LÆGEVIDENSKABELIG EMBEDSEKSAMEN FASE II

Transkript

1 Side 1 af 6 LÆGEVIDENSKABELIG EMBEDSEKSAMEN FASE II Eksamen i Genetik I (4 timer) den 14. april 2004 Opgavesættet består af 1 forside og 5 sider (2-6) med i alt 5 opgaver. Det er forbudt at medbringe enhver form for hjælpemidler bortset fra regnestok og elektrisk regnemaskine, der ikke frembringer støj. Det er forbudt at medtage magnetkort og/eller udskrivelige lager- eller programenheder til regnemaskinen. Elektricitet (lysnet, elementer) kan ikke stilles til disposition. Vægtning: = 1 point. Antallet af ud for hvert opgavenummer angiver antallet af points der gives for rigtig opgavebesvarelse. Pointene er vejledende for censor og eksaminator. Totalt 36. Besvarelserne skal renskrives på det udleverede NCR-papir, uden at de tre ark skilles fra hverandre. Skriv tydeligt og tryk så kraftigt, at der også er klar skrift på kopierne. Dette kan f.eks. opnås ved at skrive med kuglepen på et hårdt underlag. De første 2 ark skal afleveres. Det sidste ark kan beholdes inden aflevering. De 2 sæt som skal afleveres, adskilles og ordnes efter sideantal inden aflevering. Løse ark med f.eks. kladdeoptegnelser er uvedkommende for bedømmelsen af opgavesættet. Husk at 1) mærke alle afleverede ark med eksamensnummeret. 2) nummerere de afleverede ark fortløbende (side 1, 2 etc.)

2 Side 2 af 6 Opgave 1 En praktiserende læge bemærkede en familie i hans konsultation, hvor faderen, hans søn og yngste datter var meget høje, havde hybermobile led og var stærkt nærsynede. Moderen og det ældste barn, en datter, havde ikke disse træk. Børnenes bedste forældre er nu døde, men var raske. 1. Tegn et (korrekt og fuldstændigt) stamtræ, og angiv den mest sandsynlige arvegang. Begrund dit svar. De nævnte træk hos faderen og de to børn ligner Marfan syndrom. Marfan syndrom skyldes mutation i FBN1 genet, der koder for fibrillin 1, et extracellulært matrix protein i bindevæv. Forandringerne i bindevævet betyder, at personer med Marfan syndrom har en stærkt forøget risiko for at dø af en aortasprængning. FBN1 genet er et stort gen hvor der er 65 exons. For at undersøge om det er Marfan syndrom, der nedarves i familien, analyserede man en polymorf mikrosatellit DNA-markør der ligger i den første intron af FBN1 genet. Genomisk DNA fra hver af de nu levende personer blev opformeret ved hjælp af PCR med et primersæt flankerende (på hver sin side af) det polymorfe område. PCR produkterne blev separeret på gel og resultaterne er vist nedunder. Alleler Far Mor Ældste datter Søn Yngste datter 4 DNA applikationssted Retning af DNA kørsel Skriv genotyperne af de undersøgte personer på stamtræet. Tyder resultaterne fra undersøgelsen af markør analysen på, at det er en mutation i FBN1 genet der giver de beskrevne træk hos faderen og de to børn? Begrund dit svar. 3. Hvordan kan man forbedre analysen? Hvordan kan man bekræfte, at det er Marfan syndrom der forekommer i familien? Beskriv fremgangsmåden kort (højst halv side)

3 Side 3 af 6 Opgave 2 1. Nævn 4 begrundelser for at foretage en kromosomanalyse på et foster. 2. Hvad er non-disjunktion? Hvornår kan den opstår? 4. Hos et barn med trisomi 21 har man vist at moderen har alleler 1,2 og faderen har alleler 3,4 på et polymorft markørlocus der sidder meget tæt på centromer af kromosom 21. Angiv de mulige genotyper for barnet hvis non-disjunktion er sket i, a. den 1. meiotiske deling hos moderen b. den 2. meiotiske deling hos moderen 3. Hvordan forklares at et barn kun har trisomi 21 i nogle af cellerne og hvad kaldes dette fænomen? 5. Angiv karyotypebetegnelse for a. en dreng der har trisomi 21 b. et pige foster der har monosomi 22 c. en pige der har Turner syndrom d. en dreng med Klinefelter syndrom

4 Side 4 af 6 Opgave 3 1. Redegør kort for multifaktoriel arv, inklusiv tærskelværdi, "major gen, liabilitet og heritabilitet. 2. Nævn 3 normale egenskaber som kan skyldes multifaktoriel arv. 3. Nævn 3 sygdomme som kan skyldes multifaktoriel arv

5 Side 5 af 6 Opgave mennesker i et område i Afrika blev undersøgt for at finde fordelingen af normal hemoglobin (HbA) og segl-celle hemoglobin (HbS). 800 var homozygoter for HbA, 185 var heterozygoter og 15 var homozygoter for HbS. 1. Hvad er allel frekvenserne for HbS og HbA? 2. Hvad er de observerede og forventede genotype frekvenser 3. Er populationen i Hardy-Weinberg ligevægt. Begrund svaret. 4. Hvis der er tale om et område der er ramt af malaria, hvordan ville de observerede frekvenser have været? Begrund svaret

6 Side 6 af 6 Opgave 5 Menkes sygdom er en X-bunden recessiv sygdom af kobberstofskiftet. I langt de fleste tilfælde er det drenge der er ramt af sygdommen. De har alvorlige neurologiske og bindevævs symptomer og dør i en tidlig alder. Heterozygote kvinder der er bærere af mutationen viser normalt ikke symptomer, men i nogle tilfælde kan der forekomme nogle symptomer. 1. Beskriv den mekanisme som hos enkelte heterozygote kvinder der er bærere af X-bundne recessive sygdomme, kan medføre symptomer (højst halv side). Huntington s chorea er en neurologiske sygdom med sen debut alder. Sygdommen viser anticipation og skyldes dynamiske mutationer i huntingtin genet. 2. Beskriv anticipation og dynamiske mutationer. Ved Prader-Willi syndrom og Angelmans syndrom ses der hyppigt en lille kromosomal deletion af det samme bånd på kromosom 15. Den eneste forskel på disse deletioner er, at deletionen stammer fra faderen ved Prader-Willi syndrom, og fra moderen ved Angelmans syndrom. 3. Hvorfor har nogle patienter Prader-Willi syndrom, mens andre har Angelmans syndrom, selv om det er det samme kromosom område der er deleteret? Hvad kaldes fænomenet? Forklar kort (højst halv side)

7 Side 1 af 4 Foreløbig facitliste til eksamen april 2004 Opgave 1 1. I II III Mest sandsynlig arvegang autosomal dominant, selv om sygdommen ikke kan ses i den første generation. Der kan være tale om ny mutation hos II,2. Der kan også være tale om nedsat penetrans (eller varierende ekspressivitet) hos I,3 eller I,4. Illigitimitet (non-paternity) kan være en anden mulig forklaring (I,4 er ikke far til II,2). 2. Person Far Mor Ældste datter Søn Yngste datter Alleler 1,4 2,4 1,2 4,4 2,4 Faderen giver markør allel nr. 4 til de to syge børn, men ikke til den raske datter. Dette kan tyde på, at sygdommen skyldes en mutation i FBN1 genet, da markør lokus er i intron Man skal finde en mutation i FBN1 genet for at bekræfte, at det er Marfan syndrom der forekommer i familien. For at finde den sygdomsfremkaldende mutation i familien kan man sekventere hele genet. Da FBN1 genet er ret stort (65 exons) er det mere relevant at begynde med at screene genet for mutationer ved hjælp af mutationsscreenings analyser som SSCP, DGGE osv. Når man finder et abnormt bånd mønster ved en exon gennem screenings analyser skal man sekventere den pågældende exon for at bestemme den nøjagtige mutation

8 Side 2 af 4 Opgave 2 1. En fosterkromosom analyse foretages hvis: Abnormt resultat af risikovurdering (nakkefold og abnorm douple-/triple-test). Trisomi eller anden kromosomsygdom i familien Flere aborter Misdannelser i familien Tidligere født et barn med kromosom defekt En af forældrene er bærer af en balanceret kromosom fejl 2. Non-disjunction kan ske både i mitose og meiose fordelingen. Ved en mitotisk non-disjunction sker der ikke en separation af de homologe kromosomer under celledelingen så begge/ingen går til samme dattercelle. Mitotisk non-disjunction kan ske i somatiske celler. En non-disjunktion kan ske under meiosen i enten 1. eller 2. deling hos enten faderen eller moderen. I den 1. meiotiske deling er det homologe kromosomer der ikke adskiller og i den 2. meiotiske deling er det søsterkromatider der ikke adskiller. 3. At et barn med trisomi kun har dette i nogle af cellerne skyldes en mitotisk non-disjunktion i en af celledelingerne efter at ægget er befrugtet. Fænomenet kaldes mosaicism. 4. Moderens genotype: 1-2 Faderens genotype: 3-4 Ved non-disjunktion i 1. deling hos moderen kan barnet have genotyperne: eller deling hos moderen: barn kan have genotyperne: 1-1-3, 1-1-4, 2-2-3, eller Karyotyper en dreng der har trisomi 21: 47,XY,+21 et pige foster der har monosomi 22: 45,XX,-22 en pige der har Turner syndrom: 45,X en dreng med Klinefelter syndrom: 47,XXY

9 Side 3 af 4 Opgave 3 1. Ved multifaktoriel arv er fænotypen påvirket af både en genetisk komponent og miljøfaktorer. Den genetiske komponent kan udgøres af et sampsil mellem flere gener (polygeniske) og/eller bidrag fra et enkelt gen ( major gen ). En brøkdel (proportion) af de genetiske faktorer i forhold til miljø faktorer i multifaktorielle sygdomme kaldes for heritabilitet. Alle de faktorer, der giver en disposition for en multifaktoriel sygdom, kaldes liabilitet. Ved nogle multifaktorielle sygdom er man enten rask eller syg (en tærskelværdi overskrides). 2. Højde, hårfarve, vægt, blodtryk. 3. Sukkersyge, astma, læbeganespalte, overvægt, nogle cancerformer, forhøjet blodtryk. Opgave 4 a. Gen frekvenserne for HbS og HbA: p(a): = p(s): = b. Genotyper Observerede genotype frekvenser Forventede genotype frekvenser AA 800/1000 = 0.8 p 2 = (0.8925) 2 = 0.8 AS 185/1000 = pq = 2 x x = 0.19 SS 15/ 1000 = 0.15 q 2 = (0.1075) 2 = c. Populationen er i Hardy-Weinberg lige vægt. d. Hvis der er tale om et område der er ramt af malaria, man forventer flere heterozygoter da HbS giver beskyttelse mod malaria

10 Side 4 af 4 Opgave 5 a. X-inaktivering: Kvinder har to X-kromosomer og tidligt i foster livet (omkring 16 dage efter befrugtningen) sker der en inaktivering af det ene af de to X-kromosomer. Det er helt tilfældigt om det er X- kromosom af paternel eller maternel oprindelse der bliver inaktiveret. Når den enkelte celle deler sig videre fastholdes inaktiveringen af det pågældende X-kromosm. Da den oprindelige inaktivering sker helt tilfældigt, vil det også være helt tilfældigt, hvor mange celler med det ene eller andet inaktiverede kromosom, der findes i et væv. Denne forklarer hvorfor nogle områder hos kvindelige bærere af visse X-bundne sygdomme vil kunne udvise sygdommen, hvorimod andre områder vil være normale. Det forklarer også hvorfor nogle heterozygote kvinder viser symptomer (manifesterende heterozygoter) og hvorfor der ses varierende ekspressivitet af symptomerne. b. Anticipation: At symptomerne i næste generation debuterer tidligere i livet, og at sygdommen får et mere progressivt forløb kaldes anticipation. Ved dynamiske mutationer kan antallet af en specifik, gentaget triplet sekvens forandres fra generation til generation. Når antallet af tripletter når over en vis tærskelværdi, medfører dette kliniske symptomer. Den gradvise øgning af længden af disse sekvenser fra generation til generation forklarer også anticipation c. Imprinting: Ved befrugtningen modtager vi et sæt kromosomer fra hver af forældrene. Det har vist sig, at effekten af nogle mutationer på fosterets udviklingen afhænger af, om mutationen stammer fra det paternelle eller maternelle sæt kromosomer. Dette peger på, at aktiviteten af visse gener afhænger af, om det pågældende kromosom stammer fra moderen eller faderen. Dette fænomen kaldes "imprinting" (prægning). Hos Prader-Willi patienter deletionen stammer fra faderen og patienten har dette område kun fra moderen. Ligeledes har Angelman syndrom patienter kun faderens gener fra det deleterede område

11 Side 1 af 6 LÆGEVIDENSKABELIG EMBEDSEKSAMEN FASE II Eksamen i Genetik I (4 timer) den 30. oktober 2003 Opgavesættet består af 1 forside og 5 sider (2-6) med i alt 5 opgaver. Det er forbudt at medbringe enhver form for hjælpemidler bortset fra regnestok og elektrisk regnemaskine, der ikke frembringer støj. Det er forbudt at medtage magnetkort og/eller udskrivelige lager- eller programenheder til regnemaskinen. Elektricitet (lysnet, elementer) kan ikke stilles til disposition. Vægtning: = 1 point. Antallet af ud for hvert opgavenummer angiver antallet af points der gives for rigtig opgavebesvarelse. Pointene er vejledende for censor og eksaminator. Totalt 36. Besvarelserne skal renskrives på det udleverede NCR-papir, uden at de tre ark skilles fra hverandre. Skriv tydeligt og tryk så kraftigt, at der også er klar skrift på kopierne. Dette kan f.eks. opnås ved at skrive med kuglepen på et hårdt underlag. De første 2 ark skal afleveres. Det sidste ark kan beholdes inden aflevering. De 2 sæt som skal afleveres, adskilles og ordnes efter sideantal inden aflevering. Løse ark med f.eks. kladdeoptegnelser er uvedkommende for bedømmelsen af opgavesættet. Husk at 1) mærke alle afleverede ark med eksamensnummeret. 2) nummerere de afleverede ark fortløbende (side 1, 2 etc.)

12 Side 2 af 6 Opgave 1 Lamellar katarakt er en genetisk betinget øjensygdom. Sygdommen er kortlagt til kromosom 16q22 ved hjælp af koblingsanalyser. Der findes 4 polymorfe mikrosatellit markører (A, B, C og D) meget tæt koblede (0 cm) til sygdomslocus. 1. Forklar begrebene polymorf, mikrosatellit og markør. 2. Hvad betyder det at et markørlocus er 0 cm fra et sygdomslocus? Hvilken betydning har det når man foretager koblingsanalyser? En familie med to børn skal undersøges med henblik på genetisk udredning af lamellar katarakt. For hver markør (A, B, C og D) blev genomisk DNA opformeret ved hjælp af PCR med et primersæt flankerende (på hver sin side af) det aktuelle polymorfe område. PCR produkterne blev separeret på gel og genotyperne (allelerne) er vist i tabellen nedunder. Der var dog sket en laboratoriefejl og genotyperne for barn 2 var mangelfulde. Far Mor Barn 1 Barn 2 Markør A 3,4 1,3 3,4 1,? Markør B 1,2 1,4 1,4 2,? Markør C 5,11 7,11 7,11?,? Markør D 4,7 7,8 7,8?,? 3. Angiv haplotyperne for forældrene og barn 1 i familien med hensyn til de 4 markørsystemer. Tegn en stamtavle og skriv haplotyperne på stamtræet under personerne. 4. Hvad er de mest sandsynlige haplotyper hos barn 2?

13 Side 3 af 6 Opgave 2 Prader-Willi syndrom er en genetisk sygdom, hvor der er en submikroskopisk deletion på kromosom 15q11-12 hos en del af patienterne. 1. Beskriv den genetiske undersøgelse, der skal foretages for at påvise en submikroskopisk deletion. Hvad forventer man at se ved denne undersøgelse hos en Prader-Willi patient med en submikroskopisk deletion? En mand har fået foretaget en kromosomundersøgelse, som viste en translokation mellem kromosom 13 og kromosom 21, idet de to centromerer var "smeltet" sammen og p-armene manglede. 2. Hvad kaldes denne type translokation? Skriv karyotypen. 3. Hvilken indikation kan lægerne have haft for at undersøge hans kromosomer? Herunder er der 6 forskellige karyotyper: 4. Forklar og kommentér disse karyotyper. Er de alle forenelige med normalt voksenliv? 45,X/46,XX 46,XY 46,YY 47,XXY 45,XX,-21 47,XY,

14 Side 4 af 6 Opgave 3 Multifaktoriel arv: 1. Redegør kort for multifaktoriel arv, inklusiv tærskelværdi, polygen arvegang, "major gen," liabilitet og heritabilitet. 2. Nævn 3 normale egenskaber, der skyldes multifaktoriel arv. 3. Nævn 3 sygdomme, som kan skyldes multifaktoriel arv. 4. Redegør for 2 typer undersøgelser, man kan foretage for at bekræfte eller afkræfte en formodning om multifaktoriel arv. Monogen arv: 5. Er alle sygdomme, der viser monogen arvegang medfødte (til stede ved fødslen) Forklar svaret med et eksempel. 6. Er alle genetisk betingede sygdomme arvelige? Forklar svaret med et eksempel

15 Side 5 af 6 Opgave 4 Retinitis pigmentosa er en øjensygdom, der skyldes en mutation i enten autosomale eller X- bundne gener. Arvegangen er enten dominant eller recessiv i en familie. 1. Hvad hedder det genetiske begreb bag dette fænomen? Hvad er den molekylær genetiske årsag til fænomenet? Nedenunder er der 4 familier, hvor retinitis pigmentosa forekommer. Familie 1 Familie 2 I 1 2 I 1 2 II II III III Familie 3 Familie 4 I 1 2 I II II III III Hvad er den mest sandsynlige arvegang for sygdommen i hver af de 4 familier? Diskuter hvorfor du mener, at netop denne arvegang er den mest sandsynlige for hver af de 4 familier. Typen af retinitis pigmentosa, der forekommer hos familie 3, hedder RP2 og typen af retinitis pigmentosa, der forekommer hos familie 4, hedder RP14. (I de følgende 2 opgaver skal befolkningens bærerrisiko ikke tages i betragtning). 3. III,4 fra familie 3 vil giftes med III,3 fra familie 4. Hvad er risikoen for, at parrets barn får retinitis pigmentosa type RP2 eller RP14? Hvad er sandsynligheden for, at parrets barn bliver bærer af RP2 eller RP14? 4. III,3 fra familie 3 vil giftes med III,1 fra familie 4. Hvad er risikoen for, at parrets barn får retinitis pigmentosa type RP2 eller RP14? Hvad er sandsynligheden for, at parrets barn bliver bærer af RP2 eller RP14?

16 Side 6 af 6 Opgave 5 Porphyri er en fællesbetegnelse for sygdomme, der skyldes defekter i de gener, som koder for enzymer involveret i syntesen af hæmoglobin. En variant, porphyria variagata, ses hos den hvide befolkning i Sydafrika. Personer med sygdommen tåler ikke behandling med forskellige mediciner, heriblandt barbiturater og visse steroider. Sygdomshyppigheden i den hvide sydafrikanske befolkning er 1 ud af Hvad er frekvensen af sygdomsgenet, hvis sygdommen nedarves autosomalt recessivt? Hvad er frekvensen af sygdomsgenet, hvis sygdommen nedarves autosomalt dominant? Hvad er frekvensen af sygdomsgenet, hvis sygdommen nedarves X-bundet recessivt? 2 Sygdommen nedarves faktisk autosomalt dominant. Hvad er den forventede frekvens af homozygot syge? 3 "Langt de fleste patienter har den samme gendefekt, og sygdommen kan spores tilbage til en familie, der indvandrede i 1600-tallet." Kommentér dette udsagn!

