ORDINÆR EKSAMEN I SKRIFTLIG MEDICINSK GENETIK Medicin, 2. semester Odontologi, 2. semester Molekylær Biomedicin, 3. semester 27. maj 2011 (2 timer)

Transkript

1 D E T S U N D H E D S V I D E N S K A B E L I G E F A K U L T E T K Ø B E N H A V N S U N I V E R S I T E T B l e g d a m s v e j 3 B K ø b e n h a v n N ORDINÆR EKSAMEN I SKRIFTLIG MEDICINSK GENETIK Medicin, 2. semester Odontologi, 2. semester Molekylær Biomedicin, 3. semester 27. maj 2011 (2 timer) Eksamensvejledning Der lægges vægt på, at besvarelsen er klart disponeret og sprogligt koncis, og at sprogbrugen er i overensstemmelse med fagets terminologi. Praktiske forhold Elektricitet (lysnet, elementer) stilles ikke til disposition. Millimeterpapir udleveres efter anmodning. Praktiske forhold omkring besvarelse og aflevering af opgaver. Læs grundigt inden du begynder. Opgavesættet består af flere opgaver med delspørgsmål. Hvis opgaverne vægter forskelligt i den samlede bedømmelse, vil den indbyrdes vægtning være anført ved starten af de enkelte opgaver. Du skal besvare alle opgaver og alle underspørgsmål. Mobiltelefoner skal være slukkede og lagt væk under eksamen. Tilladte hjælpemidler Det er ikke tilladt at medbringe og anvende hjælpemidler ud over en elektronisk regnemaskine. Bemærk: Det er ikke tilladt at anvende regnemaskiner med indlagte formler og oplysninger, der bruges i undervisningen. = angiver point for opgaven

2 Opgave Angiv mulige fænotyper, og de tilsvarende genotyper, for syge og raske med henholdsvis en autosomalt dominant og en autosomalt recessiv sygdom. Sygdommen Hurlers disease findes med en hyppighed på 1,17 ud af mennesker i Holland, og 1 for hver 371 medlemmer af Irish Travellers, der er en lille og relativt isoleret befolkningsgruppe i Irland. Hurlers disease nedarves autosomal recessivt. 2. Beregn allelfrekvensen af sygdomsallellen i de to nævnte populationer. 3. Redegør for de forudsætninger der kræves for at beregne denne frekvens. For den autosomal dominante sygdom hypercholesterolaemi er der blandt voksne fundet at 1 ud af 2500 er afficeret. 4. Beregn allelfrekvensen for hypercholesterolaemi, under forudsætning af at sygdommen udviser fuld penetrans. Opgave 2 En pige med mild mental retardering, overvægt, sproglige problemer og scoliosis er henvist til en genetisk klinik til observation for Prader Willi syndrom. 1. Beskriv en metode der kan bruges til at identificere en 1.5Mb deletion på 15q En ung mand, der undersøges på samme klinik, har symptomer der minder meget om pigens. Han har 46 kromosomer og ingen deletioner eller andre synlige forandringer på kromosom Beskriv en metode der kan bruges til at påvise om hans to kromosom 15 kommer fra samme forælder. 3. Redegør for hvad der er specielt for Prader Willi syndrom. 4. Angiv en anden sygdom med samme mekanisme som den der ses ved Prader Willi syndrom, og som er lokaliseret ved/i samme locus (15q11-13). Opgave 3. I nedenstående familie med 7 børn har moderen og 3 børn en arvelig form for synsnervesvind. For at indsnævre intervallet hvori sygdoms locus ligger er 3 koblede polymorfe DNA microsatellitsystemer (locus A, B og C) undersøgt. Genotyperne er angivet under hver person. 1. Redegør for hvorfor man ofte anvender mikrosatellitter som DNA markører, og efter hvilke kriterier man udvælger disse.

3 2. Angiv haplotyperne for hver af forældrene. 3. Redegør for om der er sket overkrydsning(er) mellem locus A, B eller C, og angiv den mest sandsynlige placering af sygdomsgenet i forhold til de 3 loci (A,B,C) Opgave 4 Sara (II.4) og hendes bror Mads (II.2) er de eneste døve i familien (B), medens næsten hver anden person i Pers mors familie (C) er døv incl. Per (II.5). Sygdommen udviser fuld penetrans. 1. Redegør for den/de mest sandsynlige arvegang(e) i de tre familier. Per og Sara skal have et barn sammen. 2. Beregn sandsynligheden for at deres barn (III.2) bliver døvt. Mads er gift med Mona (II.1), som også er døv. Monas forældre (familie A) er beslægtede med hinanden. Mads og Monas barn har normal hørelse. 3 Redegør for hvorfor deres barn (III.1) har normal hørelse.

4 Vejledende facitliste til ordinær eksamen i genetik den 27. maj 2011 Facit opgave 1: 1 Fænotyper er rask eller syg. Genotyper for den dominante sygdom er fx. A,a (Aa eller A/a) eller A,A (AA eller A/A) for de syge og a,a (aa eller a/a) for de raske, hvor A markerer det syge allel. Genotyper for den recessive sygdom er fx. a,a for de syge og A,A eller A,a for de raske, hvor a markerer det syge allel. Homozygote/heterozygote betegnelserne alene er ikke nok. Der skal angives om det er syge eller raske alleler. 2 Holland: q 2 =1.17/ , q=0.003 (behøves ikke at regnes ud, men kvadratrod skal anføres). Irish Travellers: q 2 =1/371, q=0, Hardy-Weinberg betingelserne skal være opfyldte, således at genotypehyppighederne i populationen er i Hardy-Weinberg ligevægt, og allelfrekvenserne p og q er uændret igennem generationer, og ensartede i hele befolkningen. Stor population, frit partnervalg, ingen mutation, selektion eller migration. (Den hollandske befolkning er sandsynligvis i ligevægt, medens det ikke er sikkert at der er ligevægt i den lille, irske population, hvor indgifte sandsynligvis forekommer.) 4 De syge ved en dominant sygdom er næsten alle heterozygote. Hyppigheden af homozygote syge kan sættes til nær nul. 2pq=1/2500, hyppigheden af det raske allel er tæt på 1.0 -> allelfrekvensen af det syge allel=1/5000. Facit opgave 2: 1 FISH (eller CGH). Kromosomer fra celler i deling, hvor mitosen er stoppet i metafasen, isoleres og hybridiserer med en fluorescens-mærket probe, der genkender den del af 15q, som deletionen forventes i. Et enkelt signal i stedet for de forventede to signaler (fra de to kromosom 15) indikerer at det ene kromosom 15 bærer en deletion i dette område. 2 DNA-markør analyse med en markør, der er lokaliseret på kromosom 15, og hvor forældrene har forskellige alleller. 3 Genomisk imprinting: ved sygdommen forekommer deletion af det paternelle kromosom 15q11-13, eller uniparental disomi med to maternelle kromosom 15 dette kan forklares ved at der i dette locus er lokaliseret gener, der er underlagt imprinting resulterende i inaktivering af den maternelle allel. 4 Angelmann syndrom Facit opgave 3:

