Bij erfelijke gebreken is er vaak een kleine verandering in het DNA

Fokkerij
Het nemen van
een haarmonster.
H
et erfelijk materiaal ligt in elke
volledig willekeurig, welke helft wordt
miljard van die DNA-bouwstenen. Deze
celkern opgeslagen en het
doorgegeven. Dus van elke chromosoom
bouwstenen worden wel baseparen
bestaat uit DNA (de Engelse
wordt één van beide helften doorgege-
genoemd, omdat ze gepaard binnen
afkorting voor desoxyribonucleïnezuur).
ven. Dus met 32 paar chromosomen zijn
beide chromosoomhelften liggen. Er zijn
Het DNA is verdeeld in chromosomen (bij
er onnoemelijk veel combinaties van
vier varianten van deze DNA-bouwstenen
het paard zijn dat er 64) en dit zijn de
chromosoomhelften te bedenken die
en die worden aangeduid met hun
dragers van de erfelijke aanleg. De
door een ouder aan een kind is doorgege-
afkortingen C, A, G en T. Om een idee te
chromosomen komen in paren voor,
ven. En dat geldt voor beide ouders. Dus
geven van de grootte van het hele
waarbij binnen elk paar er één afkomstig
de kans dat twee kinderen uit een gezin
genoom: als we elke DNA-bouwsteen met
is van de vader en één van de moeder. Op
precies dezelfde chromosoomhelften van
hun één letterige afkorting zouden
de chromosomen komen stukken DNA
beide ouders hebben gekregen, is
aanduiden en op een bladzijde kunnen
voor die voor de productie van een
verwaarloosbaar. Daarom ze zijn ver-
3000 letters, dan hebben we 2000 boeken
van 500 bladzijden nodig om het hele
Bij erfelijke gebreken is er vaak een
kleine verandering in het DNA, een
mutatie
genoom op te schrijven!
Alle zoogdieren hebben ruwweg tussen
de 25.000 en 30.000 genen en de genen
kunnen verschillen in aantal baseparen
van enkele duizenden tot tienduizenden.
Niet alle baseparen liggen in genen.
Tussen de genen liggen grote stukken
DNA waarvan we niet precies de functie
De theorie
van genetica
FOTO: KARIN SEVINK
TEKST: BART DUCRO
schillend, maar ze lijken wel meer op hun
worden genen genoemd. Omdat de
broer of zus dan op andere kinderen.
chromosomen in paren voorkomen,
Bovendien kan er meer variatie optreden,
komen ook alle genen in paren, in duplo,
omdat binnen een chromosoom overkrui-
voor. De genen binnen een paar kunnen
sing kan plaatsvinden, zodat de chromo-
Hoe worden de genen verantwoordelijk voor een bepaalde
functie nu gezocht?
verschillend zijn, wanneer de vader een
soomhelften nog onderling genen
De huidige strategie gaat uit van een
andere variant van het gen, (een ander
uitwisselen voordat ze uit elkaar gaan.
soort merkerkaart. Hierop zijn een grote
allel), heeft doorgegeven dan de moeder.
weten, maar er is wel variatie op te zien.
reeks van die DNA-bouwstenen geplaatst
die verspreid over het gehele genoom
DNA-samenstelling heeft, dan zal het een
Hoe groot is dat DNA dan,
hoeveel genen zijn er?
ander functioneel eiwit produceren, wat
Het totale erfelijk materiaal, ofwel het
bekend dat ze variatie vertonen en dat ze
ergens in het hele proces van lichaams-
totale genoom, bestaat ongeveer uit drie
daarmee ook de variatie in het omlig-
Wanneer een gen een verschillende
liggen. Van deze zogenaamde merkers is
opbouw of lichaamsfuncties tot een
verschil zal kunnen leiden. Zo zou zo’n
variant op een gen ertoe kunnen bijdragen dat een paard groter is, mooiere
bewegingen heeft, betere vruchtbaarheid
heeft, of juist gevoeliger voor een
bepaalde ziekte is. Elke celkern in het
lichaam bevat hetzelfde DNA-patroon.