17 Eksamen I Genetik den 30. oktober 2003 Forløbige Facitliste Opgave 1 1. Polymorf mikrosatellit markør: Mikrosatellit: Spredt i genomet findes repeat-områder, der hver især består af et varierende antal af en gentagen nukleotidsekvens i tandem (lige efter hinanden). Hvis den gentagne sekvens (repeat enheden) er kort (2-4 basepar), kaldes markøren en mikrosatellit. Polymorf: DNA-polymorfi er regelmæssig forekomst i befolkningen af mindst 2 forskellige alleler på et givent locus, hvor summen af de sjældneste alleller har en vis hyppighed (sædvanligvis > 1% af befolkningens kromosomer; er hyppigheden sjældnere (=ikke regelmæssig) bruges betegnelsen DNA-variant. DNA-polymorfier anvendes bl.a. ved genetisk kortlægning, genetisk rådgivning mm. F.eks. mikrosatellitter, minisatellitter. Markør: En DNA-markør er en polymorf DNA sekvens der er lokaliseret til et bestemt sted på et kromosom. Markører bliver brugt til genetiskmapning, bærerdiagnose, prenatal diagnose osv. 2. Centi Morgan( cm):. To koblede loci sidder i en afstand af 1 Centi Morgan (cm) hvis hyppigheden af overkrydsninger imellem dem er 1%. I fysisk afstand svarer 1 cm til ca. 1 x 10 6 baser. Når et markørlocus er 0 cm fra sygdomslocus, er sandsynligheden for at der sker overkrydsning imellem dem tæt på nul. Dette locus er således velegnet til koblingsanalyser Barn 1 Barn Side 1 af 5

18 Opgave 2 1. Undersøgelsen der skal foretages er FISH. FISH står for "fluorescens in situ hybridisering". En denatureret fluorescensmærket probe (specifik for 15q11-12) hybridiseres til et denatureret kromosom i metafase. Der hvor hybridiseringen sker vil der ses et fluorescerende signal i et fluorescensmikroskop. Hos patienten forventer man kun at se et signal på det normale kromosom 15. Der vil mangle et signal på det andet kromosom 15, idet er der deletion af området hvor proben hybridiserer. 2. Robertsonske translokation. 45,XX,-13,-21,der(13;21)(q10;q10) eller 45,XX,der(13;21)(q10;q10) eller 45,XX,der(13;21) eller 45,XX,-13,-21,der(13;21) eller 45,XX,-13,-21,t(13;21) 3. Gentagene aborter hos ægtefællen eller et barn (eller foster) med Down syndrom ,X/46,XX: En kvinde med Turner syndrom. Hun er mosaik. 46,XY: En normal mand 46,YY: Ses ikke blandt levende fødte 47,XXY: En mand med Klinefelter syndrom. 45,XX,-21: Et pige foster med monosomi 21. Monosomier for autosomer aborteres oftest. 47,XY,+5: Et drenge foster med trisomi 5. Trisomier for autosomer aborteres oftest. Side 2 af 5

19 Opgave 3 1. Ved multifaktoriel arv er fænotypen påvirket af både en genetisk komponent og miljøfaktorer. Den genetiske komponent kan udgøres af et sampsil mellem flere gener (polygeniske) og/eller bidrag fra et enkelt gen ( major gen ). Brøkdelen (proportion) af de genetiske faktorer i forhold til alle faktorer i multifaktorielle sygdomme kaldes for heritabilitet. Alle de faktorer der medvirker til disposition for en multifaktoriel sygdom kaldes liabilitet. Ved nogle multifaktorielle sygdom er man enten rask eller syg (en tærskelværdi overskrides). 2. Højde, hårfarve, vægt, blodtryk. 3. Sukkersyge, astma, læbegane spalte, overvægt, nogle cancer former, forhøjet blodtryk. 4. Tvillingeundersøgelser: Hvis der er større konkordans for egenskaber blandt monozygote end bandt dizygote tvillinger tyder det på en arvelig komponent. Familieundersøgelser: Disse undersøgelser kan vise om der er en ophobning af sygdomstilfældene, uden at der ses en regulær mongen arvegang. Associationsundersøgelser: Hvis et bestemt allel ofte ses hos de syge, kan man mistænke allelet for at disponere for sygdommen. Immigrationsundersøgelser: Ved disse undersøgelser ser man om de indvandrede efter nogle generationer stadig har samme sygdoms frekvens som i hjemegnen (= vigtig genetisk komponent) eller om frekvensen er ændret til den der kendetegner det nye område (= stor miljøkomponent). 5. Nej. F.eks. Huntington s chorea er en genetisk sygdom ved monogen arvegang, men sygdommen optræder først i års alderen (sen debut). 6. Nej. F.eks. nogle cancer former. Der er genetiske forandringer i de somatiske celler, men ikke i kønscellerne. Disse cancer former således kan ikke nedarves til børnene. Side 3 af 5

20 Opgave 4: 1. Locus heterogenitet: Mutationer i forskellige gener der ligger i forskellige loci giver samme symptomer/sygdom. 2. Familie 1: Autosomal dominant arvegang med fuld penetrans. Ikke X-bunden arvegang da der er far til søn nedarvning. Familie 2: Autosomal dominant arvegang med nedsat penetrans. Ikke X-bunden arvegang da der er far (bærer) til søn nedarvning og syge datters far er rask. Familie 3: X-bunden recessiv arvegang. Familie 4: Autosomal recessiv arvegang. Ikke X-bundet idet syge datters far er rask. 3. Familie 3 har RP2, den X-bunden recessivt form af sygdommen, mens familie 4 har RP14, den autosomal recessivt form af sygdommen. a. Risikoen for at parrets barn får RP2 er 1/8 Risikoen for at III,4 fra familie 3 er bærer:1/2 Risikoen for at III,4 giver muteret gen videre: ½ Sandsynligheden for at barnet bliver en dreng: ½ ½ x ½ x ½ =1/8 Sandsynligheden for at parrets barn bliver bærer af RP2 er ligeledes 1/8 Risikoen for at III,4 fra familie 3 er bærer: ½ Risikoen for at III,4 giver muteret gen videre: ½ Sandsynligheden for at barnet bliver en pige: ½ ½ x ½ x ½ = 1/8 b. Risikoen for at parrets barn får RP14 er nul. III,4 fra familie 3 er ikke bærer. III,3 fra familie 4 er homozygot. Sandsynligheden for at parrets barn bliver bærer af RP14 er 100% 5. Familie 3 har RP2, den X-bunden recessivt form af sygdommen, mens familie 4 har RP14, den autosomal recessivt form af sygdommen. a. Risikoen for at parrets barn får RP2 er nul. Sandsynligheden for at parrets barn bliver bærer af RP2 er ½, da sandsynligheden for at barnet bliver en pige er ½. b. Risikoen for at parrets barn får RP14 er nul. III,4 fra familie 3 er ikke bærer. III,3 fra familie 4 er homozygot. Sandsynligheden for at parrets barn bliver bærer af RP14 er 100% Side 4 af 5

21 Opgave 5 1. a. Hvis sygdommen nedarves autosomal recessivt er genotypefrekvensen for syge er: q 2. q 2 = 1/330 q= Hardy-Weinberg loven antages at gælde. b. Hvis sygdommen nedarves autosomal dominant er genotypefrekvensen for syge er: 2pq + q 2. Men homozygoti for en autosomal dominant sygdom er ekstremt sjældent og q 2 er derfor naesten nul. 2pq + q 2 = 1/330 (q 2 = 0) 2pq = 1/330 (p+q=1 derfor p=1 q) 2(1-q)q = 1/330 2q 2q 2 = 1/330 (q 2 = 0) 2q = 1/330 q = c. Hvis sygdommen nedarves X-bunden recessivt, er det næsten altid mænd der er syge. Genotypefrekvensen af sygdommen hos mænd er q. q = 1/ De homozygotes frekvens er q x q. q 2 = x , altså meget sjældne i forhold til de heterozygote. 3. Der må være tale om en enkelt allel, der så har spredt sig i befolkningen. Begrebet hedder founder effekt. Side 5 af 5

22 Side 1 af 6 LÆGEVIDENSKABELIG EMBEDSEKSAMEN FASE II Eksamen i Genetik I (4 timer) den 2. september 2003 Opgavesættet består af 1 forside og 5 sider (2-6) med i alt 5 opgaver. Det er forbudt at medbringe enhver form for hjælpemidler bortset fra regnestok og elektrisk regnemaskine, der ikke frembringer støj. Det er forbudt at medtage magnetkort og/eller udskrivelige lager- eller programenheder til regnemaskinen. Elektricitet (lysnet, elementer) kan ikke stilles til disposition. Vægtning: = 1 point. Antallet af ud for hvert opgavenummer angiver antallet af points der gives for rigtig opgavebesvarelse. Pointene er vejledende for censor og eksaminator. Totalt 36. Besvarelserne skal renskrives på det udleverede NCR-papir, uden at de tre ark skilles fra hverandre. Skriv tydeligt og tryk så kraftigt, at der også er klar skrift på kopierne. Dette kan f.eks. opnås ved at skrive med kuglepen på et hårdt underlag. De første 2 ark skal afleveres. Det sidste ark kan beholdes inden aflevering. De 2 sæt som skal afleveres, adskilles og ordnes efter sideantal inden aflevering. Løse ark med f.eks. kladdeoptegnelser er uvedkommende for bedømmelsen af opgavesættet. Husk at 1) mærke alle afleverede ark med eksamensnummeret. 2) nummerere de afleverede ark fortløbende (side 1, 2 etc.)

23 Side 2 af 6 Opgave 1 Noonan syndrom er en autosomal dominant sygdom, hvor patienterne bl.a. har påfaldende ansigtstræk og hjerteproblemer. Et locus for sygdommen er kortlagt til kromosom 12q24 ved hjælp af koblingsanalyser. I en familie med 7 børn har faderen og 3 børn Noonan syndrom. Børnenes alder, køn og sygdomstilstand (rask/syg) er vist i tabellen nedunder. Farfar har også haft sygdommen, men er død nu. Farmoderen var rask, men er også død nu. Moderen har haft 2 aborter i et tidligere ægteskab og ex-manden var rask. Barn 1 Barn 2 Barn 3 Barn 4 Barn 5 Barn 6 Barn 7 Alder Køn pige dreng pige dreng pige pige dreng Rask/syg syg syg rask rask syg rask rask 1. Tegn et (korrekt og fuldstandigt) stamtræ. For at forsøge at indsnærve intervallet hvori sygdomslocus ligger er der brugt tre nye polymorfe mikrosatellit markører (A, B og C) i 12q24. For hver markør blev genomisk DNA fra hver af de nu levende personer opformeret ved hjælp af PCR med et primersæt flankerende (på hver sin side af) det aktuelle polymorfe område. PCR produkterne blev separeret på gel og genotyperne (allelerne) er vist i tabellen nedunder. Mor Far Barn 1 Barn 2 Barn 3 Barn 4 Barn 5 Barn 6 Barn 7 Markør A 7,7 7,8 7,8 7,7 7,7 7,7 7,8 7,7 7,7 Markør B 3,5 3,4 3,5 3,3 3,4 4,5 3,3 3,4 3,4 Markør C 6,7 5,6 5,6 5,7 5,7 6,6 5,7 6,7 6,7 2. Angiv haplotypen for personerne i familien med hensyn til de 3 markørsystemer og skriv haplotyperne på stamtræet under personerne. 3. Er der sket overkrydsning(er) mellem sygdomslocus og et eller flere af de 3 markørloci? Hvis ja, hvilke(n) person(er) er mest sandsynlig rekombinant(er) og mellem hvilke loci er der sket overkrydsning(er)? 4. Beregn afstanden (i cm) mellem sygdomslocus og markør locus A, sygdom locus og markør locus B, sygdom locus og markør locus C. 5. Angive den mest sandsynlige rækkefølge for sygdomslocus og de tre DNA markør loci (A, B og C)

24 Side 3 af 6 Opgave 2 Et par bliver henvist til kromosomundersøgelse. 1. Nævn 4 indikationer for at tilbyde denne undersøgelse. 2. Beskriv metoden der anvendes til en kromosomundersøgelse fra udtagning af prøven til den endelige analyse. En dreng har fået foretaget en kromosomundersøgelse, som viste at et område mellem bånd 14 til 21 manglede på den korte arm af kromosom Hvad kaldes den type kromosomfejl? Skriv karyotypen. En kvinde har fået foretaget en kromosomundersøgelse, som viste en translokation mellem kromosom 14 og kromosom 21, idet de to centromerer var "smeltet" sammen og p-armene manglede. 4. Hvad kaldes denne type translokation? Skriv karyotypen. 5. Hvilken indikation kan lægerne have haft for at undersøge hendes kromosomer?

25 Side 4 af 6 Opgave 3 Herunder ses titlerne på 5 artikler der omtaler forskellige genetiske forhold. Danske oversættelser er anført i kursiv nedenunder. Giv en kort beskrivelse af de genetiske begreber der er understregede i de 5 titler. 1. Symptoms in carriers of adrenoleukodystrophy relate to skewed X- inactivation Symptomerne hos bærer af adrenoleukodystrofi er relateret til skæv X-inaktivering 2. Loss of heterozygosity in patients with pseudoexfoliation syndrome Tab a f heterozygoti hos patienter med pseudoexfoliation syndrom 3. Anticipation in hereditary breast cancer Anticipation i den arvelige form a f brystkræft 4. Neurofibromatosis type 1 due to germ-line mosaicism in a clinically normal father Neurofibromatose I der opstår på grund a f germ-line (kønscelle) mosaicisme hos en fader de r ikke har symptomer 5. Heritability, genetics and association findings in anorexia nervosa Heritabilitet, genetik og associations resultater/observationer i anoreksia nervosa

26 Side 5 af 6 Opgave 4 Ehlers-Danlos syndrom er en bindevævssygdom, der skyldes en mutation i enten autosomale eller X-bundne gener. Arvegangen er enten dominant eller recessiv i en familie. 1. Hvad hedder det genetiske begreb bag dette fænomen? Nedenunder er der to familier (Petersen og Hansen) hvor Ehlers-Danlos syndrom forekommer. Familien Hansen Familien Petersen I 1 2 I 1 2 II II Hvilke(n) arvegang(e) er mest sandsynlig(e) i hver af de to familier. Begrund dit svar. II,5 fra familie Hansen vil giftes med II,1 fra familie Petersen. 3. Hvad er risikoen for at parrets barn får Ehlers-Danlos syndrom, hvis vi antager at der er fuld penetrans, ingen nye mutationer og at der er tale om autosomal arvegang i begge familier? 4. Hvis begge familier har en autosomal dominant form af sygdommen og penetransen er 90%, hvad ville risikoen da være for at parrets barn får Ehlers-Danlos syndrom

27 Side 6 af 6 Opgave 5 I genet for farveblindhed (X-bundet arveligt træk) findes en (CA) n polymorfi med 3 codominante alleler A1, A2 og A3. Blandt 200 undersøgte mænd havde 66 fænotypen A1, 22 fænotypen A2 og 112 fænotypen A3. 1 Hvad er frekvensen af genotypen A1A3 og A2A2 blandt kvinder? En forskergruppe undersøgte allelfrekvensen af A1 på 6 forskellige mindre ø samfund i Danmark i 2002 og fandt følgende hyppigheder af allelet A1: 0.8, 0.6, 0.5, 0.3, 0.2, Hvilken konklusioner (mindst 2) kan der drages ud fra de fundne resultater? Begrund svaret. I et gammelt opbevaret materiale bestående af tørret blod fandt forskerholdet en anden allelfrekvens af A1 på ø 3 som i 2003 havde en gen frekvens på 0.5, men i 1910 havde en allelfrekvens på Giv to mulige forklaringer på denne ændring af allelfrekvensen mellem 1910 og Der er på Sjælland undersøgt 10 familier med farveblindhed, og det ovennævnte markørsystem (A1) er undersøgt på de drenge der har sygdommen. Allelfrekvensen af markørsystemet blandt syge drenge er 0.24 og blandt raske drenge Giv en forklaring på denne signifikante forskel og hvad fænomenet kaldes?

28 Forløbige Facitliste (2. september 2003) Opgave 1 1. I 1 2 II III I II III 7,7 5,3 6,7 8,7 3,4 5,6 Markør A 7,8 7,7 7,7 7,7 7,8 7,7 7,7 Markør B 5,3 3,3 3,4 5,4 3,3 3,4 3,4 Markør C 6,5 7,5 7,5 6,6 7,5 7,6 7,6 3. Ja, der er sket overkrydsninger. III,4 og III,5 er rekombinanter. For III,4 er overkrysningen sket mellem sygdomslocus og markør A hos II,3 ved gamet dannelsen. For III,5 er overkrysningen sket mellem sygdomslocus og markør C hos II,3 ved gamet dannelsen. 4. Sygdomslocus Markør A: 7 børn (7 meioser) og 1 overkrydsning. Rekombinations frekvensen: 1/7 = 14 % Afstanden: 14 cm Sygdomslocus Markør B: 7 børn (7 meioser) og 0 overkrydsning. Rekombinations frekvensen: 0/7 = 0 % Afstanden: 0 cm Sygdomslocus Markør C: 7 børn (7 meioser) og 1 overkrydsning. Rekombinations frekvensen: 1/7 = 14 % Afstanden: 14 cm 5. Markør A Markør B/ sygdomslocus Markør C (Der er sket to overkrydsninger mellem markør A og markør C. Afstanden mellem disse to loci er derfor 28 cm og de ligger på hver sin side af sygdomslocus).

29 Opgave 2 1. Individer hvor man har mistanke om en kendt kromosom sygdom: Down syndrom, Turner syndrom, Klinefelter syndrom, Cri-du-chat syndrom etc. Mental retardering eller udviklings problemer hos børn der har dysmorfe træ eller flere fysiske abnormiteter. Forældre til- og børn af- individer med kromosomfejl som translokationer, deletioner osv. Dødfødt barn med malformationer Gentagne aborter Cancer 2. Metoden til kromosomundersøgelse skal beskrives. 3. Deletion. 46,XY,del(8)(p14p21) 4. Robertsonske translokation. 45,XX,-14,-21,der(14;21)(q10;q10) eller 45,XX,der(14;21)(q10;q10) eller 45,XX,der(14;21) eller 45,XX,-14,-21,der(14;21) 5. Gentagene aborter eller et barn (eller foster) med Down syndrom. Opgave 3 1. X-inaktivering: Hos kvinder er de fleste gener på det ene X-kromosom inaktiverede, mens nogle gener på det inaktiverede X-kromosom bevarer deres aktivitet. Nogle celler vil have det maternelle X-kromosom inaktiveret, andre det paternelle, dvs. at kvinder er funktionelle mosaikker for X-kromosomet. X-inaktiveringen sker I et tidligt udviklingsstadie der svarer til ca dage (5000 celle-stadie). 2. Tab af heterozygoti (tab af den normale allel): I nogle cancer former, der skyldes mutationer i tumor-supressor gener, skal begge alleler være muteret for at fremkalde sygdommen. Man kan nedarve den ene mutation men viser først symptomer når der sker et andet hit (second hit) som tab af den normale allel i de somatiske celler. 3. Anticipation: I nogle autosomale dominante sygdomme starter symptomerne tidligere og/eller bliver sværere i de efterfølgende generationer. Skyldes ofte forlængelse af trinukleotidsekvenser (dynamiske mutationer). 4. Germ-line mosaicisme: Tilstedeværelse af to forskellige populationer af celler i kønsceller, eller gonadevæv der har forskellige genetisk sammensætning. 5. Heritabilitet: Brøkdel (proportion) af de genetiske faktorer i forhold til miljø faktorer i multifaktorielle sygdomme.

30 Opgave 4: 1. Locus heterogenitet 2. Familien Hansen: Autosomal recessiv eller X-bundet recessiv Familien Petersen: Autosomal dominant 3. Familien Hansen har den autosomalt recessive form af sygdommen da vi antager at der er tale om autosomal arvegang I begge familier. a. Risikoen for at barnet får den autosomalt recessive form af sygdommen: Risikoen for at II,5 fra Familien Hansen er bærer: 2/3 (Vi ved at hun ikke har sygdommen) Sandsynligheden for hende at give muteret gen videre: 1/2 Barnets risiko for at får muteret gen fra moderen er: 2/3 x 1/2 = 1/3 Risikoen for at II,1 fra Familien Petersen er bærer: 2pq/2pq+p 2 (frekvensen af bærere blandt de raske) Sandsynligheden for ham at give muteret gen videre: 1/2 Barnets risiko for at får muteret gen fra faderen er: (2pq/2pq+p 2 ) x 1/2 Risikoen for at barnet får den autosomalt recessive form af sygdommen er: (2pq/2pq+p 2 ) x 1/2 x 1/3 b. Risikoen for at barnet får den autosomalt dominante form af sygdommen: Risikoen for at II,5 fra Familien Hansen eller II,1 fra Familien Petersen har muteret gen er nul (Ingen nye mutationer, fuld penetrans). Risikoen for at barnet får den autosomalt dominant form af sygdommen er derfor nul. 4. Begge familier har den autosomalt dominante form af sygdommen. Risikoen for at II,5 fra Familien Hansen eller II,1 fra Familien Petersen er bærere af det muterede gen (de er raske, men der kan være tale om nedsat penetrans): (1/2 x 1/10) / (1/2 x 1/10) + 1/2 = 1/11 Risikoen for at barnet får det muterede gen fra moderen er: 1/11 x 1/2 Risikoen for at barnet viser symptomerne hvis den får det muterede gen er: 9/10 (pga nedsat penetrans) Barnets risiko for at være syg fra moderens side: 1/11 x 1/2 x 9/10 Risikoen for at barnet får det muterede gen fra faderen er: 1/11 x 1/2 Risikoen for at barnet viser symptomerne hvis den får det muterede gen er: 9/10 (pga nedsat penetrans) Barnets risiko for at være syg fra faderens side: 1/11 x 1/2 x 9/10 Barnet kan får det muterede gen fra moderen eller fra faderen eller fra begge to samtidigt. Overalt risikoen for at barnet bliver syg er: (1/11 x 1/2 x 9/10) + (1/11 x 1/2 x 9/10) + [(1/11 x 1/2 x 9/10) (1/11 x 1/2 x 9/10)]

31 Opgave 5 1. Hardy-Weinberg betingelserne skal være opfyldt for at kunne beregne fænotypefrekvenserne. p(a1) = 66/200 = 0.33, q(a2) =22/200= 0.11, r(a3)= 112/200= pq (A1A3)= 2x0.33 x 0.56 = 0.34 p 2 (A2A2)= 0.11 x 0.11 = Befolkninger på ø-samfund er ofte isolerede små populationer hvor tilfældigheder styrer allelfrekvenserne (genetisk drift). En anden årsag til forskellige allelfrekvenser er founder-effekten. 3. At allelfrekvensen har ændret sig i løbet af ca. 100 år kan skyldes dels tilfældige variationer i små populationer heriblandt ikke opfyldt panmixi og migration fra/til naboområderne. 4. Forskellen i allelfrekvenserne på Sjælland mellem afficerede og raske personer skyldes en koblingsuligevægt mellem de to loci (det polymorfe locus og det locus der giver sygdommen). De fleste af de personer der er syge har en fælles founder der havde allelet A1 i cis position til sygdomsallelet.

