Begrippenlijst behavioral genetics, belangrijkste begrippen

Deze samenvatting is gebaseerd op het studiejaar 2013-2014.

Belangrijkste begrippen Behavioral Genetics

2. Mendel’s erfelijkheidswetten

• Gen: Basiseenheid van erfelijkheid. Een reeks DNA-fundamenten die de code vormen voor een bepaald product.

• Allel: Alternatieve vorm van een gen.

• Genotype: Een individu’s combinatie van allelen op een bepaalde plaats (bijv. ogen).

• Fenotype: De geobserveerde of gemeten trekken (bijv. kleur ogen).

• Dominant allel: Een allel dat hetzelfde fenotype in een individu produceert, ongeacht of er één of twee kopieën aanwezig zijn.

• Recessief allel: Een allel dat alleen haar fenotype produceert wanneer er twee kopieën aanwezig zijn.

• Chromosoom: Een draadachtige structuur die DNA bevat en verblijft in celkernen. Mensen hebben 23 paren.

• Locus (enkelvoud van loci): De locatie van een specifiek gen op een chromosoom.

• Linkage: Loci die dicht bij elkaar gelegen zijn op een chromosoom en dus samen geërfd worden binnen families. Linkage is een uitzondering op Mendels tweede wet van onafhankelijke overerving.

• Recombinatie: Een proces dat plaatsvindt tijdens meiose waarin chromosomen onderdelen uitwisselen.

3. Uitzonderingen op de wetten van Mendel

• Geslachtsgekoppeld (X-linked): Een fenotype beïnvloed door een gen op het X-chromosoom. X-linked recessieve stoornissen en ziektes vinden vaker plaats bij mannen omdat zij slechts één X-chromosoom hebben.

• Drager: Een individu die heterozygoot is op een bepaalde locus en zowel een normaal allel als een gemuteerd recessief allel draagt en die fenotypisch gezien normaal lijkt.

• Morbiditeit risicoschatting (morbidity risk estimate): De kans dat je gedurende je hele leven aangetast wordt.

• Correlatie: Een index die de relatie tussen twee variabelen weergeeft.

• Polygenisch: Beïnvloed door meerdere genen.

• Genetische gelijkenis: De mate waarin familieleden bepaalde genen gezamenlijk hebben. Eersterangst familieleden (ouders en broers/zussen) zijn voor 50% genetisch gelijk. Tweederangs familieleden (grootouders, ooms/tantes) zijn voor 25% genetisch gelijk. Derderangs familieleden (eerste neven/nichten en overgrootouders) zijn voor 12,5% genetisch gelijk.

• Risico-drempel (liability-treshold) model: Een model dat ervan uitgaat dat dichotome stoornissen te wijten zijn aan onderliggende genetische risico’s (liabilities) die normaal verdeeld zijn. De stoornis verschijnt alleen wanneer een drempel (treshold) van dit risico overschreden wordt.

4. DNA: de erfelijkheidsbasis

• Centromere: Een chromosomaal gebied zonder genen waar de chromatiden bij elkaar worden gehouden tijdens celdeling.

• Codon: Een sequentie van drie gepaarde lagen die coderen voor een bepaald aminozuur of voor het einde van een overgebrachte sequentie.

• Mitose: Celdeling die plaatsvindt in somatische cellen waarin een cel zichzelf en zijn DNA verdubbelt.

• Meiose: Celdeling die plaatsvindt tijdens de productie van gameten en resulteert in het halveren van het aantal chromosomen, zodat iedere gameet slechts één lid van ieder chromosoompaar bevat.

• Transcriptie: De synthese van een RNA-molecuul van DNA in de celkern.

• Vertaling: De samenvoeging van aminozuren in peptide-ketens op de informatielaag welke gelegen is in mRNA. Dit proces vindt plaats op ribosomen in het cel-cytoplasma.

5. Dierenmodellen

• Gene silencing: Het onderdrukken van de uiting van een gen maar deze niet aanpassen. Het is dus niet erfelijk.

• Gerichte mutatie (targeted mutation): De verandering van een gen op een specifieke manier om zijn functie aan te passen, zoals een gen knock-out.

• Inteeltstam: Een stam van dieren (meestal muizen) die voor minstens 20 generaties gepaard zijn met broertjes/zusjes, wat resulteert in genetisch gelijke individuen. Aan de hand van inteeltstammen kunnen de genetische en omgevingsinvloeden op gedrag worden bestudeerd.

