Onze blog probeert altijd informatief en benaderbaar te zijn, en we schrijven het met het doel het voor elke lezer eenvoudig en begrijpelijk te maken. Bij deze gelegenheid hebben we onszelf toegestaan om wat technischer te zijn om bepaalde fundamenten van genetische afkomst uit te leggen. Maar u hoeft niet elk woord of elke uitspraak in detail te begrijpen. We zijn er zeker van dat u aan het einde van het lezen van dit bericht de belangrijkste concepten zult hebben die u in staat hebben gesteld om beter te begrijpen wat er achter de oprichting van een 24Genetics gepersonaliseerde vooroudersstudie zit.
Wat is genetische overerving?
Om de reikwijdte van het testen van voorouders te begrijpen en de wetenschap erachter te begrijpen, is het noodzakelijk om uit te leggen hoe genetisch materiaal is georganiseerd en hoe genetische overerving werkt.
Hoe is genetisch materiaal georganiseerd?
Genetisch materiaal is de chemische basis waarin alle informatie die nodig is voor de productie en regulering van eiwitten is opgeslagen, en het bepaalt het lot van onze cellen en de informatie die ons als individuen definieert. Het genetisch materiaal van vrijwel alle bekende organismen, met uitzondering van bepaalde virussen, is georganiseerd in de vorm van DNA (deoxyribonucleïnezuur).
Het totale DNA-gehalte van een organisme wordt een genoom genoemd. Het menselijk genoom kan worden onderverdeeld in nucleair genoom en mitochondriaal genoom.
Enerzijds bestaat het kerngenoom uit 23 paar chromosomen die samen informatie bevatten over ongeveer 20,000 genen, bestaande uit meer dan 3 miljard nucleotiden. Het is vermeldenswaard dat van deze meer dan 3 miljard nucleotiden die het menselijk genoom vormen, de variabiliteit tussen individuen zich in slechts 0.1% van de posities bevindt. Deze 23 paren chromosomen zijn georganiseerd in 22 paren autosomale chromosomen (of autosomen) en 1 paar geslachtschromosomen, XX voor biologische mannen en XY voor biologische vrouwen.
Het mitochondriale genoom daarentegen bestaat uit een enkele cirkelvormige keten, waarvan de overerving uitsluitend van de moeder is.
We kunnen het genoom begrijpen als een verzameling encyclopedieën die alle informatie bevat die een mens nodig heeft om te groeien en zich te ontwikkelen. Deze encyclopedie heeft 23 delen, die elk elk van de chromosomenparen vertegenwoordigen, waarin we de genen kunnen lezen, die we zouden kunnen voorstellen als de woorden van deze encyclopedie. Deze woorden zijn op hun beurt weer opgebouwd uit letters, die in het geval van genen overeenkomen met de vier soorten nucleotiden waaruit het DNA bestaat: adenine, thymine, cytosine en guanine. Voor elk van de posities zijn er twee mogelijke letters (twee mogelijke nucleotiden), die de allelen zullen zijn.
Figuur 1. Vertegenwoordiging van menselijk genetisch materiaal.
Genetische overerving kan worden gedefinieerd als kenmerken die worden geërfd van ouders op nakomelingen. De overdraagbare eigenschappen zijn die eigenschappen die zijn vastgelegd in de genen, die het genotype vormen, terwijl de manifestatie van deze eigenschappen het fenotype vormt. Het is belangrijk om in gedachten te houden dat het fenotype in veel gevallen niet alleen wordt bepaald door het genotype, maar ook wordt beïnvloed door omgevingsfactoren (1). Om een eenvoudige analogie te maken voor het gemak van begrip, zouden we kunnen zeggen dat in een schilderij het genotype bestaat uit het canvas, het type pigment, de kleuren, het penseel, de streek, enz. en het fenotype is het beeld dat we zien.