5 1. Hvis en DNA polymorfi, f.eks. en mikrosatellit, er lokaliseret tæt på et sygdomsgen vil et allel herfra nedarves sammen med sygdomsallelet. Man vælger et mikrosatellitsystem ud fra at det har en høj grad af polymorfi og samtidig er tæt koblet til sygdomslocus. 2. Moderens haplotyper og Faderens haplotyper og Ja, der er sket overkrydsninger mellem locus A og B hvilket ses hos person II:2 (1x3-5), tilsvarende er der sket overkrydsning mellem locus B og C hvilket ses hos person II:3(1-4x5). Sygdommen ligger mellem locus A og C dvs. ved locus B. A-sygdom-C fundet ud fra person II:2 + II:3 Facit opgave 4: 1. I familie A ses en autosomal recessiv type døvhed, idet en syg datter har raske forældre (især rask far, hvilket udelukker X-bunden recessiv), der tilmed er beslægtede. I familie B ses ligeledes autosomal recessiv arvegang (rask far med syg datter, raske forældre). I familie C ses en autosomal dominant arvegang. 2. Sara er homozygot for den autosomal recessive form, som findes i familie B, og hun giver derfor et sygdomsallel videre, men barnet bliver ikke syg af denne form med mindre Per også skulle være bærer af samme form for døvhed som hende (hvilket ikke er særlig sandsynligt). Barnet kan få den autosomal dominante form fra Per. Der er 50 % risiko at barnet bliver syg ligesom sin far. 3. Der er tale om to forskellige former for recessiv døvhed i familien, dvs. der er locus heterogenitet. Barnet er bærer for begge mutationer.

6 D E T S U N D H E D S V I D E N S K A B E L I G E F A K U L T E T K Ø B E N H A V N S U N I V E R S I T E T B l e g d a m s v e j 3 B K ø b e n h a v n N SYGE- OG RE- EKSAMEN I SKRIFTLIG MEDICINSK GENETIK Medicin, 2. semester Odontologi, 2. semester Molekylær Biomedicin, 3. semester 23. februar 2011 (2 timer) Eksamensvejledning Der lægges vægt på, at besvarelsen er klart disponeret og sprogligt koncis, og at sprogbrugen er i overensstemmelse med fagets terminologi. Praktiske forhold Elektricitet (lysnet, elementer) stilles ikke til disposition. Millimeterpapir udleveres efter anmodning. Praktiske forhold omkring besvarelse og aflevering af opgaver. Læs grundigt inden du begynder. Opgavesættet består af flere opgaver med delspørgsmål. Hvis opgaverne vægter forskelligt i den samlede bedømmelse, vil den indbyrdes vægtning være anført ved starten af de enkelte opgaver. Du skal besvare alle opgaver og alle underspørgsmål. Mobiltelefoner skal være slukkede og lagt væk under eksamen. Tilladte hjælpemidler Det er ikke tilladt at medbringe og anvende hjælpemidler ud over en elektronisk regnemaskine. Bemærk: Det er ikke tilladt at anvende regnemaskiner med indlagte formler og oplysninger, der bruges i undervisningen. = angiver point for opgaven

7 Opgave 1 Den autosomal dominante sygdom OPA (opticus atrofi) er en øjensygdom hvor synsnerven gradvist nedbrydes. I Danmark er der fundet omkring 15 forskellige punktmutationer i genet OPA1, der giver denne sygdom samt et par andre mutationer i samme gen, der giver døvhed, specielt fordi hørenerven nedbrydes. Ved koblingsundersøgelse, hvor der benyttes forskellige polymorfe DNA loci, der er tæt koblet til sygdomsgenet, er der fundet følgende genotyper i en familie med 4 børn hvor faderen og to af børnene er afficerede. Locus A: fader 1,1 moder 2,2 Locus B: fader 2,2 moder 2,1 Locus C: fader 2,1 moder 2,2 Locus D: fader 2,1 moder 2,1 1. Redegør kort for om hvert af disse fire loci er informative, muligvis informative eller ikke informative i forbindelse med prænatal diagnostik af et nyt barn i familien. 2. Tegn et stamtræ over en hypotetisk familie (fx to forældre og fire børn) med en arvelig sygdom, og angiv en DNA markør allelfordeling hos familiemedlemmerne, der tillader påvisning af en overkrydsning. Opgave 2 1. Redegør for begrebet genomisk imprinting. 2. Angiv to eksempler på sygdom hvor imprinting indgår og redegør for sygdomsmekanismen. 3. Angiv en mekanisme for hvordan modifikation af histoner kan kontrollere genekspression. Opgave 3 I et område af Grønland har man screenet anonyme blodprøver for mutationer i BRCA1 genet og fundet at omkring 9 % af befolkningen er bærer af en foundermutation. I Danmark har en kvinde ca. 80 % risiko for at få brystkræft, hvis hun har en mutation i BRCA1 genet.

8 1. Beregn ud fra ovennævnte informationer risikoen for at en kvinde fra det grønlandske område får arveligt betinget brystkræft. 2. Diskuter hvorfor man i dette område finder at kun ca. 2 % af kvinderne får brystkræft. 3. Redegør for den indledende mekanisme bag arvelig disposition for brystkræft. Opgave 4. På en øjenafdeling har man indsamlet oplysning om to familier (A og B), hvori der forekommer blindhed eller svagtsynethed. I begge familier kan børnene se når de bliver født, men i løbet af puberteten oplever syge børn et gradvist tab af synsevnen. I familie A optræder synstabet sammen med hørenedsættelse, ataxi (en bevægelsesforstyrrelse) og demens. Denne sygdom betegnes Mohr- Tranebjærg syndrom (Deafness-Dystonia-Optic Neuronopathy syndrome, DDON). I familie B ses gradvist synstab, startende i barneårene. I de fleste tilfælde ender disse patienterne med at blive blinde. Mellem de enkelte patienter her ses en vis variation i hvornår og hvor hurtigt synet forsvinder. Det har ikke været muligt at skaffe information om den ældste generation i familie B. Begge sygdomme er sjældne. A 1. Redegør for den mest sandsynlige arvegang af Mohr-Tranebjærg syndrom i familien A. 2. Beregn risikoen for at det ventede foster, V.5, får Mohr-Tranebjærg syndrom.