Dus elke cel bevat het bouwplan van het
hele lichaam. Uitzondering hierop zijn de
geslachtscellen, want die hebben maar de
helft van het erfelijk materiaal. Voor
onderzoek aan het DNA kunnen we dus
alle andere cellen gebruiken en om
praktische redenen worden cellen uit het
FOTO: REMCO VEURINK
Uiterlijke verschillen in lichaamsbouw
en in functioneren tussen dieren wordt
voor een deel bepaald door verschil in
genetische aanleg. De erfelijke aanleg
hebben we gekregen van onze ouders
en daardoor lijken we op onze ouders.
Dat heeft allemaal met genen, DNA en
overerving te maken. Maar hoe zit dat
nou ook alweer? In dit artikel wordt de
theorie nog eens uit de doeken gedaan.
functioneel eiwit zorgen. Die stukken
bloed of uit de haarwortels gebruikt.
Geen exacte kopieën
Waarom zijn kinderen uit één familie
geen exacte kopieën van elkaar? Dat zou
je kunnen denken, want ze hebben
allebei de helft van hun genen van hun
vader en van hun moeder. Maar het is
16
Phryso maart 2014
Op de afgelopen Hengstenkeuring werden bloedmonsters genomen van de voor het Centraal
Onderzoek aangewezen hengsten met betrekking tot het DNA-onderzoek.
17
fokkerij
gende genoomgebied signaleren. Overi-
kan al de genetische aanleg voor vrucht-
(of co-dominante) vererving. In geval van
gens zijn er ook een heleboel baseparen
baarheid worden bepaald, lang voordat
een erfelijk gebrek, zou bij dominante
die helemaal geen variatie vertonen en
ze zelf veulens zal produceren.
vererving dit gebrek al optreden als de
dus niet interessant zijn om verschillen
Voor een eigenschap die door slechts een
foute variant op één helft van het gen
in genoom (en dus verschillen tussen
gen wordt bepaald, hebben we hiermee
voorkomt. Bij intermediaire vererving
dieren) te bestuderen. De gekozen
de genetische aanleg volledig bepaald.
zou het voorkomen van de foute variant
merkers op deze kaart zijn afgeleid van
Maar voor een eigenschap bepaald door
in het gen leiden tot een tussenvorm van
de eerste DNA-kaart die is gemaakt van
meerdere genen zouden we dit voor alle
het erfelijk gebrek.
het paardengenoom. Hiervoor is het DNA
betrokken genen moeten bepalen.
Men heeft toen de DNA-volgorde van het
Hoe kunnen DNA-testen een
erfelijk gebrek opsporen?
hele genoom bepaald. Vervolgens is het
Een eerste stap is het vaststellen of het
DNA van paarden van andere rassen met
gebrek veroorzaakt wordt door één gen
dit DNA-patroon vergeleken en is
of door meerdere genen en wat voor type
gekozen welke DNA-bouwstenen het
overerving het is: recessief of dominant.
meest het verschil tussen de genomen
De eerste stap is dus met behulp van de
voor paarden laat zien. Deze eerste set
eerder besproken SNP-chip wordt gekeken
merkers bestond uit circa 54.000 merkers
of er één gebied op het genoom het
en ondertussen is een tweede set
verschil maakt tussen zieke en gezonde
ontwikkeld bestaande uit meer dan
dieren. Vervolgens wordt op dat gebied
van een volbloedmerrie gebruikt.
