ODONTOLOGISK EMBEDSEKSAMEN MEDICINSK GENETIK Mandag den 19. oktober 2009 kl. 9.00-12.00 Indhold: Opgaverne 1-3 side 2-8 Vægtningsliste side 9 Vejledning: Besvarelserne af opgaverne skrives med kuglepen på de udleverede papirsæt. Kontrollér at begge kopier bliver let læselige. Opgavernes ordlyd skal ikke indføres. Besvarelserne forsynes ikke med navn, men kun med lodtrækningsnummer, fortløbende sidetal og det antal papirsæt, der er afleveret. Hver studerende skal efter nærmere instruktion, der gives før eksamen, adskille de to blade i hvert formsæt og lægge dem i hver sin bunke (en hvid og en lyserød). Hver bunke sammenhæftes med clips inden afleveringen. Løse ark med f.eks. kladdeoptegnelser er uvedkommende for bedømmelsen af opgavesættet. Følgende hjælpemidler BØR medbringes: Regnemaskine. Iøvrigt kan ingen andre hjælpemidler medbringes. Før eksamen begynder udleveres: Genetisk kode.
19. oktober 2009 Side 2 1. Klassisk phenylketonuri (PKU) skyldes mangel på enzymet phenylalanin hydroxylase (PAH). Locus for PAH sidder på kromosom 12. Sygdomshyppigheden blandt vesteuropæere er ca. 1:10.000, og sygdommen har fuld penetrans. Moira har PKU, men begge hendes forældre er raske. Ingen af forældrene har kendskab til tidligere tilfælde af PKU i deres respektive familier. A. Idet der ses bort fra nymutation, hvilken genotype i PAH-locus er mest sandsynlig for hver af forældrene? Begrund dit svar. Moira s forældre venter endnu et barn. B. Under hensyntagen til dit svar i spørgsmål A, hvad er da sandsynligheden for, at det ventede barn får PKU? C. Ville denne sandsynlighed have været anderledes, hvis Moira havde haft to ældre brødre med klassisk PKU? Begrund dit svar. Moira s moster venter barn med en ubeslægtet, vesteuropæisk rask mand. D. Tegn stamtræet for alle de i opgaven nævnte personer inklusive de hypotetiske ældre søskende. E. Idet der forudsættes Hardy-Weinberg ligevægt, hvad er da risikoen for, at Moira s ufødte kusine/fætter får PKU? F. Angiv mindst fire forudsætninger for, at en population er i Hardy-Weinberg ligevægt. Blandt PKU-patienter er identificeret ca. 450 forskellige mutationer i PAH-genet. G. Hvad kaldes dette fænomen? Opgave 1. fortsættes næste side
19. oktober 2009 Side 3 Opgave 1. fortsat. Nogle af disse mutationer er mere hyppigt forekommende i visse populationer end i andre. Hos vesteuropæiske PKU-patienter er der endvidere fundet PAH-mutationer, der hver især følger en bestemt haplotype. H. Giv en genetisk forklaring på disse observationer.