9 B?? 3. Diskutér ud fra stamtræet mulige arvegange af sygdommen i familien B. De tre syge børn i generation V i familien B får på afdelingen stillet diagnosen Lebers hereditære opticusneuropati. Om denne sygdom kan man læse, at sygdommen aldrig overføres fra mænd til deres børn, og at kvinder, der bærer en mutation i sygdomsgenet, giver denne videre til alle deres børn. 4. Redegør for, hvorledes ovenstående informationer påvirker din diskussion af arvegangen i familie B. 5. Angiv risikoen for at det ventede foster, V.7, får Lebers hereditære opticusneuropati. Løsningsforslag til opgaverne. Syge- og re- eksamen februar Opgave 1. 1) Locus A og B er ikke informative, locus C er informativ, mens locus D er informativ i de tilfælde hvor børnene er homozygote enten 1,1 eller 2,2, idet man her kan se/vise hvilken allel (1 eller 2) et barn har fået fra faderen. 2) Her skal den syge forælder være heterozygot for et tætkoblet polymorft locus og et markørallel der kan følges til børnene. Mest informativt er det hvis der er mindst to syge børn og de har fået forskellige markør-alleller fra det polymorfe locus fra den syge forældre. Opgave 2. 1) Imprinting defineres som epigenetisk kontrol af genekspression, hvor den ene allel af et gen bliver udtrykt afhængig af hvilken forælder der har leveret allellen. Der er tale om DNA methylering der fører til en lukket kromatinstruktur. 2) En række gener indenfor området 15q11-q13 er imprintet. I 70 % af Prader-Willi syndrom patienter ses en deletion af det paternelle 15q11-q13. Gener der udelukkende udtrykkes fra den paternelle allel mangler derved. Ved Angelmann syndrom ses tilsvarende deletion af området på det maternelle kromosom. Gener der udelukkende udtrykkes fra den maternelle allel mangler derved. I

10 visse autosomal dominante sygdomme med nedsat penetrans skyldes non-penetrans at mutationen er tilstede i en imprintet allel af genet. Uniparental disomi fører til sygdom når det pågældende kromosom indeholder imprintede gener. 3) Histon acetylering og deacetylering medfører typisk ændring af kromatinstrukturen, der kan være åben og dermed tillade ekspression eller lukket og dermed forhindrer ekspression. Opgave Risikoen er 0,09 x 0,8 = 7,2 % 2. Der kan være flere årsager til at der registreres færre tilfælde af brystkræft i dette område på Grønland: A: Dårligere registrering B: Kortere levealder C: Forskellige miljøfaktorer som fx kosten. D: Anden genetisk sammensætning som kan beskytte mod brystkræft. 3. Knudson s to-hit hypotese omhandler at der kan opstå to mutationer på et genlocus i en somatisk celle som er det første trin til at der udvikles en cancer. Den ene mutation (første hit) er nedarvet, mens den anden mutation det andet hit opstår tilfældigt senere i livet med stor sandsynlighed. Opgave Den mest sandsynlige arvegang i familien A er X-bunden recessiv: kun mænd/drenge er afficerede, og de syge er beslægtede gennem flere generationer af kvinder. Der ses ingen far til søn transmission. 2. Risikoen for at fosteret (V.5) får sygdommen, beregnes således: moderen til fosteret har en søster, der har en søn med sygdommen, dvs. fosterets mormor (III.5) må være bærer. Moderen til fosteret har derfor en bærerrisiko på ½. Risikoen for at hun giver et sygt allel videre er ¼, bliver det en dreng bliver han i så fald syg, da han får et Y fra faderen; bliver det en pige, bliver hun i så fald homozygot og syg, da faderen er syg og derfor giver et sygt X videre. Risikoen for at fosteret er sygt er derfor ¼, uanset køn. Vi går ud fra at fosterets tipoldemor (I.2) er bærer, idet hun har flere efterkommere med sygdommen. 3. Sygdommen i familien B kan være nedarvet autosomal dominant, hvor én af forældrene i generation I havde sygdommen, eller hvor der er nedsat penetrans. Alternativt kan sygdommen skyldes en mitokondriel mutation, dvs. mitokondriel arv. Denne arvegang er karakteriseret ved maternel nedarvning. 4. De givne oplysninger om Lebers opticusneuropati tyder på at sygdommen følger mitochondriel arvegang. I stamtræet er alle afficerede børn af afficerede kvinder, undtagen i generation II. 5. Forudsat at sygdommen følger mitokondriel arv har fosteret V.7 ikke større risiko for at få sygdommen end resten af befolkningen, idet sygdomsgenet ikke overføres fra den syge fader.

11 DET SUNDHEDSVIDENSKABELIGE FAKULTET KØBENHAVNS UNIVERSITET Blegdamsvej 3B 2200 København N ORDINÆR EKSAMEN I SKRIFTLIG MEDICINSK GENETIK Medicin, 2. semester Odontologi, 2. semester Molekylær Biomedicin, 3. semester 17. december 2010 (2 timer) Eksamensvejledning Der lægges vægt på, at besvarelsen er klart disponeret og sprogligt koncis, og at sprogbrugen er i overensstemmelse med fagets terminologi. Praktiske forhold Elektricitet (lysnet, elementer) stilles ikke til disposition. Millimeterpapir udleveres efter anmodning. Praktiske forhold omkring besvarelse og aflevering af opgaver. Læs grundigt inden du begynder. Opgavesættet består af flere opgaver med delspørgsmål. Hvis opgaverne vægter forskelligt i den samlede bedømmelse, vil den indbyrdes vægtning være anført ved starten af de enkelte opgaver. Du skal besvare alle opgaver og alle underspørgsmål. Mobiltelefoner skal være slukkede og lagt væk under eksamen. Tilladte hjælpemidler Det er ikke tilladt at medbringe og anvende hjælpemidler ud over en elektronisk regnemaskine. Bemærk: Det er ikke tilladt at anvende regnemaskiner med indlagte formler og oplysninger, der bruges i undervisningen. = angiver point for opgaven

12 Opgave 1. En ung kvinde med en mild fænotype af Turner syndrom har fået foretaget en kromosomanalyse, som afslørede en 46, XX/45, X karyotype. 1. Angiv den celledeling hvor der højst sandsynlig er sket en non-disjunction? I en anden familie har et forældrepar to børn, en søn med normal karyotype og en datter med trisomi 18. DNA fra alle fire individer er analyseret for et polymorft DNA locus på kromosom 18. De tynde og tykke bånd i nedenstående gel svarer til henholdsvis en eller to kopier af det analyserede genomområde. 2. Redegør kort for hos hvem i familien er der sket en non-disjunction og i hvilken deling? Opgave 2. X-bunden ichtyosis (fiskehud) er en recessiv sygdom med defekt keratinisering af huden pga. mangel på enzymet steroid sulfatase (STS). En ud af 2000 drenge er født med sygdommen. 1. Beregn bærerfrekvensen af ichtyosis blandt kvinder. STS genet er lokaliseret i et område for enden af X-kromosomets korte arm, der ikke inaktiveres. 2. Redegør for mekanismen bag inaktivering af X-kromosomet. Angiv betegnelsen for den region på X kromosomet som STS ligger indenfor. En familie med en dreng med X-bunden ichtyosis får svar fra kromosomlaboratoriet. Undersøgelsen viser, at drengen har en kromosomfejl, som involverer Xp Redegør for den/de mest sandsynlige kromosomfejl drengen kan have.