70.000 merkers. Voor het routinematig
uitlezen van deze merkers van het
Op ieder allel ligt een streng van (nagenoeg)
identiek DNA dat in een helix is gewikkeld.
ingezoomd en gekeken welke genen
mogelijk verantwoordelijk zijn. Als het
verantwoordelijke gen is gevonden, dan
genoom van individuele paarden is een
moet nog veel verder ingezoomd worden
morphism, en daarmee worden de
Wanneer een eigenschap
slechts door één gen wordt
bepaald?
merkers op de chipkaart bedoeld. Om te
Bij de erfelijke aanleg van verreweg de
laatste is een behoorlijk intensieve stap,
kijken welke gebieden op het DNA
meeste eigenschappen zijn meerdere
maar dan is de verantwoordelijke mutatie
betrokken zijn bij de genetische aanleg
genen betrokken. Er zijn een aantal
geïdentificeerd en kunnen alle dieren in
voor een bepaalde eigenschap, kun je
eigenschappen die door slechts een gen
een populatie worden onderzocht en kan
kijken welke merkers het meest verschil-
worden bepaald, waaronder een aantal
een effectief selectieprogramma worden
len tussen dieren die juist heel goed
erfelijke gebreken. Bij erfelijke gebreken is
opgezet. Want nu zijn de dragers van het
presteren voor die eigenschap ten
er vaak een kleine verandering in de
erfelijk gebrek te onderscheiden van de
opzichte van dieren die slecht presteren.
DNA-samenstelling opgetreden (d.i. een
echt gezonde dieren. Een zogenaamde
Daarmee is een eerste stap gezet om te
mutatie), waardoor een ander of geen
binnenbocht voor een selectieprogramma
kijken welke genen betrokken zijn.
functioneel eiwit wordt aangemaakt. Zo’n
kan ontwikkeld worden door een set van
Vervolgens wordt verder ingezoomd in
mutatie is een fout op een of meerdere
bekende merkers te zoeken die gezamen-
zo’n gebied en worden nog meer merkers
van de DNA-bouwstenen (baseparen) in het
lijk ook de functionele mutatie kunnen
bekeken om nog nauwkeuriger het gebied
gen. Dus één of enkele van de tienduizen-
aanwijzen. De ervaring laat zien dat
in te perken. De volgende stap is te
den baseparen is verantwoordelijk voor
hiermee ook het optreden van een erfelijk
kijken in dat gebied welke genen er
het niet goed functioneren van het gen.
gebrek in een populatie kan worden
liggen en of de functie van deze genen
Meestal zijn erfelijke gebreken recessief
teruggedrongen, zonder de echte mutatie
bekend is. We kennen nog lang niet alle
verervend, dat wil zeggen, het gebrek
te hebben gevonden en soms zelfs zonder
functies van alle genen. En de genwer-
treedt pas op als op beide helften van het
het verantwoordelijke gen te kennen. Voor
king is vaak bekend van andere diersoor-
gen de foute variant voorkomt. Pas dan
het volledig weg selecteren van een erfelijk
ten en met name van de mens. Wanneer
wordt het benodigde functionele eiwit
gebrek is het kennen van de functionele
de gewenste variant op dat gen is
niet aangemaakt en kan het gebrek
mutatie wel een belangrijke tool.
geïdentificeerd, dan kan een merkertest,
optreden. Als maar een helft van gen de
gebaseerd op een set van een aantal
foute variant bevat, dan kan de andere
merkers, worden ontwikkeld waarmee de
helft van het gen nog wel (voldoende)
De beschrijving in dit artikel is voor een
genetische aanleg voor dat gen van elk
functioneel eiwit produceren en treedt
deel ontleend aan het hoofdstuk van het
dier kan worden bepaald. Je hebt dan
het erfelijk gebrek niet op. Dragers van
handboek ’Fokken van rashonden,
alleen maar een beetje bloed of wat haren
recessieve erfelijke gebreken zijn aan de
omgaan met inteelt en verwantschap’
nodig. En het kan al bepaald worden
buitenkant dus niet te herkennen.
geschreven door Jack Windig en Kor
zonder dat het dier die eigenschap heeft
Naast recessieve vererving bestaan ook
Oldenbroek.
kunnen laten zien. Dus, van een veulen
de vormen dominante en intermediaire
zogenaamde SNP-chip ontwikkeld. SNP is
afkorting voor Single Nucleotide Poly-
18
Phryso maart 2014
om te kijken of verantwoordelijke
mutaties gevonden kunnen worden. Dit