32 Side 1 af 7 LÆGEVIDENSKABELIG EMBEDSEKSAMEN FASE II Eksamen i Genetik I (4 timer) den 3. april 2003 Opgavesættet består af 1 forside og 6 sider (2-7) med i alt 6 opgaver. Det er forbudt at medbringe enhver form for hjælpemidler bortset fra regnestok og elektrisk regnemaskine, der ikke frembringer støj. Det er forbudt at medtage magnetkort og/eller udskrivelige lager- eller programenheder til regnemaskinen. Elektricitet (lysnet, elementer) kan ikke stilles til disposition. Vægtning: = 1 point. Antallet af ud for hvert opgavenummer angiver antallet af points der gives for rigtig opgavebesvarelse. Pointene er vejledende for censor og eksaminator. Totalt 36. Besvarelserne skal renskrives på det udleverede NCR-papir, uden at de tre ark skilles fra hverandre. Skriv tydeligt og tryk så kraftigt, at der også er klar skrift på kopierne. Dette kan f.eks. opnås ved at skrive med kuglepen på et hårdt underlag. De første 2 ark skal afleveres. Det sidste ark kan beholdes inden aflevering. De 2 sæt som skal afleveres, adskilles og ordnes efter sideantal inden aflevering. Løse ark med f.eks. kladdeoptegnelser er uvedkommende for bedømmelsen af opgavesættet. Husk at 1) mærke alle afleverede ark med eksamensnummeret. 2) nummerere de afleverede ark fortløbende (side 1, 2 etc.)

33 Side 2 af 7 Opgave 1 Prionsygdommene er mest kendt fra kvæg, hvor det medfører kogalskab. Tilstanden kendes imidlertid også hos mennesket, dels som en infektiøs, ikke-arvelig tilstand og dels som en autosomal dominant arvelig sygdom, der skyldes mutationer i PRNP genet på kromosom 20. Sygdommen udvikles oftest omkring års alderen med neurologiske symptomer og demens; den har et hurtigt forløb og patienterne dør efter 5-10 år. En 25-årig kvinde, hvis far havde en mutation i priongenet og var død af sygdommen, er gravid. Hun vil ikke selv vide, om hun har anlægget og ønsker ikke at få et barn med anlægget. 1. Hvad er det ventede barns a priori risiko for at have arvet mutationen for prionsygdom? 2. Hvad er det ventede barns risiko for at have arvet mutationen for prionsygdom, hvis det nedarver kromosom 20 området der indeholder PNRP genet fra kvindens far? Der foretages bestemmelse af fire polymorfe markører på kromosom 20, der er tæt beliggende (<1 cm) på PRNP genet hos kvinden, hendes mor, far (fra opbevaret DNA) og ægtefælle samt hos fostret fra en chorion villus biopsi (moderkageprøve). Markør 1 Markør 2 Markør 3 Markør 4 Kvinden A-B 4-4 C-D 5-7 Ægtefællen A-B 3-3 C-C 5-5 Bedstemoderen B-B 3-4 D-D 5-5 Bedstefaderen A-A 3-4 C-C 7-7 Fostret A-B 3-4 C-D Tegn et stamtræ og skriv haplotyperne på stamtræet under personerne. 4. Hvad er nu kvindens risiko for at have et muteret PNRP gen? Begrund svaret. 5. Hvad er nu fosterets risiko at have et muteret PNRP gen? Begrund svaret

34 Side 3 af 7 Opgave 2 Et par i trediverne vil gerne have et barn, men kvinden har tidligere haft to aborter. En detaljeret anamnese af parret viser, at en niece også har haft flere aborter, inden hun fik et rask barn. Der kendes ikke til nogle andre genetiske sygdomme i familien. 1. Angiv en mulig genetisk årsag til de mange aborter i familien? 2. Hvilken genetisk undersøgelse vil man foretage ved gentagne uforklarede aborter i en familie. Beskriv metoden kort (max 1/2 side). Efter en klinisk undersøgelse diagnosticerer en læge en lille pige med Sotos syndrome. For at bekræfte den kliniske diagnose, vil lægen have foretaget yderligere undersøgelser, bl.a. en genetisk undersøgelse, der skal sikre diagnosen. Han slår op i PubMed ( for at læse om de seneste udviklinger i feltet og finder en publikation fra 2003: Sotos syndrome is a childhood overgrowth syndrome characterized by a distinctive facial appearance, height and head circumference >97th percentile, and developmental delay. Recently, a 2.2-Mb chromosome 5q35 submicroscopic microdeletion, encompassing the NSD1 gene, was reported as the major cause of Sotos syndrome, with intragenic NSD1 mutations identified in a minority of cases. (Sotos syndrom er et overvækst syndrom, der er karakteriseret ved specielle ansigtstræk, højde og hovedomfang over 97. percentil og forsinket udvikling. Man har for nylig fundet at, en 2. 2-Mb submikroskopisk mikrodeletion på kromosom 5q35 var den hyppigeste årsag til Sotos syndrom. Det deleterede område indeholder NSD1 genet. I få tilfælde skyldes sygdommen intrageniske mutationer i NSD1 genet.) 3. Hvad er den første genetiske undersøgelse, der skal foretages for at sikre diagnosen? Beskriv metoden kort. Hvad er det, man forventer at se hos pigen ved denne undersøgelse?

35 Side 4 af 7 Opgave 3 I et lille land, Xanadu, forekommer den autosomale recessive sygdom cystisk fibrose (CF) ret hyppigt. I Xanadu er der heldigvis en meget klog praktiserende læge, der er meget interesseret i genetik. Han har en del familier, i hvilke sygdommen forekommer, og han vil forbedre den genetiske rådgivning. Han søger om tilladelse til at se i landets patientregister, der er meget omfattende. Han finder ud af, at der er 3125 cystisk fibrose patienter blandt landets 5 mio. store befolkning. Ugen efter kommer et ungt par til klinikken, fru X og hr. Y. De vil gerne have et barn, men de er bekymrede, da de har læst i aviserne om den hyppigt forekommende sygdom, cystisk fibrose. 1. Hvad er risikoen for at fru X og hr. Y's barn bliver sygt, hvis der ikke er nogen med CF i familien? Fru X har en lille niece (søsters barn), frøken C, der har cystisk fibrose. Desuden har fru X's fader to brødre, hvor den ene døde af en dengang ukendt lungesygdom da han var 6 måneder gammel. Den anden bror er rask og har en datter (fru Z), der er gravid; Hr. Y kender ingen i sin familie med sygdommen. Derfor vil parret fru X og hr. Y gerne kende risikoen for at få et sygt barn, og de vil gerne have foretaget prænatal diagnose, hvis fru X bliver gravid. 2. Tegn et korrekt stamtræ over familien og angiv obligate anlægsbærere. 3. Hvad er nu risikoen for at fru X og hr. Y's barnet bliver sygt, hvis vi ved at fru X's mor ikke er anlægsbærer? 4. Hvad er sandsynligheden for fru Z's barn bliver anlægsbærer, hvis hverken fru Z's mor eller hendes ægtemand er anlægsbærer?

36 Side 5 af 7 Opgave 4 I en videnskabelige artikel, der er publiceret for nylig står der: A novel autosomal recessive non-syndromic deafness locus (DFNB35) maps to 14q q24.3 in large consanguineous kindred from Pakistan. Ansar M et al. European Journal of Human Genetics 2003, 11:77-80 Autosomal recessive non-syndromic deafness is one of the most frequent forms of inherited hearing impairment. Over 30 autosomal recessive non-syndromic hearing loss loci have been mapped, and 15 genes have been isolated. In this report we describe a large inbred kindred from a remote area of Pakistan, comprising six generations and segregating autosomal recessive nonsyndromic deafness." (Et nyt autosomalt recessivt nedarvet locus for ikke-syndromisk døvhed i en stor indgiftet slægt fra Pakistan ligger på 14q q24.3 Autosomal recessiv ikke-syndromisk døvhed er en af de hyppigste former for hørenedsættelse. Over 30 autosomalt recessivt nedarvede loci for ikke-syndromisk høretab er kortlagte, og 15 gener er isolerede. I denne artikel beskriver vi en stor indgiftet slægt fra en fjern egn af Pakistan. Slægten omfatter seks generationer og autosomal recessiv ikke-syndromisk døvhed segregerer i familien.) 1. Hvilken genetisk undersøgelse blev foretaget af forskergruppen? Forklar metoden. Hvad er de to vigtigste kriterier for at kunne gennemføre denne type undersøgelser? 2. "Over 30 autosomalt recessivt nedarvede loci for ikke-syndromisk høretab " Hvad hedder det genetiske begreb? Et ægtepar, der har normal hørelse, har fem børn, hvoraf tre er døve. 3. Hvordan kan man bedst gribe sagen an for at finde årsagen til døvheden i familien, dvs. finde ud af, hvilket af de 15 kendte gener, der er skyld i børnenes hørenedsættelse? 4. Man finder genet, der er muteret i denne familie og det viser sig, at moderen og faderen har to forskellige mutationer i genet. Hvad hedder det genetiske begreb?

37 Side 6 af 7 Opgave 5 Hos en dreng har man mistanke om den autosomalt dominant nedarvede familiær hyperkolesterolæmi, som skyldes mutationer i LDLR (low density lipoprotein receptor) genet, der har 18 exons. For at screene for mutationer har man foretaget SSCP analysen. Ved SSCP (Single Strand Conformation Polymorphism) opformerer man genomisk DNA ved hjælp af PCR, og PCR produkterne bliver separeret på en gel. Man kan påvise selv en enkelt nukleotid ændring, som viser sig ved et ændret båndmønster i elektroforesen. Hos patienten blev hver exon af genet undersøgt vha SSCP. Som kontrol blev der inkluderet DNA fra to raske individer, der ikke er beslægtede med patienten. I exons 1-12, 14 og finder man fuldstændig det samme båndmønster hos patienten og kontrollerne. I exon 13 i LDLR genet finder man hos patienten et båndmønster, som er identisk med mønsteret hos en af kontrollerne, men forskelligt fra den anden kontrol. I exon 15 finder man et båndmønster hos patienten, som er forskelligt fra begge kontroller. 1. Diskuter, hvad fundene i henholdsvis exon 13 og exon 15 kan være udtryk for. 2. Anfør et forslag til, hvordan man kan sandsynliggøre eller afvise, at en af ændringerne hos patienten kan være en sygdomsfremkaldende mutation. Begrund svaret

38 Side 7 af 7 Opgave 6 En kvinde har fået konstateret en translokation mellem kromosom 6 og X kromosomet. Brudpunktet på kromosom 6 er på den korte arm region 12. Brudpunktet på X kromosomet er på den lange arm, region Skriv kvindens karyotype På den korte arm af kromosom 6 ligger PKHD1 genet, og mutation i genet fører til den recessivt nedarvede polycystiske nyresyndrom. 2. Hvordan vil det påvirke hendes fænotype hvis brudet på kromosom 6 er sket i intron 5 af PKHD1 genet? Begrund svaret. På den lange arm af X kromosomet ligger der ATP7A genet, og mutationer i genet fører til den recessivt nedarvede Menkes sygdom. 3. Hvordan vil det påvirke hendes fænotype hvis brudet på X kromosomet er sket i intron 5 af ATP7A genet? Begrund svaret. 4. Hvordan vil det påvirke hendes fænotype hvis kromosom 6 og X kromosom bruddene er sket i intergeniske områder (mellem generne) hvis der er tale om en balanceret translokation? Begrund svaret

39 Side 1 af 4 Foreløbig facitliste til eksamen april 2003 Opgave 1 1 1/4 = 1/2 (kvindens risiko for at have arvet mutationen) X 1/2 (sandsynligheden at kvinden giver det muterede gen videre til barnet) 2 1/2 : PNRP-området der stammer fra bedstefaderen indeholder enten det muterede eller det normale PRNP-genet. Risikoen er 50%. 3 A 4 C 7 A 3 C 7 B 4 D 5 B 3 D 5 A 4 C 7 B 4 D 5 A 3 C 5 B 3 C 5 B 4 D 5 A 3 C 5 Haplotypen der kommer fra forældren til højre skal stå til højre hos barnet osv. 4 1/2 : Som spg : Fostret har ikke fået PNRP-området fra sin bedstefar. Det har haplotypen B,4,D,5 der stammer fra bedstemoderen. Alle markører der er brugt i analysen er meget tæt til PNRP-genet (< 1 cm), men vi kender ikke rækkefølgen af markørerne og PNRP-genet. Da moderen har alleler 4,4 og vi ikke ved hvilken af dem stammer fra bedstefaderen, er der en lille risiko for at der er sket en overkrydsning mellem PNRP-genet og markør system (3-4)

40 Side 2 af 4 Opgave 2 1 En årsag kan være en translokation, der kan føre til dannelsen af gameter med ubalanceret kromosomfejl. 2 Man skal undersøge forældrene og evt. niecen ved en kromosomundersøgelse. Metoden skal forklares kort. 3 Der skal foretages en FISH undersøgelse. Metoden skal forklares kort. Man forventer at se et signal på det ene kromosom 5, mens der skal mangle et signal på det kromosom, hvor der er deletion. Opgave 3 1 Under forudsætning at der er HW ligevægt:, q 2 = 3125/ = q = p = pq = 0, pq x 1/2 x 2pq x 1/2= = 0.06 % Eller mest korrekt: (2pq/ p 2 +2pq) 2 x ½ 2 Eller blot ca. 3125/ , som er hyppigheden i befolkningen ( =q 2 ) 2 Under forudsætning at II-3 har CF I 1 2 II III IV

41 Side 3 af 4 4 1/2 x 1/2 x 2pq x 1/2= = 0.6% 5 2/3 x 1/2 x 1/2 = 1/6 Opgave 4 1 Koblingsanalyser. Metoden skal forklares kort. Polymorfe markører og familier, hvor sygdommen segregerer. Enten en stor familie hvor der er flere, der har sygdommen eller flere små familier. Samme sygdomsallel i familien. 2 Genetisk heterogenitet / Locus heterogenitet 3 Koblinganalyser: Man skal finde et par polymorfe markører helst intragenisk eller < 1cM fra de kendte gener. Lettest er at prøve at udelukkes de kendte gener vha. koblingsanalyse. Når man har koblet sygdommen til et bestemt gen i familien kan man foretage mutationsanalyser. 4 Genetisk heterogenitet / Allel heterogenitet Opgave 5 1 Exon 13: Der kan være tale om polymorfi, da ændringen kan ses både hos patienten og en kontrol. Exon 15: Der kan være tale om sygdomsfremkaldende mutation, da ændringen kun ses hos patienten, men ikke hos kontrollerne. 2 Man sekventerer begge exons hos patienten og kontrollerne for at finde ud af, hvad sekvensændringen er. Samtidigt skal man undersøge de samme exons i en større gruppe (30-50 mennesker der svarer til kromosomer) af raske og ubeslægtede kontroller. Man kan også undersøge andre syge (hvis der er nogen) i patientens familie, samt de raske for at se om ændringen ses hos alle syge og ikke hos de raske. Exon 13 ændringen: Hvis denne ændring ligner en sygdomsfremkaldende mutation, f.eks. en deletion og kun findes hos patienten og den raske kontrol, kan man undersøge kontrollen mhp. symptomer. Hvis denne ændring også findes hos andre kontroller, så er sandsynligheden for, at det er en polymorfi høj

42 Side 4 af 4 Exon 15 ændringen: Hvis denne kun findes hos patienten, men ingen af kontrollerne, så er det sandsynligvis en sygdomsfremkaldende mutation. Dog skal man være opmærksom på missense mutationer. Missense mutationerne kan være uden betydning for proteinets funktion. Opgave , XX, t(x;6)(q13.3;p12) 2 Når der er tale om en recessiv sygdom, forventer man en normal fænotype. Kvinden bliver syg kun hvis der også er en mutation i det andet allel. 3 Kvinden bliver sandsynligvis syg. Det er en X-bundet recessiv sygdom, men ved X;autosomal translokationerne er det det normale X-kromosom der er inaktivt. Da derivative t(x;6) kromosomet er aktivt og brudpunktet er sket i genet forventer man at hun har nogle symptomer. 4 Normal fænotype da brudpunkterne er udenfor generne

43 Side 1 af 6 LÆGEVIDENSKABELIG EMBEDSEKSAMEN FASE II Eksamen i Genetik I (4 timer) den 31. oktober 2002 Opgavesættet består af 1 forside og 6 sider (1-6) med i alt 6 opgaver. Det er forbudt at medbringe enhver form for hjælpemidler bortset fra regnestok og elektrisk regnemaskine, der ikke frembringer støj. Det er forbudt at medtage magnetkort og/eller udskrivelige lager- eller programenheder til regnemaskinen. Elektricitet (lysnet, elementer) kan ikke stilles til disposition. Vægtning: = 1 point. Antallet af ud for hvert opgavenummer angiver antallet af points der gives for rigtig opgavebesvarelse. Pointene er vejledende for censor og eksaminator. Totalt 37. Besvarelserne skal renskrives på det udleverede NCR-papir, uden at de tre ark skilles fra hverandre. Skriv tydeligt og tryk så kraftigt, at der også er klar skrift på kopierne. Dette kan f.eks. opnås ved at skrive med kuglepen på et hårdt underlag. De første 2 ark skal afleveres. Det sidste ark kan beholdes inden aflevering. De 2 sæt som skal afleveres, adskilles og ordnes efter sideantal inden aflevering. Løse ark med f.eks. kladdeoptegnelser er uvedkommende for bedømmelsen af opgavesættet. Husk at 1) mærke alle afleverede ark med eksamensnummeret. 2) nummerere de afleverede ark fortløbende (side 1, 2 etc.)

44 Side 2 af 6 Opgave 1 I ovenstående familie forekommer en sjælden X-bunden dominant nedarvet sygdom med fuld penetrans, men sen manifestation. Ved 30 års alderen har kun 80% af bærerne af sygdomsallelen vist sygdomstegn. Alle børn er legitime. Genet for sygdommen er lokaliseret ved hjælp af DNA markører til kromosom Xq12. DNA resultaterne for et polymorft markørsystem, som er tæt koblet (1cM) til sygdommen, er angivet under personerne; resultaterne er angivet som fænotypebetegnelser. 1. Både II-2 (35år) og III-2 (20år) vil gerne have børn. Har de to kvinder risiko for at få afficerede børn med denne sygdom? Hvis ja, hvor stor er risikoen? Begrund svaret. 2. Beskriv en strategi der med stor sikkerhed kan bruges til at bestemme personernes bærerstatus. Genet er ikke sekventeret. Tre år senere har II-2 og III-2 hver fået et raskt barn og begge er igen gravide 3. Ændrer fødslen af de raske børn risikoen for deres ventede børn? Begrund. 4. Hvorledes kan markørfænotypen hos II-1 forklares?

45 Side 3 af 6 Opgave 2 Dentatorubral-pallidoluysian atrofi (DRPLA) er en neurodegenerativ sygdom, der manifesterer sig ved epilepsi, ataxi (defekt i koordineringen af bevægelser) samt demens. Debutalderen af DRPLA varierer fra 5 til 65 år. Sygdommen er koblet til et område på kromosom 12, hvor man har fundet et kandidat-gen, der koder for proteinet atropin. Sekvensen af en del af genet er vist, og anvendte PCR-primere er understregede. Figurene nederst på siden viser stamtavle og resultat af PCR med disse primere på medlemmerne af en familie, hvor der er mistanke om DRPLA. Sekvensen af exon 1 af atropin genet fra en DRPLA patient: 5' atggcgaccctggaaaagctgatgaaggccttcgagtccctcaagtccttccagcag cagcagcagcagcagcagcagcagcagcagcagcagcagcagcagcagcagcagcagcag cagcagcagcagcagcagcagcagcagcagcagcagcagcagcagcagcagcagcaacag ccgccaccgccgccgccgccgccgccgcctcctcagcttcctcagccgccgccgcaggca cagccgctgctgcctcagccgcagccgcccccgccgccgcccccgccgccacccggcccg gctgtggctgaggagccgctgcaccgaccgtgagtttgggcccgctgcagctccctgtc 3' Sekvensen af primerne anvendt til PCR er understreget. 1. Hvad er princippet i PCR analysen? 2. Hvad kaldes denne type mutation som kan ses af sekvensen i exon 1? 3. Hvordan kan forskellene i debutalder forklares? 4. Debutalderen af DRPLA bliver oftest lavere gennem generationer - hvad hedder dette fænomen? PCR Fragment 1 2 I.1 I.2 II.1 II.2 III.3 længde: I Debutalder 57 år II Debutalder 41 år basepar -217 basepar -160 basepar III Debutalder 16 år -106 basepar -94 basepar -88 basepar

46 Side 4 af 6 Opgave 3 Ved at gennemgå 2000 journaler med patienter med migræne, blev der fundet 44 personer, som havde en speciel autosomal dominant nedarvet form for migræne (hemiplegisk). Et karakteristikum for denne form for migræne er at den viser sig som ensidig hovedpine men også kan være kombineret med kortvarige ensidede lammelser under anfaldene. De 44 personer tilhørte 30 forskellige familier. Den alm. form for migræne nedarves også autosomal dominant. Journalerne stammede fra et befolkningsgrundlag på ca mennesker. 1. Hvad er frekvensen af sygdomsgenet, der giver hemiplegisk migræne, i den pågældende befolkning? Ved at undersøge familiemedlemmerne i disse 30 familier fandt lægen ud af, at ca. 50% af de personer der bar sygdomsallelet havde lammelser, medens resten kun havde almindelig migræne. Desuden var de fleste afficerede med lammelser kvinder (90%). Halvdelen af børnene i børneflokken havde migræne. 2. Hvad kaldes den variation af fænotypen som et sygdomsallel udviser? Angiv en mulig forklaring på at der er forskel på kønsfordelingen. 3. Hvad er bærerfrekvensen af den alm. form for migræne, hvis det skønnes at 1 ud af er homozygot for denne lidelse?

