kopior som är inserterade på ett annat ställe av kromosomen/en annan kromosom än där genen normalt “ska” finnas.
43
Q

Kan duplikation och deletion påverka gener olika och vad är generellt minst skadligt för cellen?

A

Ja, vissa gener är mycket känsliga för förändringar i kopieantal medan det för andra gener tolereras bra. I vår arvsmassa bär vi alla på enstaka gener där vi har en extra kopia eller färre kopior än genomsnittet i populationen.

Generellt är det sämre med ett minskat uttryck än ett ökat uttryck och deletioner är därmed under en större negativ selektion.

44
Q

Om ena föräldern har en translokation mellan två kromosomer och den andra har inga strukturella variationer på dessa, vilka är de möjliga utfallen hos barnet?

A
  • “Normal” fördelning av kromosomerna - alltså två opåverkade kromosomer
  • Balanserad bärare
  • 2x Partiell trisomi och partiell monosomi
45
Q

Vad är inversioner?

A

Ett rearrangemang av DNA där ett segment av en kromosom inverteras genom att sekvensen byts mellan strängarna.

46
Q

Hur vanligt förekommande är inversioner?

A

Endast ett litet antal polymorfa inversioner är kända ho människan, troligtvis eftersom de kräver att ett dubbelsträngsbrott skapas på två ställen. Inversioner är svåra att upptäcka eftersom de inte leder till någon förändring i kopietal.

47
Q

Vad är ett exempel på sjukdomsorsakande inversioner?

A

Hemofili A (40% av patienter bär på en orsakande inversion)

48
Q

Är det vanligast med små eller stora variationer i genomet?

A

Små

49
Q

Vad är homolog rekombination?

A

Ett utbyte av genetiskt material mellan homologa DNA-sekvenser, dvs sekvenser som är lika eller identiska.

50
Q

Vilka huvuduppgifter har homolog rekombinaiton?

A
  • REparation av DNA när det skett ett brott i DNA-strängen

* Utbyte av genetisk information mellan kromatider för att skapa nya kombinationer av genetisk variation.

51
Q

När sker homolog rekombination?

A

Vid meios, särskilt där könsceller bildas

52
Q

Hur sker rekombination översiktligt vid meios?

A

Mellan två homologa DNA-molekyler som ursprungligen tillhörde olika kromosomkopior sker en överkorsning. Detta innebär att det dubbelsträngade DNA:t måste brytas och ändarna kombineras med den motsatta kromosomkopians ändar så att nya dubbelsträngade kombinationer kan bildas. Viktigt att denna process kontrolleras så att ingen information går förlorad - det måste alltså ske på samma punkt på båda kromosomerna och olika proteiner hjälper till att genomföra processen.

53
Q

Hur skapar meiosen nya kombinationer av genetisk variation?

A
  • Via slumpmässig fördelning av kromosompar
  • Via rekombination. Med nya kombinationer av alleler längs kromosomerna ges ett oändligt antal möjliga unika kombinationer.
54
Q

Vad kallas det ställe kromosomerna överkorsar varandra vid rekombinering?

A

Chiasma

55
Q

Vilka typer av överkorsning finns det?

A
  • Cross-over

* Double cross-over

56
Q

Vad händer om överkorsning sker mellan systerkromatider?

A

Det händer men det ger inte upphov till nya sekvenskombinationer på samma sätt.

57
Q

Hur många överkorningar sker i snitt?

A

1,2 överkorsningar/kromosom/generation

58
Q

Hur sker homolog rekombination mer detaljerat?

A

Ett endonucleas inducerar ett dubbelsträngbrott i ena kromatiden. Därefter kommer ett exonukleas att tugga bort DNA från 5’-änden av varje sträng vilket lämnar två “svansar” med enkelsträngade 3’-ändar. Dessa kan vara 600-800 baspar och är troligtvis stabiliserade av specialiserade proteiner. Sedan är överkorsningen redo:

  1. En av av de enkelsträngade svansarna går in mellan dubbelhelixen av den andra icke-systerkromatiden och separerar dess strängar.
  2. Om den invaderande strängen kan hitta en komplementär sekvens av nukleotider som den kan para med kommer den att göra så.
  3. Den andra strängen som inte har gått in mellan den andra DNA-molekylen kommer att paras med dennas komplementära sträng av den nya kromatiden. Denna struktur, då de två kromatiderna har gått ihop, kallas holiday junction.
  4. DNA-syntes fyller de båda hålen som bildades av nukleaser genom att använda den nya kromatidens strängar som templat.
59
Q

Ge ett exempel på när det kan bli fel vid överkorsning av kromatider?

A

I en kromosom finns det ibland långa regiener som är mycket lika eller identiska och överkorsning kan då ske mellan fel regioner. Detta eftersom cirka 5% av genomet består av sekvenser på över 1kb som är mer än 90% identiska (segmental duplication).

60
Q

Vad blir konsekvensen av fel i rekombinationen?

A

Den ena kromosomen kommer att få duplikation och den andra kommer få en deletion.

61
Q

Vad kallas homolog rekombination med ett annat namn?

A

Non-allelic homologous recombination (NAHR)

62
Q

Vad är mikrodeletionssyndrom?

A

Det är en “genomic disorder” - en funktionsnedsättning som påverkar flera organ i kroppen. Det finns flera olika syndrom inom denna huvudklass men trots att de påverkar olika organ så har vi en genomgående fenotyp hos alla patienter. Patienterna har ofta precis samma deletion, orsakad av felaktig rekombination mellan flankerande DNA-sekvenser som är mycket lika.

63
Q

Vad är genetiska kartor, vad visar de och hur kan de användas?

A

Det är en karta över en kromosom som visar hur ofta överkorsningar sker på en kromosom. Det kan då användas för att mäta avstånd på en kromosomer och kunna hitta gener och hur de samverkar i olika sjukdomar. Man kan också se vilka genetiska anlag som ofta nedärvs som en enhet och är “kopplade”

64
Q

I vilken enhet mäts avståndet i genetiska kartor?

A

centiMorgan, där 1 cM innebär att rekombination sker 1 gång per 100 meioser. I snitt motsvarar 1 cM ungefär 1Mb

65
Q

Hur kan man använda rekombination för att skapa genkartor?

A
  • Kopplingsanalys (linkage)
  • Anlag som nedärvs helt oberoende av varandra ligger troligen på olika kromosomer eller i olika ändar av samma kromosom
  • Anlag som ligger mycket nära varandra kommer nästan alltid nedärvas tillsammans, dvs ingen rekombination sker mellan dem