• Mutatie: Een erfelijke verandering in sequenties van gepaarde lagen van DNA.

• Selectief fokken: Over verschillende generaties fokken voor een fenotype door ouders met hoge scores op dat fenotype te selecteren, ze te laten paren en hun nageslacht te beoordelen om de respons op de selectie vast te stellen. Bidirectionele selectie studies selecteren ook in de andere richting, dat wil zeggen, voor lage scores op een bepaald fenotype.

7. Inschatten van genetische en omgevingsinvloeden

• Concordantie (concordance): De aanwezigheid van dezelfde trek in beide leden van een tweelingpaar. Het wordt gebruikt om de risico op het ontwikkelen van een stoornis te schatten.

• Effectgrootte: de grootte van de schatting of het effect in de populatie.

• Environmentality: Proportie van fenotype-variantie die kan worden verklaard door omgevingsinvloeden.

• Erfelijkheid: Proportie van fenotypische variantie die verantwoordelijk kan worden gesteld voor genetische verschillen tussen individuen.

• Gedeelde omgevingsinvloeden: Niet-genetische invloeden die ervoor zorgen dat gezinsleden gelijkenissen vertonen.

• Genetische correlatie: Een cijfer wat de mate aangeeft waarin genetische invloeden op een trek gecorreleerd zijn met genetische invloeden op een andere trek, onafhankelijk van de erfelijkheid van de trekken.

• Model fitting: Een statistische strategie om de significantie van de afstemming (fit) tussen een model van genetische en omgevingsverwantschap tegen de geobserveerde data te testen.

• Niet-gedeelde omgevingsinvloeden: Niet-genetische invloeden die niet correleren voor gezinsleden.

• Tweelingcorrelatie: Correlatie van tweeling 1 met tweeling 2. Deze wordt over het algemeen apart berekend voor eeneiige en twee-eiige tweelingen en wordt gebruikt om de invloed van genen en omgeving te schatten.

8. De wisselwerking tussen genen en omgeving

• Actieve genotype-omgevingscorrelatie: Een correlatie tussen genetische en omgevingsinvloeden die plaatsvindt wanneer individuen omgevingen selecteren of construeren met invloeden die covariëren met hun genetische neigingen.

• Children-of-twins (COT) design: Een studie die kijkt naar ouders die tweeling zijn en de kinderen van iedere tweeling.

• Diathese-stress: Een type van genotype-omgevingsinteractie waarin individuen die een genetisch risico hebben voor een stoornis (diathese) extra gevoelig zijn voor de invloeden van risicovolle (stressvolle) omgevingen.

• Evocatieve genotype-omgevingscorrelatie: Een correlatie tussen genetische en omgevingsinvloeden die plaatsvindt wanneer individuen omgevingsinvloeden oproepen die covariëren met hun genetische neigingen.

• Genotype-omgevingsinteractie: Genetische sensitiviteit voor omgevingen. Genotype-omgevingsinteracties worden meestal beperkt tot statistische interacties, zoals genetische invloeden die verschillen in verschillende omgevingen. De meest gebruikelijke vorm van de tweelingmethode in het bestuderen van genotype-omgevingsinteracties omvat het testen of erfelijkheid verschilt binnen verschillende omgevingen.

• Passieve genotype-omgevingscorrelatie: Een correlatie tussen genetische en omgevingsinvloeden die plaatsvindt wanneer kinderen genen erven met invloeden die covariëren met hun gezinsomgeving.

12. Identificeren van genen

• Allelassociatie (allelic association): Een associatie tussen allelfrequenties en een fenotype.

• Copy number variants (CNV’s): Een polymorfisme die duplicatie van lange DNA-strengen omvat, bestaande uit zowel eiwit-coderende genen als niet-coderende genen. CNV’s worden vaak meer algemeen toegepast om te verwijzen naar alle structurele variaties in DNA, waaronder toevoegingen en verwijderingen.

• Genomewide associatie studie: Een associatie studie die DNA-variatie over het gehele genoom vaststelt.

• Haploïde genotype/haplotype: De DNA-sequentie op een chromosoom. In tegenstelling tot genotype, wat verwijst naar een paar chromosomen, wordt de DNA-sequentie op één chromosoom een haploïde genotype genoemd, afgekort als haplotype.

