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Kartei Details
| Karten | 308 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Biologie |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 21.02.2022 / 04.06.2025 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/20220221_humangenetik
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Was versteht man unter Segregationsanalyse?
- Sammlung grosser Anzahl Personen mit Krankheit gehäuft in Familie
- Erzeugung verschiedener Computermodelle unter Vergleich zu "Mixed Modell" als Referenz
- Statistische Auswertung für deren Wahrscheinlichkeiten
- Nicht mehr durchgeführt!
Wieso werden Segregationsanalysen nicht mehr durchgeführt? Durch welche Methoden wurden diese ersetzt?
- Nicht-Berücksichtigung "Familiäres Umfeld"
- Genetische Einflüssen nicht differenzierbar
- Lediglich Aussage statistische Eigenschaft genetischer Faktoren => Indirekt
- Ersetzt durch
- Linkage-Untersuchungen
- Assoziationsstudien
Wieso müssen Linkage-Analysen von Komplexen Krankheiten model-free sein?
- Da diese sich kaum/gering wie eine mendelnde Krankheit verhalten => kein akkurates Model möglich aufgrund:
- viele verschiedene Faktoren
- unterschiedliche Parameter
- z.B. LOD-Score basiert auf genetischem Modell
- Vererbung
- Genfrequenz
- Lokuspenetranz
- Auch Non-parametric linkage genannt (NPL)
Welche zwei Ansätze gibt es in der Linkage-Analyse?
- Ansatz 1: Suche nach fast mendelnde Krankheitsmerkmale
- Ansatz 2: Shared Segment Analyse
Beschreibe das Prinzip der Linkage-Analyse mittels Suche nach fast mendelnde Krankheitsmerkmale.
- Suche nach fast mendelnde Krankheitsmerkmale
- Jede komplexe Krankheit ist sehr heterogen: Möglichkeit Familien mit Krankheitsmerkmal, welches mendelnd segregiert (Brustkrebs mit BRCA1/2)
- Familie mit allen Faktoren bereits vorhanden, so dass heterozygot vorhandener Faktor mendelnd auswirkt (Hirschsprung Krankheit)
- Pseudo-mendelnde Krankheit aufgrund zufälliger Verteilung (Schizophrenie mit LOD 6; nie bestätigt)
Beschreibe das Prinzip der Linkage-Analyse mittels Shared Segment Analyse.
- Suche chromosomaler Segmente, die öfters identisch bei Betroffenen im Vergleich zur Population durch zufällige mendelnde Segregation
- Programm kalkuliert Mass, welche Geschwister Segment teilen durch IBD => Non-parametric LOD Score
Wieso werden Linkage Analysen wie die "Affected Sib Pair Analyse" nicht mehr angewendet?
- Interpretation Resultat
- Interpretation
- NP LOD Score <2: Keine Linkage
- NP LOD Score >3.6 - 4 ⇒ gute Linkage
- Innerhalb Familien
- grosse geteilte Segmente: Schwer Krankheitsgen(e) zu lokalisieren
- hohe Wahrscheinlichkeit zufälliger geteilter Segmente => "falsch-hohe" NP LOD Scores
- Unzureichende Kontrolle Kontrollprobanden (Study Design)
Beachte!
Was versteht man unter den Assoziationsanalysen?
- Suche Zusammenhang Krankheitsmerkmal mit Allel bzw. Haplotyp als Phänotyp innerhalb Genom => Identifizierung Krankheitsgen
- Statistische Aussage, also kein genetisches Phänomen => Verschiedene Ursachen möglich
- Resultat als Chancenverhältnis (odds ratio)
Linkage vs. Assoziation!
- Linkage ist ein genetisches Phänomen
- Beide Loci sind nahe zueinander beim Chromosom
- Sie sind gelinked unabhängig ihrer Funktion oder "Art"
- Können, müssen aber nicht assoziiert sein
- Assoziation ist kein genetisches Phänomen => statistische Aussage
- Beziehung zwischen Allele oder Phänotypen
- Bestimmte Krankheit/Phänotype ist mit einem spez. Allel im Markerlocus assoziiert
- Linkage indiziert nicht gleich Assoziation
Wie wird der Odds Ration bei der Assoziationsanalyse berechnet?
- \(Odds~ratio = {(800/700) \over (200/300) } = 1.71\)
- \(Odds~ratio = {(a/b) \over (c/d) } = {(a*d) \over (b*c) }\)
Nenne Ursachen für eine Assoziation bei der Assoziationsanalyse.
