Designerkatten
Romy wil graag een kat. Ze ziet op internet advertenties waarin katten worden aangeboden zonder vacht (sfinx-katten, afbeelding 1) en katten met korte poten (munchkin-katten). Deze ‘designerkatten’ zijn speciaal zo gefokt omdat sommige mensen dat mooi vinden. De eigenschappen waarop geselecteerd is, zijn echter erfelijke afwijkingen die nadelig zijn voor deze katten.
Het allel voor haarloosheid is ontstaan door een mutatie in een autosomaal gen dat een rol speelt bij de aanleg van haren. Het allel voor haarloosheid is recessief. De eerste sfinx-kat was Prune. Deze haarloze kater werd in 1966 geboren uit twee behaarde ouders. Toen Prune oud genoeg was, werd hij gekruist met zijn moeder Elisabeth. Elisabeth kreeg een nestje met haarloze en behaarde kittens (afbeelding 2).

Toen Prune geboren werd, wist men nog niet of de eigenschap haarloosheid autosomaal of X-chromosomaal overerft. Kan dat uit het nestje van Prune en Elisabeth wel afgeleid worden, of is dat nog steeds niet te bepalen?

Designerkatten
Romy wil graag een kat. Ze ziet op internet advertenties waarin katten worden aangeboden zonder vacht (sfinx-katten, afbeelding 1) en katten met korte poten (munchkin-katten). Deze ‘designerkatten’ zijn speciaal zo gefokt omdat sommige mensen dat mooi vinden. De eigenschappen waarop geselecteerd is, zijn echter erfelijke afwijkingen die nadelig zijn voor deze katten. Het allel voor haarloosheid is ontstaan door een mutatie in een autosomaal gen dat een rol speelt bij de aanleg van haren. Het allel voor haarloosheid is recessief. De eerste sfinx-kat was Prune. Deze haarloze kater werd in 1966 geboren uit twee behaarde ouders. Toen Prune oud genoeg was, werd hij gekruist met zijn moeder Elisabeth. Elisabeth kreeg een nestje met haarloze en behaarde kittens (afbeelding 2).

Maak een kruisingstabel van de kruising van Prune en Elisabeth. Gebruik de letters H en h.
Omcirkel in de kruisingstabel het genotype van de haarloze kittens en noteer de kans op een haarloze kitten.

Designerkatten
Romy wil graag een kat. Ze ziet op internet advertenties waarin katten worden aangeboden zonder vacht (sfinx-katten) en katten met korte poten
(munchkin-katten). Deze ‘designerkatten’ zijn speciaal zo gefokt omdat sommige mensen dat mooi vinden. De eigenschappen waarop geselecteerd is, zijn echter erfelijke afwijkingen die nadelig zijn voor deze katten.
Het allel voor haarloosheid is ontstaan door een mutatie in een autosomaal gen dat een rol speelt bij de aanleg van haren. Het allel voor haarloosheid is recessief. De eerste sfinx-kat was Prune. Deze haarloze kater werd in 1966 geboren uit twee behaarde ouders. Toen Prune oud genoeg was, werd hij gekruist met zijn moeder Elisabeth. Elisabeth kreeg een nestje met haarloze en behaarde kittens (afbeelding 2).

Ook de korte pootjes van munchkin-katten (afbeelding 3) worden veroorzaakt door een erfelijke aandoening. Het allel dat leidt tot korte
poten erft autosomaal over. Embryo’s die homozygoot zijn voor dit allel, sterven in een vroeg stadium in de baarmoeder.

Twee munchkin-katten worden gekruist. Welk percentage van de kittens die geboren worden uit deze kruising zal
korte poten hebben?

Bèta-thalassemie genezen met stamceltransplantatie
Bij zijn geboorte leek Ryan gezond. Als het jongetje een half jaar oud is, blijkt hij echter onvoldoende gegroeid te zijn en ziet hij erg bleek.
Na bloedonderzoek blijkt Ryan de ziekte bèta-thalassemie te hebben, een erfelijke ziekte als gevolg van een mutatie in een gen voor hemoglobine.
De mutatie veroorzaakt een verhoogde afbraak van rode bloedcellen. De ziekte kan worden behandeld met stamcellen uit het beenmerg van een
donor. Stamcellen uit het beenmerg doorlopen verschillende stadia voordat ze als reticulocyten in de bloedbaan komen (afbeelding 1). Vervolgens
ontwikkelen ze zich daar in 24 uur tot erytrocyten: rijpe rode bloedcellen.