De term genetische variabiliteit verwijst naar verschillen in de DNA-sequentie tussen individuen of populaties, die, zoals hierboven vermeld, is teruggebracht tot 0.1% van het menselijk genoom. De belangrijkste bronnen van variabiliteit zijn mutaties en genetische recombinatie.
Wat zijn mutaties?
Mutaties zijn permanente en erfelijke veranderingen in de DNA-sequentie. De novo mutaties worden gegenereerd wanneer er een fout optreedt in de DNA-replicatie die niet wordt gecorrigeerd door reparatie-enzymen. Met andere woorden, het zijn vooral fouten die geen bekende of gerechtvaardigde oorzaak hebben en leiden tot een genetische modificatie. Afhankelijk van de gevolgen voor het organisme worden mutaties ingedeeld in de volgende typen:
- Schadelijk: schadelijk voor het organisme, waardoor de reproductieve effectiviteit, dwz de kans op het nalaten van nakomelingen, afneemt.
- Gunstig: een adaptief voordeel verlenen dat de reproductieve effectiviteit verhoogt.
- Neutraal (2).
De meeste mutaties die in het genoom voorkomen en worden doorgegeven aan het nageslacht, zijn gunstig of neutraal, omdat ze de levensvatbaarheid van organismen niet negatief beïnvloeden.
Wat is genetische recombinatie?
Genetische recombinatie is het proces waarbij homologe chromosomen of chromosoomsegmenten breken en samenkomen, waarbij DNA-sequenties opnieuw worden gerangschikt. Dit proces vindt plaats tijdens meiose, het proces van celdeling dat plaatsvindt bij seksuele reproductie voor de vorming van gameten of geslachtscellen, zowel mannelijk (sperma) als vrouwelijk (eicellen).
Figuur 2. Genetische recombinatie
Van de 23 paren chromosomen die elke persoon bezit, heeft elk paar één chromosoom geërfd van de vader en één van de moeder. Daarom vindt bij de vorming van gameten (sperma en eicel) van een individu recombinatie plaats tussen de twee chromosomen van de 23 paren (homologe chromosomen), waarna de 23 gerecombineerde individuele chromosomen deel gaan uitmaken van elk van de gameten. De volgende generatie zal van elke ouder één chromosoom erven en dus een unieke combinatie van hun eigen genetisch materiaal hebben. Dit wordt geïllustreerd in onderstaande figuur:
Er zijn chromosomale posities, technisch loci genoemd, waarvan sommige mogelijke varianten van nucleotidesequenties in een gen (allelen) presenteren. Deze varianten omvatten single nucleotide polymorphisms (SNP's), dit zijn variaties van één nucleotide die aanwezig zijn in ten minste 1% van de populatie, en de allelfrequenties van deze variaties zijn beschreven in verschillende populaties. Allelfrequentie wordt gedefinieerd als het aandeel van een specifiek allel van alle mogelijke allelen op een bepaalde positie in een bepaalde populatie (3).
Het is het verschil in allelfrequenties tussen populaties dat het mogelijk maakt om afstammingsberekeningen te maken.
Wat is afkomst?
Voorouders is een zeer brede en moeilijk te definiëren term, omdat er verschillende interpretaties mogelijk zijn. In brede zin kan het genetisch, geografisch, historisch of cultureel gebaseerd zijn.
Vanuit het oogpunt van genetica kan afkomst worden gedefinieerd als de studie van alle genetische informatie die we van onze voorouders hebben geërfd, met bepaalde mutaties en genetische variaties, die ons in staat stellen onze oorsprong te bepalen.
Populaties vertonen genetische variabiliteit als gevolg van de demografische gebeurtenissen waarbij ze in de loop van de menselijke geschiedenis betrokken zijn geweest, zoals migraties en vermenging met andere populaties, ziekten met hoge sterftecijfers, geografische isolatie, enz. (4). Onze voorouders zijn dus het resultaat van een complexe vermenging van populaties in de loop van de tijd, vanaf de oorsprong van de menselijke soort in Afrika, zo'n 300,000 jaar geleden, tot op de dag van vandaag (5). Gezien deze patronen van genetische variabiliteit is het mogelijk om een analyse uit te voeren van de genetische verschillen en overeenkomsten die bestaan tussen een individu en verschillende populaties over de hele wereld om afkomst af te leiden (6).