- A erhöht Wahrscheinlichkeit Ausprägung K. K kann sich jedoch ohne A manifestieren ("Enhancer")
- Höhere Überlebenschancen mit A, als ohne A
- Zufällig häufiger Vorkommen in Bevölkerungsgruppe
- Allel A vom alten chromosomalen Segment gelangt per Rekombination zu K und macht empfänglich für K => Linkage Disequilibrium => Veränderte Allelfrequenz
Was versteht man unter dem Linkage Disequilibrium (LD)?
- Bestimmte Allelfrequenzen als Haplotyp sind höher als statistisch berechnet
- Betroffene Haplotyp-Block wurde nur selten rekombiniert => stabil durch Rekombinations Hot Spots
Was haben die HapMap gemacht bzw. Nutzen?
- Genotypisierung mehrere Millionen SNP von 269 Probanden verschiedener Herkunft; SNP im Vergleich zu Mikrossatelliten
- häufigeres Vorkommen
- Geringere Mutationsrate
- Statistisches Programm bestimmt Gard des Linkage Disequilibrium
- HasMap Konsortium
Wieso gibt es nur 4 bis 6 Haplotypblöcke, obwohl es 30 bis 70 SNP's pro Block gibt (230 bis 270 Möglichkeiten)?
- Vorcharakterisierung der 4 häufigsten Haplotypenblöcke z.B. pro Chromosom
- Diese können anschliessend durch Genotypisierung von 3 SNP's unterschieden werden => tag-SNP's
Wie wird das Linkage Disequilibrium berechnet?
- \(D = {(p11*p22) - (p12*p21)}\)
- \(D = {[(p1*q1)*(p2*q2)] - [(p1*q2)*(p2*q1)]}\)
Wie wird das normalisierte Linkage Disequilibrium berechnet? (Standartisierte)
- \(D' = {D \over D_{max}}\)
- \(D' = {D \over D_{min}}\)
- Dmax
- When D ≥ 0
- Dmax is the smaller of p1q2 and p2q1.
- Dmin
- When D < 0
- Dmin is the larger of p1q1 and p2q2.
Was sind Schwierigkeiten der Assoziationsanalyse?
- Inadäquate Kontrollen => Unterschiede Bevölkerungsgruppe bzw. Kontrollgruppe ungenügend definiert
- Gruppengrösse zu gering => zufällige Assoziationen
- Keine Korrektur bei mehrfachen Tests => p 0.05 = 5% wären falsch positiv (also ohne Assoziation). Besser wäre p = 0.01
Was ist eine mögliche Lösung um eine richtige Kontrollgruppe bei Assoziationsanalysen zu definieren?
- Transmission (Dis)Equilibrium Test
- Erhebung der Kontrolldaten von gleicher Person wie der Falldaten
The transmission-disequilibrium test (TDT) of Spielman et al. is a family-based linkage-disequilibrium test that offers a powerful way to test for linkage between alleles and phenotypes that is either causal (i.e., the marker locus is the disease/trait allele) or due to linkage disequilibrium. The TDT is equivalent to a randomized experiment and, therefore, is resistant to confounding. When the marker is extremely close to the disease locus or is the disease locus itself, tests such as the TDT can be far more powerful than conventional linkage tests
Wie wird das Linkage Disequilibrium interpretiert?
- D = 0: Linkage equilibrium
- D > 0: Linkage Disequilibrium
Beachte!
Durch die verschiedenen Analysen kann nur die chromosomale Region eingegrenzt werden. Wie wird das Krankheitsgen nun identifiziert?
- Mehrere ORF's im jenem Bereich möglich
- Anwendung zweier Methoden
- Positionelles Klonieren
- Positionsunabhängige Methoden
Beschreibe das Prinzip des positionellen Klonieren.
- Sammlung mehrerer Fallfamilien und Durchführung Linkage Analyse
- Identifizierung aller Gene (Funktionalität) im chromosomalen Segment
- Priorisierung Gene für Mutations Screening
- Untersuche/Suche Mutationen im Susceptibility
Wie wird die Priorität der Gene für das Positionelle Klonieren ermittelt?
- Expressionsstudien mittels RT-PCR => sollte exprimiert sein
- Funktionelle Homologie: Ähnlichkeit Protein mit anderen Krankheitsproteine, z.B. Tyrosinkinase-Rezeptoren
- Sequenzhomologie: Mutation in ähnlichem Gen ein vergleichbarer Phänotyp zur Folge hat
- Phänotypische Homologie mit Maus-, Hefe- und Drosophila melanogaster-Modelle
Welche Methoden gibt es für positionsunabhängiges Klonieren?