Rijpe rode bloedcellen leven gemiddeld drie maanden, maar bij Ryan worden ze al na enkele dagen afgebroken. Om het tekort aan rode
bloedcellen gedeeltelijk te compenseren, is de activiteit van het rode beenmerg verhoogd. Ryan krijgt elke drie weken een bloedtransfusie via een infuus in een bloedvat in zijn arm. Er is geen medicijn voor bèta-thalassemie. Bèta-thalassemie erft autosomaal recessief over. Ryans ouders zijn
beiden drager van het gemuteerde gen, maar hebben geen verschijnselen van bèta-thalassemie. In afbeelding 4 zijn vijf lichaamscellen (P, Q, R, S en T) schematisch afgebeeld. In elke cel is slechts één chromosomenpaar getekend. Het gemuteerde hemoglobine-gen is met zwart aangegeven.

Welke cel geeft een lichaamscel van Ryan weer?
En welke cel geeft een lichaamscel van Ryans moeder weer?
Noteer je antwoord als volgt:
Ryan: …
moeder: …

Copy - Bèta-thalassemie genezen met stamceltransplantatie
Bij zijn geboorte leek Ryan gezond. Als het jongetje een half jaar oud is, blijkt hij echter onvoldoende gegroeid te zijn en ziet hij erg bleek.
Na bloedonderzoek blijkt Ryan de ziekte bèta-thalassemie te hebben, een erfelijke ziekte als gevolg van een mutatie in een gen voor hemoglobine.
De mutatie veroorzaakt een verhoogde afbraak van rode bloedcellen. De ziekte kan worden behandeld met stamcellen uit het beenmerg van een
donor. Stamcellen uit het beenmerg doorlopen verschillende stadia voordat ze als reticulocyten in de bloedbaan komen (afbeelding 1). Vervolgens
ontwikkelen ze zich daar in 24 uur tot erytrocyten: rijpe rode bloedcellen.

Rijpe rode bloedcellen leven gemiddeld drie maanden, maar bij Ryan worden ze al na enkele dagen afgebroken. Om het tekort aan rode
bloedcellen gedeeltelijk te compenseren, is de activiteit van het rode beenmerg verhoogd. Ryan krijgt elke drie weken een bloedtransfusie via een infuus in een bloedvat in zijn arm. Er is geen medicijn voor bèta-thalassemie. Bèta-thalassemie erft autosomaal recessief over. Ryans ouders zijn
beiden drager van het gemuteerde gen, maar hebben geen verschijnselen van bèta-thalassemie. In afbeelding 4 zijn vijf lichaamscellen (P, Q, R, S en T) schematisch afgebeeld. In elke cel is slechts één chromosomenpaar getekend. Het gemuteerde hemoglobine-gen is met zwart aangegeven.

yans zus Noa heeft geen bèta-thalassemie, maar ze is mogelijk wel drager van de ziekte.
(2p) Hoe groot is de kans dat Noa drager is van bèta-thalassemie?

GloFish®

Tijdens Adrianna’s uitwisselingsjaar in Minnesota (VS) doet zij op haar highschool genetica-experimenten met GloFish®. De GloFish® zijn zebravissen (Danio rerio, afbeelding 1) die transgeen zijn gemaakt doordat aan een bevruchte eicel een of meer genen voor een fluorescerend eiwit zijn toegevoegd.

Deze genen zijn afkomstig uit kwallen of zeeanemonen die van nature fluorescerend eiwit maken. Zo’n gen van een ander organisme, een transgen, wordt dan op een willekeurige plaats in het genoom (DNA) van de zebravis ingebouwd. Er zijn inmiddels GloFish® in de fluorkleuren groen, rood, geel, blauw en oranje.

Op Adrianna’s highschool hebben ze de volgende vissen:

 niet-transgene, lichtgrijze zebravissen

 rode GloFish® die homozygoot zijn voor het transgen dat codeert voor rood fluorescerend eiwit

 gele GloFish® die homozygoot zijn voor het transgen dat codeert voor geel fluorescerend eiwit

 oranje GloFish® met een onbekend genotype

Een hypothese is dat oranje vissen zowel het transgen voor rood als het transgen voor geel dragen. Om dit te toetsen kruist Adrianna een rood GloFish®-mannetje en een geel GloFish®-vrouwtje. Alle nakomelingen uit deze kruising zijn oranje. De docent legt uit dat dit het gevolg is van twee genen die samen een eigenschap bepalen. Het transgen voor rood ligt op een ander chromosoom dan het transgen voor geel. In afbeelding 2 zijn de chromosomen P, Q, R en S weergegeven. P en Q zijn homologe chromosomen die kunnen voorkomen in de populatie GloFish® . R en S zijn ook homologe chromosomen die in de populatie GloFish® voor kunnen komen.

