DNA wordt stevig ingepakt, maar genen die actief (moeten) zijn, moeten wel afgelezen kunnen worden
Springende genen zijn rare elementen in ons DNA die zich verplaatsen in het genoom. Dat zou goed zijn voor de genetische diversiteit. Die springende genen, ook wel transposonen genoemd, lijken nog een andere eigenschap te hebben die de stabiliteit van het genoom verhoogt, hoe merkwaardig dat ook mag klinken. Volgens onderzoekers van de universiteit van Washington in St. Louis hebben die loszittende genen invloed op het vouwpatroon van dat immense kernzuurmolecuul in de celkern.
Ik vertel het nog maar eens, want het is zo leuk. Elk DNA-molecuul is in volle lengte bijna twee meter lang. Dat gigantische molecuul zit op een speciale manier opgeborgen in de celkern. De afmeting van zo’n celkern kan verschillen, maar is door de bank genomen enkele micrometers groot (1 µm=0,001 mm). Om zo’n groot molecuul daar in te kunnen proppen wordt het DNA op een bepaalde manier gevouwen. Die manier is mede afhankelijk van de genen die actief zijn. Die moeten dan namelijk bereikbaar zijn om te kunnen worden gekopieerd in een boodschapper-RNA-molecuul, dat zelf weer de mal vormt voor het eiwit waarvoor het gen codeert. Tot nu toe werd aangenomen dat de vouwpatronen van het DNA werden bepaald door de volgorde van de DNA-letters (de vier verschillende bouwstenen van DNA, ook wel basen of nucleotiden genoemd).
“Op plaatsen waar het vouwpatroon van het genoom van muis en mens min of meer hetzelfde zijn verwacht je dat de letters in die vorm ook hetzelfde zijn, maar dat is niet wat we vonden, tenminste niet niet in de delen van het DNA die vroeger troep-DNA werden genoemd (niet-coderend DNA, as)”, zegt Ting Wang. Hij en zijn medeonderzoekers bekeken de vorm van DNA in bloedcellen van muizen en mensen. Ze vonden dat in delen van het DNA waar de vouwpatronen in de loop der evolutie dezelfde zijn gebleven wat niet geldt voor de DNA-letters in die delen. Die verandering schijnt toch geen invloed te hebben op het vouwpatroon en doordat de vorm vrijwel gelijk is gebleven geldt dat ook voor het functioneren van die stukken.
“We waren verrast te zien dat sommige verplaatsbare elementen (springende genen; as) zorgden voor het handhaven van de oude structuren”, zegt medeonderzoeker Mayank Choudhary. “De specifieke volgorde kan anders zijn, maar de functie blijft dezelfde. We zien ook dat dat meermalen gebeurd is in de laatste 80 miljoen jaar als de gemeenschappelijke voorlopers van muis en mens voor het eerst gingen verschillen.”
Er lijken meer mogelijkheden te zijn om het in- en uitschakelen van delen van het DNA te reguleren. Volgens de onderzoekers maakt dat het genoom minder kwetsbaar, stabieler. Het zou organismen aan de ene kant de flexibiliteit geven te reageren op veranderingen in de omgeving, terwijl tegelijk de functies die nodig zijn voor levende organismen niet in gevaar gebracht worden.
Onderscheid
Er is wel degelijk onderscheid tussen dat deel van het DNA dat voor eiwitten codeert (maar zo’n 2% van het hele genoom) en de niet-coderende rest. In het coderende deel liggen zowel de basevolgorde als de structuur vast. Dat zou overeind blijven. Het huidige onderzoek zou aannemelijk hebben gemaakt dat de springende genen in het niet-coderende deel andere regels volgen voor het vasthouden van de informatie dan in het coderende deel.
Wang: “Uit ons onderzoek volgt dat we de genetische variatie in het niet-coderende deel anders moeten interpreteren. Zo zijn bij grote studies van het genoom bij veel mensen veel variaties gevonden in het niet-coderende deel die geen effect lijken te hebben op de genaansturing. Dat werd raar gevonden. Dat lijkt echter begrijpelijker in het licht van de nieuwe kennis van de verplaatsbare elementen: de volgorde ter plaatse kan veranderen, maar de functie blijft gelijk. Misschien moeten we deze studies met deze nieuwe kennis van verplaatsbare element opnieuw bekijken. En weer is er een nieuwe laag ontdekt in de complexiteit van de genoomsequentie.”
Bron: Science Daily