- Bekanntes fehlerhaftes Protein mit mind. bekannter AS-Teilsequenz
- Anwendung degenerierter Primer auf gDNA-Bibliothek
- Unbekannte AS-Sequenz, aber Ak gegen Protein
- Anwendung Ak auf cDNA-Expressionbibliothek
- Funktionelle Komplementarität: Biochemische/Funktionelle Defekt Zellkultur
- Anwendung cDNA-Library gesunder Person auf Patientenkultur => Welche repariert den Defekt?
- Auch mit Mausmodell, wenn vorhanden => Anschliessend Homologiesuche in Mensch
- Selten
Was versteht man unter einer gDNA-Bibliothek?
- Fragmente des Genoms als Plasmide in Bakterien => viele unterschiedliche Bakterien
Wie funktioniert das Prinzip des Positionsunabhängigen Klonieren mittels bekannten fehlerhaften Protein und mind. teilweise bekannter AS-Sequenz?
- Screening einer gDNA-Bibliothek mit degenerierten Primer
- Sonde hybridisiert mit passendem Bakterium und resultiert in Amplifikation
Beachte!
Beachte in Bezug Positionsunabhängiges Cloning.
Was ist der Bezug von Tumore und der natürliche Selektion?
- Tumore entstehen durch zufällige Mutationen und natürliche Selektion innerhalb Zellpopulation eines Organismus
- Sowohl Spezies und Tumore entstehen durch zufällige Mutationen, doch ein Unterschied besteht
- Tumore
- Somatische Mutationen
- Population von Zellen innerhalb eines multizellulären Organismus
- Pflanzen und Tiere
- Gonosomale Mutationen
- Population verschiedener multizellulären Organismen
- Tumore
"Multizelluläre Organismen haben die Tendenz zu Tumoren."
- Dies ist korrekt
- Verhinderung mittels Apoptose
Wieso treten Tumore im hohem Alter auf?
- Ist eine multifaktorielle Krankheit und benötigt mehrere (spezifische) Mutationen aufgrund des stark regulierten Zellcyclus => Erlangen Hallmarks
Wieso sind die Mutationen in einem Tumor abhängig von einander und nicht unabhängig?
- Wäre jede Mutation unabhängig, so wäre es nicht möglich, dass eine Zelle alle Mutation akkumulieren könnte
- Jede Mutation erhöht Wahrscheinlichkeit für nächste Mutation durch zwei mögliche Mechanismen
- Growth Advantage
- Genominstabilität => Chromosomale Abnormitäten
- Karzinogenese: Benigne zu maligne
Was versteht man unter Driver- und Passenger-Mutationen?
- Driver-Mutation: Mutationen, die zur Tumorneogenese beitragen
- Onkogene
- Tumorsuppressorgene
- Passenger-Mutation: Mutationen, die nicht zur Tumorneogenese beitragen
Was ist ein Vorteil vom Phenotyp des Tumors im Vergleich zu Schizophrenia or Congenital Heart Malformations?
- Eindeutig erkennbarer Phänotyp: Unkontrollierte Proliferation
Was versteht man unter einem Onkogen?
- Früher: Bevor Mutation Protoonkogen genannt
- Involviert in positive Regulation des Zellcyclus
- Grundsätzlich "Gain of Function" Mutationen
Was für Typen/Mechanismen gibt es die zu Onkogene führen?
Was versteht man unter einem Tumorsuppressorgen?
- Involviert in negative Regulation Zellteilung
- Funktionen
- Korrekte Zellteilung
- Genomstabilität
- Apoptose
- Grundsätzlich "Loss of Function" Mutationen
Wie kommt es zu dieser Abbildung?
- Von den 1950er
- Zufälligerweise konnte man ein Virus aus einem Tumor isolieren => pauschal Vermutung Viren sind schuldig
- Präfix "v-"Onkogen
- Stimmt nicht: Gibt Onkogene Viren, aber deren onkogene Anteil sind Zellgenüberreste => Inkorrektes Genom
Was sehen Sie hier?
- Amplifikation des Genes MYCN als Onkogene
- Innerhalb (Insertion) und ausserhalb (Chromatin Budies) des Chromosoms 2
- FISH