Het transgen voor rood bevindt zich op chromosoom Q, dat voor geel op chromosoom S.

(2p) Welke combinatie van chromosomen hebben de vissen die worden gekruist bij het onderzoek naar deze hypothese?

18p-tetrasomie
Maranja is een meisje van bijna twee jaar oud met het 18p-tetrasomiesyndroom. Door haar ontwikkelingsachterstand heeft Maranja veel zorg nodig. 18p-tetrasomie is een zeldzame afwijking waarbij elke lichaamscel naast de normale set chromosomen een extra chromosoom bevat. Dit extra chromosoom (i18p) bestaat uit twee keer de korte arm van  chromosoom 18 (afbeelding 1).

Een aantal genen komt hierdoor vier keer voor in elke cel. Dit verstoort de aanleg van organen tijdens de ontwikkeling van het kind in de baarmoeder. De diagnose 18p-tetrasomiesyndroom werd bij Maranja bevestigd door haar karyotype te bepalen uit een karyogram. Het karyotype beschrijft per lichaamscel het totale aantal chromosomen,
de geslachtschromosomen, en eventuele extra chromosomen.

(2p)Wat is het karyotype van Maranja?

DNA-onderzoek
Steeds vaker wordt DNA gebruikt bij de opsporing van een onbekende dader van een misdrijf. Daarbij is de bepaling van verwantschap tussen mensen van belang. Bij mannen wordt daarvoor het DNA van het Y-chromosoom onderzocht. De onderzoeker neemt met een wattenstaafje cellen uit het wangslijmvlies van een man weg. Uit deze cellen haalt hij de Y-chromosomen. Met het DNA van de Y-chromosomen maakt hij een DNA-profiel van deze man. In de afbeelding hieronder zie je een stamboom. Vier mannen uit deze familie hebben deelgenomen aan een DNA-onderzoek (nummers 1 t/m 4).

hieronder staat een tabel met twee uitspraken over deze stamboom.

(1p) Kruis voor elke uitspraak aan of deze juist of onjuist is.

Catharinaparkiet
De Catharinaparkiet is een vogel uit Zuid-Amerika, die leeft in de bossen. In Nederland wordt deze vogel gehouden als volièrevogel. De parkieten worden gekweekt op kleur. Er is veel variatie in kleuren: groen, geel, grijs en blauw komen voor.

Een vogelkweker heeft eenkleurige parkieten en bonte parkieten met meerdere kleuren. Hij kruist bepaalde parkieten. In de stamboom zie je de overerving van deze fenotypen. Bont of eenkleurig wordt bepaald door één gen.

(2p)Wordt het eenkleurige fenotype veroorzaakt door een dominant gen of door een recessief gen? Leg je antwoord uit.

Op jacht met SnailSnap
Met de app SnailSnap op hun telefoon maken Dylan en Senna foto’s van slakken rond hun huis. Zo doen ze mee aan een onderzoek naar de
verspreiding en evolutie van kleurvormen van de gewone tuinslak. De kleur van het huisje van de tuinslak (Cepaea nemoralis) kan geel,
bruin of roze zijn. Het huisje kan gestreept of niet gestreept zijn (afbeelding 1).

De kleur en streping van het slakkenhuis zijn erfelijk bepaald. afbeelding 2 SnailSnap stuurt de foto samen met de gps-coördinaten naar waarneming.nl. Vervolgens wordt de foto beoordeeld door een deskundige. Als het inderdaad een foto van een tuinslak is,
noteert de deskundige de kleur en de streping van het huisje. Deze gegevens worden samen met de gps-coördinaten opgestuurd naar Naturalis Biodiversity Center in Leiden. Onderzoekers van Naturalis willen de hypothese toetsen dat slakken met een geel huisje (gele slakken) vaker vóórkomen in een stedelijke omgeving dan in een landelijke omgeving. De kleur van het huisje wordt bepaald door één gen waarvan drie allelen
bekend zijn. Het allel Cb (bruin) is dominant over Cr (roze). Beide zijn dominant over cg (geel).

(2p)Licht toe dat uit een kruising van een bruine slak en een roze slak gele nakomelingen (F1) kunnen voortkomen. Geef hierbij een
kruisingstabel.