47 Side 5 af 6 Opgave 4 En forsker undersøgte 60 børn med trisomi 13 samt deres forældre for at opklare om nondisjunktion er sket hos faderen eller hos moderen og i hvilken delingsfase. Et af børnene havde kun trisomi i nogle af cellerne. 1. Nævn 4 begrundelser for at foretage en kromosomanalyse på et foster. 2. Had er non-disjunktion? Er der faktorer der indvirker på risikoen for at der opstår non-disjunction? 3. Hvordan forklares at et barn kun har trisomi i nogle af cellerne og hvad kaldes dette fænomen? 4. Moderen har fænotypen 1,2 og faderen har fænotypen 3,4 på et markørlocus på kromosom 13. Angiv ved skitser 3 eksempler der viser hvordan man bestemmer om en non-disjunction på kromosom 13 er sket hos faderen eller moren og om den er sket i 1. eller 2. meiotisk deling. 5. Angiv karyotypebetegnelse for 3 forskellige navngivne trisomier

48 Side 6 af 6 Opgave 5 For at finde ud af den genetiske årsag til en sygdom anvendes forskellige genetiske metoder og strategier alt efter hvor langt forskningen er nået indenfor kortlægning og karakterisering af gen og sygdomsfremkaldende mutationer. 1. Hvilke forudsætninger og materialer kræves, hvis man skal anvende koblingsanalysen og hvilke resultater kan opnås med denne metode? 2. Hvilke forudsætninger og materialer kræves hvis man vil anvende FISH og hvilke resultater kan opnås med denne metode? Opgave 6 I genet for farveblindhed (X-bundet arveligt træk) findes en polymorfi med 2 codominante alleler A1 og A2. Blandt 200 undersøgte mænd havde 44 fænotypen A1. 1 Hvad er frekvensen af genotypen A1A2 blandt kvinder? En gruppe forskere i to europæiske lande gennemførte en større undersøgelse af den samme polymorfi blandt 700 kvinder. De fandt 235 heterozygote. 2 Tyder disse undersøgelser på at genfrekvenserne er de samme i de to populationer? Begrund svaret. En tilsvarende undersøgelse blandt den hvide afrikaans-talende (Boere) befolkning i Sydafrika viste genfrekvenser på 0.48 for A1 og 0.52 for A2. 3 Giv en mulig forklaring på disse forskellige genfrekvenser mellem populationerne

49 Side 1 af 4 Foreløbig facitliste til eksamen okt 2002 Opgave 1 1 II-2 har fænotypen 4 og genotypen 4-4 og vil være rask(99%), idet sygdommen nedarves med allelet 1. Afkommet kan få sygdommen med en sandsynlighed på ca. 1% x ½ pr. barn. III-2 har fænotypen 1-5 og vil højst sandsynligt udvikle sygdommen (99%). Hendes børn har hver ca. 50% risiko for at udvikle sygdommen 2 Markøren ligger 1cM fra sygdomsgenet, hvilket betyder at man ikke er helt sikker på om der kan være sket en overkrydsning mellem sygdomsgenet og markørsystemet. Ved at teste for et nyt markørsystem, således at man har resultater fra to flankerende markørsystemer, kan man afsløre om der er sket overkrydsninger mellem markørsystemerne og derved ændre sandsynligheden fra 99% til 100% for diagnosens rigtighed. Alternativt: vælg markører der er tættere på sygdomsgenet. 3 Selvom personerne har fået et rask barn, ændrer dette intet ved sandsynligheden for det evt. næste barn, idet der ikke kan siges noget om barnet der er født får sygdommen pga. der er sen manifestation. 4 Sygdommen er angivet som X-bunden og dette er markørsystemet ligeledes. Da mænd normalt kun har et X-kromosom vil de også kun have én allel for de x- bundne loci. II-1 har 2 alleler og må derfor have karyotypen 47XXY (Klinefelter syndrom). At II-1 ikke er afficeret kan skyldes rekombination. Opgave 2 1 Princippet i PCR analysen: Der anvendes primere der flankerer mutationen. Der laves en blanding i et rør af primere, DNA, nukleotider, Taq-polymerase og buffer. Røret kommes i en varmeblok der hæver og sænker temperaturen gennem ca. 30 cykler hver med 3 trin. Trin 1: denaturering ved 95 grader, Trin 2 anneling ved 55 grader, trin 3: forlængelse/syntese ved 72 grader. Herved opformeres DNA til dobbelt mængde pr cyklus. DNA stykket (ofte på baser) kan således påvises direkte (eller farvet med ethidiumbromid) under UV-lys. Evt. kan primerne eller nukleotider også mærkes med radioaktivitet eller med et farvestof for at kunne påvise produktet. 2 Sekvensen indeholder et CAG repeat. Der er 40 CAG-repeats (dvs. meget lang) og der kan derfor være tale om en sygdomsfremkaldende mutation. Dynamisk mutation

50 Side 2 af 4 3 Debutalderen er associeret med repeat længden. Længere repeat giver tidligere debut. 4 At debutalderen falder gennem generationerne kaldes anticipation og skyldes at trinukleotidlængden oftest forøges fra generation til generation. Opgave 3 1 Ud af mennesker er der fundet 44 personer med hemiplegisk migræne Udfra disse tal er hyppigheden af sygdommen 44/ i befolkningen, Eller genfrekvensen er p = 44/ Hvis et sygdomsallel manifesteres i forskellig grad i fænotypen, kaldes det varierende ekspressivitet. Denne kan evt. skyldes hormonal indvirkning. 3 Genfrekvensen af sygdomsgenet er q 2 =1/ => q=1/200 p =ca 1.0 Bærere er 2pq + q 2 = ca. 2pq = ca. 2q = ca. 1/100. Opgave 4 1 En fosterkromosom analyse foretages hvis: A Moderen er over 35 år B Trisomi eller anden kromosomsygdom i familien C Mange aborter D Misdannelser i familien E Tidligere født et barn med kromosom defekt F Moderen har indtaget et teratogent stof. G uregelmæssigheder under graviditeten. 2 Non-disjunction kan ske både i meiosen og mitosen. Ved en non-disjunction sker der ikke en separation af de homologe kromosomer under celledelingen så begge/ingen går til samme dattercelle. En non-disjunktion sker under meiosen i enten 1. eller 2. deling hos enten faderen eller moderen. Risikoen for non-disjunktion stiger med alderen, især for kvinder. Mitotisk non-disjunction kan ske i somatiske celler 3 At et barn med trisomi kun har dette i nogle af cellerne skyldes en mitotisk nondisjunktion i en af celledelingerne efter at ægget er befrugtet. Fænomenet kaldes mosaik. 4 Forældre og børn testes for markørsystemer på kromosom 13: Mor x Far har genotyperne: 1-2 x

51 Side 3 af 4 Normalt vil børnene få genotyperne: 1-3, 1-4, 2-3, 2-4 Ved non-disjunktion i 1. deling hos moderen: barn kan have genotyperne: eller deling hos moderen: barn kan have genotyperne: 1-1-3, 2-2-3, el deling hos faderen: barn kan have genotyperne: 1-3-4, deling hos faderen: barn kan have genotyperne: 1-3-3, 1-4-4, el Monozygote celler dannes også ved non-disjunction. 5 Karyotypen: 47, XXX = Tripel X syndrom, 47, XY, +21 = Down syndrom, 47 XY, + 18 = Edwards syndrom, 47,XY, + 13 = Patau syndrom, (47,XXY =Klinefelter syndrom). Opgave 5 1 Koblingsanalysen: Forudsætninger: Et bestemt locus (sygdomslocus) skal kunne følges gennem generationer i et familiemateriale. Hvis flere familier indgår i materialet skal det være det samme locus i hver familie ellers svækkes ens resultater. Materialer: Store familier/slægter med mange børn er at foretrække. Resultater: Sygdomslocus kan indsnævres til et område mellem 2 polymorfe markørsystemer (ofte til et interval på 1-5 cm). 2 FISH: Forudsætninger: En person med en kromosomsygdom haves. Eller en ukendt probe der skal kromosomlokaliseres. Materialer: En DNA-probe der er mærket med et floureserende farvestof. Resultater: Proben kan afsløre om der er monosomi (deletion), disomi eller f.eks. trisomi (addition) af et kromosomområde. Desuden kan i heldigste tilfælde afsløres et brudsted (translokation), hvis proben spænder over bruddet, hvorved den ene farveplet splittes i to. Derved vil et sygdomsgen kunne siges også at være beliggende på proben og en sekventering af genet kan foretages. Opgave 6 1. Der er 44 af fænotypen A1 blandt 200 mænd p(a1) = 44/200 = 0.22 q(a2) = pq= 2x0.22 x 0.78 = Med same genfrekvenser forventes 700 x kvinder at være heterozygote = 240 kvinder. Dette er så tæt på de 235 fundne, at det tyder på samme genfrekvenser i de to befolkninger

52 Side 4 af 4 3 Den afrikaans talende befolkning stammer fra en mindre gruppe indvandrere, hvis genfrekvenser ikke nødvendigvis har afspejlet genfrekvenserne i oprindelseslandet. Desuden kan enkeltpersoner i den oprindelige befolkning have fået mange børn (givet mange gener videre) og derved forrykket de oprindelige genfrekvenser (founder effekt)

53 Side 1 af 6 LÆGEVIDENSKABELIG EMBEDSEKSAMEN FASE II Eksamen i Genetik I (4 timer) den 10. april 2002 (revideret) Opgavesættet består af 1 forside og 5 sider (1-6) med i alt 6 opgaver. Det er forbudt at medbringe enhver form for hjælpemidler bortset fra regnestok og elektrisk regnemaskine, der ikke frembringer støj. Det er forbudt at medtage magnetkort og/eller udskrivelige lager- eller programenheder til regnemaskinen. Elektricitet (lysnet, elementer) kan ikke stilles til disposition. Vægtning: = 1 point. Antallet af ud for hvert opgavenummer angiver antallet af points der gives for rigtig opgavebesvarelse. Pointene er vejledende for censor og eksaminator. Totalt 34. Besvarelserne skal renskrives på det udleverede NCR-papir, uden at de tre ark skilles fra hverandre. Skriv tydeligt og tryk så kraftigt, at der også er klar skrift på kopierne. Dette kan f.eks. opnås ved at skrive med kuglepen på et hårdt underlag. De første 2 ark skal afleveres. Det sidste ark kan beholdes inden aflevering. De 2 sæt som skal afleveres, adskilles og ordnes efter sideantal inden aflevering. Løse ark med f.eks. kladdeoptegnelser er uvedkommende for bedømmelsen af opgavesættet. Husk at 1) mærke alle afleverede ark med eksamensnummeret. 2) nummerere de afleverede ark fortløbende (side 1, 2 etc.). 25. april 2002

54 Side 2 af 6 Opgave 1 I ovenstående familie forekommer en nedarvet sjælden sygdom som udviser autosomal dominant arvegang med nedsat penetrans (p=0.80). Sygdommen manifesterer sig kort tid efter fødslen. Alle børn er legitime. Genet for sygdommen er lokaliseret på kromosom 4q12 ved hjælp af DNA markører. DNA resultaterne for et intragenisk polymorft markørsystem (nær exon 5) er angivet under personerne; resultaterne er angivet som fænotypebetegnelser. 1. Hvorledes kan markørfænotyperne hos de 3 syge børn forklares? 2. II-1, II-2 og II-4 vil gerne have børn. Hvor stor er sandsynligheden for at de selv er bærere af sygdommen? (begrund dine svar). 3. Beskriv en strategi der med stor sikkerhed kan bruges til at bestemme personernes bærerstatus. (max. 1 side). Tre år senere har II-1 fået to raske børn og er gravid med det tredje barn 4. Ændres risikoen for at det tredje barn vil få sygdommen? Der ønskes ikke en beregning, kun en udtalelse på max ½ side. 25. april 2002

55 Side 3 af 6 Opgave 2 Nedenunder er angivet allelerne i 6 forskellige loci hos en mor og hendes barn. To af allelsystemerne er fra blodtyper, to fra human leukocyt systemet (HLA) og to er fra polymorfe systemer (markørsystemer). mors fænotype barns fænotype ABO blodtype A B Rhesus blodtype Rh negative Rh positive HLA system A1,A4; B8,B35 A1,A4; B8,B13 Polymorfi på kromosom 21 4,12 7,9,12 Polymorfi på X-kromosomet 3, Hvilke alleler har faderen givet barnet? Begrund svaret. 2. Hvad vil den mest sandsynlige karyotype være hos barnet? Kommenter dit svar. 3. Hvilke(n) fænotype(r) kan faderen have haft i ABO blodtypesystemet? 4. Allelerne i HLA-systemet arves som en haplotype. Hvad er en haplotype? 5. I den europæiske befolkning er der koblingsuligevægt mellem A1 og B8. Hvad er koblingsuligevægt? Der er association mellem bestemte alleler i HLA systemet og insulinkrævende sukkersyge. 6. Definer begrebet association. 25. april 2002

56 Side 4 af 6 Opgave 3 I en undersøgelse af en befolkning hvor 4000 tilfældige personer er undersøgt, finder man følgende genotypefrekvenser, idet resultatet er opdelt efter om den enkelte person var syg af malaria eller ej: AA AC CC total Raske malaria patienter hvor AA, AC og CC er hæmoglobin genotyper. 1. Hvad er hyppigheden af C-allelet i gruppen af malariapatienter? 2. Når de to grupper betragtes som en samlet population, hvilken fordeling af personer på genotyper ville man så have forventet hos henholdsvis raske og patienter? 3. Hvilken genetisk konklusion kan man drage fra en sammenligning af forventet fordeling med den observerede? 25. april 2002

57 Side 5 af 6 Opgave 4 I 1985 vidste man ikke ret meget om kræftsygdommen polypose. Var den genetisk bestemt eller skyldtes den miljøfaktorer? I nogle familier så det ud til at være en ophobning af kræfttilfælde og i andre familier var der blot enkelttilfælde. Ved at undersøge kræftcellers kromosomer, så man ofte mindre eller større kromosomforandringer fra den normale karyotype. En patient med polypose blev undersøgt og kromosompar nr 5 er afbildet fra en normal celle. Samme kromosombillede blev set i talrige metafaser fra denne patient. 1. Hvad kan man konkludere udfra det viste kromosompar? Der er fundet en slægt, hvor polypose forekommer. I denne er der 12 afficerede personer, mens 11 andre personer på grund af alder og kliniske undersøgelser er fundet til at være ikke bærere. 2. Hvilken genetisk analyse er det nu oplagt at foretage sig udfra kromosomundersøgelserne og familiematerialet? I 1994 var der en familie der henvendte sig til deres læge for genetisk rådgivning. Faderen og de to børn havde fået konstateret polypose og det tredje barn ønsker at stifte familie. I mellemtiden er et gen på kromosom 5, der kan fremkalde polypose blevet sekventeret og en intragenisk polymorfi er blevet fundet. 3. Er det muligt at hjælpe denne familie? Begrund dit svar. I 1995 ønsker endnu en familie genetisk udredning pga. polypose i familien. Den intrageniske markør blev anvendt på familiemedlemmerne. Faderen, som er syg har typen 2-3, moderen er 1-1 og de to syge børn er henholdsvis 1-2 og 1-3. Det raske barn har typen Er det muligt at hjælpe denne familie? Begrund dit svar. 25. april 2002

58 Side 6 af 6 Opgave 5 Et forældrepar har fået deres syge pige klinisk undersøgt og diagnosen sandsynliggør at barnet er afficeret af en sjælden genetisk sygdom, der giver nedsat muskelkraft i benene. Ved den kliniske undersøgelse fandtes at faderen også at have milde symptomer for samme sygdom, medens moderens forældre er helt raske. Parret har tidligere født en dreng, der kort efter fødslen døde af en muskelsygdom i hjertet. 1. Nævn den arvegang der er mest sandsynlig i det foreliggende tilfælde og begrund hvorfor. Faderens søster, som er gravid ønsker at få at vide om hun kan få et barn med denne sygdom. 2. Hvad vil lægen sige til hende? (max ½ side). Opgave 6 Ved visse sygdomme taler vi om at der er varierende ekspression og nedsat penetrans. 1. Definer varierende ekspression. 2. Nævn 2 eksempler på det genetiske grundlag for enten variabel ekspression eller nedsat penetrans. 3. Beskriv to principielt forskellige former for genetisk heterogenitet. 25. april 2002

59 Facitliste Eksamen i genetik den 10. april 2002 Side 1 af 4 Opgave 1 1 A: Sygdommen kan skyldes en deletion i exon 5, således at DNA markørallelet ikke kan påvises hos de syge ved den anvendte metode. B: Det kan også være at den ene primer ikke matcher sekvensen hos den afficerede, således at der ikke opformeres et produkt. C: en tredje mulighed er at produktet, som skal opformeres er for langt (f.eks en forlænget trinucleotid repeat), hvilket betyder at det ikke kan påvises med den valgte metode. D: LOH. I alle tilfælde opnås kun et produkt fra det ene raske exon II-2 og II-4 har ikke mutationen i exon 5 og får raske børn (De viser 2 markøralleler). Det kan ikke afgøres med dette markørsystem om II-1 er bærer, idet hun kan være homozygot 1-1 for markørsystemet. Apriori sandsynligheden for at II-1 er bærer =½, men da hun er rask må der tages hensyn til dette ved at anvende Bayes formel. 8/10 af bærere vil være syge og 2/10 vil være raske. P (II-1=Aa) =½ x 2/10 / (½ x 2/10 + ½ x 1) = 1/6. 3. A) Ved at teste flankerende markører (idet I-1 ikke er informativ) og lave en haplotype kan det afgøres om II-1 nedarver sygdommen. B) Exon 5 kan sekventeres for mutationer C) Southern blot hvor proben er større end deletionen. ( FISH kan kun anvendes hvis der er tab af en meget stor deletion. 4. Risikoen for II-1 er rask bærer er 1/6 og at hun får to raske børn bevirker at hendes egen risiko for at være bærer forminskes betydeligt. Hvis den skal beregnes skal Bayes formel anvendes som i spørgsmål 2. For interesserede: II-1 bærersandsynlighed P= 1/6 x (6/10) 2 /(1/6 x (6/10) 2 + 5/6 x 1) = ca.1/15. Opgave 2 1. Faderens har givet barnet flg. alleler: B; Rh +; A4,B13; 7,9; 3 eller et Y-kromosom (faderen kunne alternativt have givet A1, men senere nævnes koblingsuligevægten mellem A1 og B8) ,XY, +21 eller lidt mindre sandsynligt 47,XX,+21. Man kan ikke afgøre om barnet er homozygot eller hemizygot på X-kromosom polymorfien. Barnet har trisomi april 2002

60 Facitliste Eksamen i genetik den 10. april 2002 Side 2 af 4 3. Enten B eller AB 4. Alleler fra flere loci som nedarves samlet, dvs der kun sjældent sker overkrydsning mellem disse loci. 5. Koblingsuligevægt kan forekommer mellem alleler på tæt koblede loci. Der er en overrepresentation af specielle haplotyper i populationen i forhold til hvad man burde forvente udfra deres allelfrekvenser. Eller sagt med andre ord: hvis et bestemt allel på locus 1 sidder i koblingsfase (cis) med et bestemt allel på locus 2 oftere end forventet udfra allelfrekvenserne. 6 Association: samtidig optræden af 2 egenskaber eller begivenheder oftere end forventet. F.eks: allelerne Dr3 og Dr4 i HLA systemet ses hyppigere i personer der udvikler den insulinkrævende sukkersyge. En person får ikke nødvendigvis sukkersyge fordi han/hun har disse alleler. Opgave 3 1. I malariapatienterne ses 132/1600 alleler at være C-alleler. Dette svarer til en hyppighed på ca 0,08. 2 Når man betragter de to grupper som en samlet population er den samlede hyppighed af C- allelet på 1/8 = 12,5% (= (AC obs + 2*CC obs ) / 2*totalt antal = ( *55) / 2*4000). Forventet fordeling af personer på genotyperne er AA AC CC total observeret raske forventet raske observeret malaria patienter forventet malaria patienter 612, ,5 800 hvor AA, AC og CC er hemoglobin genotyper. 3 Man vil her se at C-allelet tilsyneladende beskytter mod malaria, fordi både AC og CC gruppen er større end forventet blandt raske og mindre end forventet blandt syge. Man kan derfor forvente at C-allelet er af nyere dato, eller at truslen fra malaria er af nyere dato, eller at C-allelet har andre negative konsekvenser; ellers ville man forvente en højere frekvens af C-allelet i denne polulation. Man kender dog ikke andre negative konsekvenser af C-allelet, hvorfor en relativt sen dato for optræden af C-allelet må forventes. 25. april 2002