19. oktober 2009 Side 4 2. I 1 2 II 1 2 3 4 5 6 7 8 III 1 2 3 4 5 6 7 I ovenstående stamtræ repræsenterer og henholdsvis mænd og kvinder med forskellige misdannelser. En kromosomundersøgelse af II-5 og III-6 har vist, at de begge har en ubalanceret translokation t(3;11). 3 3;11 11 11 5 5 A. Beskriv en analysemetode, der kan anvendes til påvisning af translokationen t(3;11). B. Tegn parringsfiguren for de relevante kromosomer hos II-3, og tegn de gameter, som II- 3 kan danne med hensyn til kromosom 3 og 11. C. Forklar, hvorfor såvel II-3 som II-7 kan få både syge og raske børn. Opgave 2. fortsættes næste side
19. oktober 2009 Side 5 Opgave 2. fortsat. D. Vil II-5 teoretisk kunne danne kromosomalt normale gameter? Begrund dit svar. E. Hvis der er lige stor sandsynlighed for afkom med alle typer gameter, hvad er så risikoen for, at den raske datter III-1 er bærer af en balanceret translokation? F. Hvorledes vil du forklare, at de to søskende II-1 og II-5 har vidt forskellige sygdomsbilleder? G. Diskutér kort konsekvensen af hver af nedenstående karyotyper med hensyn til levedygtighed og fænotype i forhold til den normale karyotype 46,XX: (i) 45,XX,-21 (ii) 47,XX,+21 (iii) 45,X (iv) 47,XXX
19. oktober 2009 Side 6 3. Dentinogenese imperfecta 1 (DGI1) er en arvelig tandsygdom, der er karakteriseret ved abnorm dentin-dannelse og mineralisering. Både primære og blivende tænder er afficerede. Selvom emaljen ikke er påvirket af defekten, frakturerer den let, hvorefter dentinen hurtigt nedslides og resulterer i væsentlig afkortning af tænderne (Figur 1). Nedenstående figur 2 viser stamtræer over to ubeslægtede familier, i hvilke DGI1 optræder. Familie A Familie B I 1 2 I 1 2 II 1 2 3 4 5 II 1 2 3 4 5 6 7 8 III 1 2 3 4 III 1 2 3 4 5 6 7 A. Hvilken arvegang er mest sandsynlig? Der ønskes begrundet stillingtagen til autosomal dominant og recessiv samt X-bunden dominant og recessiv arvegang. DGI1 locus er identificeret på kromosom 4q21. B. Hvad er et locus? C. Lav en skitsetegning af kromosom 4 i metafase med angivelse af centromer, p- og q- arme samt omtrentlig placering af DGI1-locus. Opgave 3. fortsættes næste side
19. oktober 2009 Side 7 Opgave 3. fortsat. Der er identificeret tre forskellige mutationer i DGI1 locus hos patienter med denne sygdom. To af disse er missense mutationer, og den tredje er en nukleotidsubstitution i et donor-splice site i intron 3, som resulterer i tab af hele exon 3. D. Hvad er en missense mutation? E. Hvilken konsekvens på DNA-niveau, på RNA- niveau og på protein-niveau har ovennævnte: (i) missense-mutationer? (ii) donor-splice site mutation? Til påvisning af ovennævnte splice site mutation ønsker man at lave en PCR-baseret analyse. Sekventering skal ikke indgå i analysen. F. Hvorledes ville du konstruere en sådan analyse, når det vides, at genet består af 5 exons? I besvarelsen skal du redegøre for: a) om du som udgangsmateriale vil anvende DNA eller RNA. b) fra hvilke(t) væv det skal udvindes. c) hvor i genet du vil vælge at placere dine primere. Angiv med en skitsetegning en figur af de forventede båndmønstre hos en normal person og hos henholdsvis hetero- og homozygote for mutationen. Opgave 3. fortsættes næste side
19. oktober 2009 Side 8 Opgave 3. fortsat. D4S451 D4S1534 GATA62A11 DSPP DMP1 SPP1 D4S1563 For at identificere DGI1 locus blev der foretaget koblingsanalyser på individer fra familierne A og B. Til analyserne blev anvendt 7 markørloci i familie A og 9 markørloci i familie B. I figur 3 er angivet allellerne i de forskellige loci samt de respektive haplotyper. Familie A Familie B D4S451 D4S1534 GATA62A11 DSPP DMP1 SPP1 D4S1563 D4S1647 D4S2623 G. Hvad er en haplotype? H. Hvilke markørloci flankerer sygdomslocus i familie B? I. Ændres dette resultat af fundet i familie A? J. Hvorfor er allellerne i de markørloci, der ligger tættest på sygdomslocus ikke identiske i familie A og B?
19. oktober 2009 Side 9 VÆGTNINGSLISTE 1.A. 4 1.B. 3 1.C. 3 1.D. 4 1.E. 5 1.F. 4 1.G. 3 1.H. 4 2.A. 4 2.B. 5 2.C. 5 2.D. 4 2.E. 4 2.F. 4 2.G. 4 3.A. 5 3.B. 3 3.C. 3 3.D. 3 3.E. 5 3.F. 4 3.G. 4 3.H. 5 3.I. 4 3.J. 4