13 Opgave 3. Synpolydaktyli er en håndmisdannelse, der skyldes forlængelse af et trinukleotid repeat i HOXD13 genet på kromosom Redegør kort for arvegang og den fænotypiske variation ved synpolydaktyli ud fra stamtræet. I stamtræet er angivet resultaterne af en undersøgelse af et polymorft DNA locus med allellerne 4, 5, 6 og 7, der ligger 2Mb fra HOXD13 genet. 2. Angiv om det polymorfe DNA locus er informativt i denne familie. 3. Angiv mindst en mulig forklaring på markør-fænotypen hos III.7 (generation III, individ 7 fra venstre). 4. Redegør for hvad trinukleotid forlængelser kan betyde for et ventet barns fænotype i generation IV. Opgave 4. Østgrønland og Færøerne kan betragtes som små isolerede samfund uden megen tilflytning over længere perioder. Desuden har der i ældre tid været perioder hvor disse populationer bestod af nogle hundrede mennesker. 1. Redegør for to fordele der er ved at anvende disse populationer i forbindelse med kortlægning af monogene genetiske sygdomme, og nævn en metode til kortlægning af sygdomme i sådanne populationer.

14 2. Redegør for begrebet multifaktoriel arv. 3. Definer begrebet tærskelværdi. 4. Redegør kort for hvilke fordele der er ved at udføre kortlægning af multifaktorielle sygdomme på en isoleret population, og hvorledes en sådan kortlægning udføres. Løsningsforslag til ordinær eksamen i medicinsk genetik 17. dec Opgave Mitose 2. Non-disjunktion er sket i den anden meiotiske deling hos faderen, fordi pigen med trisomi 18 har to kopier af faderens 6kb bånd og kun et 4kb bånd fra moderen. Opgave For X-bundne sygdomme er genfrekvensen og sygdomsfrekvensen den samme for mændene. q=1/2000; p =1-q; p=1999/2000 Bærer risiko for kvinder med en X-bundne recessive sygdom beregnes ligesom for autosomal recessiv arvegang. 2pq = 2*1/2000*1999/2000= næsten 0.1 % 2. Lyons hypotese: Hos alle personer med to eller flere X kromosomer er kun det ene X aktivt resten inaktiveres. Hos alle normale kvinder inaktiveres således et af de to X kromosomer. Pseudo-autosomal region 3. Deletion der omfatter STS genet, translokation med brudpunkt i STS genet, inversion med brudpunkt i STS genet Opgave 3. 1) Der ses både nedsat penetrans og varierende ekspressivitet. Arvegang: Autosomal Dominant, idet sygdommen ses hos både mænd og kvinder, og i alle generationer. 2) Hos III:1 er markøren ikke informativ, da man ikke kan skelne om barnet får allel 5 fra far eller mor. I resten af stamtræet er markøren informativ. 3) Der kan være sket en overkrydsning mellem gameterne hos II-8. Der kan være tale om en fænokopi (idet overtallige fingre er en relativt hyppig medfødt misdannelse). En anden forklaring kunne være, at der nedarves to sygdomme i familien og kun sammenvoksede fingre kobler til det undersøgte område, mens begge sygdomme har nedsat penetrans. 4) I familier med en dynamisk mutation ses anticipation, hvor fænotypen bliver mere alvorlig fra generation til generation. Opgave 4. 1) I isolerede samfund vil der være indgifte mellem to forældre være relativt hyppigt forekommende, således at specielle recessive sygdomme er almindelige. Derfor er det muligt at lokalisere disse sygdomme i store familier vha. koblingsanalyse. Der vil være stor sandsynlighed for, at alle afficerede er beslægtede, hvilket betyder nedsat locus heterogenitet i populationen - dvs. hvis der er

15 flere familier med sygdommen, kan de undersøges samtidig, da de med stor sandsynlighed har samme mutation. 2) Multifaktorielle sygdomme skyldes et samspil mellem miljø og arv. Der kan være en eller flere faktorer, indenfor arv og miljø, der påvirker penetransen. 3) Grænsen for den samlede genetiske og miljømæssige belastning (liabilitet), der skal til for at udvikle en bestemt multifaktoriel sygdom. 4) For multifaktorielle sygdomme er fordelene som i spørgsmål 1, men metoden er her: associationsanalyser, da der i disse samfund kun er en eller få foundermutationer for en bestemt sygdom og alle syge vil have specielle alleller, der er en del af samme haplotype som foundermutationen. Eller: I isolerede samfund vil antallet af alleller, der har indflydelse på en multifaktoriel sygdom være mindre, og forskellige personer med den samme sygdom vil hyppigere end ellers dele de samme identiske sygdomsalleller, hvorved associationen bliver stærkere. NB: koblingsanalyse kan kun anvendes hvis man i samme slægt kan følge sygdommen i mere end 10 led fra en enkelt founder og har DNA fra flere afficerede personer der nedstammer fra denne.

16 D E T S U N D H E D S V I D E N S K A B E L I G E F A K U L T E T K Ø B E N H A V N S U N I V E R S I T E T B l e g d a m s v e j 3 B K ø b e n h a v n N SYGE- OG RE- EKSAMEN I SKRIFTLIG MEDICINSK GENETIK Medicin, 2. semester Odontologi, 2. semester Molekylær Biomedicin, 3. semester 17. august 2010 (2 timer) Eksamensvejledning Der lægges vægt på, at besvarelsen er klart disponeret og sprogligt koncis, og at sprogbrugen er i overensstemmelse med fagets terminologi. Praktiske forhold Elektricitet (lysnet, elementer) stilles ikke til disposition. Millimeterpapir udleveres efter anmodning. Praktiske forhold omkring besvarelse og aflevering af opgaver. Læs grundigt inden du begynder. Opgavesættet består af flere opgaver med delspørgsmål. Hvis opgaverne vægter forskelligt i den samlede bedømmelse, vil den indbyrdes vægtning være anført ved starten af de enkelte opgaver. Du skal besvare alle opgaver og alle underspørgsmål. Mobiltelefoner skal være slukkede og lagt væk under eksamen. Tilladte hjælpemidler Det er ikke tilladt at medbringe og anvende hjælpemidler ud over en elektronisk regnemaskine. Bemærk: Det er ikke tilladt at anvende regnemaskiner med indlagte formler og oplysninger, der bruges i undervisningen. = angiver point for opgaven

17 OPGAVE 1 I nedenstående stamtræ er 4 personer afficeret af en arvelig form for synsnervesvind. Der ses forskellige arvegange og der er beskrevet mutationer i 5 forskellige gener på hver sit kromosom, der kan give synsnervesvind. I familien nedenfor er der undersøgt markør tæt koblet til tre af de kendte sygdomsgener. I opgaven skal der ses bort fra nymutationer og alle er legitime børn af de angivne fædre. 1. Redegør for den mest sandsynlige arvegang for sygdommen i denne familie og angiv aprioririsikoen for III:1 2. Hvad kalder man denne form for heterogenitet der findes i befolkningen blandt patienter med synsnervesvind. 3. Redegør for om der er et allel i et af de viste markørloci, der nedarves sammen med sygdommen. 4. Redegør for hvorledes man rationelt kan finde mutationen der er ansvarlig for sygdommen i familien. I en anden familie med flere tilfælde af indgiftning og hvor sygdommen arves recessivt er 2 børn afficeret og forældrene er fætter og kusine. 5. Redegør for hvorledes man kan finde den sygdomsfremkaldende mutation uden at sekventere alle de 5 kendte sygdomsloci.

