Laatste update: 29/06/2017

Genetische variaties

Een genetische 'fout' kan zich enerzijds voordoen op chromosomaal niveau. Dan is ze zichtbaar onder de microscoop als een numerieke afwijking (duplicatie of deletie van een volledig chromosoom) of als een structurele (translocatie, inversie, partiële insertie of deletie of duplicatie). Anderzijds kunnen zich fouten voordoen op DNA-niveau, binnen één gen (bv. een puntmutatie).

Een genetische schrijffout hoeft niet per se tot ingrijpende wijzigingen te leiden of aandoeningen te veroorzaken. Sommige fouten zijn minimaal, niet meer dan een verwisseling van letters, die de instructie in onze handleiding niet onleesbaar maken.
Zoals gezegd codeert een gen voor een eiwit, de instructie kunnen we dus zien als een soort recept. Stel dat we in het recept voor een gebakje bruine suiker verwisselen met witte, dan zal dat hooguit tot een smaakverschil leiden. Het gebakje blijft een dessert en vervult zijn functie. Als we daarentegen zout gebruiken in plaats van suiker, wordt ons dessert oneetbaar. Idem dito als we de volgorde van de kookhandelingen zouden omkeren, of de dessertinstructie zoek zouden maken in het boekdeel van de soepen.
De impact van een genetische schrijffout op onze cellen en ons lichaam hangt m.a.w. samen met het type en de omvang van de fout.

<top>

Op het niveau van de chromosomen

Soms worden in ons instructieboek hele stukken tekst herhaald of weggelaten, zelfs stukken die uit miljoenen letters bestaan. Dat noemen we CNV's of Copy Number Variations.
Zij kunnen overgeërfd worden of nieuw (de novo) ontstaan.


Als erfelijk materiaal verloren gaat, dan spreken we van een deletie. Afhankelijk van de hoeveelheid spreken we van macro- of microdeleties, maar de gevolgen kunnen in beide gevallen ernstig zijn.
In geval van een microdeletie kunnen genen of delen ervan ontbreken. Een voorbeeld van een aandoening die het gevolg is van een microdeletie (op chromosoom 22) is het Velo-cardiaal-faciaal syndroom.
Soms is een deletie zo omvangrijk dat een volledig chromosoom ontbreekt, wat 'monosomie' heet. In bijna alle gevallen zal de vrucht niet levensvatbaar zijn en spontaan afsterven. Alleen bij monosomie van het X-chromosoom kan de bevruchte eicel zich ontwikkelen tot embryo en uitgroeien tot een persoon. De baby is in dat geval een meisje met slechts 45 chromosomen (het syndroom van Turner).

Als een fout tijdens de celdeling leidt tot de verdubbeling van een chromosoom of een deel daarvan, spreken we van een duplicatie. Dat kan zich zowel bij de autosomen als bij de geslachtschromosomen voordoen.
De verdubbeling van een volledig chromosoom noemen we trisomie. Personen met trisomie hebben – logischerwijs – 47 in plaats van 46 chromosomen. Doorgaans heeft dat ernstige afwijkingen tot gevolg, waardoor een embryo niet levensvatbaar is en een spontane miskraam volgt. Drie levensvatbare autosomale trisomieën zijn trisomie 21 (het syndroom van Down), trisomie 18 (het syndroom van Edwards) en trisomie 13 (het syndroom van Patau).
Ook geslachtschromosomen die zich verdubbelen kennen levensvatbare vormen. Zo bestaan er meisjes met drie X-chromosomen (het Triple X-syndroom) en jongens met twee Y-chromosomen plus een X-chromosoom of twee X-chromosomen en een Y-chromosoom (het syndroom van Klinefelter).
Soms verdubbelt zich slechts een deeltje van een chromosoom: dan spreken we van partiële duplicatie. Het verdubbelde deel kan zich hechten aan het chromosoom waar het thuishoort, maar ook aan een ander (duplicatie met translocatie).

Bij inversie raken delen van het erfelijk materiaal omgewisseld op één chromosoom. Zolang daarbij geen genetisch materiaal verloren gaat, zal dat bij de drager van de inversie doorgaans niet leiden tot een erfelijke aandoening. Wel kan in haar eicellen of zijn zaadcellen tijdens de celdeling een onevenwicht in de chromosomen ontstaan.

Bij een translocatie hecht een deel van één chromosoom zich aan een ander (niet homoloog) chromosoom.
We noemen zo'n translocatie gebalanceerd als geen erfelijk materiaal verloren gaat of zich verdubbelt. Deze pure verplaatsing van genetisch materiaal levert doorgaans geen problemen op voor de persoon die drager is, maar hij of zij heeft wel een verhoogd risico op nakomelingen met een ongebalanceerde translocatie.

 

Bij een ongebalanceerde translocatie zal de nakomeling het aangetaste chromosoom overerven met extra of minder genetisch materiaal dan de gebalanceerde translocatie van de ouder. Aangezien daardoor de genetische code wijzigt, veroorzaakt het meestal problemen voor de drager.

We kennen twee types translocaties:

  • reciproke, waarbij een deel van de chromosomen wordt uitgewisseld (zoals hierboven beschreven), en
  • Robertsoniaanse, waarbij een volledige arm wordt uitgewisseld.

Een merkerchromosoom is extra chromosomaal materiaal dat niet duidelijk geïdentificeerd of gekarakteriseerd kan worden door conventionele banderingstechnieken.
Het is eigenlijk een partiële trisomie die afkomstig is van één of meerdere van de 24 verschillende chromosomen.
Merkerchromosomen kunnen overgeërfd worden (ongeveer 30%) of de novo ontstaan (ongeveer 70%).
De impact van een merkerchromosoom is volledig afhankelijk van zijn inhoud. Als het merkerchromosoom voornamelijk inactief genetisch materiaal bevat zal het effect miniem zijn.
Vaak worden merkerchromosomen niet overgeërfd omdat ze als klein chromosoom verloren gaan tijdens de celdeling.
Eén van de vaker voorkomende merkerchromosomen is een omgekeerde duplicatie van chromosoom 15.

Op zeer specifieke, kwetsbare (fragiele) posities op chromosomen in de metafase kunnen er 'gaten' voorkomen, die kunnen leiden tot spontane breekpunten tijdens de celdeling.

In het humaan genoom zijn er op dit moment meer dan 120 fragiele posities gekend. Ze kunnen geclassificeerd worden als 'algemeen' of 'zeldzaam' op basis van hun frequentie van voorkomen.
Algemene fragiele posities zijn in (bijna alle) normale individuen terug te vinden. Ze bestaan dikwijls uit regio's van DNA-herhalingen (repeats).

De meest bestudeerde vorm van een zeldzame fragiele positie is FRAXA, die leidt tot het fragiele-X-syndroom, een vorm van erfelijke mentale retardatie door expansie van een CGG-repeat.