61 Facitliste Eksamen i genetik den 10. april 2002 Side 3 af 4 En besvarelse med teoretiske overvejelser (At man kan bedømme om populationen er i HW-ligevægt eller ej) er også et konkret svar på spørgsmålet. Opgave 4 1. Det vil være mest sandsynligt at det ene kromosom har en deletion af et stykke af det andet sorte bånd på q-armen på det højre kromosom (evt en addition på det venstre kromosom). 2. Familien med de 23 medlemmer må have en arvelig form for polypose. På grund af antallet af afficerede vil det være muligt at lave en koblingsanalyse med mange markører for at lokalisere sygdomsgenet Mere usandsynligt at det drejer sig om en fælles miljøfaktor, i så fald vil koblingsanalyse afvise kobling i hele genomet. Der er ingen grund til at antage at denne familie bærer samme deletion som i spørgsmål Det er muligt at undersøge det raske barn for om det er bærer af sygdommen, enten ved en koblingsanalyse eller en sekventering af genet. Hurtigst ved en koblingsanalyse, hvis der ikke er genetisk heterogenitet for sygdommen. En sekventering af genet på kromosom 5 vil definitivt afklare om det drejer sig om en mutation her. 4. De to syge børn har fået hver sin markør fra den syge forældre. Forklaringen kan være genetisk heterogenitet eller at den anden forældre også er bærer. Familien kan altså ikke hjælpes på grundlag af disse resultater. Opgave 5 1. Der syntes at forekomme variabel expressitivitet i familien, så en dominant arvegang kan være tilfældet. Da moderens forældre er raske og sygdommen forværres ned gennem generationerne kan det tænkes at være en dynamisk mutation (forlænget trinuclotid repeat). 2. Lægen vil sige at der muligvis forekommer en arvelig sygdom i familien. Kendes et gen for sygdommen, kan man foretage undersøgelser (kobling eller sekventeringsanalyser) for at afgøre om søsteren er bærer af genet. Giver disse metoder negative resultater, må empiriske risikoværdier anvendes i rådgivningen. Opgave april 2002

62 Facitliste Eksamen i genetik den 10. april 2002 Side 4 af 4 1. Vi taler om varierende expression når en sygdom varierer i grad fra person til person selvom de har samme gendefekt. (Nedsat penetrans betyder at en bærer af det dominante sygdomsgen ingen symptomer viser). 2. Sygdomme der udviser varierende ekspressivitet/ nedsat penetrans kan skyldes flere faktorer. A: Gendefekten skyldes en dynamisk mutation (HC, Fragilt-X, DM...) B: Sygdommen skyldes et major gen samt modificerende gener. C: Miljømæssige faktorer har betydning. D: Skæv X-kromosom inaktivering. ( Der menes ikke her den forskel der kan være på fænotyperne mellem personer der har genotypentyperne AA og Aa). Multifaktorielle sygdomme viser ofte variabel expression. En speciel form er de mere sporadiske sygdomme, hvor disse skyldes additive bidrag fra flere gener. 3. a) Locus heterogenitet, hvor mutationer i forskellige loci, hver for sig, kan resultere samme fænotype b) Allel heterogenitet, hvor forskellige alleler på et locus, kan evt. resultere i en variabel ekspression af en fænotype. Et eksempel er Becker s og Duchenne s muskedystrofy. 25. april 2002

63 Side 1 af 6 LÆGEVIDENSKABELIG EMBEDSEKSAMEN FASE II Eksamen i Genetik I (4 timer) den 1. november 2001 Opgavesættet består af 1 forside og 5 sider (1-6) med i alt 6 opgaver. Det er forbudt at medbringe enhver form for hjælpemidler bortset fra regnestok og elektrisk regnemaskine, der ikke frembringer støj. Det er forbudt at medtage magnetkort og/eller udskrivelige lager- eller programenheder til regnemaskinen. Elektricitet (lysnet, elementer) kan ikke stilles til disposition. Vægtning: = 1 point. Antallet af ud for hvert opgavenummer angiver antallet af points der gives for rigtig opgavebesvarelse. Pointene er vejledende for censor og eksaminator. Totalt 36. Besvarelserne skal renskrives på det udleverede NCR-papir, uden at de tre ark skilles fra hverandre. Skriv tydeligt og tryk så kraftigt, at der også er klar skrift på kopierne. Dette kan f.eks. opnås ved at skrive med kuglepen på et hårdt underlag. De første 2 ark skal afleveres. Det sidste ark kan beholdes inden aflevering. De 2 sæt som skal afleveres, adskilles og ordnes efter sideantal inden aflevering. Løse ark med f.eks. kladdeoptegnelser er uvedkommende for bedømmelsen af opgavesættet. Husk at 1) mærke alle afleverede ark med eksamensnummeret. 2) nummerere de afleverede ark fortløbende (side 1, 2 etc.). 17. oktober 2001

64 Side 2 af 6 Opgave 1 En artikel i Science (Volume 291, 9 Mar 2001) omtaler et forsøg, hvor nogle personer blev udsat for korte melodi-stumper af populærmelodier. I nogle af melodierne var enkelte toner blevet udskiftet med forkerte toner. Resultatet måler hvor gode personerne var til at genkende tonehøjder. Forsøget viste at der var bedre overensstemmelse mellem resultaterne for par af monozygote tvillinger end for par af dizygote tvillinger. 1. Hvad viser dette resultat om menneskers evne til at genkende tonehøjde? 2. Hvordan ville konklusionerne af forsøget kunne af- eller bekræftes? 17. oktober 2001

65 Side 3 af 6 Opgave 2 I II III IV locus 1 locus 2 locus I en slægt er fire børn afficeret med en alvorlig arvelig leversygdom, som bevirker at børn dør i en alder af 3-15 år afhængig af hvilken lægelig behandling de får. 1. Beskriv hvorledes man kan kortlægge et sygdomsgen ud fra familieundersøgelser. En kromosomanalyse viser normale kromosomer. 2. Hvilken arvegang viser sygdommen? Er der grund til at antage at sygdomsgenet er almindeligt i populationen? 3. Hvilke genotyper med hensyn til sygdomsallelen har personerne I-1, I-2, II-2, III-5 og III-7 mest sandsynligt? Begrund dine svar. 4. Hvilke genotyper kan III-1 og det ufødte barn, IV-8, have, og med hvilke sandsynligheder? For de fleste af personerne i generation IV er angivet DNA resultater for 3 polymorfe systemer beliggende på samme kromosom som sygdomsgenet. 5. Hvad menes med begreberne polymorfi og markør? 6. Et af de tre loci for markørsystemerne er tæt koblet (0 cm) til sygdomslocus. Hvilken markør drejer det sig om? Begrund dit svar. 7. III-7 venter sig endnu et barn (IV-8). Bliver barnet rask, rask bærer eller syg? 8. IV-4 ønsker at stifte familie. Er han bærer af sygdomsallelen? Begrund svaret. Hvis ja, hvordan kan man undgå at han får et sygt barn? 17. oktober 2001

66 Side 4 af 6 Opgave 3 Signe er eneste barn af Arne og Inge. Signe er gift med Jens, som er søn af Mogens og Margit. Signe er gravid i 4. måned. Jens har en misdannet hånd. Jens har tre yngre søskende, Jakob, Alma og Lise, som ikke har denne misdannelse. Arne og Inge kender ingen tilfælde i deres familie hvor personer viser tilsvarende symptomer. 1. Tegn stamtavlen for denne familie. 2. Angiv de(n) mest sandsynlige arvegang(e) for denne egenskab ud fra stamtavlen med begrundelse. 3. Antag at den indtegnede egenskab nedarves autosomalt recessivt. Hvad er så (den teoretiske) risiko for at det ufødte barn får egenskaben? 4. Antag at den indtegnede egenskab nedarves autosomalt dominant. Hvad er så risikoen for at det ufødte barn får egenskaben? 5. Antag at den indtegnede egenskab nedarves X-bundet recessivt. Hvad er så risikoen for at det ufødte barn får egenskaben? 6. Antag at den indtegnede egenskab nedarves mitokondrielt. Hvad er så risikoen for at det ufødte barn får egenskaben? 17. oktober 2001

67 Side 5 af 6 Opgave 4 I en familie hvor en recessiv X-bunden blødersygdom nedarves, er en pige afficeret. 1. Angiv to mulige forklaringer på at pigen er syg. FISH metoden anvendes undertiden til udredning af genetiske problemstillinger. 2. Beskriv FISH metoden (max. ½ side). 3. Nævn 2 anvendelser af denne metode. Hvad er formålet med at anvende metoden i dine 2 eksempler? 17. oktober 2001

68 Side 6 af 6 Opgave 5 En historie fra det virkelige liv: Øen Pingelap blev i midten af det 18. århundrede ramt af en tyfon med det resultat at befolkningen blev reduceret til ca. 20 personer. 1. Hvilke genetiske effekter ville man forvente at dette kunne få for den nuværende befolkning på øen? Begrund dit svar. Opgave 6 Ved visse sygdomme taler vi om at der er anticipation. 1. Definer anticipation. 2. Hvad er det genetiske grundlag for anticipation? 17. oktober 2001

69 Facitliste Eksamen i genetik den 1. november 2001 Side 1 af 6 Opgave 1 1. Når monozygote tvillinger har bedre overensstemmelse end dizygote tvillinger, antyder det at der er en genetisk indflydelse på egenskaben, her genkendelse af tonehøjde. 2. Andre forsøg til at belyse genetisk kontra miljømæssig indflydelse på en egenskab kan f.eks. være adoptionsstudier og studier af association til bestemte alleler i polymorfe markører. 25. oktober 2001

70 Facitliste Eksamen i genetik den 1. november 2001 Side 2 af 6 Opgave 2 1. Koblingsanalysen gennemgås: Ved denne metode gælder det om at finde en markør (allel fra et polymorft system) der nedarves sammen med sygdomsfænotypen. Dvs. den afficerede forældre skal være informativ for markørsystemet. Det mest ideelle er, hvis man kan finde en meget stor familie med mere end 10 børn for at kunne opnå en signifikans med hensyn til co-segregationen af sygdomsgenet og markøren. Ellers må man lægge data sammen fra flere familier. 2. Sygdommen nedarves autosomal recessivt, idet flere generationer overspringes og både drenge og piger er afficerede. Der er ingen grund til at antage at denne sygdom er specielt hyppig i befolkningen, da sygdomstilfældene i generation IV kan forklares ved indgiftning opstået ud fra én bærer, idet I-2 og I-4 kan have arvet samme sygdomsallel fra en af deres forældre. Derefter passerer syggdomsallelen ned gennem generationerne. 3. I-1: Højst sandsynlig AA (normal allel), idet de er indgiftede i familien. I-2, II-2, III-5, III-7: Højst sandsynlig Aa, og sygdomstilfældene i generation IV kan forklares udfra at de er bærere. 4. III-1 er fænotypisk rask, men kan være AA eller Aa. P(Aa)=½. IV-8 er ufødt, og kan være AA, Aa eller aa. P(AA)= ¼; P(Aa)=½; P(aa)= ¼. 5. En markør er en monogen egenskab (ofte et DNA allel-system), hvor man kan følge det enkelte allel fra en af forældrene til børnene. Hvis der er flere hyppige alleler i populationen har man en polymorfi. Hyppigheden af den mest almindelige allel er under 99%. Hvis der kun er to alleler i populationen vil den mest sjældne have en hyppighed på over 1%. 6. Da et locus er tæt koblet til sygdommen må det være locus 1. Da alle de syge børn har fået 2 ens sygdomsalleller fra forældrene til I-2 og I-4, må de syge også være homozygote for den tætkoblede markør (1-1). 7. Ved anvendelsen af markørene på locus 1 har forældrene genotyperne 1-3 og 1-2. Sygdomsgenet sidder cis med allel 1, og da barnet er 1-1, må det blive sygt. 8. IV-4 har typen 1-2 og kan være bærer af sygdommen, idet den ene af forældrene kunne have genotypen 1-1, hvoraf kun det ene 1 var koblet til en sygdomsallel. For at udrede dette kan en haplotype med flere tætsiddende markører konstrueres på IV-4, og derefter kan man undersøge om han har den sygdomsbærende haplotype. IV-4 s ægtefælle vil dog højst sandsynligt ikke være bærer, hvis hun ikke er i familie med IV-4. Hvis mutationen er kendt, kan en sekventering af mutationsområdet vise hvilke personer der er bærer. 25. oktober 2001

71 Facitliste Eksamen i genetik den 1. november 2001 Side 3 af 6 Opgave 3 1. Stamtavle indsættes. Arne Inge Mogens Margit Signe Jens Jakob Alma Lise 2. X-bundet recessiv. Evt. autosomal recessiv. 3. Autosomal recessiv: Jens er homozygot, og vil altid videregive et sygdomsallel. Signes risiko for at være bærer er 2pq, altså lig med populationsrisikoen for at være bærer af denne misdannelse. Hun har ½ i risiko for at videregive et sygdomsallel, så barnets risiko er pq. Da frekvensen af sygdomsallelen (q) er meget lav, bliver p tilnærmelsesvis 1 og risikoen for barnet ca. 1 x q = q; altså tilnærmelsesvis det samme som genfrekvensen. 4. Autosomal dominant: Jens har en kopi af sygdomsallelet, som han vil videregive med sandsynligheden ½. Hvis der ikke er tale om nedsat penetrans, fordi Jens repræsenterer en nymutation, så er dette også barnets risiko for at blive syg. 5. X-bundet recessiv: Jens vil videregive det sygdomsfremkaldende allel til alle sine døtre - som bliver bærere, men ikke til sine sønner. Dvs. at risikoen for at barnet bliver sygt er meget lille. 6. Mitokondriel: arvegangen er fra mor til børnene; Jens børn får ikke sygdommen. 25. oktober 2001

72 Facitliste Eksamen i genetik den 1. november 2001 Side 4 af oktober 2001

73 Facitliste Eksamen i genetik den 1. november 2001 Side 5 af 6 Opgave 4 1. a) En forklaring kan være at pigen har Turner syndrom. Dvs. 45,X. b) Pigen kan have en skæv X-kromosom inaktivering. c) Nymutation af blødergenet der nedarves med X-kromosomet fra faderen, moderen anlægsbærer. d) Pigen er syg af andre årsager end et muteret gen på X-kromosomet. e) Faderen er syg, moderen anlægsbærer. 2. FISH står for fluorescens in situ hybridisering. Metoden bruges især til påvisning af kromosommutationer. En denatureret fluorescenmærket probe hybridiserer til et denatureret kromosom i en metafase. Der hvor hybridiseringen sker vil der ses et fluorescerende bånd i et fluorescensmikroskop. Proben har en størrelse på over 10KB og kan derfor ikke anvendes til punktmutationer. 3. a) Påvisning af deletions- eller additionsmutationer af specifikke regioner. b) Påvisning og karakterisering af translokations brudsteder i forbindelse med kortlægning eller påvisning af brud i et bestemt gen. c) Bestemme rækkefølgen af DNA områder (gener, markører). d) Kromosom paintning; hvert kromosom kan farves individuelt. Kan f.eks. bruges til påvisning af translokationer. e) Interfasekernediagnostik af numeriske kromosomabnormiteter. f) CGH (Comparative genome hybridization) bruges til påvisning af større deletioner eller additioner f.eks. i forbindelse med cancer. 25. oktober 2001

74 Facitliste Eksamen i genetik den 1. november 2001 Side 6 af 6 Opgave 5 1. Man kunne forvente at der var en risiko for høj hyppighed af en (eller flere) recessive sygdomme. Hvis blot en af de overlevende var bærer af genet for en sådan sygdom, så vil allelfrekvensen være ca. 1/40 initielt. I de følgende generationer, indtil en større populationsstørrelse igen nås, vil allelhyppigheden kunne variere pga. genetisk drift, og derigennem nå endnu større hyppighed. Den aktuelle begivenhed resulterede i at ca. 5% af den nuværende befolkning lider af den i øvrigt sjældne tilstand achromatopsia (total farveblindhed), svarende til en allelfrekvens på 22%. En anden effekt vil være at neutrale polymorfe systemer (mikrosatelitter) har færre alleler i denne befolkning end i de fleste andre befolkninger, fordi få alleler var repræsenteret i de 20 overlevere efter tyfonen. Opgave 6 1. Vi taler om anticipation når en sygdom forværres fra generation til generation. 2. Sygdomme der udviser anticipation har en ustabil mutation i form af en forlængelse af en triplet sekvens. Jo flere gentagelser af de 3 baser (tripletter) jo mere ustabil er mutationen, ofte med en forlængelse af sekvensen der overføres til næste generation. Sygdommen forværres/debuterer tidligere jo flere tripletgentagelser personen har. 25. oktober 2001

75 Side 1 af 8 LÆGEVIDENSKABELIG EMBEDSEKSAMEN FASE II Eksamen i Genetik I (4 timer) den 5. april 2001 Opgavesættet består af 1 forside og 7 sider (1-8) med i alt 6 opgaver. Det er forbudt at medbringe enhver form for hjælpemidler bortset fra regnestok og elektrisk regnemaskine, der ikke frembringer støj. Det er forbudt at medtage magnetkort og/eller udskrivelige lager- eller programenheder til regnemaskinen. Elektricitet (lysnet, elementer) kan ikke stilles til disposition. Vægtning: = 1 point. Antallet af ud for hvert opgavenummer angiver antallet af points der gives for rigtig opgavebesvarelse. Totalt 36. Besvarelserne skal renskrives på det udleverede NCR-papir, uden at de tre ark skilles fra hverandre. Skriv tydeligt og tryk så kraftigt, at der også er klar skrift på kopierne. Dette kan f.eks. opnås ved at skrive med kuglepen på et hårdt underlag. De første 2 ark skal afleveres. Det sidste ark kan beholdes inden aflevering. De 2 sæt som skal afleveres, adskilles og ordnes efter sideantal inden aflevering. Løse ark med f.eks. kladdeoptegnelser er uvedkommende for bedømmelsen af opgavesættet. Husk at 1) mærke alle afleverede ark med eksamensnummeret. 2) nummerere de afleverede ark fortløbende (side 1, 2 etc.). 6. marts 2001

76 Side 2 af 8 Opgave 1 Arvelig spastisk paraparese kan nedarves enten X-bundet eller autosomalt, enten dominant eller recessivt. 1. Der er bl.a. identificeret gener på kromosom 2, 14 og 15. Er disse store eller små kromosomer (forklar!)? Opskriv karyotypen for en kromosomalt normal kvinde og en kromosomalt normal mand. Efter en undersøgelse af en større familie, hvori flere havde spastisk paraparese, kunne der laves nedenstående stamtavle. Alle nulevende personer er undersøgt for symptomer. 2. a. Hvilken arvegang viser stamtavlen? b. Hvad er generelt karakteristisk for denne type arvegang? 3. Hvilke yderligere oplysninger er der i familiens stamtavle i forhold til den arvegang du har angivet? 4. En pil peger mod en person i sidste generation. Hvad angiver pilen? Brug den korrekte nummerering til at angive personen i stamtavlen. 5. Der blev lavet haplotypeundersøgelser af alle personer for at understøtte de diagnostiske fund. Hvad er en haplotype-undersøgelse, og hvordan kan den bruges i en familieundersøgelse? 6. marts 2001

77 Side 3 af 8 Opgave 2 En nylig undersøgelse af 25 kvinder mistænkt for Turner syndrom viste, at en stor del var mosaikker. Den hyppigst forekommende mosaik var 45,X/46,XX. 1. Skyldes denne mosaik mest sandsynligt en mitotisk eller en meiotisk begivenhed? Begrund dit svar. 99% af de befrugtninger der resulterer i 45,X fostre aborteres spontant. Fostre med f.eks. trisomi- 21 overlever i højere grad. 2. Sammenlign denne høje abortfrekvens med alvoren af Turner fænotypen. 3. Hvilke konsekvenser, positive eller negative, kan det have for en kvinde, at hun har mosaikken 45,X/46,XX i modsætning til karyotypen 45,X? Når et barn fødes med Downs syndrom vil man lave en kromosomundersøgelse af barnet og undertiden af forældrene. 4. Hvad er incidensen af Downs syndrom blandt nyfødte? Hvad er incidensen af 45,X blandt nyfødte? (Der skal kun opgives en størrelsesorden, som f.eks osv.) 5. Hvorfor laver man en kromosomundersøgelse af et barn med Downs syndrom, og hvad er begrundelsen for undertiden at undersøge forældrenes kromosomer? 6. Angiv 2 forskellige karyotyper for en pige med Downs syndrom. 7. Hvilke muligheder har et forældrepar for at få normale børn, hvis de i forvejen har et barn med Downs syndrom? 6. marts 2001