18 OPGAVE 2 Frekvensen af syge der lider af en monogen sygdom er 1: i populationen. Beregn allelfrekvensen af sygdomsallelen hvis: 1. a. Sygdommen nedarves autosomalt dominant b. Sygdommen nedarves autosomalt recessivt c. Sygdommen nedarves X-bunden recessivt OPGAVE 3 Herunder vises et stamtræ over en familie, hvori der forekommer 3 tilfælde af mental retardering (II-3, III-3 og IV-2). Overhyppighed af aborter med kromosomfejl har også tidligere været observeret i denne slægt. Personerne i generation II er nu år gamle, i generation III år og i generation IV 2-10 år. Hyppigheden af mental retardering i befolkningen er ca. 1 pr Redegør for den mest sandsynlige årsag til, at der i familien er 3 personer med denne sygdom? Kan aborterne forklares ud fra denne årsag? 2. Redegør kort for den type undersøgelse man vil foretage for at bekræfte eller afkræfte ovennævnte årsag. 3. Redegør for hvilke personer i stamtræet vil det være relevant at undersøge med henblik på genetisk rådgivning ved senere graviditeter?

19 OPGAVE 4 Familiær hyperkolesterolæmi (FH) skyldes mutationer i genet, som koder for LDL receptoren. FH nedarves autosomalt dominant. Hos en patient er der fundet en mutation, som resulterer i et protein, som er længere end det normale protein, idet det indeholder 500 ekstra aminosyrerester. 1. Angiv tre typer af mutationer, som kan være årsag til dette. Hos en anden patient med FH findes ved DNA sekventering af LDL receptorgenet en missense mutation i den kodende region, som ikke tidligere er beskrevet. 2. Beskriv mindst 2 undersøgelser/analyser der kan foretages for at afgøre om mutationen med storsandsynlighed er sygdomsfremkaldende eller om den blot er en neutral polymorfi.

20 Løsningsforslag til opgaverne. Sygeeksamen august OPGAVE 1 1. Arvegangen er dominant enten autosomal eller X-bundet. Aprioririsikoen er 50% for begge arvegange. 2. Siden sygdommen kan forårsages af flere gener er der tale om locus heterogenite, samtidig kendes forskellige mutationer i hvert gen som viser der også er allel heterogenitet 3. Locus 3 og allel 4 nedarves sammen med sygdommen. 4. Sekventere alle exons i kandidatgenet ved locus 3 5. Siden der er indgiftning må de syge være identisk homozygote for det markørlocus hvor sygdomsgenet sidder i nærheden af. Dette sygdomslocus sekventeres. OPGAVE 2 OPGAVE 3 a. Praktisk taget er alle de syge heterozygote 2pq=1/10000 (p=1); q=1/ b. De syge er homozygote for mutationen dvs. q2 = 1/ og q=1/100 c. De syge er mænd som udgør ½ af populationen q=1/ Alle de syge har raske forældre hvilket tyder på det er en recessiv sygdom, men alligevel ikke sandsynlig da der så kommer flere sygdomsalleler ind udefra. X bunden arvegang udelukkes da den syge pige har rask fader. Dominant arvegang udelukkes pga. forældreoverspringelserne som ikke ses blandt børnene. Det er sandsynligt, at der nedarves en balanceret translokation, i familien som i ubalanceret tilstand enten giver en abort eller en mental retardering. 2. Kromosom analyse beskrives. 3. De raske familiemedlemmer i generation III og IV kan være translokationsbærere. Kvinderne i generation II er formentlig for gamle til at få børn, men II-7 bør måske undersøges. OPGAVE 4 1. En mutation i den normale stopkodon. En splicesite mutation. En insertion/deletion af en open reading frame i den kodende sekvens. 2. Finde familiemedlemmer med FH og undersøge om de har samme mutation, samt undersøge om den er fraværnede hos raske familiemedlemmer. Undersøge om mutationen findes i en gruppe af normale kontroller (mindst 100). Undersøge om mutationen medfører en aminosyreudskiftning i en funktionel vigtig del af proteinet (receptoren).

21 Facitliste til ordinær genetikeksamen maj 2010: Opgave Recessiv arvegang (recessiv kønsbegrænset arvegang) og begrænset til pigerne. 2. q 2 (aa) = 1/10.000; q(a)=1/ a) Den fundne forskel i allelfrekvens kan skyldes, at mutationen er sket i en lille befolkningsgruppe (Founder) og efterfølgende genetisk drift. b) Derefter migration i kombination med lille befolkning og genetisk drift 4. (i) For sønnens vedkommende: Sønnen kan have genotypen AA, Aa eller aa af mutationen. Risikoen for at sønnen giver mutationen videre er derfor ½. Risikoen for at partneren er bærer er 2pq, og for at hun giver et sygdomsgen videre 2pq x 1/2 ( ca. 1/100). Risikoen i alt for at få en homozygot og pige er ½ x 1/100 x ½ = 1/400 (sidste halve er sandsynligheden for at fosteret er en pige). (ii) For datterens vedkommende er risikoen for at hun er bærer = 2/3, risikoen for at hun giver et sygdomsallel videre er derfor 2/3 x ½= 1/3. Risikoen for at mutationen kommer fra partneren er 1/100 (se ovenfor). For at barnet bliver homozygot aa og pige = 1/3 x 1/100 x ½ = 1/600 (sidste halve er sandsynligheden for at fosteret er en pige). Opgave Frameshift (del/add af multiplum af 1-2 baser). Dannelse af stopcodon (nonsense), missense, addition af 3xn baser, deletion af 3xn baser (inkl. dynamisk mutation) og deletion af et eller flere hele exons. Evt. kan synonyme mutationer angives som ikke bevirker aminosyreskift. 2. Splice site mutationer. 3. Dynamiske mutationer eller mutationer i microrna (mirna) bindingssite (regulatoriske områder). Forskellige mutationer af regulerende karakter (deletioner, additioner, baseændringer) i enhancer, silencer eller promotor områderne. Opgave Legemshøjde arves multifaktorielt. Dvs. at gener sikkert på flere loci samt miljø påvirker højden, der i en population vil være normalfordelt. Desuden ses, at pigers højde er lavere end mænds. At miljø spiller ind kan ses af tvillingeundersøgelser, ved sammenligning af enog tveæggede tvillinger, da de første er (næsten) genetisk identiske, medens de andre er som alle andre søskende med hensyn til identiske gener. Et eksempel ses i de viste familier. 2. II2 i familie 4, der kun er 145 cm høj, medens både forældre og søskende er relativt høje. 3. Dværgvæksten må antages at være opstået ved nymutation og være dominant, da personen er heterozygot. Risiko for barnet må derfor være 50 %.