Hoe worden afstammingsberekeningen uitgevoerd?
Er zijn drie soorten afkomsttests: autosomaal, mitochondriaal en Y-chromosomaal. We zullen ons concentreren op autosomale afstammingstests.
Autosomale afstammingstests voeren een analyse uit van de autosomale chromosomen, dwz de paren van chromosomen 1 tot 22, exclusief het 23e paar, die geslachtschromosomen zijn (XX of XY). Deze 22 paren chromosomen worden geërfd van beide ouders, waardoor ze gezamenlijke informatie verstrekken over de moeder- en vaderlijke afstamming (7).
Zoals hierboven vermeld, zijn afstammingsanalyses gebaseerd op het vinden van overeenkomsten tussen de steekproef van een bepaald individu en een reeks verschillende steekproeven, die het referentiepanel of de database vormen, en waarvan de voorouders vooraf bekend zijn. Om afkomst af te leiden, worden de SNP's tussen de twee vergeleken, zodat hoe groter de coïncidentie tussen het te analyseren monster en het referentiemonster, hoe groter de kans op een gemeenschappelijke voorouders. Deze resultaten weerspiegelen in zekere zin met welke populaties de genetische informatie die we vandaag hebben geërfd, gerelateerd is aan en daarom wat onze genetische oorsprong is.
Voorouders bij 24Genetics
Bij 24Genetics bieden we u informatie over uw genetische afkomst op geografisch niveau. Dat wil zeggen, we associëren uw genetische afkomst met de geografische regio's waarin uw voorouders leefden of waarmee ze nauw contact hebben gehad (6). Ons afstammingstest is een van de meest uitgebreide op de markt, met een referentiedatabase die DNA bevat van mensen die meer dan 1,500 regio's vertegenwoordigen, omdat hun voorouders al generaties lang in een regio wonen. Onze informatie is geclassificeerd in 175 landen, per staat, regio of zelfs provincie, die 700 tot 900 jaar teruggaat, en kan zelfs genetische signalen van meer dan 2,000 jaar geleden detecteren.
Bibliografie
1. Fenotipo | NHGRI [Internet]. [geciteerd 2022 juni 20]. Beschikbaar op: https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Fenotipo
2. Wat is genetische variatie | Menselijke genetische variatie [Internet]. [geciteerd 2022 juni 20]. Beschikbaar via: https://www.ebi.ac.uk/training/online/courses/human-genetic-variation-introduction/what-is-genetic-variation/
3. Strachan T, lees AP. Menselijke moleculaire genetica. Menselijke moleculaire genetica. New York: Garland Wetenschap; 2018. 784 blz.
4. Mathieson I, Scally A. Wat is afkomst? Flint J, redacteur. PLOS Genetica [Internet]. 2020 maart 9 [geciteerd 2020 maart 23];16(3):e1008624. Beschikbaar vanaf: https://dx.plos.org/10.1371/journal.pgen.1008624
5. Jobling M, Hollox E, Hurles M, Kivisild T, Tyler-smith C. Menselijke evolutionaire genetica. New York (VS): Garland Science; 2013. 650 blz.
6. Royal CD, Novembre J, Fullerton SM, Goldstein DB, Long JC, Bamshad MJ, et al. Genetische afkomst afleiden: kansen, uitdagingen en implicaties. American Journal of Human Genetics [Internet]. 2010 mei 5 [geciteerd 2022 juni 17];86(5):661. Verkrijgbaar vanaf: /pmc/articles/PMC2869013/
7. Templeton AR. Menselijke populatiegenetica en genomica. academische pers; 2019.