78 Side 4 af 8 Opgave 3 Astma betyder åndedrætsbesvær. Astma optræder oftest som anfald af åndenød, og har en baggrund i spasme af bronchialmusklerne og ødem af slimhinderne i bronchierne. 1. Hvilken arvegang udviser astma? Cystisk fibrose er en alvorlig lidelse der skyldes mutationer i genet for en chlorid kanal (CFTR). Cystisk fibrose nedarves som en recessiv genetisk sygdom. Den hyppigste mutation i den danske befolkning er F508, hvor en triplet kodende for en fenylalanin er deleteret. I en artikel står følgende udsagn: A large study tested the association between heterozygosity for the F508 mutation and obstructive pulmonary diseases in the Danish population. There was over-representation of this allele among people with asthma, particularly those with both asthma and airway obstruction. (En stor undersøgelse testede associationen mellem heterozygoti for F508 og lungesygdomme i Danmark. Der var en over-repræsentation af dette allel blandt astmatikere, især astmatikere med luftvejsobstruktion.) 2. Kommenter dette udsagn (max. : side). 6. marts 2001

79 Side 5 af 8 Opgave 4 Ved kortlægning af gener der kan forårsage sygdom, bruges forskellige metoder bestemt af de oplysninger man har i forvejen. 1. Beskriv hvordan man kan kortlægge et totalt ukendt sygdomsgen. Antag at det eneste man kender er en sygdomsfænotype der er arvelig, og at en kromosomanalyse viser normale kromosomer. 2. Nævn tre problemer der kan besværliggøre kortlægningen af et sådant sygdomsgen. 6. marts 2001

80 Side 6 af 8 Opgave 5 I Østgrønland forekommer en hyppig, recessivt nedarvet sygdom der manifesterer sig ved at børn får gulsot og senere får leversvigt og dør. En nærmere undersøglse viser at galden ikke kan transporteres ud i galdegangene, men går over i blodet. I de sidste 40 år er 40 børn døde af sygdommen ud af fødsler i distriktet. Sygdommen er kortlagt til kromosom 18q21 og genet FIC1 indeholder samme punktmutation, G A, i samme exon hos alle de syge personer. 1. a. Hvad menes med 18q21? b. Hvorledes vil man kunne påvise mutationen rent praktisk? Alle syge børn i Østgrønland har den samme identiske haplotype omkring FIC1, mens der i Vestgrønland er fundet 4 forskellige haplotyper blandt de syge børn, og i Canada endnu flere forskellige haplotyper. Det er den samme punktmutation, G A, der forekommer i de 3 populationer og sygdomsprognosen er den samme. 2. Hvorledes forklares den geografisk forskellige haplotypeforekomst af mutationen? En sygdom med næsten tilsvarende symptomer findes også hos andre folkeslag, men her er der tale om en mildere prognose. 3. Hvorledes kan dette fænomen forklares? 6. marts 2001

81 Side 7 af 8 Opgave 6 Metakromatisk leukodystrofi (ML) er en sjælden, fremadskridende, neurodegenerativ sygdom. Debutalderen kan variere meget. Nedenfor er vist et udsnit af en stamtavle over en familie der har mistet et barn på grund af sygdommen. 1. Hvad er den mest sandsynlige arvegang? Parret IV:3 og IV:4 påtænker at starte familie, men er nervøse fordi IV:3 s søster har mistet et barn i 5-års alderen på grund af ML. 2. Hvad er risikoen for at IV:3 og IV:4 s barn skal få denne sygdom? En nærmere granskning af journaler viste at I:2 var død i 60-års alderen af en dengang ukendt demens sygdom. 3. Hvis vi antager at I:2 døde af samme demens sygdom som V:1, hvad er så risikoen for at IV:3 og IV:4 s barn får sygdommen? 6. marts 2001

82 Side 8 af 8 Opgave 6 fortsat I en relativt isoleret population i Nova Scotia, Canada, optræder sygdommen meget hyppigt. En undersøgelse af de 2 yngste generationer i populationen viste at 4 personer var døde af sygdommen. I alt blev 500 personer undersøgt. 4. Hvad er hyppigheden af heterozygote i denne population? 5. Hvis ovenstående stamtræ stammede fra Nova Scotia populationen, ville de fundne risikotal for IV:3 og IV:4 s barn så give et korrekt billede af risikoen for at deres barn fik sygdommen? Svaret skal begrundes, men der ønskes ikke beregninger. 6. marts 2001

83 Facitliste Eksamen i genetik den 5. april 2001 Side 1 af 6 Opgave 1 1. Kromosom 2 er stort og submetacentrisk. Nr. 14 og 15 hører til gruppen af store acrocentriske. Kvinde: 46,XX og mand: 46,XY. 2. a. Autosomal dominant arvegang. b. Sygdommen viser sig i hver generation (kun 2 generationer har kunnet undersøges her). Muligvis er der sket en germline mutation hos en af forældrene i generation 2. Rammer mænd og kvinder ligeligt. Generelt gælder at hvis forældrene er raske bliver børnene det også; nedsat penetrans er en undtagelse, som ses i denne stamtavle. 3. Der er nedsat penetrans hos III-19. III-8 må også have haft genet, men er enten død før sygdomsudbrud eller har ikke vist sygdommen. Sygdommen debuterer formentligt sent; tæl selv op hvor mange syge der er blandt risikobørnene i 4. generation, og sammenlign med søskendeflokken i generation IV-9 er probanden, dvs. den person der har henvendt sig for at få oplysninger og formentlig en vurdering af risikoen for at hans børn bliver syge. 5. Ved en haplotypeundersøgelse undersøger man hvilke alleler de enkelte personer har i flere markør loci der ligger tæt på sygdomsgenet. Når man ved hvilke alleler sygdomsallelen er koblet til (ligger i cis med), kan man ved at undersøge markøralleler hos slægtninge sandsynliggøre om de er bærere af sygdommen eller ej. Bruges når sygdomsgenet eller sygdomsallelen er ukendt. 6. marts 2001

84 Facitliste Eksamen i genetik den 5. april 2001 Side 2 af 6 Opgave 2 1. Zygoten må antages at have været normal, 46,XX. Herefter er der i en mitose sket enten en non-disjunction, (og cellelinien 47,XXX er ikke observeret, måske er den død), eller der er sket et simpelt tab af det ene X-kromosom ved en mitose, dvs. kernemembranen er dannet uden at det ene X er kommet med ind i kernen ( anafase lag ). Kromosomet går til grunde i cytoplasmaet. 2. Meget få børn fødes med monosomi for autosomerne; disse børn har mange medfødte misdannelser og dør hurtigt efter fødslen. 45,X kvinder har nogle karakteristiske fænotypiske træk; de er infertile, og har normal intelligens. Alt i alt en mild fænotype. Da de fleste 45,X fostre aborteres må der under fosterudviklingen være brug for begge alleler af nogle vigtige gener; måske nogle af de gener som også sidder på Y-kromosomet. 3. Generelt har kvinder med mosaik mildere fænotypiske træk; jo flere normalceller, jo svagere Turner træk. Måske har nogle væv flest/kun normale celler og fungerer normalt. 4. Ca. 1 ud af nyfødte har Downs syndrom, og ca. 1 ud af nyfødte piger har Turner syndrom Undersøgelserne laves med henblik på korrekt og tidlig diagnose. En pige med Downs syndrom kan f.eks. have karyotyperne 47,XX,+21 eller 46,XX,)14,+der(14;21). Finder man den sidste karyotype kan én af de normale forældre være bærer af samme translokation. 7. Hvis barnets karyotype er 47,XX,+21 eller 47,XY,+21, vil risikoen for at få endnu et barn med syndromet være ganske let forhøjet ( 1% risiko). Risikoen for ældre mødre er en del forhøjet. Hvis én af forældrene er translokationsbærer (Robertsonsk translokation) vil risikoen være noget højere. Man vil i begge tilfælde tilbyde forældrene at lave en kromosomundersøgelse på efterfølgende graviditeter. Hvis én af forældrene har en 21;21 translokation kan der ikke dannes normale gameter. 6. marts 2001

85 Facitliste Eksamen i genetik den 5. april 2001 Side 3 af 6 Opgave 3 1. Astma regnes normalt for at være multifaktoriel, evt. med et segregerende major gen, dvs. der er en genetisk komponent, som kan påvirkes af miljøfaktorer. Dog findes der en enkelt rapport som postulerer en dominant arvegang med nedsat penetrans. 2. Der er her tale om en association, hvor denne mutation er associeret med astma. En association kan fortolkes som et indicium for at en mutation i genet CFTR (egentligt F508 mutationen) eller i et tæt koblet gen virker som en risikofaktor for at udvikle denne sygdom, dvs. optræder som et major eller minor gen. Endvidere kan udsagnet udgøre et eksempel på variabel ekspressivitet, idet homozygoti for F508 giver cystisk fibrose, mens F508 i heterozygot tilstand kan virke som en risikofaktor for den mildere sygdom astma. Fuld besvarelse forudsætter at begge disse vinkler indgår i besvarelsen. 6. marts 2001

86 Facitliste Eksamen i genetik den 5. april 2001 Side 4 af 6 Opgave 4 1. Sygdommens arvegang bestemmes ud fra segregationsdata. Da man ikke ud fra fænotypen kan afgøre hvilken gendefekt der er årsag til sygdommen, må en koblingsanalyse anvendes til at bestemme hvor genet kromosomalt er placeret. Koblingsanalysen gennemgås: Ved denne metode gælder det om at finde en markør (allel fra et polymorft system) der nedarves signifikant (lod score over 3) sammen med sygdomsfænotypen. Ved en dominant arvet sygdom skal den afficerede forælder altså være informativ for markørsystemet. Det mest ideelle er, hvis man kan finde en meget stor familie med mere end 10 børn for at kunne opnå denne signifikans. Ellers må man lægge data sammen fra flere familier. 2. Komplikationer: a. Genetisk heterogenitet. Hvis flere loci forårsager samme sygdom og materialet består af flere familier, risikerer man at forskellige loci er muterede i de forskellige familier. b. Nedsat penetrans: bevirker at raske personer kan være bærere af sygdomsallelen. c. Sen manifestation: Som under b., samt at det er svært at finde store familier med mange afficerede personer. d. Fænokopi: For nogle sygdomme kan både arv og miljø give samme fænotype. e. Variabel ekspressivitet: Bevirker at det kan være svært at afgøre om en person med andre, ofte mildere symptomer, bærer sygdomsallelen. 6. marts 2001

87 Facitliste Eksamen i genetik den 5. april 2001 Side 5 af 6 Opgave 5 1. a) 18q21 siger at genet ligger på kromosom 18 ; q -> på den lange arm; region 2, bånd 1. b) Da der er påvist en base udskiftning i genet FIC1, må genet være sekventeret. Dvs. at den exon mutationen befinder sig i, kan analyseres. Udfra DNA sekvensen kan et par flankerede primere udvælges omkring mutationen. DNA stykket opformeres vha. PCR-teknikken og sekvensen bestemmes. 2. Da det er samme punktmutation er den sandsynligvis kun opstået en gang. I Østgrønland er der tale om en founder effekt, hvor sygdommen er kommet til området for relativt nylig. I de øvrige områder har sygdommen forekommet længere der er sket overkrydsninger mellem punktmutationen og markørerne. Det større antal haplotyper antyder at mutationen er sket i Canada. 3. En anden mutation i genet FIC1 eller i et andet gen er skyld i den mildere form for sygdom (genetisk heterogenitet). 6. marts 2001

88 Facitliste Eksamen i genetik den 5. april 2001 Side 6 af 6 Opgave 6 1. Autosomal recessiv. 2. Risiko pga. søsterens syge datter: Hvis I:2 er død med samme sygdom er risikoen for barnet Sygdomsfrekvensen er 4 = q 2 = 0, Heraf q = 0,089. p = 0,911. 2pq = 2 x 0,089 x 0,911 = 0,16, dvs. 16% er heterozygote. 5. Risikoen for et sygt barn ville i den isolerede population være højere end de i spørgsmål 2 og 3 fundne, da alle indgifte har 16% risiko for at være bærere. 6. marts 2001

89 LÆGEVIDENSKABELIG EMBEDSEKSAMEN FASE II Eksamen i Genetik I (4 timer) 2. Nov 2000 Opgavesættet består af 1 forside og 5 sider (1-6) med i alt 5 opgaver. Det er forbudt at medbringe enhver form for hjælpemidler bortset fra regnestok og elektrisk regnemaskine, der ikke frembringer støj. Det er forbudt at medtage magnetkort og/eller udskrivelige lager- eller programenheder til regnemaskinen. Elektricitet (lysnet, elementer) kan ikke stilles til disposition. Vægtning:! = 1 point. Antallet af! ud for hvert opgavenummer angiver antallet af points der gives for rigtig opgavebesvarelse. Totalt 36!. Besvarelserne skal renskrives på det udleverede NCR-papir, uden at de tre ark skilles fra hverandre. Skriv tydeligt og tryk så kraftigt, at der også er klar skrift på kopierne. Dette kan f.eks. opnås ved at skrive med kuglepen på et hårdt underlag. De første 2 ark skal afleveres. Det sidste ark kan beholdes inden aflevering. De 2 sæt som skal afleveres, adskilles og ordnes efter sideantal inden aflevering. Løse ark med f.eks. kladdeoptegnelser er uvedkommende for bedømmelsen af opgavesættet. Husk at 1) mærke alle afleverede ark med eksamensnummeret 2) nummerere de afleverede ark fortløbende (side 1, 2 etc.).

90 OPGAVE 1 Multifaktorielle og polygene sygdomme kan optræde familiært uden at vise en genkendelig arvegang. 1.! Hvad er forskellen på den polygene og den multifaktorielle arvegang? 2.!!! Nævn 3 forhold der øger en slægtnings risiko for at blive syg, hvis der i familien optræder en multifaktoriel sygdom. 3.!! I forbindelse med disse sygdomme bruges betegnelsen heritabilitet. Hvad dækker ordet over? 2

91 OPGAVE 2 Familiær hypercholesterolæmi er en sygdom, der kan forårsages af mutationer i flere forskellige loci. Et af disse er ARH1, der er kortlagt til region q25-q26 på kromosom !!! Beskriv en metode til den trinvise kortlægning af et sådant locus, inklusive hvilke forudsætninger der skal være opfyldt, for at metoden kan anvendes. 2.!! Nedenstående stamtræ viser en familie med ARH1. Hvilket nedarvningsmønster fremgår af denne figur? (Begrund svaret.) 3.!! Kan man skønne noget om denne mutations hyppighed i populationen? (Begrund dit svar.) 4.! Hvis personerne med nummer 24 og 33 (numrene henviser til undersøgelsesprotokollen) skulle få barn sammen, hvad er så risikoen for at barnet bliver sygt? 5.!! Hvis kvinden med nummer 24 får barn med en ubeslægtet mand, og hvis vi antager at sygdommen forekommer med en incidens på 1/400, hvad er så risikoen for at barnet bliver sygt? 3

92 OPGAVE 3 På følgende principtegning (ideogram) er vist et kromosompar fra 2 forskellige patienter. I begge par er kromosomet til venstre normalt, medens det til højre er unormalt. 1.!! Hvad kaldes de 2 typer mutationer, der fremgår af tegningen? 2.!! Nævn 3 indikationer for at foretage en kromosomundersøgelse. 3.!!! Hvordan foregår en undersøgelse af kromosomernes båndmønster, startende fra en blodprøve? 4

93 OPGAVE 4 I en familie forekommer en sjælden sygdom med dominant arvegang og fuld penetrans. Den manifesterer sig tidligst ved 30 års alderen. Forældrene er døde og II:4 ønsker prænatal diagnose foretaget på det ventede barn. Der tages blodprøver på de 4 søskende og typerne i 2 polymorfe DNA markørsystemer bestemmes. De 2 markører ligger meget tæt på sygdomsgenet (afstand under 0.2 cm). Ud for de 4 søskende er angivet deres alder, og under dem står DNA resultaterne for de 2 loci ordnet efter stigende allelnummer. Efter undersøgelsen er der opstået tvivl om hvorvidt blodprøven fra II:1 kan være blevet forbyttet. 1.!! Konstruer de fire haplotyper som forældrene I:2 og I:3 har. 2.!! Kan man med sikkerhed afgøre hvem af børnene der vil blive syge? Begrund dit svar. 3.!! Kan man afgøre om DNA prøven fra II:1 er forbyttet? Begrund svaret. I forbindelse med sin graviditet ønsker II:4 at få lavet en prænatal undersøgelse. 4.!! Er det nok at lave en DNA-undersøgelse på celler fra fosteret eller skal der laves yderligere undersøgelser? Begrund dit svar. 5

94 OPGAVE 5 Retinoblastom er en cancersygdom som skyldes mutation i et tumor suppressor gen. 1.!! Beskriv den betydning nedarvningen af en mutation i dette tumor supressor gen har for forekomsten af cancer? 2.!! Tegn 2 stamtavler af 3-generations familier; den ene stamtavle skal vise en arvegang der tyder på forekomsten af arvelig retinoblastom; den anden skal vise en familie hvori sygdommen ikke er nedarvet. 3.! Nævn 3 andre arvelige cancerformer 6

95 Facitliste for eksamen i genetik d. 2 nov Opg Ved den multifaktorielle egenskab bestemmes fænotypen af et sammenspil mellem et eller flere gener og miljøet. Den polygene egenskab er udelukkende bestemt af generne. Det diskuteres der faktisk findes egenskaber der arves rent polygent 2. Jo nærmere beslægtet man er med den syge, jo større er ens risiko for at få sygdommen. Jo alvorligere sygdommens forløb er hos den syge, jo større risiko for nære slægtninge. Jo flere syge i familien jo større risiko for gentagelse. Hvis sygdommen findes hos det "sjældne" køn er risikoen for slægtninge større. (Høj heritabilitet giver større risiko.) 3. Heritabilitet er et mål for hvor stor indflydelse generne har på fænotypen, når både gener og miljø spiller en rolle. Da miljøet varierer for forskellige populationer, kan heritabiliteten have forskellig størrelse alt efter hvor stor miljøindflydelsen er på fænotypen i den undersøgte befolkning. Opg Denne sygdom er kortlagt ved koblingsanalyse. Forudsætningen for en koblingsanalyse er at en eller flere tilstrækkeligt stor(e) familie(r) kan findes, hvori sygdommen segregerer. Derefter genotypes alle medlemmmer af familien med markører spredt ud over genomet; tæt kobling vil kunne ses til markører der vides at være i regionen 15q FISH kan også anvendes til kortlægning, men kun under forudsætning af at man har et stykke DNA, som indeholder det gen der forårsager sygdommen. Det kunne man f.eks have fordi man kendte et lignende gen fra dyr, eller man vidste hvilket protein der var ændret og man ud fra en aminosyresekvens kunne gætte på en DNA sekvens. Dette er endnu ikke tilfældet for ARH1. 2. Recessiv autosomal arvegang: generationer springes over, lige stor hyppighed af syge kvinder og mænd, ofte flere afficerede søskende af raske forældre, og slægtsskab ses at forøge risikoen for at få syge børn. 3. Den ene af forældrene til de syge i generationerne III, IV og VI er ikke beslægtede med de øvrige forældre i denne stamtavle. At disse i alt 3 udefrakommende forældre alligevel har båret en kopi af mutationen, tyder på at denne er relativt hyppig i populationen.