22 Opgave A er en pige/kvinde, som er mosaik for henholdsvis en normal karyotype og en XO karyotype. Hun vil sandsynligvis have fænotypiske træk, som ses ved Turners syndrom, men på grund af mosaiktilstanden i mildere form. B er en mand med et ekstra Y kromosom. Han kan have (mindre) fysiske og psykiske afvigelser. Både A og B kan have nedsat fertilitet. 2. Non-disjunction er sket under en tidlig mitotisk deling. Det er sket efter befrugtningen, da det ses af markøranalysen at både mor og far har bidraget med et X-kromosom til zygoten. Det fremgår af båndintensiteten, at det er det maternelle X-kromosom som er gået tabt i de celler, som er XO. 3. Kromosomanomalien er opstået ved en meiotisk non-disjunction under spermatogenesen hos faderen. Den er sket i anden deling. 4. A vil have celler som er heterozygote med hensyn til mutation for farveblindhed og celler som er hemizygote for denne mutation. Hvis det overvejende er den sidste type, som er hyppig i øjets retina vil der være en risiko for at hun er farveblind. B vil have 50 % risiko for at være farveblind.

23 D E T S U N D H E D S V I D E N S K A B E L I G E F A K U L T E T K Ø B E N H A V N S U N I V E R S I T E T B l e g d a m s v e j 3 B K ø b e n h a v n N SYGE- OG RE- EKSAMEN I SKRIFTLIG MEDICINSK GENETIK Medicin, 2. semester Odontologi, 2. semester Molekylær Biomedicin, 3. semester 26. februar 2010 og facitliste (2 timer) Eksamensvejledning Der lægges vægt på, at besvarelsen er klart disponeret og sprogligt koncis, og at sprogbrugen er i overensstemmelse med fagets terminologi. Praktiske forhold Elektricitet (lysnet, elementer) stilles ikke til disposition. Millimeterpapir udleveres efter anmodning. Praktiske forhold omkring besvarelse og aflevering af opgaver. Læs grundigt inden du begynder. Opgavesættet består af flere opgaver med delspørgsmål. Hvis opgaverne vægter forskelligt i den samlede bedømmelse, vil den indbyrdes vægtning være anført ved starten af de enkelte opgaver. Du skal besvare alle opgaver og alle underspørgsmål. Mobiltelefoner skal være slukkede og lagt væk under eksamen. Tilladte hjælpemidler Det er ikke tilladt at medbringe og anvende hjælpemidler ud over en elektronisk regnemaskine. Bemærk: Det er ikke tilladt at anvende regnemaskiner med indlagte formler og oplysninger, der bruges i undervisningen. = angiver point for opgaven

24 OPGAVE 1 I nedenstående stamtræ er en person afficeret af en arvelig sygdom. I familien skal der ses bort fra nymutationer og alle er legitime børn af de angivne fædre. Tallene under de enkelte personer i stamtræet angiver deres fænotyper i et genetisk markør system. 1. Redegør for hvorledes personernes fænotyper i markørsystemet kan forklares. Genet K ligger på samme kromosom som markørsystemet i en afstand af 10 cm. III-7 har en recessivt nedarvet sygdom som skyldes mutation i K. Parret II-4 og II-5 henvender sig til deres praktiserende læge for at få oplyst risikoen for at få endnu et sygt barn. 2. Beregn á priori risiko for at III-9 får denne sygdom. Forældreparret ønsker at få en mere uddybende risikovurdering på barnets genotype end hvad lægen kunne give dem ved konsultationen. 3. Angiv risikoen for fosteret III-9 ud fra de resultater der kan opnås, hvis dette bliver analyseret for det angivne genetiske markørsystem. 4. Redegør for en metode der kan forbedre risikovurderingen yderligere i denne familie. 5. Kvinderne III-3 og III-5 er blevet gravide. Beregn risikoen, for hver af dem, for at få et barn med denne sygdom.

25 OPGAVE 2 Døvhed er en genetisk heterogen sygdom, som kan arves autosomal recessivt, autosomal dominant eller X-bundet. I de viste familier, A og B, forekommer døvhed. I begge familier forekommer locus heterogenitet for sygdommen. A B 1. Redegør for de mest sandsynlige arvegange i familie A og familie B, idet de to grene af hver familie betragtes hver for sig. 2. Beregn risiko for døvhed for det ventede barn i henholdsvis familie A og familie B. I familie B er genet for døvhed kendt i den højre gren af familien. Ved sekventering af genet findes en deletion af et nukleotid i exon 2 3. Redegør for om denne mutation kan være årsag til døvheden.

26 OPGAVE 3 En kvinde lider af lymfoblastisk akut leukæmi og får derfor foretaget en cytogenetisk undersøgelse af lymfocytter i blodbanen. Ved undersøgelsen finder man, at en del af hendes lymfocytter har følgende kromosomfejl: 46,XX, t(8;21)(q22;q22) 1. Angiv hvilken type kromosomfejl man har fundet. 2. Skitsér ved en tegning de kromosompar, som er involverede i kromosomfejlen. Kromosomfejlen blev påvist ved en FISH metode, der hedder chromosome painting. 3. Redegør for princippet i denne metode og for hvorfor den med succes er anvendt i dette tilfælde Ved kromosomfejlen er to gener bragt sammen og danner et fusionsonkogen, som producerer et onkoprotein; dette kan forklare udviklingen af leukæmi. 4. Beskriv kort princippet i en metode andet end knoglemarvstransplantation og kemoterapi som potentielt kunne anvendes til behandling af leukæmi hos denne patient. OPGAVE 4 Risikoen for type 1 diabetes for børn uden forældre med diabetes er på ca. 0,5%, mens risikoen for at et barn af en forælder med type 1 diabetes selv får type 1 diabetes er ca. 5-6%. For en-æggede tvillinger gælder det, at hvis den ene tvilling har fået type 1 diabetes, er risikoen for at den anden tvilling også får type 1 diabetes 30-50%. I dette stamtræ forekommer type 1 diabetes: I II III

27 De to søskende II.4 og II.5 har arvet samme HLA-type (allel HLA-DQw8) fra deres mor; III.6, III.8 III.9 har også denne type, mens hverken III.4, III.5 eller III.7 har den pågældende allel. 1. Redegør for arvegangen af type 1 diabetes i denne familie. 2. Beskriv kort de faktorer der evt. kan spiller ind ved denne type arvegang. 3. Diskuter hvem af de raske personer i generation III der har størst risiko for at udvikle diabetes type 1.