Het syndroom van Swyer
Emma is 17 jaar en heeft zich altijd een meisje gevoeld. Ze is echter nog  nooit ongesteld geworden en heeft ook nauwelijks borstontwikkeling.
Daarom gaat ze naar de huisarts. Emma krijgt een echoscopie. Op de echo is te zien dat ze wel een baarmoeder en eileiders heeft, maar geen eierstokken. De doktersassistent neemt bloed af bij Emma zodat in het laboratorium een karyogram gemaakt kan worden. In afbeelding 1 zie je het karyogram van Emma.

Het karyotype beschrijft per lichaamscel het totale aantal chromosomen, de geslachtschromosomen en eventuele extra chromosomen.
(1p)Wat is het karyotype van Emma?

Levertransplantatie
Jan heeft een infectie met het hepatitis C-virus gehad, waardoor zijn lever chronisch ontstoken is. Dit heeft geleid tot de vorming van littekenweefsel. Omdat zijn leverfunctie sterk is afgenomen, komt hij in aanmerking voor een levertransplantatie. Het hepatitis C-virus is een RNA-virus dat hoofdzakelijk wordt overgedragen via bloed-bloedcontact. De chronische hepatitis C-infectie werd bij Jan aangetoond met behulp van bloedonderzoek. Bij dit bloedonderzoek werd gezocht naar antistoffen tegen hepatitis C.
Door de chronische ontsteking van Jans lever zijn veel levercellen beschadigd geraakt en vervolgens afgestorven. Op deze plaatsen is littekenweefsel ontstaan. Door de vorming van littekenweefsel sterven ook steeds meer niet-geïnfecteerde cellen. Deze toestand van de lever wordt levercirrose genoemd. Omdat de leverfunctie bij Jan hierdoor te veel is afgenomen, is een levertransplantatie nodig.

Helaas lukt het De Meyer niet om de kwaliteit van de donorlever voldoende te verbeteren. Daarom besluit hij deze lever niet te transplanteren. Het is echter ook mogelijk om een deel van de lever van een levende donor te transplanteren. Jans zoon Marco wil graag donor zijn voor zijn vader. Maar dan moeten Jan en Marco wel dezelfde bloedgroep hebben.
Het AB0-bloedgroepensysteem heeft de autosomale allelen IA , IB en i. Bij bloedgroep 0 hoort het genotype ii. Vader Jan heeft bloedgroep AB. Het genotype van de moeder van Marco
is IBi. Marco’s bloedgroep is nog niet bekend.

(2p)Hoe groot is de kans dat Marco bloedgroep AB heeft op basis van deze gegevens? Licht je antwoord toe met een kruisingstabel.

Nierdonor bij leven
Marja is geboren met slechts één nier. Eén goede nier is genoeg om het bloed te zuiveren, maar Marja’s nier is tijdens de twintig jaar van haar leven steeds slechter gaan functioneren, waardoor ze nu regelmatig moet dialyseren. Een niertransplantatie zou een oplossing zijn. Marja’s tweelingbroer Arno wil graag een van zijn nieren doneren. Bij het transplanteren van een nier moet met verschillende factoren rekening worden gehouden. De nier is een bloedrijk orgaan, waardoor bij een niertransplantatie veel bloedcellen mee worden  getransplanteerd. Bij transplantatie mag geen klontering van de bloedcellen van Arno optreden in de bloedbaan van Marja. Marja heeft bloedgroep B.

Een tweede factor waarmee rekening moet worden gehouden bij een niertransplantatie zijn de HLA-eiwitten die zich op alle lichaamscellen
bevinden. Deze eiwitten worden gecodeerd door een set genen op chromosoom 6. In deze genen is heel veel variatie, waardoor de kans klein is dat twee personen dezelfde combinatie van HLA-eiwitten bezitten. Tegen niet-lichaamseigen HLA-eiwitten treden immuunreacties op die tot afstoting van getransplanteerde organen kunnen leiden. Omdat de verschillende genen voor de HLA-eiwitten heel dicht bij elkaar liggen, kun je stellen
dat ze gekoppeld overerven en dat kinderen dus van elke ouder een van de twee sets HLA-genen krijgen.
In afbeelding 1 zijn van Marja en haar ouders de chromosomen 6 met verschillende sets allelen voor HLA weergegeven.

(2p)Hoe groot is, op basis van afbeelding 1, de kans dat Arno dezelfde sets van HLA-allelen heeft als Marja?