96 4. Nummer 33 er homozygot for mutationen. Nummer 24 har en risiko på 1/3 for at være heterozygot, og det ufødte barn derfor en risiko på 1/6 for at blive homozygot og dermed syg. 5. Som før er risikoen 1/3 for at kvinden nummer 24 er heterozygot. Mandens risiko for at være bærer er 2pq (egentlig 2pq/2pq + p 2 ), hvor q = 1/20 (kvadratroden af 1/400). 2pq = 38/400 ~1/10. Barnets risiko for at blive syg er derefter 1/4 x 1/3 x 1/10 = 1/120. Opg Patient 1 har en inversion nær enden af q-armen. Patient 2 har en terminal deletion på p-armen. 2. Sædvanligvis foretages en kromosomundersøgelse ved en af følgende tilstande: høj maternel alder, infertilitet, gentagne spontane aborter, uforklarede neonatale dødsfald, multiple medfødte misdannelser, uforklaret mental retardering, unormal seksuel udvikling, visse specifikke syndromer, og undertiden i forbindelse med cancerdiagnostik. Evt. kan besvarelsen være udbygget med at deletion af 5p forårsager Cri-du-chat syndromet, der er genkendeligt ved en karateristisk gråd, karakteristiske ansigtstræk og mental retardering. 3. Lymfocytter høstes, induceres til vækst, colcemid tilsættes, cellerne høstes, genopløses i hypoton vædske, og dryppes på et objektglas. Kromosomerne farves med en specifik farvemetode til enten G-, Q-, eller R-bånd, og resultatet iagttages i mikroskop. Opg.4.1 Ud fra de 3 børn (II:2, II:3 og II:4) kan man konstruere de fire haplotyper som

97 forældrene har tilsammen. Barn II:1 anvendes ikke, da der er tvivl om hans blodprøve er forbyttet.der er for forældrene 2 muligheder mht fordelingen af haplotyper. Enten kan den være som på figuren (mulighed 1), eller deres haplotyper kan byttes om (mulighed 2). 2. Hvis haplotyperne er som vist på tegningen, vil kun II:2 være bærer (haplotypen 4,5). Hvis forældrenes haplotyper byttes om vil både II:2 og II:4 (haplotypen 2,8) være bærere. 3. II:1's blodprøve er mest sandsynligt blevet forbyttet. Haplotyperne passer kun hvis der er sket en overkrydsning hos både fader og moder, hvilket er usandsynligt når afstanden mellem de to loci er mindre end 0.2cM (p = 1/500 x 1/500 = 1/250000). 4. Da vi ikke ved hvilken haplotype sygdomsallelet er koblet til (enten 2,8 eller 4,5), er det nødvendigt at lave en DNA-typning af I:4 for at afgøre, om II:4 selv er bærer af den haplotype der følger sygdomsallelen. Hvis ja, skal fosterets haplotyper derefter bestemmes. Opg Begge alleler af retinoblastom genet skal mutere for at give fænotypen cancer. Dvs det er muligt at arve et muteret allel og stadig være rask. Risikoen for at det normale allel i 1 eller flere celler rammes af en mutation er stor, og risikoen for at udvikle cancer derfor forhøjet. Det gælder generelt at begge alleler i et tumor supressor gen skal mutere før der er forhøjet risiko for at udvikle kræft (dvs der er tale om recessiv arvegang set på genniveau). Men oftest skal der også ske mutation(er) i andre gener før vi ser det som fænotypen kræft. 2. Stamtavle 1 skal vise flere syge i flere generationer, umiddelbart ser arvegangen ud til at skyldes et dominant gen (eventuelt med nedsat penetrans). Stamtavle 2 (ikke arvelige form) skal kun vise èn syg person. 3. Visse former for brystkræft (flere gener kendes); visse former for tarmkræft; neurofibromatose etc

98 side 1 af 6 LÆGEVIDENSKABELIG EMBEDSEKSAMEN FASE II Eksamen i Genetik I (4 timer) 6. april 2000 Opgavesættet består af 1 forside og 6 sider (1-6) med i alt 5 opgaver. Det er forbudt at medbringe enhver form for hjælpemidler bortset fra regnestok og elektrisk regnemaskine, der ikke frembringer støj. Det er forbudt at medtage magnetkort og/eller udskrivelige lager- eller programenheder til regnemaskinen. Elektricitet (lysnet, elementer) kan ikke stilles til disposition. Vægtning:! = 1 point. Antallet af! ud for hvert opgavenummer angiver antallet af points der gives for rigtig opgavebesvarelse. Totalt 37!. Besvarelserne skal renskrives på det udleverede NCR-papir, uden at de tre ark skilles fra hverandre. Skriv tydeligt og tryk så kraftigt, at der også er klar skrift på kopierne. Dette kan f.eks. opnås ved at skrive med kuglepen på et hårdt underlag. De første 2 ark skal afleveres. Det sidste ark kan beholdes inden aflevering. De 2 sæt som skal afleveres, adskilles og ordnes efter sideantal inden aflevering. Løse ark med f.eks. kladdeoptegnelser er uvedkommende for bedømmelsen af opgavesættet. Husk at 1) mærke alle afleverede ark med eksamensnummeret 2) nummerere de afleverede ark fortløbende (side 1, 2 etc.). Xs

99 side 2 af 6 OPGAVE 1 I den danske befolkning er ca. 4% af alle 7 årige børn nattevædere. Nattevædningen forsvinder hos de fleste ved puberteten, men nogle har stadig dette problem som voksne. Der er ca dobbelt så mange drenge som piger der har dette træk, og der er en tendens til familiær ophobning, dog uden en klar arvegang. 1. a.!! Hvordan vil du forklare denne tendens til ophobning? (Begrund dit svar.) b.! Hvilken type undersøgelse kunne bruges til at bekræfte eller afkræfte din antagelse i svar a.? Familien Jensen har fået 17 børn. Otte af børnene og moderen har astma, men faderen er rask. Moderen har 10 søskende, 6 af dem har astma; det samme har en af moderens forældre. Denne form for astma debuterer ofte før puberteten. Penetransen er 90%. 2. a.! Diskuter hvilken arvegang der er mest sandsynlig. b.!! Beskriv en metode til at finde dette gen. 3.! Fru Jensens bror har astma. Hvad er risikoen for at hans søn får astma? 4.! Kan en undersøgelse af navlesnorsblod afgøre om barnet får astma? Hvor sikker er denne bestemmelse? Xs

100 side 3 af 6 OPGAVE 2 Tænk dig 3 familier, A, B og C. I familie A er født et barn med fenylketonuri (PKU), i familie B et barn med fragilt-x syndrom og i familie C et barn med Turner syndrom. For alle familier er det deres første barn. Nedenstående spørgsmål ønskes besvaret for hver familie for sig. 1.! Giv en kort beskrivelse af de 3 sygdomme. 2.!!! Hvilken type mutation er mest sandsynlig i hvert af de 3 tilfælde? 3.! Hvilken behandling, hvis nogen, kan man tilbyde børnene i de 3 familier? 4.!! Hvad er risikoen for at næste barn skal få samme sygdom som det første? (Begrund dit svar.) 5.!! Hvilken type prænatal undersøgelse kan man tilbyde de 3 familier? 6.!! Hvis familierne udtrykte ønske om at bruge sæd fra en donor i forbindelse med næste graviditet, ville det så ændre risikoen for at næste barn blev sygt? Begrund dit svar. 7.! Er det hyppige/sjældne sygdomme? Giv et skøn over incidensen (kun størrelsesordenen 1/10, 1/20..., 1/100, 1/200..., 1/1000, 1/ , 1/10.000, 1/ , 1/ osv). Xs

101 side 4 af 6 OPGAVE 3 Porphyri er en fællesbetegnelse for sygdomme der skyldes defekter i de gener, som koder for enzymer involveret i syntesen af hæmoglobin. En variant, porphyria variagata, ses hos den hvide befolkning i Sydafrika. Personer med sygdommen tåler ikke behandling med forskellige farmaka, heriblandt barbiturater og visse steroider. Sygdomshyppigheden i den hvide sydafrikanske befolkning er 1 ud af !! Hvad er genfrekvensen hvis sygdommen nedarves autosomalt recessivt? Hvis den nedarves autosomalt dominant? 2.! Sygdommen nedarves faktisk autosomalt dominant. Hvad er den forventede frekvens af homozygot syge? 3.! Langt de fleste patienter har den samme gendefekt, og sygdommen kan spores tilbage til en familie der indvandrede i 1600-tallet. Kommentér dette udsagn! Farmakas virkning og metabolisme er under genetisk indflydelse. 4. a.!! Giv 2 eksempler på dette og b.! beskriv den varierende reaktion på farmaka i forhold til en persons genotype. Xs

102 side 5 af 6 OPGAVE 4 Hos bærere af Lang-QT syndromet forekommer arytmier af hjertet, hvilket kan føre til hjerteanfald med vekslende prognose. Disse arytmier kan erkendes ved EKG hos hovedparten af sygdomsbærerne. I nogle familier er der kobling til kromosom 11p15.5, i andre til kromosom 7q35-q36 og i endnu andre til kromosom 3p21-p24. 1.! Hvilket genetisk begreb er dette et eksempel pе? 2.! Hvad refererer betegnelserne 3p21-p24, 7q35-q36 og 11p15.5 til? Det følgende stamtræ illustrerer en familie hvori Lang-QT syndromet nedarves. Fænotypen syg er angivet ud fra EKG-data, ikke ud fra hvem der har haft hjerteanfald. Under hver person findes genotyperne for tre markører, som er undersøgt i denne familie. De tre markører findes på kromosom 3 (øverst), kromosom 7 (midt) og kromosom 11 (nederst). Hver af de 3 markører befinder sig mindre end 2 cm fra et gen for Lang-QT syndromet. 3.! Hvilken arvegang er sandsynlig i denne familie? (Begrund svaret.) 4.!! Hvilket kromosom er mest sandsynligt som bærer af sygdomslocus i denne familie? (Begrund svaret.) 5.!! Nævn 2 grunde til at man kan ønske at identificere, hvilket locus der er muteret i en familie. Xs

103 side 6 af 6 OPGAVE 5 A global survey of haplotype frequencies and linkage disequilibrium at the DRD2 locus Hum Genet (1998) 103: En global undersøgelse af haplotype frekvenser og koblingsuligevægt ved DRD2 locus. (DRD2 står for dopamin D receptor locus.) 1.!! Hvad er en haplotype? 2.! Hvad vil det sige at der er koblingsuligevægt? Xs

104 side 1 af 3 Forslag til FACITLISTE til skriftlig genetik eksamen 6. april 2000 OPGAVE 1 1. a. Trækket ser ud til at have en multifaktoriel baggrund. Den genetiske indflydelse kunne principielt være alt fra 0% til 100%, med den resterende indflydelse fra miljøet. Der er formentlig en stor genetisk komponent, når trækket har familiær ophobning. Da der er flest drenge afficeret har hormonale faktorer indflydelse på penetransen af et gen (eller flere gener). 2. Der kan fx laves tvillingeundersøgelser eller adoptionsstudier for at bedømme miljøets indflydelse. 2. a+b. Autosomal dominant, ses i 3 generationer og ca. halvdelen er syge. Sygdommen i familien tyder på tilstedeværelsen af et dominant gen der forårsager astma. Da det er en stor familie er det muligt at kortlægge sygdomsgenet ved koblingsundersøgelser og derved finde flankerende polymorfe markører. 3. Der er 45% risiko for at barnet får denne type astma (halvdelen af børnene får genet, 90% af disse bliver syge). 4. Når genet er kortlagt kan man ved en blodprøve afgøre om barnet har arvet det gen eller den haplotype som sygdommen nedarves med. Hvis barnet har denne vil det få sygdommen med 90% sandsynlighed. OPGAVE 2 1. a. Svær mental retardering, nedsat pigmentering, kramper. 2. Mental retardering, størst risiko for mænd, store ører, langt ansigt, store testikler hos mændene. 3. Ofte fod- og håndrygsødemer ved fødslen. Små kvinder, sterile. 2. a. Oftest punktmutation i et enkelt gen. Mange forskellige mutationer kendes, autosomal recessiv arvegang. 2. Triplet mutation, dvs forøgelse af det normale antal CGG tripletter. Triplet forøgelse sker normalt hos kvinder som overfører forøgelsen til deres børn. 3. Hyppigst tab et et X-kromosom, 45,X. Kan også skyldes andre abnormiteter på det ene X-kromosom, e.g. isokromosomdannelse, ringkromosom. 3. a. En streng diæt med kontrolleret indtagelse af phenylalanin kan forhindre sygdomsfænotypen. 2. Der er ingen behandling for den mentale retardering. 3. Evt behandling med væksthormon og senere østrogener. 4. a. Nedarves autosomalt recessivt, gentagelsesrisiko er 25%. xv

105 side 2 af 3 2. Moderen i familie B må antages at være bærer af en repeatforlængelse. Halvdelen af børnene får en ofte yderligere forlænget repeat; drengene vil så blive syge. Risikoen er afhængig af repeatlængden hos den af forældrene som har præmutationen. Jo længere repeatlængde hos moderen, desto større risiko for at længden hos barnet bliver så stor, at det medfører sygdom. 3. Risikoen er ikke, eller kun ganske svagt, forhøjet i forhold til normalbefolkningen. 5. a. DNA-undersøgelse hvis mutationen kendes, ellers en koblingsanalyse med tæt koblede DNA-markører. 2. DNA-analyse for at bestemme repeat-længder hos fosteret. Hvis fosteret er en pige med fuld mutation (langt repeat) kan en præcis risiko ikke gives, da ikke alle piger/kvinder med fuld mutation bliver syge. 3. Kromosomanalyse. 6. a. Ja, risikoen for at en fremmed donor har en sygdomsallel er lille, ca 1/50. Prænatal diagnose er det almindelige. 2. Risikoen uændret, da mutationen sker hos moderen. 3. Nej. 7. a. Størrelsesorden 1/ /2000 blandt drenge /5000-1/ blandt piger (de seneste tal tyder på en hyppi- gere forekomst, snarere 1/3000). OPGAVE 3 1. Hvis autosomal recessiv har vi opgivet q 2. q 2 = 1/330 Þ q = 0,055 Hvis autosomal dominant har vi opgivet 2pq; det letteste er at tælle gener, dvs 1/660 gener = 0,0015 = q 2. De homozygote er q 2 = 1 / 2,3x10 6, altså meget sjældne i forhold til de heterozygote. 3. Der må være tale om en enkelt allel, der så har spredt sig i befolkningen. En founder effekt. 4. a+b. Der kan nævnes sammenhængen mellem glukose-6-fosfat dehydrogenase mangel og hæmolyse pga visse lægemidler (og javabønner) eller sammenhængen mellem evnen til at inaktivere narkosestoffet succinylcholin og varigheden af dets muskelafslappende virkning eller andre eksempler kan bruges. OPGAVE 4 1. Genetisk heterogenitet. I virkeligheden findes endnu flere loci der kan forårsage xv

106 side 3 af 3 Lang-QT syndromet end de her nævnte. 2. Betegnelserne refererer til kromosombånd som kan erkendes med cytogenetiske farvemetoder, fx er 11p15.5 kromosom 11, den korte arm, region 1, bånd Autosomal dominant arvegang; ved anvendelse af EKG data er penetrans næsten fuldstændig, ved anvendelse af data for hvilke personer der har haft hjerteanfald ville penetransen være ufuldstændig. 4. Koblingsanalyse viser tæt kobling mellem markøren på kromosom 7 og det locus der forårsager sygdommen i denne familie (ingen rekombinationer). Der er tilsyneladende uafhængig nedarvning for de andre markører. 5. (a) Genetisk rådgivning med hensyn til en persons bærerstatus bliver mere sikker hvis en tæt koblet markør kendes, fordi enkelte bærere ikke afsløres ved EKG. (b) Valg af behandling for bærere kan være forskellig for de forskellige loci (skal der indsættes en pacemaker i en asymptotisk person? Valget afhænger af risikoen for at dø af det første hjertetilfælde, en risiko der afhænger af hvilket locus der er muteret). (c) Der kunne findes familier, der ønskede mulighed for prænatal diagnose. OPGAVE 5 1. En række alleler fra tætkoblede loci på det samme kromosom. 1. Alleler i koblede markørloci (el. gener) som findes på samme kromosom oftere end man forventer ud fra deres individuelle frekvenser i befolkningen. Fs

107 LÆGEVIDENSKABELIG EMBEDSEKSAMEN FASE II Eksamen i Genetik I (4 timer) 28. oktober 1999 Opgavesættet består af 1 forside og 6 sider (1-7) med i alt 5 opgaver. Det er forbudt at medbringe enhver form for hjælpemidler bortset fra regnestok og elektrisk regnemaskine, der ikke frembringer støj. Det er forbudt at medtage magnetkort og/eller udskrivelige lager- eller programenheder til regnemaskinen. Elektricitet (lysnet, elementer) kan ikke stilles til disposition. Vægtning:! = 1 point. Antallet af! ud for hvert opgavenummer angiver antallet af points der gives for rigtig opgavebesvarelse. Totalt 35!. Besvarelserne skal renskrives på det udleverede NCR-papir, uden at de tre ark skilles fra hverandre. Skriv tydeligt og tryk så kraftigt, at der også er klar skrift på kopierne. Dette kan f.eks. opnås ved at skrive med kuglepen på et hårdt underlag. De første 2 ark skal afleveres. Det sidste ark kan beholdes inden aflevering. De 2 sæt som skal afleveres, adskilles og ordnes efter sideantal inden aflevering. Løse ark med f.eks. kladdeoptegnelser er uvedkommende for bedømmelsen af opgavesættet. Husk at 1) mærke alle afleverede ark med eksamensnummeret 2) nummerere de afleverede ark fortløbende (side 1, 2 etc.).

108 OPGAVE 1: Elite endurance athletes and the ACE alleles Hum Genet (1998) 103: I et forsøg på at finde gener med indflydelse på sportslige præstationer sammenlignede australske forskere 64 eliteroere og en matchende kontrolgruppe på 114 personer. Alle blev testet for polymorfi i gener der vedrørte renin-angiotensin systemet, idet man formodede at gener med indflydelse på hjerte-kar funktionen kunne have betydning for sportslige præstationer. Et af generne, kodende for angiotension converting enzyme (ACE), har 2 alleler, ACE I og ACE D. Gruppe ACE alleler ACE genotyper I D II ID DD Roere (n=64) Kontroller (n=114) 1.!! Hvad er allelfrekvenserne i de 2 grupper? Hvad er de forventede genotypefordelinger i de 2 grupper? Hvis genotypefordelingen i hver af de 2 grupper ikke er i (Hardy-Weinberg) ligevægt, kan man få mistanke om, at der er en skævhed (bias) i udvælgelsen af testpersoner. 2.! Tyder genotypefordelingerne på et sådant bias? der ønskes ikke en statistisk beregning, men et begrundet skøn. 3.! Hvilken konklusion kan de australske forskere have draget af undersøgelserne?

109 OPGAVE 2: Identification of de novo deletions at the NF1 gene: no preferential paternal origin Hum Genet (1997) 99: (Identifikation af nyopståede deletioner i genet for NF1 (neurofibromatose 1): ikke fortrinsvis paternal oprindelse.) NF1 er en autosomalt dominant nedarvet sygdom med varierende ekspressivitet. På figuren ses en stamtavle for en familie; en datter har neurofibromatose på grund af en nyopstået mutation (en deletion). Familien blev undersøgt for alleler i 6 markørloci tæt ved NF1 genet. Probenavne, og dermed markørnavne, er angivet til højre for stamtavlen (fx phhh). Haplotyperne for de 6 loci er angivet for hver person i det omfang det har været muligt. Markørbestemmelserne blev udført for at bedømme deletionens omfang. For den syge pige må markørangivelserne betragtes som fænotypeangivelser. 1.! Er mutationen sket i faderens eller moderens gamet? 2.!! Diskuter hvilket locus (hvilke loci) der med sikkerhed er omfattet af mutationen og hvilke(t) der ikke er. Halvdelen af alle NF-1 tilfælde skyldes en nymutation, men sygdomsfrekvensen er konstant i generationerne. 3.!! Hvordan kan man forklare denne observation? NF-1 genet er et tumor suppressor gen. 4.!! Diskuter arvegangen for sygdomme der skyldes tumor suppressor gener.

110 OPGAVE 3: Huntingtons chorea (HC) er en alvorlig neurodegenerativ sygdom, der arves autosomalt dominant, debuterer omkring års alderen og medfører døden efter år. Genet blev lokaliseret til 4p16.3 ved hjælp af en række DNA-markører, hvoraf flere er lokaliseret tæt på sygdomslocus. genet er klonet og den fulde sekvens kendes. Mutationen, der fører til sygdom, er en forlængelse af en CAG-sekvens. 1.!! Beskriv en metode til detektion af mutationen. En 22-årig kvinde, hvis far har sygdommen, er gravid og ønsker ikke et barn, der har sygdomanlægget. 2.!! Hvad vil en mutationsanalyse af en chorion villus biopsi betyde med hensyn til kvindens risikostatus, hvis undersøgelserne viser at barnet har sygdomsallelen henholdsvis ikke har sygdomsallelen? 3.!! Hvorledes kan man med anvendelse af genmarkører foretage en fosterundersøgelse, der sikrer at kvinden ikke får kendskab til sin genstatus? Tegn 2 stamtavler og anfør markører til illustration af metoden. I forbindelse med flere sygdomme, heriblandt HC, bruger man begrebet anticipation. 4.! Hvad er anticipation? 5.! Hvad er baggrunden for den observerede anticipation i familier, hvori HC forekommer? OPGAVE 4: 1.!! Beskriv kort teknikken bag anvendelsen af FISH (fluorescense in situ hybridization) teknikken til kromosomanalyser. 2.a.! Nævn 3 forskellige anvendelser af FISH teknikken 2.b.!!! Hvad er formålet med brugen af teknikken i de 3 undersøgelser, du har nævnt i dit svar til spørgsmål 2.a. 3.!! Kommenter de nedennævnte karyotyper. Er de alle forenelige med normalt voksenliv? 45,XY,-21 45,X 46,XX 46,YY 47,XYY 47,XX,+3

111 OPGAVE 5: I nedenstående stamtavle forekommer den genetiske sygdom retinitis pigmentosa. 1.!!!! Hvad er den mest sandsynlige arvegang for sygdommen i hver af de 4 familier? Diskuter hvorfor du mener at netop denne arvegang er den mest sandsynlige for hver af de 4 familier. 2.!! Er det realistisk at man kan finde slægter hvor en sygdom nedarves som vist ovenfor? Begrund dit svar. Severe manifestations in carrier females in X linked retinitis pigmentosa J Med Gebet 1997;34: !! Hvad kan årsagen være til at man ser alvorlige manifestationer hos bærer kvinder med X- bundet retinitis pigmentosa?