28 Løsningsforslag til opgaverne. Sygeeksamen februar OPGAVE 1 1. Fænotyperne i markørsystemet kan forklares ved at markørsystemet er X-bundet. I.2 har øjensynlig genotypen homozygot 4,4. 2. III-9 får sygdommen med sandsynligheden = 1/4. (½ for at der bliver en dreng x ½ for at få sygdomsallelet). 3. Ved at bestemme III-9s markørtype kan man afgøre, om der er 10% (fænotype 5) eller 90% sandsynlighed (fænotype 4) for at en dreng får sygdommen. Fænotype 6-4 eller 6-5 giver en pige som vil være rask med sandsynligheden 100 %. 4. Hvis det bliver en dreng må man anvende tætkoblede flankerende markører for at kunne give et mere præcist svar. Hvis genet kendes kan man sekventere dette for at finde mutationen. 5. III-3 risiko er meget ringe da II-2 ikke har sygdomsgenet på sit X-kromosom. II-4 har sygdoms-allelen koblet til allel 4, og III-5 har moderens 4-allel og er derfor bærer af sygdomsgenet med 90% sandsynlighed. Hendes risiko for at få et sygt barn er 90% x ½ x ½ = 22,5%. OPGAVE 2 1. I fam. A s venstre gren arves døvhed mest sandsynligt X-bundet, da det kun er drenge, der er afficerede, mens kvinder er raske bærere. I højre gren af fam. A arves sygdommen autosomal recessivt, idet der springes generationer over, og da en syg datter har en rask far. I fam. B arves døvhed mest sandsynligt autosomal recessivt i begge grene af familien også her ses syge døtre med raske fædre. 2. Risiko for det ventede barn i fam. A er 1/8. Moderens sandsynlighed for at være bærer er ½ og sandsynligheden for at barnet får genet og bliver en dreng er ½ x ½ x½. Fra den anden gren af familien arver barnet en recessiv sygdomsallel, bliver altså heterozygot på dette locus, og det medfører ikke døvhed (med mindre moderen tilfældigvis er bærer af samme autosomal recessive sygdom). Dette er så usandsynligt at vi ser bort fra det). Den samlede risiko er 1/8. I fam. B er der ingen risiko for at det ventede barn bliver døvt, idet det er gener på to forskellige loci der giver døvhed i de to grene af familien. Barnet bliver heterozygot for sygdomgenerne på det ene locus (moderens side) og har ¼ sandsynlighed for at blive heterozygot på det andet locus (faderens side). 3. Tab af et nukleotid i et kodende exon vil medføre en frame shift (skift i læseramme) som vil medføre at det kodede protein evt. bliver trunkeret. Derfor er der stor sandsynlighed for, at den fundne mutation er årsag til døvheden.

29 OPGAVE 3 1. Reciprok translokation mellem kromosomerne 8 (lys) og 21(mørk) Ved FISH metoden chromosome painting anvendes prober, som hybridiserer til metafase kromosomer. Proberne er specifikke for forskellige dele af kromosomet og tilsammen dækker de hele kromosomet. Proberne er mærkede med en fluorescerende farve som er karakteristik for hvert af kromosomerne. Ved denne metode vil man let kunne afgøre, hvilke kromosomer, der er involverede i translokationen. 4. En principiel mulighed kunne være nedregulering af det dannede onkogen ved antisense teknik. Ved antisense teknik blokeres translationen af et gen ved binding af f.eks. enkeltstrenget DNA eller RNA til gentranskriptet. En anden mulighed kunne være at tilføre et gen til cancercellerne, som udtrykker et toksisk produkt, som slår cellerne ihjel. OPGAVE 4 1. Multifaktoriel arvegang forløber ofte som en dominant arvegang med nedsat penetrans. Dette er i overensstemmelse med oplysningen om at enæggede tvillinger ikke behøver at have samme fænotype. X- bunden recessiv arvegang udelukkes da den syge piges far er rask. Dominant arvegang med fuld penetrans udelukkes da der springes to generationer over. Recessiv arvegang er mindre sandsynlig idet det så forudsætter at tre sygdomsgener end blot et enkelt er involveret. 2. Den nedsatte penetrans skyldes enten genetiske eller miljøfaktorer. Især miljøfaktorerne som infektioner og kost har betydning for udvikling af sygdommene. Genetisk menes HLA systemet at have indflydelse på udviklingen af type 1 diabetes. 3. Barnet III:9 har den største risiko for at blive syg da han har samme genotype som sin bror.

30 Børnene III.4, III.5 og III.6 er alle børn af en forælder med diabetes, og har derfor forhøjet risiko (5-6%). Samme gælder III.7, da hun har søskende med sygdommen, og vi derfor forventer at deres far også bærer den genetiske disposition for diabetes, dog uden at blive syg. Børnene III.1, III.2 og III.3 er ikke beslægtede med diabetespatienter (så vidt vi ved), og har derfor samme risiko som normalbefolkningen, ca. 0,5%.

31 D E T S U N D H E D S V I D E N S K A B E L I G E F A K U L T E T K Ø B E N H A V N S U N I V E R S I T E T B l e g d a m s v e j 3 B K ø b e n h a v n N ORDINÆR EKSAMEN I SKRIFTLIG MEDICINSK GENETIK Medicin, 2. semester Odontologi, 2. semester Molekylær Biomedicin, 3. semester 18. december 2009 (2 timer) Eksamensvejledning Der lægges vægt på, at besvarelsen er klart disponeret og sprogligt koncis, og at sprogbrugen er i overensstemmelse med fagets terminologi. Praktiske forhold Elektricitet (lysnet, elementer) stilles ikke til disposition. Millimeterpapir udleveres efter anmodning. Praktiske forhold omkring besvarelse og aflevering af opgaver. Læs grundigt inden du begynder. Opgavesættet består af flere opgaver med delspørgsmål. Hvis opgaverne vægter forskelligt i den samlede bedømmelse, vil den indbyrdes vægtning være anført ved starten af de enkelte opgaver. Du skal besvare alle opgaver og alle underspørgsmål. Mobiltelefoner skal være slukkede og lagt væk under eksamen. Tilladte hjælpemidler Det er ikke tilladt at medbringe og anvende hjælpemidler ud over en elektronisk regnemaskine. Bemærk: Det er ikke tilladt at anvende regnemaskiner med indlagte formler og oplysninger, der bruges i undervisningen. = angiver point for opgaven

32 OPGAVE 1 Der er taget blodprøver fra en familie med to små børn med henblik på undersøgelse for den sjældne arvelige øjensygdom Marners cataract. Moderen lider af sygdommen, der hos hende har vist sig som uklarhed af linsen (grå stær), der startede da hun var en stor pige. DNA markører er blevet bestemt på 4 meget tæt koblede loci (0 cm mellem disse), der også er tæt koblede til et af generne for Marners cataract. Imidlertid er DNA-markør resultaterne på barn 2 mangelfuldt, idet blodprøven gik delvist tabt under analysen. Resultaterne der er opnået for de 4 loci er opført herunder. Far Mor Locus 1: 3,4 1,3 Locus 2: 1,2 1,4 Locus 3: 5,11 7,11 Locus 4: 4,7 7,8 Barn 1 Barn 2 Locus 1: 3,4 1,? Locus 2: 1,4 2,? Locus 3: 7,11?,? Locus 4: 7,8?,? 1) Angiv haplotyper for forældrene, samt barn 1. 2) Angiv den mest sandsynlige haplotype for barn 2. Moderens søster lider også af Marners cataract. Lidelsen er associeret til allel 7 på locus 4. For locus 4 har søsteren genotypen 7,1 og hendes syge fader har genotypen 7,1. 3) Angiv genotypen på locus 4 for søstrenes moder (mormoderen til børnene). 4) Redegør for begrebet koblingsuligevægt (genetisk association) 5) Angiv risikoen for at medlemmerne i denne familie får Marners cataract.