De ziekte van Wilson
Toen Jannekes vriend opmerkte dat haar ogen van kleur leken te veranderen, dacht ze dat hij een grapje maakte. Maar in de spiegel ziet ze tussen het blauw en het wit van haar ogen een randje geelbruin. Voor de zekerheid gaat zij naar de dokter. Die vermoedt dat Janneke de ziekte van Wilson heeft. De ziekte van Wilson is een zeldzame aandoening waarbij de uitscheiding van koper is verstoord. Hierdoor hoopt koper zich op in de lever, maar ook aan de rand van het hoornvlies, waardoor de verkleuringen ontstaan. In afbeelding 1 is in een doorsnede van het oog een aantal plaatsen met letters aangegeven.

De ziekte van Wilson blijkt vaker voor te komen in de familie van Janneke. In afbeelding 4 is de stamboom van Jannekes familie te zien.

Uit de stamboom is af te leiden dat de ziekte van Wilson autosomaal overerft. Als de overerving X-chromosomaal was geweest, zou een van de ouders van Sem of Janneke de ziekte ook moeten hebben.
(2p)Wie zou in dat geval de ziekte ook hebben?

De ziekte van Wilson
Toen Jannekes vriend opmerkte dat haar ogen van kleur leken te veranderen, dacht ze dat hij een grapje maakte. Maar in de spiegel ziet ze tussen het blauw en het wit van haar ogen een randje geelbruin. Voor de zekerheid gaat zij naar de dokter. Die vermoedt dat Janneke de ziekte van Wilson heeft. De ziekte van Wilson is een zeldzame aandoening waarbij de uitscheiding van koper is verstoord. Hierdoor hoopt koper zich op in de lever, maar ook aan de rand van het hoornvlies, waardoor de verkleuringen ontstaan. In afbeelding 1 is in een doorsnede van het oog een aantal plaatsen met letters aangegeven.

De ziekte van Wilson blijkt vaker voor te komen in de familie van Janneke. In afbeelding 4 is de stamboom van Jannekes familie te zien.

Jannekes tante Sylvia (afbeelding 4) wil weten wat de kans is dat ze drager is van het allel voor de ziekte van Wilson. Ga ervan uit dat Jannekes oma Rita geen drager is.

(2p)Hoe groot is de kans dat Sylvia drager is van het allel voor de ziekte van Wilson?

Longinfecties bij CF-patiënten
Wetenschappers hebben mogelijk ontdekt waardoor de longen van patiënten met taaislijmziekte snel geïnfecteerd raken. Deze ontdekking zou kunnen leiden tot een behandelmethode om longinfecties bij deze patiënten te voorkomen. Patiënten met taaislijmziekte (cystische fibrose, CF) hebben een afwijking in het CFTR-gen waardoor de slijmvliezen in het lichaam dik, taai slijm produceren. Het was tot nu toe onduidelijk hoe dit in de longen leidt tot een verstoorde afweer, bijvoorbeeld tegen bacteriën. Nu blijkt dat bij patiënten met CF de dunne slijmlaag van het longslijmvlies zuurder is dan bij gezonde personen. Hierdoor worden ingeademde bacteriën niet gedood door lysozymen. Dit probleem kan mogelijk in een vroeg stadium worden aangepakt door de slijmlaag minder zuur te maken.

Henk Haagsman, hoogleraar moleculaire afweer aan de Universiteit Utrecht, vermoedde een verband tussen de zuurdere slijmlaag en het veel voorkomen van longinfecties bij CF. Zijn hypothese was: de werking van bacteriedodende eiwitten (lysozymen) in het longslijmvlies wordt bij patiënten met CF geremd door de lagere pH. Om deze hypothese te testen werd een experiment uitgevoerd met
varkens. Het longslijmvlies van gezonde varkens werd behandeld met een NaCl-oplossing of met CO2. Door de CO2 wordt de pH van het longslijmvlies verlaagd, waardoor deze overeenkomt met de pH van het
longslijmvlies van varkens met CF. Met NaCl blijft de pH hetzelfde. Het longslijmvlies van varkens met CF werd behandeld met NaCl of met NaHCO3. Door NaHCO3 wordt de pH verhoogd, zodat de pH van gezonde varkenslongen benaderd wordt. Vervolgens werd bij de vier groepen varkens het longslijmvlies geïnfecteerd met de bacterie Staphylococcus aureus. Hierna werd de sterfte van deze bacteriën bepaald.
Voor het onderzoek heeft men nauw verwante biggen met en zonder CF vergeleken. CF wordt ook bij varkens veroorzaakt door een autosomaal recessief allel van het CFTR-gen. De biggen die in het onderzoek werden gebruikt waren allemaal homozygoot voor het CFTR-gen.
(2p)Welke twee ouderdieren zijn voor het onderzoek met elkaar gekruist om onder andere homozygote biggen zonder CF én biggen met CF te verkrijgen?