• Haplotype blok: Een reeks SNP’s die erg hoor correleren. Het HapMap project is bezig de haplotype blokken voor diverse etnische populaties te systematiseren.

• Kandidaat gen (candidate gene): Een gen wiens functie suggereert dat het mogelijk geassocieerd kan worden met een bepaalde trek. Bijvoorbeeld; dopamine genen worden beschouwd als kandidaat genen voor hyperactiviteit, aangezien de medicatie die meestal wordt toegepast om hyperactiviteit te behandelen (methylfenidaat) zich richt op het dopaminesysteem.

• Linkage analyse: Een techniek die linkage tussen DNA-markers en trekken detecteerd om zo genen op chromosomen te kunnen identificeren.

• Linkage disequilibrium/indirecte associatie: Een schending van Mendel’s wet van onafhankelijke overerving waarin markers ongecorreleerd zijn. Het wordt het meest toegepast om te beschrijven hoe dicht naast elkaar DNA-markers op een chromosoom gelegen zijn.

• Micro-reeks (microarray): Ook wel bekend als gen-chips. Micro-reeksen zijn plaatjes ter grootte van een postzegel met honderdduizenden DNA-sequenties waarmee genexpressie (RNA micro-reeksen) of enkele nucleotide polyorfismen (DNA micro-reeksen) kunnen worden gedetecteerd.

• Microsatellite markers: Twee, drie of vier DNA basisparen die tot honderd keer herhaald worden. In tegenstelling tot SNP’s, welke over het algemeen slechts twee allelen hebben, hebben microsatellite markers vaak vele allelen die op een Mendeliaanse manier worden overgedragen.

• Missing heritability: Het verschil tussen de genomewide geïdentificeerde associaties en gerapporteerde erfelijkheidsschattingen van kwantitatieve genetische studies, zoals tweeling- en familiedesigns.

• Polymerase chain reaction (PCR): Een methode om een bepaalde DNA-sequentie te versterken.

• Polymorfisme: Een locus met twee of meer allelen.

• Recombinatorial hotspot: Chromosomale locatie die onderhevig is aan veel hercombinatie; het markeert vaak de grenzen van haplotype blokken.

• Single nucleotide polymorphism (SNP): De meest voorkomende soort DNA-polymorfisme, welke een mutatie in een enkele nucleotide omvat. SNP’s (ook wel ‘snips’ genoemd) kunnen een verandering in een aminozuur-sequentie produceren (niet-synoniem).

• Whole-genome amplification: Het gebruik van een paar restrictie-enzymen in PCR’s om het gehele genoom op te splitsen en te versterken; dit maakt microarrays mogelijk.

15. Verbindingen tussen genen en gedrag

• Electrophoresis: Een methode die wordt toegepast om DNA-fragmenten of eiwitten te scheiden op basis van grootte. Wanneer een electrische lading wordt toegepast op DNA-fragmenten of eiwitten in een gel bewegen de kleinere fragmenten zich sneller voort.

• Endofenotype: Een ‘intern’ of tussenliggend fenotype die niet betrokken is bij zichtbaar gedrag.

• Epigenetica: DNA-aanpassingen die genexpressie beïnvloeden zonder de DNA-sequentie, welke kan worden ‘geërfd’ wanneer cellen splitsen, te veranderen; het kan betrokken zijn in lange-termijn ontwikkelingsveranderingen in genexpressie.

• Epigenoom: Epigenetische gebeurtenissen binnen het genoom.

• Exon: DNA-sequentie die wordt overschreven naar MRNA en vertaald naar een eiwit. (Vergelijk met intron).

• Expressie QTL (eQTL): Wanneer genexpressie als een fenotype wordt gezien kunnen QTL’s worden geïdentificeerd die verantwoordelijk zijn voor genetische invloeden op genexpressie.

• Functionele genomica (functional genomics): De studie naar de manier waarop genen werken door paden tussen genen, hersenen en gedrag te traceren. Het gaat over het algemeen uit van een bottom-up benadering die begint met moleculen in een cel.

• Gedragsgenomica (behavioral genomics): De studie naar de manier waarop genen in het genoom functioneren op het gedragsniveau van analyse. Het gaat uit van een top-down benadering om zo te begrijpen hoe genen werken in termen van het gedrag van het gehele organisme.

• Genetische genomica: De identificatie van genen binnen het gehele genoom die genexpressie beïnvloeden.