112 KORTFATTET FACITLISTE til skriftlig genetik eksamen 28. oktober 1999 OPGAVE 1: 1. Roere: p(i)=0,57 p(d)=0,43 Kontroller: p(i)==,43 p(d)=0,57 Forventet antal af de 3 genotyper: Roere: 21 II; 31 ID; 12 DD Kontroller: 21 II; 56 ID; 37 DD 2. Tallene er tæt på det observerede og tyder ikke på bias (OBS: lille population). 3. ACE I allelen kan have positiv indflydelse på sportslige præstationer OPGAVE 2: 1. Datteren mangler allelen fra moderen i flere markørloci; der er sket en deletion på det kromosom moderen har videregivet. 2. Deletionen omfatter med sikkerhed loci IVS27 og IVS38. Hvis rækkefølgen er korrekt er det overvejende sandsynligt at også ACI2 er omfattet; phhh er med sikkerhed ikke omfattet, og de sidste 2 loci kan man ikke sige noget om. 3. Sygdommen er alvorlig og give nedsat fitness, og der er en balance mellem det antal sygdomsalleler som forsvinder pga nedsat fitness, og det antal sygdomsalleler som opstår ved nymutationer. 4. På genniveau er tumorsuppressor gener recessive, idet begge alleler skal mutere før genet bidrager til fænotypen cancer. I en stamtavle over en familie vil sygdommen ofte optræde i alle generationer og derfor vise dominant arvegang. Allel nr. 2 er ødelagt ved en somatisk mutation. OPGAVE 3: 1. Da genet er sekventeret kan det relevante område i genet opformeres ved PCR og længden af gentagelsen (repeat-længde) kan bestemmes ved elektroforese. Metoden kan bruges da repeatforlængelsen er forholdsvis beskeden. 2. Umiddelbart (apriori) er moderens risiko 50%. Hvis barnet har sygdomsallelen, har moderen den også. Hvis barnet ikke har den, er moderens risiko for at være bærer: ½x½ / ½x½+½ = 1/3 Dvs moderens risiko (posterior risiko) nedsættes til 33%, hvis hun bærer et rask barn.

113 3. Stamtavlerne kan fx se sådan ud:! "! " AB BC BB AC # " # " AC BB AB AC?? AB: barnet har morfars allel AA: barnet har mormors allel CB: barnet har mormors allel AC: do BA: barnet har morfars allel BC: do Ved anticipation ses en forværring af sygdommen fra generation til generation. Ved sygdomme der skyldes triplet forlængelse ses ofte en forlængelse fra én generation til den næste. Ved HC sker forlængelsen hyppigst i den gamet der arves fra faderen. OPGAVE 4: 1. FISH kan udføres både på celler i metafase og i interfase. Kromosomerne denatureres og der tilsættes en mærket probe, som binder til komplementært DNA. Cellerne undersøges derefter i et fluorescens mikroskop. Proberne er oftest relativt lange. 2a+b. FX: a. Centromerspecifikke prober angiver centromerets beliggenhed, som evt. kan være ændret pga. en inversion eller translokation eller anden kromosomabnormitet. Proberne kan laves, så de er specifikke for fx centromer 1. b. Telomer specifikke prober binder til de repeterende telomer sekvenser. Disse sekvenser ses altid i enderne af kromosomerne, men kan ved kromosommutationer undertiden ses andre steder. c. Prober specifikke for unikke DNA sekvenser kan anvendes til at bestemme beliggenheden af enkeltgener og til at påvise ganske små deletioner (mikrodeletioner). d. Paint prober (male prober) er prober specifikke for et enkelt kromosom og kan påvise fx translokationer mellem forskellige kromosomer. De kan også anvendes til at identificere ukendt DNA (hvilket kromosom stammer DNA et fra?). (De kan også anvendes til at undersøge, om der er homologe områder på kromosomer fra forskellige dyrearter) ,XY,-21 Monosomi-21. Monosomier for autosomer aborteres oftest. 45,X Turner syndrom. Infertil kvinde. Karakteristisk fænotype; normal intelligens. 46,XX Normal kvinde 46,YY Ses ikke blandt levende fødte. 47,XYY Oftest høje mænd med let nedsat intelligens, men kan være ukarakteristiske. Normal fertilitet. 47,XX,+3 Trisomi-3. Ses ikke blandt levende fødte.

114 OPGAVE 5: 1.a. Autosomal dominant arvegang med fuld penetrans. Ikke X-bunden arvegang da der er far til søn nedarvning. 1.b. Autsomal dominant arvegang med nedsat penetrans. Ikke X-bunden arvegang da der er far (bærer) til søn nedarvning. 1.c. X-bunden recessiv arvegang. Evt. Autosomal dom. arvegang med nedsat penetrans. 1.d. Autosomal recessiv arvegang. 2. Ja, genetisk heterogenitet er et almindeligt forekommende fænomen. 3. Skæv X-inaktivering kan være årsagen. (Evt. kunne kvinden have en translokation mellem X- kromosom og et autosom, som medfører preferentiel inaktivering af det normale X).

115 LÆGEVIDENSKABELIG EMBEDSEKSAMEN FASE II Eksamen i Genetik I (4 timer) 29 oktober 1998 Opgavesættet består af 1 forside og 8 sider (1-9) med i alt 6 opgaver. Det er forbudt at medbringe enhver form for hjælpemidler bortset fra regnestok og elektrisk regnemaskine, der ikke frembringer støj. Det er forbudt at medtage magnetkort og/eller udskrivelige lager- eller programenheder til regnemaskinen. Elektricitet (lysnet, elementer) kan ikke stilles til disposition. Vægtning: = 1 point. Antallet af ud for hvert opgavenummer angiver antallet af points der gives for rigtig opgavebesvarelse. Totalt 36. file:///c /My Download Files/eksokt98-GENETIK.htm (1 of 9) [ :56:47]

116 Besvarelserne skal renskrives på det udleverede NCR-papir, uden at de tre ark skilles fra hverandre. Skriv tydeligt og tryk så kraftigt, at der også er klar skrift på kopierne. Dette kan f.eks. opnås ved at skrive med kuglepen på et hårdt underlag. De første 2 ark skal afleveres. Det sidste ark kan beholdes inden aflevering. De 2 sæt som skal afleveres, adskilles og ordnes efter sideantal inden aflevering. Løse ark med f.eks. kladdeoptegnelser er uvedkommende for bedømmelsen af opgavesættet. Husk at 1) mærke alle afleverede ark med eksamensnummeret 2) nummerere de afleverede ark fortløbende (side 1, 2 etc.). OPGAVE 1 Nedenstående stamtavle viser en familie, hvori forekommer medfødt døvhed hos 4 personer. 3 mikrosatellitmarkører (kaldet DXS986, DXS995 og DXS1002) viser kobling til sygdomslocus. file:///c /My Download Files/eksokt98-GENETIK.htm (2 of 9) [ :56:47]

117 1. Undersøgelser har vist at markør DXS995 er koblet til sygdomslocus med en maksimal lod score på ved = Markør DXS1002 viser maksimal lod score på ved = Hvad betyder disse oplysninger? 2. Hvilke alleler må I-1 have haft i de 3 markørloci? 3. Kan man ud fra stamtavlen bestemme, hvilken af I-2's haplotyper (aaa eller aac) sygdomslocus er relateret til? Diskutér svaret. OPGAVE 2 I en finsk befolkningsundersøgelse af kvinder født mellem 1950 og 1976 fandt man 75 patienter der havde mangelfuld udvikling af ovarierne på trods af en normal karyotype, 46,XX. Incidensen var 1 ud af 8300 levendefødte piger. En del af tilfældene var familiære, og den gennemsnitlige sygdomshyppighed i store søskendeflokke var 0,23, hvis man udelukkende så på pigerne. 1. Hvilken arvegang tyder dette på? 2. Hvad er frekvensen af sygdomsallelet beregnet ud fra din antagelse om arvegang? file:///c /My Download Files/eksokt98-GENETIK.htm (3 of 9) [ :56:47]

118 Punkterne på den store tegning viser hvor bedsteforældrene til de syge piger er født. Den lille tegning viser den relative befolkningshyppighed i landet i 1910, dvs. omkring det tidspunkt hvor bedsteforældrene er født. 3. Bedsteforældrene til de syge kommer fra de egne, der er vist på den store tegning. Hvilke populationsgenetiske mekanismer kunne forklare bedsteforældrenes oprindelsesegn? Nedenunder er vist 4 stamtavler over familier, hvori sygdommen forekommer. file:///c /My Download Files/eksokt98-GENETIK.htm (4 of 9) [ :56:47]

119 4. Hvis du går ud fra den arvegang du har angivet i spørgsmål 1, er der så oplysninger fra stamtavlerne der bekræfter din antagelse, taler imod den, eller er der ikke yderligere oplysninger at hente i stamtavlerne? Begrund svaret. OPGAVE 3 Arvelig sensorisk neuropati type 1 er en alvorlig sygdom. På næste side er vist stamtavler over 2 australske familier, hvori sygdommen forekommer. Genet for sygdommen ligger på kromosom 9, og man kender flere DNA-markører i området omkring sygdomsgenet. Nedenstående skitse viser den relative placering (i det omfang den kendes) af nogle af disse markører. I stamtavlerne på næste side er de haplotyper der følger sygdomsallelen angivet med sorte streger. Ikke-udfyldte streger angiver en ændring i haplotypen. 1. Hvad er arvegangen bedømt ud fra familie 4? Se figur side 6. file:///c /My Download Files/eksokt98-GENETIK.htm (5 of 9) [ :56:47]

120 2. Hos hvilke personer og mellem hvilke markører er der sket en rekombination i familie 1? 3. Hvor ligger genet i forhold til de nævnte markører? Hvor på kromosomet ligger sygdomsgenet? 4. Hvad kan man sige om risikoen for, at de 3 raske børn i 3. generation i familie 4 udvikler sygdommen? OPGAVE 4 Sygdommen retinitis pigmentosa (øjensygdom, hvor stave og tappe efterhånden degenererer) kan skyldes en mutation i enten autosomale eller X-bundne loci. Arvegangen er enten dominant eller recessiv i en familie. Nymutationer ses meget sjældent. 1. Nævn tre parametre (der tænkes ikke på noget fra ovennævnte introduktion), der evt. kunne anvendes til at opdele denne sygdom i forskellige grupper svarende til de forskellige loci der findes. I nedenstående stamtavle forekommer denne sygdom i 2 familier. file:///c /My Download Files/eksokt98-GENETIK.htm (6 of 9) [ :56:47]

121 2. Hvilke(n) arvegang(e) er mest sandsynlig(e). Begrund dit svar. 3. Hvad er risikoen for at III-1 får retinitis pigmentosa, hvis vi antager at der er fuld penetrans? 4. Antag at der kun findes ét autosomalt dominant sygdomsallel og at penetransen for dette er 90%. Hvad ville risikoen for at III-1 får retinitis pigmentosa da være? 5. Hvilke laboratorieundersøgelser kan foretages for at belyse om II-4 og/eller II-5 er anlægsbærere? OPGAVE 5 1 Beskriv ABO blodtypens genetik, herunder antigen, antistof, fænotyper, genotyper. file:///c /My Download Files/eksokt98-GENETIK.htm (7 of 9) [ :56:47]

122 2 Ved hvilke blodtypekombinationer af ABO og Rhesus vil der være størst risiko for erythroblastosis foetalis. 3 Hvis genfrekvensen af allel d i Rhesussystemet er 0.3 (2-allel system), hvor mange procent har da fænotypen D? 4 Hvis genfrekvensen af allel Xg(a+) i Xg systemet er 0.3 (2-allel system), hvor mange procent har da fænotypen a+? I forbindelse med en udredning af en stor familie, hvor der var tvivl om såvel moderens som faderens identitet til de enkelte børn, er der tidligere blevet undersøgt nogle blodtypesystemer. Locus 1: ABO (alleler A,B,O), locus 2: Rhesus (alleler D,d), locus 3: MN (alleler M,N), locus 4: Xg (X-bundet; alleler a+ og a-; a+ dominant). Ingen af de 4 loci er koblede til hinanden. 5 Diskutér for hvert enkelt barn i ovenstående stamtavle om blodtyperne (fænotyper) er forenelige med henholdsvis moderens og faderens genotyper. OPGAVE 6 file:///c /My Download Files/eksokt98-GENETIK.htm (8 of 9) [ :56:47]

123 1. Beskriv to principielt forskellige typer genetisk variation på DNA-niveau, der kan resultere i en genetisk polymorfi. 2. Redegør for 2 principielt forskellige metoder til at påvise en DNA-polymorfi (max. 1 side). 3. Nævn et eksempel på en dominant arvelig sygdom der skyldes mutation i et polymorft locus.. a. Foreslå en cytogenetisk påviselig mutation der bevirker at Down's syndrom kan forekomme hyppigt i en slægt. Angiv karyotypen for bærerne af denne mutationstype. b. Angiv ved en tegning de mulige gameter en sådan anlægsbærer kan danne og deres teoretiske fordelingstal. file:///c /My Download Files/eksokt98-GENETIK.htm (9 of 9) [ :56:47]

124 side 1 af 9 LÆGEVIDENSKABELIG EMBEDSEKSAMEN FASE II Eksamen i Genetik I (4 timer) 11. April 1996 Opgavesættet består af 1 forside og 8 sider (1-9) med i alt 4 opgaver. (Der gøres opmærksom på at opgave 1 og 3 er større end de andre opgaver.) Det er forbudt at medbringe enhver form for hjælpemidler bortset fra regnestok og elektrisk regnemaskine, der ikke frembringer støj. Det er forbudt at medtage magnetkort og/eller udskrivelige lager- eller programenheder til regnemaskinen. Elektricitet (lysnet, elementer) kan ikke stilles til disposition. Vægtning: = 1 point Besvarelserne skal renskrives på det udleverede NCR-papir, uden at de tre ark skilles fra hverandre. Skriv tydeligt og tryk så kraftigt, at der også er klar skrift på kopierne. Dette kan f.eks. opnås ved at skrive med kuglepen på et hårdt underlag. De første 2 ark skal afleveres. Det sidste ark kan beholdes inden aflevering. De 2 sæt som skal afleveres, adskilles og ordnes efter sideantal inden aflevering. Løse ark med f.eks. kladdeoptegnelser er uvedkommende for bedømmelsen af opgavesættet. Husk at 1) mærke alle afleverede ark med eksamensnummeret 2) nummerere de afleverede ark fortløbende (side 1, 2 etc.). xs

125 OPGAVE 1 side 2 af 9 Waardenburgs syndrom (WS) viser sig bl.a. ved pigmentabnormiteter. Desuden ses døvhed hos 25-50% af patienterne. Sygdommen nedarves hyppigst autosomalt dominant med fuld penetrans. I nogle familier skyldes sygdommen en mutation i et gen på 2q35, i andre familier en mutation i et gen på 3p12. I nogle familier er WS til stede, selv om generne på 2q35 og 3p12 er normale. 1. Hvad refererer betegnelserne 2q35 og 3p12 til? (Kort beskrivelse.) WS lignende symptomer kan undertiden skyldes en mutation i et proto-onkogen på kromosom 4. Desuden ses WS lignende symptomer hos nogle patienter med Hirschsprungs sygdom (HS) (congenit megacolon). HS kan skyldes en mutation i et proto-onkogen på kromosom Giv en kort beskrivelse af proto-onkogener og deres normale funktion. I nogle få familier nedarves HS autosomalt recessivt, bl.a. i nedenstående familie, hvor der er født 2 børn med kombineret pigmentmangel og colondefekt. I et forsøg på at finde gendefekten blev familien undersøgt med markører der er specifikke for de kendte WS gener på kromosom 2 og 3 og med markører der er specifikke for de to nævnte proto-onkogener på kromosom 4 og 10. xs

126 side 3 af 9 xs

127 side 4 af 9 3. Kan man ud fra markørerne for de 4 kendte gener understøtte eller udelukke, at de 2 børns sygdom skyldes mutation i ét af disse? Begrund svaret for hver enkelt markør. Forskerne undersøgte også, om et hidtil ukendt gen på kromosom 13 kunne være årsag til syndromet. Hertil anvendtes markører spredt over kromosom Kan undersøgelserne understøtte eller afkræfte at sygdommen skyldes et defekt gen på kromosom 13? Begrund svaret. 5. I søskendeflokken er der sket en overkrydsning mellem de to kromosomer 13q hos én person. Hos hvem ser man en overkrydsning og mellem hvilke markører? I en anden familie fødtes en dreng med WS. En storebror var tidligere død af samme sygdom, og der var 3 raske børn i søskendeflokken. Begge forældre var raske. Nedenstående billede viser at det ene kromosom, nr. 13 fra fire celler fra den syge dreng, er for lille. 6.a Hvorledes nedarves sygdomme i denne familie? 6.b Redegør for den mulige sammenhæng mellem de cytogenetiske observationer og sygdommen. I forbindelse med en undersøgelse af genets beliggenhed på kromosom 13 bliver forældrene og sønnen undersøgt med de tidligere nævnte markører for kromosom 13. Resultatet af to af undersøgelserne er vist nedenfor. xs

128 side 5 af 9 7. Hvilken af de to markører vil du formode ligger nærmest sygdomsgenet? Begrund svaret. 8. Hvilken af forældrene stammer det defekte kromosom fra? OPGAVE 2 1. Angiv 4 syndromer hvor kromosomtallet afviger fra det normale. 2. Beskriv kort nogle af de vigtigste træk ved 3 af ovennævnte syndromer. 3. Redegør med skitse for nondisjunction i 1. meiotiske deling og for nondisjunction i 2. meiotiske deling. OPGAVE 3 Sygdommen dystrofia myotonica (DM) varierer i sværdshedsgrad fra en latent til en meget alvorlig muskelsygdom. Den nedarves autosomalt dominant efter at sygdommen har vist sig i en generation. Det er påvist, at sygdommen skyldes en meget kraftig forlængelse af et trinukleotid-repeat. Det normale antal er mellem 5 og 20 repeats, hos personer med meget milde, evt. latente symptomer ses , og ved den alvorlige medfødte form repeats. 1. A: Forklar hvad repeterede sekvenser er. B: Angiv to principielt forskellige typer af repeterede sekvenser. C: I hvilken del af genomet befinder de sig? PCR metoden er velegnet til at opformere sekvenser på 300 baser; den kan undertiden klare unike sekvenser på op til 1000 baser, men ikke mere. 2. Beskriv hvorledes man bestemmer repeatlængden vha PCR metoden. xs

129 side 6 af 9 3. Kan man anvende PCR metoden til at bestemme repeat længden hos både raske, bærere og de meget syge patienter med DM? 4. Ved DM og andre sygdomme med repeat-forlængelser er der specielle nedarvningsforhold der gør sig gældende. Nævn to forhold. I en population på personer er der fundet 10 patienter med DM. Nedenfor er undersøgt 10 raske og 10 syge personer mht DM-locus ved hjælp af PCR metoden i Danmark, og følgende fænotyper er fundet. Gruppe 1: Gruppe 2: person fænotype person fænotype 01: : 8 02: : 25 03: : 6 04: : 9 05: : 13 06: : 10 07: : 8 08: : 14 09: : 15 10: : 9 5. Hvilken gruppe er de raske og hvorfor? Skriv mulige genotyper op for person 2 og person Hvad er genfrekvensen af allelet 8 blandt de raske og blandt de syge? 7. Hvad er genfrekvensen af sygdomsgenet ud fra ovennævnte population? Hvorledes kan genfrekvensen bestemmes bedre? I nedenstående stamtavle ønsker person II-2 og person II-3 genetisk rådgivning mht. risiko for deres respektive børn. Markørfænotyper er angivet under hvert symbol (PCR metoden er anvendt). xs

130 side 7 af 9 8. Hvad er risikoen for at personerne II-2, II-3, III-1 og III-2 er bærer af sygdomsgenet? 9. Er der andre metoder der kan benyttes, hvis denne PCR metode for DMlocus ikke giver informative resultater? OPGAVE 4 Den brune øjenfarve nedarves monogent, autosomalt dominant og genet er placeret på kromosom 15. I en familie med 5 børn har både faderen og alle børnene brun øjenfarve, moderen har ikke-brune øjne. I populationen er 81% ikke-brunøjede og 19% brunøjede. 1. Hvad er sandsynligheden for at faderen er homozygot for den brune øjenfarve, når der ikke tages hensyn til børnenes øjenfarve? 2. Hvad er sandsynligheden for at faderen er homozygot, når der tages hensyn til at alle fem børn har brun øjenfarve? xs

131 3. side 8 af 9 Hvis vi betragter en helt ny familie, hvor hverken forældrene eller børnenes fænotyper kendes, hvad er så sandsynligheden for, at faderen er heterozygot for brun øjenfarve og moderen har ikke-brune øjne (blå/grønne)? Tæt ved det locus, der koder for den brune øjenfarve, er der fundet et locus for Marfan's sygdom, som nedarves dominant med nedsat penetrans. 4. Hvis den bedste rådgivning skal gives i en familie hvor Marfan's sygdom og brun øjenfarve nedarves, vil man da anvende øjenfarven som markør? xs