Kennisclips genoomplasticiteit
Dna structuur
• Prokaryoot
- Haploid, circulair chromosoom
- Plastiden; kleine, circulaire DNA moleculen die onafhankelijk van het chromosoom kunnen
repliceren
• Eukaryoten
- Lineaire chromosomen in de kern
Plasmiden
• Coderen vaak voor eigenschappen die niet strikt noodzakelijk zijn, maar wel een selectief
voordeel geven
- R plasmide: antibiotica resistentie
- Virulentie genen
- Sym plasmide: symbiose
- Tol plasmide: metabolische routes
Genoom grootte
• De genoom grootte van bacteriën correleert aan het vermogen van de bacteriën om in
verschillende niches te leven
• Bij een constante omgeving (e.g. pH, temperatuur, nutrienten in een gastheer) heeft een
organisme minder genen nodig dan in een niet constante omgeving (e.g. grond); de hoeveelheid
genen hangt samen met de grootte
• De grootte en gen hoeveelheid neemt niet evenredig toe wanneer eukaryoten met prokaryoten
vergeleken worden
- Mens: 3000 grootte en 25000 genen
- E. coli: 4,6 grootte en 4300 genen
→ Bij E. coli codeert ong. 80-90% van het genoom voor eiwitten, bij de mens ong. 1%
Mutaties
• Spontane (natuurlijke) mutaties
• Bij de replicatie is 1 op 10-7-10-11 nucleotide basenparen fout (ontstaan en reparatie)
• Geïnduceerde mutaties bv door UV licht of mutagene stoffen
• Punt mutaties
- Silent: mutatie heeft geen effect op de eiwit productie
- Missense: mutatie zorgt voor een verandering van het aminozuur
- Nonsense: mutatie zorgt voor een stopcodon → stoppen van eiwit synthese
- Frameshift mutaties: insertie of deletie → zorgt voor hele andere aminozuren, vaak een
vervroegd stopcodon en niet functionerende eiwitten
4 Mobile genetic elements
• Insertie sequenties
• Transposons
• Plasmiden
• Bacteriofagen; virussen die bacteriën infecteren
, Insertie sequenties en Transposons
• Genetische elementen die zich kunnen verplaatsen van de ene plek in het DNA naar een andere
→ Transpositie
• Insertie sequenties (IS elementen): bestaat uit een gen dat codeert voor een enzym (→
transposase gen) deze zorgt ervoor dat het element zich verplaatst; aan beide kanten van het
element zitten twee inverted repeats die worden herkend door het transposase eiwit
• Transposons: complexe, mobiele elementen, bezitten ook een transposase gen met 2 IS achtige
elementen aan beide uiteindes; daar tussen zitten extra genen (deze zijn vaak voordelig voor de
overleving van het organisme)
Transposon
• Verplaatst van 1 plek in het DNA naar een andere positie
• Transpositie is zeldzaam (10-5 -10-7)
• Soms blijft er maar 1 kopie van, soms duplicaties van
het transposon
• Herkent de sequenties aan de uiteindes van het
transposon en vormt een complex
• Transposase knipt en plakt het transposon ergens
anders in het chromosoom
Mechanismen genoomplasticiteit
• Mutations
• Rearrangements
• Duplications
• Deleties
• Horizontale gene transfer
Dna structuur
• Prokaryoot
- Haploid, circulair chromosoom
- Plastiden; kleine, circulaire DNA moleculen die onafhankelijk van het chromosoom kunnen
repliceren
• Eukaryoten
- Lineaire chromosomen in de kern
Plasmiden
• Coderen vaak voor eigenschappen die niet strikt noodzakelijk zijn, maar wel een selectief
voordeel geven
- R plasmide: antibiotica resistentie
- Virulentie genen
- Sym plasmide: symbiose
- Tol plasmide: metabolische routes
Genoom grootte
• De genoom grootte van bacteriën correleert aan het vermogen van de bacteriën om in
verschillende niches te leven
• Bij een constante omgeving (e.g. pH, temperatuur, nutrienten in een gastheer) heeft een
organisme minder genen nodig dan in een niet constante omgeving (e.g. grond); de hoeveelheid
genen hangt samen met de grootte
• De grootte en gen hoeveelheid neemt niet evenredig toe wanneer eukaryoten met prokaryoten
vergeleken worden
- Mens: 3000 grootte en 25000 genen
- E. coli: 4,6 grootte en 4300 genen
→ Bij E. coli codeert ong. 80-90% van het genoom voor eiwitten, bij de mens ong. 1%
Mutaties
• Spontane (natuurlijke) mutaties
• Bij de replicatie is 1 op 10-7-10-11 nucleotide basenparen fout (ontstaan en reparatie)
• Geïnduceerde mutaties bv door UV licht of mutagene stoffen
• Punt mutaties
- Silent: mutatie heeft geen effect op de eiwit productie
- Missense: mutatie zorgt voor een verandering van het aminozuur
- Nonsense: mutatie zorgt voor een stopcodon → stoppen van eiwit synthese
- Frameshift mutaties: insertie of deletie → zorgt voor hele andere aminozuren, vaak een
vervroegd stopcodon en niet functionerende eiwitten
4 Mobile genetic elements
• Insertie sequenties
• Transposons
• Plasmiden
• Bacteriofagen; virussen die bacteriën infecteren
, Insertie sequenties en Transposons
• Genetische elementen die zich kunnen verplaatsen van de ene plek in het DNA naar een andere
→ Transpositie
• Insertie sequenties (IS elementen): bestaat uit een gen dat codeert voor een enzym (→
transposase gen) deze zorgt ervoor dat het element zich verplaatst; aan beide kanten van het
element zitten twee inverted repeats die worden herkend door het transposase eiwit
• Transposons: complexe, mobiele elementen, bezitten ook een transposase gen met 2 IS achtige
elementen aan beide uiteindes; daar tussen zitten extra genen (deze zijn vaak voordelig voor de
overleving van het organisme)
Transposon
• Verplaatst van 1 plek in het DNA naar een andere positie
• Transpositie is zeldzaam (10-5 -10-7)
• Soms blijft er maar 1 kopie van, soms duplicaties van
het transposon
• Herkent de sequenties aan de uiteindes van het
transposon en vormt een complex
• Transposase knipt en plakt het transposon ergens
anders in het chromosoom
Mechanismen genoomplasticiteit
• Mutations
• Rearrangements
• Duplications
• Deleties
• Horizontale gene transfer