• Genexpressie: Transcriptie/overschrijving van DNA naar mRNA.

• Genexpressie profiling: Het gebruik maken van microarrays om de expressie van alle genen in het genoom simultaan in kaart te brengen.

• Genoom: Alle DNA-sequenties van een organisme. Het menselijk genoom bevat ongeveer 3 biljoen DNA basis paren.

• Intron: DNA-sequentie binnen een gen die wordt overschreven naar mRNA, maar die wordt gesplitsts voor de vertaling naar een eiwit. (Vergelijk met exon).

• MicroRNA: Een groep non-coding RNA wat 21-25 nucleotiden omvat die genexpressie kunnen degraderen of stilleggen door zich te binden aan mRNA.

• Neuroom: Invloeden van het genoom op de hersenen.

• Non-coding RNA: RNA die niet wordt vertaald naar aminozuursequenties.

• Posttranslational modification: Chemische verandering van polypeptiden (aminozuursequenties) nadat ze vanuit mRNA vertaald zijn.

• Proteome: Alle eiwitten die vertaald zijn vanuit het RNA (transcriptoom).

• Synaps: Een verbinding tussen twee zenuwcellen. Via deze verbinding kunnen neurotransmitters, zoals dopamine en serotonine, van de ene naar de andere cel worden overgebracht.

• Transcriptoom: RNA wat vanuit al het DNA in het genoom wordt overgeschreven.

16. Algemeen cognitieve capaciteiten

• Additieve genetische variantie: Individuele verschillen die veroorzaakt worden door de onafhankelijke effecten van allelen of loci die iets toevoegen (tegenovergestelde van non-additieve genetische variantie).

• Assortatieve voortplanting (assortative mating): Niet-willekeurige voortplanting, maar voortplanting met individuen die behoren tot dezelfde groep (bijvoorbeeld soort, populatie of type).

• Dominantie: Het effect van het ene allel is afhankelijk van dat van een ander allel. Een dominant allel produceert hetzelfde fenotype in een individu, ongeacht er één of twee kopieën aanwezig zijn (zie ook epistase).

• Epistase: Non-additieve interactie tussen genen op verschillende loci. Het effect van het ene gen is afhankelijk van het effect van het andere gen (zie ook dominantie).

• Non-additieve genetische variantie: Individuele verschillen die te wijten zijn aan non-lineaire interacties tussen allelen op dezelfde (dominantie) of verschillende (epistase) loci (tegenovergestelde van additieve genetische variantie).

17. Schizofrenie

• Major histocompatibility complex (MHC): Een zeer polymorfisch gebied in een gen-dicht chromosomaal gebied (menselijk chromosoom 6) bestaande uit genen die voornamelijk betrokken zijn bij immuun-functies.

18. Ontwikkelingspsychopathologie

• Latente klasse analyse: Een multivariate techniek die trekken of symptomen clustert in veronderstelde onderliggende of latente klassen.

19. Middelenverslavingen

• Farmacogenetica/farmacogenomica: De genetica en genomica van responsen op drugs/medicijnen.

• Psychofarmacogenetica: De genetica van gedragsresponsen op drugs/medicijnen.

20. Evolutie en gedrag

• Directionele selectie: Natuurlijke selectie die opereert tegen een bepaald allel, meestal selectie tegen een schadelijk allel.

• Gebalanceerde polymorfismen: Genetische variabiliteit die wordt behouden binnen een populatie, bijvoorbeeld door te selecteren tegen zowel dominante als recessieve homozygoten.

• Homozygositeit: De aanwezigheid van hetzelfde allel op een bepaalde locus op beide leden van een chromosoompaar.

• Inclusieve fitness: De reproductieve fitness van een individu plus deel van de fitness van de naaste verwanten (kin) die op genetische wijze wordt gedeeld door het individu.

• Instinct: Een aangeboren gedragstendens.

• Inteeltdepressie: Een vermindering van levensvatbaarheid en vruchtbaarheid wat plaats kan vinden na inteelt, wat het meer waarschijnlijk maakt dat het nageslacht dezelfde allelen op iedere locus zullen hebben en dat schadelijke recessieve trekken geuit zullen worden.

• Sociobiologie: Een uitbreiding van de evolutietheorie die zich richt op inclusieve fitness en selectie van naaste verwanten.

• Stabiliserende selectie: Selectie die genetische variatie binnen een populatie behoudt.