33 OPGAVE 2 Kromosommutationer kan anvendes til kortlægning af sygdomsgener. 1) Redegør for to eksempler på dette ved at vælge 2 principielt forskellige typer kromosommutationer. 2) Redegør for 2 metoder, der kan anvendes til en finere kortlægning af sygdomsgener i forbindelse med kromosommutationer som er identificeret ved almindelig karyotypering. OPGAVE 3 I nedenstående stamtræer forekommer den arvelige sygdom retinitis pigmentosa. Sygdommen udviser fuld penetrans i de viste familier, og der forekommer ikke non-paternitet eller ny mutation. 1) Angiv den/de mest sandsynlige arvegang(e) for hver af de 6 familier 2) Diskutér forudsætningerne for at man kan finde 6 familier, hvori sygdommen nedarves på denne/disse måder? 3) Angiv risikoen for at det ventede barn i hver af familierne får denne sygdom.

34 OPGAVE 4 Brystkræft er en hyppigt forekommende kræftform hos kvinder, der bl.a. kan skyldes mutation i tumor suppressor generne BRCA1 eller BRCA2. 1) Tegn et illustrativt stamtræ fra en slægt, hvor denne sygdom nedarves. Stamtræet skal rumme mindst 3 generationer, og for hver enkelt person skal alder, samt alder ved evt. sygdomsudbrud, angives. 2) Redegør for mekanismen bag de arvelige former for kræft. 3) Beskriv kort for hvordan man finder ud af om en person har en brystkræft disponerende mutation i BRCA1 eller BRCA2.

35 Løsningsforslag til opgaverne. Ordinær eksamen dec OPGAVE ) Far Mor Locus 1: Locus 2: Locus 3: Locus 4: Barn 1 Barn 2 Locus 1: Locus 2: Locus 3: Locus 4: ) Mormoderen har genotypen 8-1 på locus 4 4) Der kan optræde koblingsuligevægt (genetisk association) mellem et sygdomsgen og tæt koblede markører. Dette skyldes at alle syge der nedstammer fra samme founder også vil have nedarvet samme haplotype for de tætteste koblede markørsystemer. 5) Barn 2 vil øjensynlig få sygdommen, medens faderen og barn 1 er raske. OPGAVE 2 1 A) Deletion. Hvis en person der har en deletion også har en speciel sygdom, så kan et eller flere af de gener, der er deleterede, være årsag til denne. Mekanismen hvorved tab af den ene allel af et gen forårsager sygdom, kaldes haploinsufficiens. 1 B) Translokation. Ofte er der her tale om et brud gennem et enkelt gen (=funktionel enhed), der (hvis der optræder haploinsufficiens) kan være årsag til sygdom. Ved at kortlægge translokationens brudpunkter hos en translokationsbærer med en specifik sygdom kan man således få information om lokalisation af det defekte gen, og dermed om genets sekvens og funktion. 1 C) Trisomi. Trisomi eller duplikation af hele eller dele af et kromosom, sammenholdt med patientens symptomer, kan give information om gener i området, som udviser dosis følsomhed, idet de giver anledning til en fænotype når de findes i en ekstra kopi. 2) Brudpunkter ved deletioner eller translokationer kan kortlægges ved hjælp af FISH. Deletioner kan endvidere kortlægges ved hjælp af array CGH, DNA markører eller kvantitativ PCR.

36 En nærmere kortlægning af brudpunkter ved balancerede translokationer kan benyttes til at indsnævre et locus eller identificere specifikke kandidatgener for sygdommen. Ved at sammenligne patienter med forskellige deletioner kan dét mindste overlappende område findes, som giver den pågældende sygdom. Herved kan sygdomsgenets placering indsnævres. OPGAVE 3 1) 1= AD/XD, 2= AD/XD (XR kan ikke udelukkes, men er mindre sandsynlig da begge kvindens forældre så skulle være bærere), 3= AD/XD (XR kan ikke udelukkes, men er mindre sandsynlig da begge forældre så skulle være bærere), 4=AD, 5= AR, 6= AR/XR 2) Der må forekomme genetisk heterogenitet, her locus heterogenitet, således at mutation i flere loci hver især kan give samme fænotype. (kommentar: De dominant nedarvede udgaver af sygdommen er ikke nødvendigvis særlig hyppige, da vi i disse familier kan antage en arvegang hvor der kun behøver at være én mutationsbærer. Samme gælder familien 6, hvis den arves X-bundet recessivt. Den autosomal recessive form gætter vi på er mere hyppig, da begge forældre er bærere, uden at der er angivet indgifte.) 3) 1, 2, 3, 4 = 50 %, 5 og 6 = 25 % - for alle familier gælder at risikoen er den samme uanset hvilken af de nævnte mulige arvegange der er den rigtige. OPGAVE 4 1) Et stamtræ med autosomal dominant arvegang tegnes. Kvinder er hyppigst afficeret. Nedsat penetrans (også hos kvinder), samt ingen/få afficerede børn og unge. 2) Knudson s Two Hit model: arvegangen af disponeringen for arvelig cancer er autosomal dominant, dvs. patienterne er fra fødslen heterozygote for en mutation i et tumor suppressor gen (første "hit"). Ved en senere mutation (f.eks. mutation eller deletion, der ødelægger det resterende fungerende allel af det pågældende gen) i en enkelt celle mister denne celle det sidste fungerende allel af tumor suppressor genet (andet "hit", loss of heterozygosity), hvilket fører til udviklingen af en tumor. Antallet og lokaliseringen af tumorer afhænger af hvor, og hvor ofte, andet hit indtræffer. 3) Sekventere de forskellige exons i generne BRCA1 og BRCA2 og sammenligne med sekvensen hos normale.

37 Medicinsk Genetik, ordinær eksamen sommer 2009 Forslag til svar, opg. 1 1: 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. Den afficerede forældre skal 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: Sygdommen nedarves autosomal recessivt, idet flere generationer overspringes og både drenge og piger er afficerede. Den recessive arvegang støttes ved, at der er indgiftning i familien. Genotypen for de afficerede er f.eks. aa. Allelfrekvensen bestemmes til q 2 = 40/4000; q=0.1 forudsat at HW- gælder. 3: À priori risikoen for at være bærer er 100 % for personerne I-1, I-2 67 % for personerne II-2, III-6 50 % for personen II-5 II-1 er risikoen 2pq/2pq+p 2 ; eller ca. 2pq = 2 x 0.1x 0.9 = 0.18 eller 18 % 4: Definitioner: Polymorfi: Hvis der er to alleler på et locus, er det en polymorfi, hvis det sjældneste af de to har en hyppighed på mere end 1 %. Haplotype: De alleler, der sidder på samme kromosom, udgør en haplotype. 5: Den syge II-3 har begge haplotyperne i dobbelt dosis, og sygdomsallelet må derfor sidde på denne haplotype. III-7 er også syg, men her er sket en overkrydsning, så sygdomsallelet sidder på stykket III-8 er også syg og har stykket -4-2 i dobbelt dosis. Som konklusion må sygdomslocus sidde mellem locus D18S185 og D18S878 tæt på allel 4 for locus D18S127. 1/3